多晶硅精馏单元培训资料培训内容精馏简介物料介绍原理及设备塔器及工艺流程操作安全1、精馏简介1.1精馏技术是现代传质理论在化学、化工过程工业分离领域中的一项关键共性技术，广泛应用于石油炼制、石油化工、化学工业、精细化学品、化肥工业、空气分离、原子能化工、环境保护、中药现代化和天然产物分离等产品和工业过程。在提高产品的纯度和收益率、降低生产过程的能耗和控制环境污染方面具有重要作用。对显著提升传统化工装置技术水平、推动行业科技进步具有重要意义。1.2精馏单元简介1.2.1多晶硅生产的工艺过程：多晶硅生产的工艺过程简单概括为：三个化学反应，一系列的分馏提纯，使冶金硅成为高纯度多晶硅的除杂过程。在半导体硅的生产中，三氯氢硅或四氯化硅提纯是一个关键工序。TCS合成工序产品有SiHCl3（TCS），SiCl4（STC），SiH2Cl2（DCS），CH3SiHCl2（MDCS），BCl3，PCl3，PCl5，AlCl3，FeCl2，其中的杂质（如硼），在物理提纯过程中很难除掉，对于其他杂质，物理提纯也要耗费更多的时间和费用方能除去。其中有：精馏、萃取、固体吸附、部分水解、络合等。但在工业生产中，目前应用最为广泛的是精馏提纯，下图是工艺技术路线图。1.2.2高纯概念多晶硅生产是一个由Si生产Si的提纯过程，把99.5%的Si变成六到十个“9”的过程。产品纯度高，生产所用原、副材料要求纯度高，生产工艺过程中的设备、管道等给介质带入的杂质量要少，安装、清洗要求相应要严格得多，目的都是为了追求一个“纯”字。通常用百分比含量来表示物质的纯度，半导体行业常用“PPm”“PPb”“PPt”表示物质的纯度，其换算关系为：PPm——杂质含量为10-6；其纯度为99.9999%6个“9”PPb——杂质含量为10-9；其纯度为99.9999999%9个“9”PPt——杂质含量为10-12；其纯度为99.9999999999%11个“9”2.0物料介绍精馏工序主要涉及到的物料有SiHCl3（TCS），SiCl4（STC），SiH2Cl2（DCS），CH3SiHCl2（MDCS），BCl3，PCl3和聚氯硅烷等。2.1SiHCL3理化性质名称数值名称数值分子量135.45含硅量20.7液体密度(31.5℃)1.318闪点(℃)-28气体密度(31.5℃)0.0055空气自燃点(℃)175熔点(℃)-128蒸发潜热(kcal/mol)6.36沸点(℃)31.5比热(kcal/kg.℃)0.23(液)0.132(汽)三氯氢硅在常温常压下为具有刺激性异味易流动易挥发的无色透明液体，在空气中极易燃烧，在-18℃以下也有着火的危险，遇明火则强烈燃烧，燃烧时发出红色火焰和白色烟，生成二氧化硅、氯化氢和氯气。SiHCl3+O2→SiO2+HCl+Cl2。三氯氢硅的蒸汽能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性混合气，受热时引起猛烈的爆炸。三氯氢硅遇潮气时发烟，与水剧烈反应生成HCI；与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。存放液态三氯氢硅的容器受到强烈撞击时会着火。无水状态下三氯硅烷对铁和不锈钢不腐蚀，但是在有水分存在时腐蚀性极强，可腐蚀大部分金属有毒性（见安全部分）。2.2SiCl4理化性质名称数值名称数值分子量169.2含硅量16.55液体密度(g/cm3)1.41闪点(℃)-9气体密度(g/cm3)0.0063空气自燃点(℃)不可燃熔点(℃)-70蒸发潜热(kcal/mol)6.96沸点(℃)57.6比热J/kg.℃(20℃，液体)：79505无色透明液体。有窒息气味，对皮肤有腐蚀。潮湿受气中水解而成硅酸和氯化氢，同时产生白烟。溶于四氯化碳、四氯化钛、四氯化锡及有机溶剂。能与水发生激烈水解作用，也能与醇类起作用。干燥空气中加热生成氧氯化硅。与氢及其他还原剂作用生成三氯甲硅烷和其他氯代硅烷，与胺、氨迅速反应生成氮化硅聚合物，与醇反应生成硅酸酯类，与有机金属化合物(如锌、汞、钠)反应生成有机硅烷，有毒性（见安全部分）。应用领域有机工业主要用于合成有机桂化合物．如有机硅树脂、有机硅橡胶、耐热垫衬材料、有机硅油、有机硅单体、硅酸酯类等。电子工业用于制取半导体材料硅。冶金工业用于制造耐腐蚀硅铁。军事工业用于制造烟幕剂。涂料工业用于制造高温绝缘漆。铸造工业用作说模剂。另外，还用于制造各种无机进化合物和用作分析试剂等。2.3SiH2Cl2理化性质在室温和大气压力下是一种高可燃、腐蚀性有毒气体。于21.1℃和大气压力下气体相对密度(空气=1)3.48；气体密度4.228kg/m3；液体密度1235k...
