氫氯硅烷生產(chǎn)中結(jié)垢的降低的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于減少氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備中鐵硅化物和/或鐵磷化物結(jié)垢和/或腐蝕的實施方式。在四氯化硅工藝料流中包含充足的三氯硅烷以最小化氯化氫的形成，從而抑制鐵(II)氯化物的形成并降低鐵硅化物和/或鐵磷化物結(jié)垢、過熱器腐蝕或其組合。
【專利說明】氫氯硅烷生產(chǎn)中結(jié)垢的降低
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請要求提交于2011年10月20日的US臨時申請N0.61/549701的權(quán)益，其全文通過參考并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及在氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備中用于減少結(jié)垢的方法的實施方式。
[0004]發(fā)明概述
[0005]氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備包括例如四鹵化硅過熱器和氫化反應(yīng)器的部件。一個或多個生產(chǎn)設(shè)備部件可能包含鐵。另外，硅進料可能包含痕量的鐵。通過在四鹵化硅工藝料流中包含充足的三鹵硅烷濃度以使鹵化氫的形成最小化，從而抑制鐵鹵化物的形成并減少過熱器腐蝕、生產(chǎn)設(shè)備組件(例如氫化反應(yīng)器)的鐵硅化物和/或鐵磷化物結(jié)垢、或其組合，氫鹵硅烷生產(chǎn)設(shè)備中的鐵硅化物結(jié)垢和腐蝕被降低。
[0006]在一個實施方式中，所述生產(chǎn)設(shè)備是氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備，以及所述方法包括:確定存在于四氯化硅(STC)工藝料流中的HCl的分壓，確定足以使HCl形成最小化的三氯硅烷(TCS)的濃度，以及在STC工藝料流中加入確定濃度的TCS，從而使HCl的形成和隨后的結(jié)垢和/或腐蝕最小化。可在四氯化硅過熱器的上游將TCS添加到STC工藝料流中。在另一個實施方式中，所述方法包括從四氯化硅蒸餾柱獲得STC工藝料流，所述四氯化硅蒸餾柱在適合于提供包含STC和足夠濃度的TCS的蒸餾物的蒸餾條件下操作。在一些實施方式中，TCS 濃度為 0.2moI %M 2mol %，例如 0.5moI %M 1.5mol %，或 0.9moI %M 1.1mol %。
[0007]本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)勢將通過以下參考附圖進行的詳細描述變得更清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備的示意性流程圖。
[0009]圖2是HCl分壓對H2分數(shù)圖，其示出了當H2/SiCl4比率、HCl分壓和三氯硅烷含量變化時，F(xiàn)eCl2-FeSi的轉(zhuǎn)換。
[0010]發(fā)明詳述
[0011]將四鹵化硅(例如四氯化硅)氫化以制備氫鹵硅烷和硅烷。例如參見美國專利N0.4，676，967和國際公開N0.W02006/098722。氫鹵硅烷生產(chǎn)設(shè)備包括包含四鹵硅烷過熱器和氫化反應(yīng)器的組件。在生產(chǎn)設(shè)備的構(gòu)建中使用的合金一般是鐵基合金。鐵也可能作為痕量組分(例如小于1% (w/w),或小于0.1% (w/w))存在于在生產(chǎn)設(shè)備中使用的娃進料中。
[0012]四鹵化硅過熱器中的溫度足以在鹵化物的活性高時產(chǎn)生顯著的鐵鹵化物蒸氣壓。例如，在四氯化硅過熱器中，在典型操作溫度下產(chǎn)生顯著的鐵(II)氯化物蒸氣壓。
[0013] 參照圖1，氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備10包括四氯化硅(STC)過熱器20和氫化反應(yīng)器30。如果四氯化硅工藝料流40是純凈的或包含任意HC1，那么當過熱器壁中的鐵與氯離子反應(yīng)時生成FeCl2蒸氣。當STC由包含痕量鐵的硅進料制成時，鐵也可能存在于STC工藝料流40中。STC工藝料流40還可能包括氫氣。在STC過熱器30中，STC與氫氣反應(yīng)產(chǎn)生三氯硅烷和氯化氫。
[0014]

【權(quán)利要求】
1.一種用于減少氫氯硅烷生產(chǎn)設(shè)備中鐵硅化物和/或鐵磷化物結(jié)垢和腐蝕的方法，所述生產(chǎn)設(shè)備包括四氯化硅過熱器和氫化反應(yīng)器，其中一個或多個生產(chǎn)設(shè)備組件包含鐵和/或其中硅進料包含痕量鐵，所述方法包括:在四氯化硅工藝料流中包含足夠濃度的三氯硅烷以抑制HCl形成，從而抑制FeCl2蒸氣形成并減少鐵硅化物和/或鐵磷化物結(jié)垢、過熱器腐蝕、或其組合。
2.權(quán)利要求1的方法，其中包含足夠濃度的三氯硅烷進一步包括: 確定四氯化硅工藝料流中存在的HCl分壓； 至少部分基于所述HCl分壓，確定用于抑制HCl形成的足夠濃度的三氯硅烷；以及 將所述足夠濃度的三氯硅烷加入四氯化硅工藝料流，從而抑制HCl形成。
3.權(quán)利要求2的方法，其中在四氯化硅過熱器的上游將三氯硅烷加到四氯化硅工藝料流中。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在四氯化硅工藝料流中包含足夠濃度的三氯硅烷包括接收來自于四氯化硅蒸餾柱的四氯化硅工藝料流，所述四氯化硅蒸餾柱在適合于提供包含四氯化硅和足夠濃度的三氯硅烷的蒸餾物的蒸餾條件下操作。
5.權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中在四氯化硅工藝料流中包含足夠濃度的三氯硅烷抑制過熱器腐蝕。
6.權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中在四氯化硅工藝料流中包含足夠濃度的三氯硅烷抑制氫化反應(yīng)器中鐵硅化 物結(jié)垢、鐵磷化物結(jié)垢或其組合。
7.權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中三氯硅烷的濃度為0.2mol%至2mol%。
8.權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中三氯硅烷的濃度為0.5mol%至1.5mol%。
9.權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中三氯硅烷的濃度為0.9mol%至1.1mol%。
【文檔編號】C01G49/00GK104080738SQ201280051603
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月20日
【發(fā)明者】施泰因·朱爾斯魯?shù)? 安婭·奧拉夫森·斯耶斯塔德 申請人:瑞科硅公司