專利名稱：六氯乙硅烷的回收方法及用于該方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由四氯硅烷和氫氣生產(chǎn)三氯硅烷時生成的作為副產(chǎn)物的六氯乙硅烷 (Si2Cl6)的回收方法、以及用于該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
三氯硅烷(SiHCl3)是用于半導(dǎo)體、液晶面板、太陽能電池等的制造的特殊材料氣體。近年來，需求逐漸擴大，作為電子領(lǐng)域廣泛使用的CVD材料，其今后的發(fā)展受到期待。三氯硅烷是通過使氣化的四氯硅烷與氫氣(H2)在反應(yīng)爐內(nèi)接觸，實現(xiàn)以下的熱平衡狀態(tài)而生成的。
SiCl4+H2^SiHCl3+HCl (1)上述反應(yīng)通過在反應(yīng)爐內(nèi)將由氣化的四氯硅烷與氫氣構(gòu)成的原料氣體加熱至 700-1400°C 來進行。此外，此時，除上述反應(yīng)外還發(fā)生以下的平衡反應(yīng)，從而除三氯硅烷外還生成一氯硅烷(SiH3Cl)、二氯硅烷(SiH2Cl2)和硅烯(SiCl2)等副產(chǎn)物。
SiCl4+3H2^SiH3Cl+3HCl (2)
SiCl4+3H2^SiH2Cl2+2HCl (3)
SiHCl3^SiCl2+HCl(4)為了高效地回收三氯硅烷，如專利文獻(xiàn)1所示，在實現(xiàn)上述式(1)的熱平衡狀態(tài)后，為了不使生成的三氯硅烷再次變回四氯硅烷，需要盡可能瞬時將反應(yīng)生成氣體冷卻至預(yù)定溫度從而凍結(jié)平衡。為了瞬時凍結(jié)上述平衡狀態(tài)，典型地需要在少于1秒的時間內(nèi)將反應(yīng)生成氣體急冷至約600°c。上述急冷時，高溫下生成的SiCl2如下式(5)所示可能與四氯硅烷反應(yīng)生成副產(chǎn)物六氯乙硅烷(Si2Cl6)。
SiCl2+SiCl4—Si2Cl6 (5)因此，急冷后的反應(yīng)生成氣體中，除了由上述式(1)生成的三氯硅烷和氯化氫之外，還含有大量的未反應(yīng)四氯硅烷和氫氣、以及由上述式0)-(5)生成的作為副產(chǎn)物的一氯硅烷、二氯硅烷和六氯乙硅烷等各種氯代硅烷。其中，如以下所示，與反應(yīng)生成氣體所含有的其他主要氯代硅烷類相比，六氯乙硅烷的沸點特別高。物質(zhì)名化學(xué)式沸點
六氯乙娃烷Si2Cl6145°C
四氯硅烷SiCl457°C
三氯硅烷SiHCl332。C
二氯硅烷SiH2Cl28°C
一氯硅烷SiH3Cl-310C但是，六氯乙硅烷等高沸點物附著在設(shè)備內(nèi)的配管壁并將配管堵塞，可能阻礙設(shè)備的連續(xù)運轉(zhuǎn)。因此，為了避免生成作為副產(chǎn)物的六氯乙硅烷等高沸點物，在專利文獻(xiàn)1中提出了降低上述式(1)的反應(yīng)溫度，在冷卻反應(yīng)生成氣體時作為冷卻氣體使用氯化氫并通過下式(6)分解六氯乙硅烷。
Si2Cl6+HCl^SiHCl+SiCl4專利文獻(xiàn)1 日本專利“特開2008-137885號公報”

發(fā)明內(nèi)容
但是，由四氯硅烷和氫氣生成三氯硅烷的式(1)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此，根據(jù)勒夏特列原理，如果只進行單純的冷卻，則平衡向抵消由冷卻引起的溫度降低的方向、即由三氯硅烷和氯化氫生成四氯硅烷的方向傾斜。如果無視上述情況而大量導(dǎo)入作為冷卻氣體的氯化氫，則反應(yīng)體系內(nèi)的HCl濃度上升，上述式(1)的平衡被進一步推回左側(cè)。因此，作為冷卻氣體使用氯化氫的情況下，雖然可能避免生成作為副產(chǎn)物的高沸點物，但結(jié)果可能使三氯硅烷的回收率降低。此外，另一方面，六氯乙硅烷作為硅酮制造原料、作為化學(xué)氣相沉積的成膜速度和電特性優(yōu)良的乙硅烷(Si2H6)的原料等可進行工業(yè)利用。因此，期望積極回收六氯乙硅烷并加以利用。本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供六氯乙硅烷的回收方法及用于該方法的設(shè)備，這種方法不會阻礙三氯硅烷的生成的情況下，回收生成三氯硅烷時生成的副產(chǎn)物六氯乙硅烷從而可對其進行工業(yè)利用，并提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率且可進行連續(xù)運轉(zhuǎn)。本發(fā)明為解決上述問題而采用以下的結(jié)構(gòu)。S卩，本發(fā)明的六氯乙硅烷的回收方法，其特征在于，具有如下工序在700 1400°C范圍的溫度下，使含有氣化的四氯硅烷和氫氣的原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而得到反應(yīng)生成氣體的工序；將上述反應(yīng)生成氣體冷卻至30 60°C的溫度范圍從而得到含有六氯乙硅烷的冷凝液的工序；以及從上述冷凝液中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物的工序。此外，本發(fā)明的六氯乙硅烷的回收設(shè)備，其特征在于，具有如下裝置反應(yīng)爐，用于在700 1400°C范圍的溫度下，使含有氣化的四氯硅烷和氫氣的原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而得到反應(yīng)生成氣體；
5
急冷塔，用于將上述反應(yīng)生成氣體冷卻至30 60°C的溫度范圍從而得到含有六氯乙硅烷的冷凝液；以及濃縮塔，用于從上述冷凝液中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物。根據(jù)本發(fā)明，通過在急冷塔中將反應(yīng)生成氣體急冷至30 60°C的溫度范圍，可以從急冷塔的塔底抽出冷凝液，從急冷塔的塔頂部另外回收冷卻未凝結(jié)氣體。這里，生成的大部分三氯硅烷包含在冷卻未凝結(jié)氣體中，含有作為副產(chǎn)物的大部分六氯乙硅烷的高沸點物包含在冷凝液中。因此，在主要的三氯硅烷的分餾過程中幾乎不存在六氯乙硅烷，與三氯硅烷的分餾相關(guān)的配管被高沸點物堵塞的可能性較低。此外，通常，如果提高用于使平衡凍結(jié)的急冷效率，則容易生成作為副產(chǎn)物六氯乙硅烷等的高沸點物，但根據(jù)本發(fā)明，由于主要的三氯硅烷的分餾過程中幾乎不存在六氯乙硅烷，因此，可以無需考慮生成作為副產(chǎn)物的高沸點物，從而可增強反應(yīng)生成氣體的冷卻效率。因此，無須擔(dān)心三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率和回收率下降。此外，在冷卻塔中將反應(yīng)生成氣體冷卻而得到冷凝液，將冷凝液導(dǎo)出至濃縮塔，通過濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物，使高沸點物不在設(shè)備內(nèi)蓄積，從而可以防止配管的堵塞。同樣地，關(guān)于用于使四氯硅烷原液氣化的蒸發(fā)器中蓄積的未蒸發(fā)部分，也可以將其導(dǎo)出至濃縮塔并將含有六氯乙硅烷的高沸點物濃縮回收。由于具有上述構(gòu)成，因此，可以通過從四氯硅烷原液去除高沸點物來抑制四氯硅烷原液的沸點上升，可以抑制四氯硅烷的氣化所需要的熱量增大。此外，由于可以通過設(shè)備的最初工序去除四氯硅烷原液中含有的六氯乙硅烷等高沸點物，因此高沸點物難以在設(shè)備內(nèi)蓄積。此外，由于具有上述構(gòu)成，因此，可以使用混入有六氯乙硅烷等高沸點物的純度較低的四氯硅烷原液、例如從設(shè)備回收的未反應(yīng)的四氯硅烷等作為原料，從而提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率和經(jīng)濟效率。而且，回收的六氯乙硅烷可以作為硅酮制造原料在工業(yè)上進行有效利用。


圖1是用于說明作為本發(fā)明的實施方式的六氯乙硅烷回收方法的流程的圖。標(biāo)號說明10蒸發(fā)器20預(yù)熱器30反應(yīng)爐31反應(yīng)容器32加熱器33外筒容器；34抽出管40急冷塔41金屬制容器42 噴嘴
43 泵44冷卻裝置50冷凝器60 罐70濃縮塔80蒸餾塔
具體實施例方式以下，使用附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是概略地表示本實施方式的六氯乙硅烷回收方法的流程的圖。本實施方式的六氯乙硅烷主要通過具有如下裝置的設(shè)備來實施蒸發(fā)器10，用于使四氯硅烷氣化；預(yù)熱器20，用于對含有氣化的四氯硅烷和氫氣的原料氣體進行預(yù)熱；反應(yīng)爐30，用于在700 1400°C范圍的溫度下，使預(yù)熱后的原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而得到反應(yīng)生成氣體；急冷塔40，用于將反應(yīng)生成氣體冷卻至30 60°C的溫度范圍，從而得到含有六氯乙硅烷的冷凝液；濃縮塔70，用于從冷凝液中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物；冷凝器50，用于將來自反應(yīng)生成氣體的冷卻未凝結(jié)氣體中的三氯硅烷和四氯硅烷冷凝；罐60，用于暫時儲存從冷凝器50抽出的凝縮液和從濃縮塔70抽出的低沸點物； 以及蒸餾塔80，用于從由罐60導(dǎo)出的儲存液分餾三氯硅烷和四氯硅烷。<蒸發(fā)器>蒸發(fā)器10是用于使四氯硅烷氣化的裝置，可以不受限制地使用通常使用的裝置來作為蒸發(fā)器。蒸發(fā)器10的四氯硅烷原液的加熱溫度可以為大氣壓下60 150°C，優(yōu)選為60 120°C。只要在上述溫度范圍內(nèi)，則可以使四氯硅烷充分蒸發(fā)而不會使六氯乙硅烷等高沸點物氣化。當(dāng)然，如果蒸發(fā)器10是可以調(diào)節(jié)內(nèi)部壓力的類型，則根據(jù)壓力變化，使四氯硅烷氣化的最佳溫度發(fā)生變化而偏離上述溫度范圍。供給至蒸發(fā)器10的四氯硅烷原液優(yōu)選高純度的四氯硅烷，但也可以是混入微量六氯乙硅烷等高沸點物。但是，上述高沸點物作為未蒸發(fā)部分蓄積在蒸發(fā)器10的底部，妨礙四氯硅烷的氣化，因此將積存在蒸發(fā)器10底部的未蒸發(fā)部分從蒸發(fā)器10分批式或連續(xù)式地抽出。由于要回收可進行工業(yè)利用的四氯硅烷和六氯乙硅烷，而將所抽出的未蒸發(fā)部分供給至后述的濃縮塔70?！搭A(yù)熱器〉將被蒸發(fā)器10氣化的四氯硅烷與氫氣混合，作為原料氣體供給至后述的反應(yīng)爐 30。四氯硅烷與氫氣的混合比，例如按照摩爾比計可以為1 1 1 2。在將混合氣體送入反應(yīng)爐30之前，可以在預(yù)熱器20中對其進行加熱，使其接近反應(yīng)爐30內(nèi)部的溫度。由此，混合氣體的溫度與反應(yīng)爐30內(nèi)部的溫度差得到緩和，使反應(yīng)爐 30內(nèi)部不發(fā)生溫度不均，從而可以改善反應(yīng)爐30的轉(zhuǎn)換效率，并可以防止反應(yīng)爐30發(fā)生局部熱應(yīng)力集中。此外，可以防止所生成的三氯硅烷因混合氣體的流入所引起的溫度降低而變回四氯硅烷。<反應(yīng)爐>反應(yīng)爐30具備反應(yīng)容器31、以包圍反應(yīng)容器31外側(cè)的方式配置的長的加熱器 32、容納反應(yīng)容器31和加熱器32的外筒容器33。通過加熱器32加熱反應(yīng)容器31的外壁， 在反應(yīng)容器31內(nèi)部在約700°C -約1400°C的高溫下使四氯硅烷與氫氣的混合氣體發(fā)生反應(yīng)，由此進行上述式(1)的三氯硅烷的生成。<反應(yīng)容器>反應(yīng)容器31是用于在高溫環(huán)境下使四氯硅烷和氫氣發(fā)生反應(yīng)的大致圓筒形狀的容器，具有引入原料氣體的原料氣體導(dǎo)入口、和用于導(dǎo)出反應(yīng)生成氣體的反應(yīng)生成氣體抽出口。在本實施方式中，將原料氣體導(dǎo)入口設(shè)置在反應(yīng)容器31的底部中央，將反應(yīng)生成氣體抽出口設(shè)置在反應(yīng)容器31的上方的側(cè)壁。在反應(yīng)生成氣體抽出口插入后述的抽出管34， 將反應(yīng)生成氣體排出至反應(yīng)爐30的外部。構(gòu)成反應(yīng)容器31的材質(zhì)是氣密性優(yōu)良的石墨材料，特別優(yōu)選各向同性高純度石墨，其中，上述各向同性高純度石墨由于微粒結(jié)構(gòu)因此強度較高，并且，由于熱膨脹等特性在任何方向都相同，因此耐熱性和耐腐蝕性均優(yōu)良。特別是，優(yōu)選對反應(yīng)容器31的內(nèi)周面和/或外周面進行碳化硅覆膜處理，以及通過CVD法形成10-500 μ m厚度的該碳化硅覆膜。由于碳化硅覆膜對化學(xué)分解具有極高的耐性，因此可以防止碳組織的化學(xué)侵蝕。因此，通過實施碳化硅覆膜處理，可以保護反應(yīng)容器 31的表面免受腐蝕。為了實現(xiàn)優(yōu)良的耐久性和導(dǎo)熱效率，反應(yīng)容器31本來優(yōu)選為一體成型，但根據(jù)實施的規(guī)模，也可以使用因制造技術(shù)上的問題故使多個大致圓筒體連結(jié)一體化而得的裝置。 作為使多個大致圓筒體連結(jié)一體化的類型的反應(yīng)容器3，特別優(yōu)選使端部相互對接并在大致同軸上上下配置，再使用環(huán)從外側(cè)將對接端部螺合連結(jié)。通過形成上述結(jié)構(gòu)，可以使大致圓筒體的結(jié)構(gòu)變得簡單，由于沒有在上端或下端形成壁厚較薄的部位，因此對物理沖擊具有優(yōu)良的耐性。此外，由于沒有在連結(jié)部采用一個大致圓筒體的端部嵌入另一大致圓筒體的端部的結(jié)構(gòu)，因此，即使大致圓筒體因在高溫環(huán)境下使用而發(fā)生熱膨脹，也不會引起由每個大致圓筒體的熱膨脹系數(shù)的不同所導(dǎo)致的連結(jié)部的裂紋或皸裂?！醇訜崞鳌导訜崞?2具有在上下方向上延長的多個長的碳制發(fā)熱體和與發(fā)熱體的一端連接的用于由外部電源向發(fā)熱體供給電力的電極。多個加熱器32以包圍反應(yīng)容器31的周圍的方式進行配置，通過控制供給電力量，從反應(yīng)容器31的外側(cè)對反應(yīng)容器31內(nèi)部的溫度進行調(diào)節(jié)。<外筒容器>外筒容器33是其外側(cè)由不銹鋼等金屬構(gòu)成且其內(nèi)側(cè)被碳板、耐火磚、隔熱磚等的隔熱材料包覆的大致圓筒形狀的容器。外筒容器33容納上述反應(yīng)容器31和加熱器32，并使它們與外界隔熱。外筒容器33容納反應(yīng)容器31時，在外筒容器33上與反應(yīng)容器31的原料氣體導(dǎo)入口和反應(yīng)生成氣體抽出口對應(yīng)的位置處設(shè)置有原料氣體導(dǎo)入開口部和反應(yīng)生成氣體抽出開口部。反應(yīng)生成氣體抽出開口部處設(shè)置有連結(jié)裝置，與后述的急冷塔40連接?！闯槌龉堋党槌龉?4是經(jīng)過外筒容器33的反應(yīng)生成氣體抽出開口部，與反應(yīng)容器31的反應(yīng)生成氣體抽出口連接的碳制的管狀構(gòu)件，將反應(yīng)容器31內(nèi)生成的含有三氯硅烷的反應(yīng)生成氣體排出至反應(yīng)爐30外。構(gòu)成抽出管34的材質(zhì)是氣密性優(yōu)良的石墨材料，特別優(yōu)選各向同性高純度石墨， 其中，上述各向同性高純度石墨由于微粒結(jié)構(gòu)因此強度較高，并且，由于熱膨脹等的特性在任何方向都相同，因此耐熱性和耐腐蝕性均優(yōu)良。特別是，優(yōu)選對抽出管34的內(nèi)周面和/或外周面進行碳化硅覆膜處理，以及通過 CVD法形成10-500 μ m厚的該碳化硅覆膜。由于碳化硅覆膜對化學(xué)分解具有極高的耐性，因此可以保護抽出管；34的表面免受腐蝕。抽出管34如果由單一的構(gòu)件構(gòu)成則氣密性和強度優(yōu)良因而優(yōu)選，但也可以是連結(jié)多個構(gòu)件而成。抽出管34的接頭裝置典型地可以使用凸緣。此外，也可以使用大致圓筒狀的管狀構(gòu)件，并通過環(huán)從外側(cè)將對接端部螺合連結(jié)。<急冷塔>急冷塔40具備圓筒狀的金屬制容器41 ；用于向金屬制容器41內(nèi)噴霧冷卻液的噴霧裝置、即將冷卻液細(xì)分為微細(xì)液滴的噴嘴42 ；將積存在金屬制容器41底部的冷卻液與通過冷卻生成的凝結(jié)部分(即冷凝液)一起抽出并使其循環(huán)至噴嘴42的泵43;以及用于將冷卻液冷卻的冷卻裝置44。急冷塔40的側(cè)壁設(shè)置有用于與上述反應(yīng)爐30連接的反應(yīng)生成氣體導(dǎo)入開口部。噴嘴42設(shè)置在反應(yīng)生成氣體導(dǎo)入開口部的上部附近，使得可以向?qū)爰崩渌?0的反應(yīng)生成氣體噴霧冷卻液。此外，急冷塔40的塔頂部連接有配管，上述配管用于將冷卻后仍處于氣體狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體的氣體成分(即冷卻未凝結(jié)氣體)供給至后述的冷凝器50。冷卻液優(yōu)選使用由四氯硅烷和三氯硅烷構(gòu)成的混合液，混合液中的四氯硅烷的含量優(yōu)選為80-100摩爾％，更優(yōu)選為85-95摩爾％。通過使用上述特定組成的冷卻液，可以在保持上述式(1)的平衡向右側(cè)充分移動的狀態(tài)下將反應(yīng)凍結(jié)，從而可以以高的收率回收
二氣娃焼。冷卻液與因反應(yīng)生成氣體的冷卻而產(chǎn)生的冷凝液混合在急冷塔40內(nèi)流下，在連續(xù)循環(huán)中冷卻液的組成發(fā)生變化。因此，根據(jù)需要，需要向冷卻液補充由四氯硅烷和/或三氯硅烷構(gòu)成的預(yù)備液，從而使冷卻液保持一定的混合比。優(yōu)選將冷卻液的溫度調(diào)整至50°C以下，如果冷卻液的溫度被調(diào)整至50°C以下，則可以在短時間內(nèi)將反應(yīng)生成氣體的溫度急冷，從而可以在上述式(1)的平衡向右側(cè)充分移動的狀態(tài)下凍結(jié)平衡。從急冷塔40的塔頂部抽出的冷卻未凝結(jié)氣體，在冷凝器50中被分離為含有氯代硅烷類的凝結(jié)液、和含有氫氣和氯化氫的未凝結(jié)成分。將被抽出的氫氣再次作為原料氣體來使用，另外回收氯化氫來進行工業(yè)利用。含有氯代硅烷類的凝結(jié)液暫時貯藏在罐60中， 之后輸送至蒸餾塔80，進行三氯硅烷與未反應(yīng)四氯硅烷的分離。
另一方面，從急冷塔40的塔底抽出的冷凝液(含有冷卻液)的部分或全部不作為冷卻液來循環(huán)，而是連續(xù)式或分批式地供給至后述的濃縮塔。冷凝液中，除了構(gòu)成冷卻液的三氯硅烷和四氯硅烷之外，還含有因反應(yīng)生成氣體的冷卻而凝結(jié)的三氯硅烷和未反應(yīng)四氯硅烷、以及六氯乙硅烷等副產(chǎn)物。<濃縮塔>從蒸發(fā)器10抽出的未蒸發(fā)部分和從急冷塔40的塔底抽出的冷凝液(含有冷卻液)，在濃縮塔70中被分離為含有三氯硅烷和四氯硅烷的低沸點物、和含有六氯乙硅烷的高沸點物。濃縮塔70可以使用具有重沸器的多級式蒸餾裝置等公知的濃縮裝置。重沸器可以是使?jié)饪s塔70塔底的周圍形成夾套式來進行直接加熱的方式，也可以是在塔底的外部設(shè)置熱交換器的方式。此外，還可以采用在塔底的內(nèi)部設(shè)置熱交換器的方式。作為熱交換器，通常為獲得導(dǎo)熱面積而適合采用殼管方式，但也可以采用蛇管式或電加熱器等。濃縮塔70的塔內(nèi)溫度優(yōu)選在60 200°C的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選在60_150°C的范圍內(nèi)。此外，塔內(nèi)壓力優(yōu)選在大氣壓 0. 3MPa(絕對壓力)的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選維持在大氣壓 0.2MPa (絕對壓力)的范圍內(nèi)。如果濃縮塔70內(nèi)的溫度和壓力在上述范圍內(nèi)，則在導(dǎo)入的氯代硅烷類中，可以從塔頂部抽出沸點比較低的四氯硅烷和三氯硅烷，并充分提高殘留在塔底部的六氯乙硅烷的濃度。使從塔頂部抽出的四氯硅烷和三氯硅烷冷凝并暫時貯藏在罐60中，之后，輸送至蒸餾塔80，分離為三氯硅烷和未反應(yīng)的四氯硅烷。這里，將抽出的四氯硅烷再次作為原料氣體來使用。另一方面，在濃縮塔70濃縮而積存在塔底部的高沸點物中含有高濃度的六氯乙硅烷，可以進行工業(yè)利用。根據(jù)需要重復(fù)蒸餾操作，由此可以進一步提高六氯乙硅烷的純度。實施例以下，通過實施例對本發(fā)明進行更具體的說明，但本發(fā)明并不限于實施例。[實施例1]使用圖1所示的設(shè)備生成三氯硅烷，并回收作為副產(chǎn)物的六氯乙硅烷。調(diào)節(jié)蒸發(fā)器，使得內(nèi)部溫度達(dá)到100°C、內(nèi)部壓力達(dá)到0. IMPa (絕對壓力)，使四氯硅烷連續(xù)蒸發(fā)。以1 2的摩爾比將氣化的四氯硅烷與氫氣混合，通過預(yù)熱器預(yù)熱至600°C，以27
摩爾/小時的流量連續(xù)供給至反應(yīng)爐。對反應(yīng)爐進行加熱，使得其內(nèi)部容納的反應(yīng)容器的中心溫度維持在1300°C。將在反應(yīng)爐中生成的反應(yīng)生成氣體導(dǎo)出至急冷塔，在噴霧量為0. 11/分鐘、噴霧壓力為0. 15MPa的條件下，向急冷塔中噴霧由三氯硅烷和四氯硅烷的混合物(摩爾比= 85 15)構(gòu)成的保持在30°C的冷卻液。將從急冷塔的塔頂抽出的冷卻未凝結(jié)氣體輸送至冷凝器，將抽出氫氣和氯化氫后的殘留的凝結(jié)液導(dǎo)出至罐，將積存在罐內(nèi)的貯存液輸送至蒸餾塔，分餾三氯硅烷和四氯硅烷。將所得的四氯硅烷輸送至蒸發(fā)器并作為原料來再次使用。然后，設(shè)備每連續(xù)運轉(zhuǎn)10小時，將積存在蒸發(fā)器底部的未蒸發(fā)部分、和由急冷塔抽出的冷凝液(含有冷卻液)導(dǎo)出至濃縮塔，在150°C、0· 2MPa(絕對壓力)的條件下進行蒸餾，將由濃縮塔的塔頂抽出的低沸點物冷凝并導(dǎo)出至罐，進行三氯硅烷和四氯硅烷的分餾。 將如上得到的四氯硅烷輸送至蒸發(fā)器從而作為原料氣體再次使用。另一方面，將在濃縮塔濃縮并積存在塔底的高沸點物作為六氯乙硅烷原液來回收。如上，定期將未蒸發(fā)部分和冷凝液從蒸發(fā)器和急冷塔抽出并回收高沸點物，因此， 與沒有進行上述抽出的情況相比，可以減輕蒸發(fā)器所受的負(fù)荷，可以防止用于噴霧冷卻液的噴嘴和配管等的堵塞，并可以回收在工業(yè)上有用的六氯乙硅烷。以上，基于實施例對本發(fā)明進行了說明。上述實施例僅為例示，可能存在各種變形例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解上述變形例也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.六氯乙硅烷的回收方法，具有如下工序在700 1400°C范圍的溫度下，使含有氣化的四氯硅烷和氫氣的原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而得到反應(yīng)生成氣體的工序；將所述反應(yīng)生成氣體冷卻至30 60°C的溫度范圍從而得到含有六氯乙硅烷的冷凝液的工序；以及從所述冷凝液中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的六氯乙硅烷的回收方法，通過冷卻液的噴霧進行所述反應(yīng)生成氣體的冷卻。
3.如權(quán)利要求2所述的六氯乙硅烷的回收方法，所述冷卻液為四氯硅烷和三氯硅烷的混合液。
4.如權(quán)利要求3所述的六氯乙硅烷的回收方法，所述冷卻液中的四氯硅烷含量為85 95%摩爾比。
5.如權(quán)利要求1所述的六氯乙硅烷的回收方法，通過在60 200°C、大氣壓 0. 3MPa(絕對壓力)的條件下進行蒸餾，由此，從所述冷凝液中濃縮回收六氯乙硅烷。
6.如權(quán)利要求1所述的六氯乙硅烷的回收方法，包括向所述原料氣體供給從冷卻未凝結(jié)氣體回收的四氯硅烷的工序，所述冷卻未凝結(jié)氣體是冷卻反應(yīng)生成氣體時得到的。
7.如權(quán)利要求1所述的六氯乙硅烷的回收方法，包括向所述原料氣體供給從低沸點物回收的四氯硅烷的工序，所述低沸點物是從冷凝液中濃縮回收六氯乙硅烷時得到的。
8.如權(quán)利要求1所述的六氯乙硅烷的回收方法，具有從未蒸發(fā)部分中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物的工序，所述未蒸發(fā)部分是在使四氯硅烷氣化時得到的。
9.如權(quán)利要求8所述的六氯乙硅烷的回收方法，包括向所述原料氣體供給從低沸點物回收的四氯硅烷的工序，所述低沸點物是在從未蒸發(fā)部分濃縮回收六氯乙硅烷時得到的， 所述未蒸發(fā)部分是在使四氯硅烷氣化時得到的。
10.六氯乙硅烷的回收設(shè)備，具有如下裝置反應(yīng)爐，用于在700 1400°C范圍的溫度下，使含有氣化的四氯硅烷和氫氣的原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而得到反應(yīng)生成氣體；急冷塔，用于將所述反應(yīng)生成氣體冷卻至30 60°C的溫度范圍從而得到含有六氯乙硅烷的冷凝液；以及濃縮塔，用于從所述冷凝液中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物。
11.如權(quán)利要求10所述的六氯乙硅烷的回收設(shè)備，具有噴霧裝置，用于通過冷卻液的噴霧進行所述反應(yīng)生成氣體的冷卻。
12.如權(quán)利要求10所述的六氯乙硅烷的回收設(shè)備，具有向所述原料氣體供給從冷卻未凝結(jié)氣體回收的四氯硅烷的裝置，所述冷卻未凝結(jié)氣體是在冷卻反應(yīng)生成氣體時得到的。
13.如權(quán)利要求10所述的六氯乙烷的回收設(shè)備，具有向所述原料氣體供給從低沸點物回收的四氯硅烷的裝置，所述低沸點物是從冷凝液濃縮回收六氯乙硅烷時得到的。
14.如權(quán)利要求10所述的六氯乙硅烷的回收設(shè)備，具有向所述濃縮塔供給在使四氯硅烷氣化時得到的未蒸發(fā)部分的裝置，在所述濃縮塔中，還從未蒸發(fā)部分中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物。
15.如權(quán)利要求14所述的六氯乙硅烷的回收設(shè)備，具有向所述原料氣體供給從低沸點物回收的四氯硅烷的裝置，所述低沸點物是在從未蒸發(fā)部分濃縮回收六氯乙硅烷時得到的，所述未蒸發(fā)部分是在使四氯硅烷氣化時得到的。
全文摘要
本發(fā)明涉及由四氯硅烷和氫氣生產(chǎn)三氯硅烷時作為副產(chǎn)物生成的六氯乙硅烷的回收方法，其具有如下工序在700～1400℃范圍的溫度下，使含有氣化的四氯硅烷和氫氣的原料氣體發(fā)生反應(yīng)從而得到反應(yīng)生成氣體的工序；將反應(yīng)生成氣體冷卻至30～60℃的溫度范圍從而得到含有六氯乙硅烷的冷凝液的工序；以及從冷凝液中濃縮回收含有六氯乙硅烷的高沸點物的工序。
文檔編號C01B33/107GK102365235SQ20098015858
公開日2012年2月29日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者杉村真, 松尾靖史, 竹村晃一 申請人:電氣化學(xué)工業(yè)株式會社