荆州市华翔化工有限公司
《一》主要产品：三氯氢硅，又名硅氯仿、硅仿、三氯硅烷。
1、理化性质：分子量： 135.43
熔点
(101.325kPa)：-134℃；沸点
(101.325kPa)：31.8℃；液体密度
(0℃)：1350kg/m3；相对密度(气体，空气=1)： 4.7；蒸气压(-16.4℃)：13.3kPa；(14.5℃)：53.3kPa；燃点：-27.8℃；自燃点：104.4℃；闪点：-14℃；爆炸极限：6.9～70%；毒性级别：3；易燃性级别：4；易爆性级别： 三氯硅烷在常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无透明液体。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，燃烧时发出红火焰和白烟，生成SiO2．HCl和Cl2：
SiHCl3+O2→SiO2+HCl+Cl2；三氯硅烷的蒸气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。它的热稳定性比二氯硅烷好，在900℃时分解产生氯化物有毒烟雾( HCl)，还生成Cl2和Si。
遇潮气时发烟，与水激烈反应：2SiHCl3+3H2O—→ (HSiO)2O+6HCl 在碱液中分解放出氢气:SiHCl3+3NaOH+H2O—→Si (OH)4+3NaCl+H2
与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。与乙炔、烃等碳氢化合物反应产生有机氯硅烷：
SiHCl3+CH≡CH一→CH2CHSiCl3 亚硝酸盐氮、SiHCl3+CH2=CH2—→CH3CH2SiCl3
在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下，SiHCl3可被还原为硅烷。容器中的液态SiHCl3当容器受到强烈撞击时会着火。可溶解于苯、醚等。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大部分金属。
在高温条件下，三氯氢硅能被氢气还原生成硅 SiHCl3 +H2==高温=Si +3HCl 。
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2、储存：
液体用玻璃瓶或金属桶盛装，容器要存放在室外阴凉干燥通风良好之处或在易燃液体专用库内，要与氧化剂、碱类、酸类隔开，远离火种、热源，避光，库温不宜超过25℃。可用氨水探漏。
火灾时可用二氧化碳、干石粉、干砂，禁止用水及泡沫。废气可用水或碱液吸收。
三氯硅烷有水分时腐蚀性极强。可用铁、镍、铜镍合金、镍钢、低合金钢，不能用铝、铝合金。可以用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体、氟橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、玻璃等。
3、主要用途：
用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，也是生产半导体硅、多晶硅的原料。在太阳能电池、玻璃纤维、增强树脂、精密陶瓷纤维和光纤保护膜等方面扮演着重要角。 《二》原料：
本公司原料通过合成间接得到：
（1） 电解饱和食盐水，再在适当条件下让气体产物燃烧制得氯化氢：NaCl+NaOH+
处理后氯化氢含量在92%~94%之间,不过量；
(2)原料硅则通过碳还原石英得到：
冶晶级多晶硅（），块密度约2.0×103kg/m3，硬度为7，其颗粒大小为80120目。
《三》生产原理：,
1.基本原理：
80∽120目的硅粉与干燥的92%94%的氯化氢在催化剂（催化剂用量si:cucl2=100(0.41)）作用下，在280320℃、小于0.05Mpa条件下生成三氯氢硅。合成SiHCl3必须先将硅粉预热到250℃以上。不过，该反应是放热反应，只要启动后就不再需要补充热能，而是带走热量。 2. 主要反应
Si+3HCl→SiHCl3+H2+Q
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A. 温度大于350℃时：Si + 4HCl → SiCl4 + 2H2 + Q
B. 温度小于280℃时：Si + 4HCl →高效课堂小组建设 SiH2Cl2 + 2H2 + Q
C. 硅粉与HCl反应过程中，硅粉中的少量杂质Ca、Fe、Al、Zn、Ti、P、B等主要生成CaCl2、FeCl3、AlCl3、ZnCl2、TiCl4、PCl3、BCl3化合物，这些物质大部分以固相在除尘时分离出去，仅少量随SiHCl3的混合气（液滴）进入冷凝器被溶解在料液中，这部分ppm级含量的杂质需通过精馏分离
《四》工艺流程：
三氯氢硅合成工艺简图
硅粉加料系统是由三个串联的料仓〔一个干燥仓 一个硅粉料仓 一个计量仓组成〕和一台硅粉自动加料机组成。根据合成炉设计的参数,连续向合成炉加入硅粉。干燥的氯化氢气体经缓冲罐稳压压后，由合成塔下部经分布管均匀进入合成塔中。
SiHCl3合成炉由带水冷夹套的反应段，炉的上方带有扩大部分，反应段安装有多个测温口，炉的上部与下部均安装有测压仪表。合成炉加入干燥的硅粉后,将合成炉加热到250-300℃，通入HCL气体，在炉内进行化学反应，生成SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2，反应的混合气送到旋风干法除尘器，经除尘器出去其中的硅粉及催化剂颗粒。
除尘后的气体通入冷凝器中，将气体中的三氯氢硅冷凝下来，经计量器计量后通入三氯氢硅储存罐中储存。
其余气体进入尾气吸收塔中去除。
（五）岗位操作法及控制
a.岗位操作范围：温度、压力、流量。
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b.合成炉开车前准备：
.检查整个系统管道、阀门、设备、仪表、电路和压力表等是否正常好用。
.用N2（1.5*105∽2*105Pa）试压，用氨水（或用肥皂水）检查系统所有的连接处，确保无漏气和堵塞现象。
.沸腾炉升温（用电加热器）至200℃左右烘干，同时自炉底通N2,流经全系统至水淋洗中排出，使系统处于干燥和正压状态。
c. 开车操作:
.向合成炉中投入竟是当温度干燥好的硅粉。
.沸腾炉继续升温，使中、下部温度维持在380∽400℃之间，除尘器保持在100℃左右。
.水冷却器中通入自来水，冷凝器中通入-60∽-40℃的盐水，随后向合成炉内通入HCl典当行管理办法气体。
.反应后停止送点，靠反应放出的热量维持炉内的温度。在炉内换热器中通入热水以带走多余热量，使炉内温度控制在280∽320℃范围内。
正常情况下，操作人员可根据各个测量点的压力和压差、炉内各点温度、产量的变化来判断炉内反应情况。
定时加入硅粉以维持炉内有足够的硅粉料层，保证沸腾床的形成。每隔固定时间用压力为（2.5*105∽3*105Pa）氮气吹渣一次，残渣吹至除渣罐水封口排出。
d. 停炉操作：
.停止加入硅粉。当炉内剩余硅粉不在反应后，温度自行下降，同时不再有看、冷凝产物流出。炉内降温可以采用自然降温和通入自来水降温两种方法。
.关闭器和HCl控制阀门，炉内维持正压（2.5*105∽3*105Pa）或者通入N2以赶出炉内气体。吹渣赶气，关闭尾气。
.停止系统送电。
.停止输送冷却水和冷冻盐水。
e. 各岗位控制要点
.反应温度
由前面的分析可知，硅粉与HCl合成SiHCl3的反应对温度的选择性很高，反应温度对生产影响较大。温度过低则反应缓慢，达不到足够的启动温度就有使炉内的反应平衡崩溃的可能，要维持反应必须使炉温控制在220℃以上。反应温度过高，则SiCl4的含量会明显增加，这是因为它的结构具有高度的对称性，有很好的热稳定性，高达600℃也不会引起热裂解。而SiHCl3的分子结构是不对称的，热稳定性差，在400℃就开始分解，550℃剧烈分解。因此，为了获得高含量的SiHCl3产品，温度宜控制在280～320℃。
.1.5.2，氧和水份的影响
氧和水份对合成反应为害很大。因为Si－O键比Si－Cl键更稳定，进入系统的氧元素都会与硅合成硅胶或硅氧烷类物质，一方面在硅粉表面形成一层致密的氧化膜，影响反应的正
常进行，使产物中的SiHCl3含量降低（见下图），此外还形成硅胶类物质堵塞管道，使系统发生故障
游离氯的控制
游离氯对合成炉的影响主要是两方面：一是含量过高有爆炸危险，另外是影响合成的质量。通过HCl合成炉反应时氢过量4%左右来控制游离氯，并用含量检测仪连续检测合成HCl质量来确保游离氯含量低于要求。
.硅粉粒度
硅粉与HCl气体反应是在硅的表面进行的，硅粉比表面积越大越有利于反应，即要求硅粉粒度应该较小。但是，粒度过小，流化时容易形成聚式流化床，有较多的气泡，将抑制传质的进行，使HCl的一次转化率降低。同时，较小的颗粒迅速反应，很快就达到带出粒径范围，使硅粉的利用率降低。因此，选用粒度适中的硅粉是很重要的。
.硅粉料层高度和HCl流量
硅粉料层高度和HCl流量是影响SiHCl3产量和质量的重要因素，料层过高压力降增加，要求进气压力相应提高。过高的压力降造成炉内的稳定性变差，有形成“喷泉”或“沟流”的可能，更有形成“管涌”的可能性，这都会影响设备和原料的利用率，不利于生产的正常进行。如果料层过低，产生不均匀沸腾，反应的接触时间也缩短，产量会降低。HCl的流量
决定了颗粒床的流化状态。具体的床层高度和HCl流量需通过生产实践确定。
（六）某些不正常现象及消除方法
.沸腾床层不沸腾。出现该种情况可能有两种情况：
a.气流量正常，但料层过厚。此时就要适当减小进料量，同时增加一定气流量，以保证床层沸腾，然后逐步减小进气量、增加进料量至正常水平。
b.床层高度正常，但气流量过小。此时是，只要怎加气流量到床层发生沸腾。
c.床层高度过低，气流量过小。此时气体与硅粉接触不好，无法是床层沸腾。这就需要同时逐步调节进料量和进气量至正常水平。
.床层沸腾过于剧烈。出现该现象，一般是由于气流量过大，但床层高度正常，使硅粉被气体大量带出合成塔。此时要逐步调节气流量至正常水平。
（七）安全生产要点
（1）.可能发生的危险情况
.HCl气体的泄漏；
.SiHCl3泄露、燃烧甚至爆炸；
.硅粉粉尘泄露；
.HF腐蚀；
.管路、设备高空维修作业坠落伤人；
.水解物撞击着火伤人；
.维修过程机械伤人。
（2）预防、处理措施
.生产SiHCl3车间内、储料区应防火、防爆、通风，严禁烟火。
.上班前必须按照各岗位特点佩戴相应劳保用品及专用工具才能上岗作业，并定期检查劳保包用品是否正常，发现过期或有损伤的劳保用品应及时更换。
.若发生故障必需马上时停车维修时，应先断电，将SiHCl3、HCl等气体排净，在淋洗塔内用大量水吸收或水解，直至气体浓度较小时，方能拆开检修。
.操作室内严禁烟火，设备不许敲打撞击。
.由于三氯氢硅物性限制，生产过程中一旦发生爆炸，首先切断三氯氢硅料源，隔离着火点，然后用CCl4、CO2灭火器灭火，少量可用大量水水注灭。
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