發(fā)布時間：2018-06-08 06:03

  本文選題：四氯化硅 + 流程模擬�。� 參考：《天津大學》2015年碩士論文

【摘要】：針對目前國內多晶硅行業(yè)內普遍存在的副產(chǎn)物四氯化硅處理難題,本文提出了使用副產(chǎn)物四氯化硅精制提純,制備高純四氯化硅作為光纖原料的工藝過程,并使用Aspen Plus軟件通過流程模擬、設計優(yōu)化和流程改進,達到了理想的效果。本文的主要研究工作和結果如下:(1)從多晶硅副產(chǎn)物冷氫化高沸物出發(fā),以光纖原料品質需求為目標,設計模擬了精餾法精制高純四氯化硅的工藝流程,談論相關設計和操作參數(shù)對工藝的影響,包括塔板數(shù)、回流比數(shù)、進料位置等,確定了最佳的工藝條件,通過模擬該工藝產(chǎn)品四氯化硅純度達到99.99999%以上,滿足光纖原料品質要求。(2)在原有設計工藝流程上,使用差壓熱耦合節(jié)能技術對原工藝進行改進,對比了差壓熱耦合技術精制四氯化硅工藝和原有工藝,結果表明使用差壓熱耦合能夠在獲得更高產(chǎn)品品質基礎上降低能耗40%以上,同時還節(jié)省了設備投資,具有很高的應用前景。(3)提出了將隔壁精餾技術應用在精制高純四氯化硅過程中,運用Aspen Plus軟件使用對工藝進行了模擬和優(yōu)化。優(yōu)化為:全塔高度150塊理論板,預分離段高度119塊理論板,公共精餾段高度20塊理論板,公共提餾段高度11塊理論板,進料位置為第69塊塔板,采出位置為第80塊塔板,液相分配比為1.8,氣相分配比為0.7。結果表明隔壁精餾塔工藝產(chǎn)品純度優(yōu)于原工藝,并且節(jié)約能耗20%以上,還能大大降低設備投資,具有高效節(jié)能的優(yōu)點(4)對吸附法精制四氯化硅工藝進行了探索性研究,研究了四氯化硅中硼雜質的吸附除雜過程,討論了吸附條件對吸附過程的影響,包括吸附劑種類、用量、含水量、吸附溫度和吸附時間等。發(fā)現(xiàn)使用A21樹脂對四氯化硅中硼雜質有很好的吸附效果,吸附過程是吸熱過程,平衡時間較快,并且發(fā)現(xiàn)樹脂中的水分能迅速與四氯化硅反應,影響吸附,因此工業(yè)應用時應盡量除去樹脂中水分。此外,本文對吸附動力學進行研究,研究表明吸附過程滿足Lagergren二級吸附動力學模型。
[Abstract]:In view of the difficult problem of processing silicon tetrachloride, which is a common by-product in polysilicon industry at present, the process of purification and purification of by-product silicon tetrachloride and the preparation of high purity silicon tetrachloride as raw material for optical fiber are put forward in this paper. The Aspen Plus software is used to simulate the process, optimize the design and improve the process, and achieve the ideal effect. The main work and results of this paper are as follows: (1) starting from the cold hydrogenation of polycrystalline silicon by-product and aiming at the quality requirement of optical fiber, the process of refining high purity silicon tetrachloride by distillation is designed and simulated. The effects of design and operation parameters on the process are discussed, including tray number, reflux ratio, feed position and so on. The optimum process conditions are determined. The purity of silicon tetrachloride is over 99.9999 9% by simulating the process product. In the original design process, the differential pressure and heat coupling energy saving technology was used to improve the original process, and the differential pressure and heat coupling technology for refining silicon tetrachloride was compared with the original process. The results show that the use of differential pressure and heat coupling can reduce the energy consumption by more than 40% on the basis of obtaining higher product quality, and also save the investment of equipment. It is suggested that the adjoining distillation technology be used in the process of refining high purity silicon tetrachloride. The process is simulated and optimized by using Aspen Plus software. Optimization is as follows: total tower height 150 theoretical plates, pre-separation section height 119 theoretical plates, common distillation section height 20 theoretical plates, public distillation section height 11 theoretical plates, feed position 69 trays, extraction position 80 trays, The liquid phase partition ratio is 1.8 and the gas phase distribution ratio is 0.7. The results show that the product purity of the next distillation column is superior to that of the original process, and the energy consumption is saved by more than 20%, and the equipment investment can be greatly reduced. It has the advantages of high efficiency and energy saving. The adsorption and impurity removal process of boron impurities in silicon tetrachloride was studied. The influence of adsorption conditions on the adsorption process was discussed, including kinds of adsorbents, amount of adsorbent, water content, adsorption temperature and adsorption time. It is found that the adsorption of boron impurities in silicon tetrachloride by A21 resin is an endothermic process, and the equilibrium time is fast. It is also found that the moisture in the resin can react with silicon tetrachloride quickly, which affects the adsorption. Therefore, the industrial application should be as far as possible to remove the moisture in the resin. In addition, the adsorption kinetics is studied in this paper. It is shown that the adsorption process meets the Lagergren second-order adsorption kinetics model.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.2

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4 徐昊e，

本文編號：1994837