一种新型回收精馏耦合系统的制作方法

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1.本实用新型属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种新型回收精馏耦合系统。

背景技术：

2.目前，目前多晶硅领域回收精馏采用多塔流程的方式，且在粗分塔和产品精馏塔均采用蒸汽进行加热，且传统工艺中，为达到能源的最大化利用，采用精馏塔i与精馏塔ii耦合，即精馏塔i产生气相中的热量经换热器处理后用于精馏塔ii的加热，实现热量的回收利用。在此传统处理系统中，由于精馏塔i中产生的轻组分（dcs含量约30%）较多，造成精馏塔ii的温度和压力较低，使塔顶的dcs冷凝需要更多的冷量，从而导致整个生产工艺所需成本较高，设备投入成本较高，工艺控制更困难。

技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决现有技术中多晶硅生产工艺中回收精馏工段生产成本较高，能源利用不充分的问题。
4.为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：
5.一种新型回收精馏耦合系统，包括精馏塔i、脱轻塔和精馏塔ii，所述精馏塔ii底部连接有换热器i，精馏塔i顶部设有气相出口i；旁侧设有侧流出口，气相出口i通过管线i与换热器i连接，换热器i通过管线ii连接精馏塔i的上部，换热器i通过管线iii连接脱轻塔，精馏塔i的侧流出口通过管线iv与精馏塔ii连接。
6.进一步地，所述精馏塔i通过管线i连接换热器i管程的进口，换热器i管程的出口分别通过管线ii、管线iii连接精馏塔i、脱轻塔。
7.进一步地，还包括脱碳塔，所述脱轻塔下部外接有换热器ii，脱碳塔顶部的气相出口ii通过管线v连接换热器ii，换热器ii通过管线vi连接脱碳塔上部。
8.进一步地，所述脱碳塔顶部的气相出口ii通过管线v连接换热器ii管程的进口，换热器ii管程的出口通过管线vi连接脱碳塔上部。
9.进一步地，所述精馏塔i为填料塔，包括若干填料层，每层填料层高度为5-6m，所述侧流出口设置于从上至下的第一层填料层与第二层填料层之间。
10.进一步地，所述精馏塔i上、中、下部均设有温度传感器，精馏塔i上还设有压力传感器。
11.进一步地，所述脱轻塔底部通过管线vii与管线iv连通；所述精馏塔i连接有进料管线。
12.本实用新型的有益效果：
13.一、本实用新型中，采用本新型回收精馏耦合系统，将精馏塔i中的分馏出的一部分二氯二氢硅直接输送至精馏塔ii中进一步处理，精馏塔i处理得到的气相与精馏塔ii的物料进行热交换，即精馏塔i作为精馏塔ii的热源塔，回收利用热源，由于精馏塔i中的二氯二氢硅大部分被直接输送至精馏塔ii中，可明显减小脱轻塔的处理压力，即脱轻塔可以设
计得更小型一点，减小设备的投入量，且更小的设备更便于控制；另一方面，由于减小了脱轻塔的物料进量，加热脱轻塔所需的热量也相应减小。
14.二、本实用新型中，所述换热器i选用列管式换热器，可以实现两种物料的热交换，可以将对精馏塔ii预期的加热效果；所述换热器ii选用列管式换热器，可以实现两种物料的热交换，可以将对精馏塔ii预期的加热效果。
15.三、本实用新型中，还包括脱碳塔，所述脱轻塔下部外接有换热器ii，脱碳塔顶部气相出口ii输出的高温气相通过管线v后进入换热器ii中，与脱轻塔中的物料进行换热，即利用脱碳塔中产生的高温气体的热量对脱轻塔进行加热，可以不再采用蒸汽对脱轻塔进行加热，减少蒸汽的使用，经换热器ii冷却后的气相送至脱碳塔。
16.四、本实用新型中，所述精馏塔i为填料塔，包括若干填料层，每层填料层高度为5-6m，所述侧流出口设置于从上至下的第一层填料层与第二层填料层之间，保证经精馏塔i处理后从侧流出口采出的物料中的二氯二氢硅的含量不高于10%，可以直接输送至精馏塔ii，进行进一步精馏处理，达到工艺要求。
17.五、本实用新型中，所述精馏塔i的上、中、下部均设有温度传感器，用于监测精馏塔i中各段的温度，保证从气相出口i排出的气相、以及从侧流出口排出的物料中的成分稳定，保证达到工艺要求，同时保证生产线的稳定运行，精馏塔i上还设有压力传感器，用于监测精馏塔i中的压力，保证生产正常运行。
18.六、本实用新型中，所述脱轻塔底部通过管线vii与管线iv连通；所述精馏塔i连接有进料管线，进料管线用于连接回收工段，接收回收工段产生的氯硅烷副产物流。
附图说明
19.图1是实施例1的结构示意图。
20.图2是实施例2的结构示意图。
21.图3是另一种实施方式的结构示意图。
22.图4是一种精馏塔i的结构示意图。
23.图5是又一种实施方式的结构示意图。
24.其中，1、精馏塔i；2、脱轻塔；3、精馏塔ii；4、换热器i；5、管线i；6、管线ii；7、管线iii；8、管线iv；9、脱碳塔；10、换热器ii；11、管线v；12、管线vi；13、管线vii；14、进料管线；15、温度传感器i；16、温度传感器ii；17、温度传感器iii；18、压力传感器i；1.1、气相出口i；1.2、侧流出口；1.3、第一层填料层；1.4、第二层填料层；4.1、进口i；4.2、出口i；9.1、气相出口ii；10.1、进口ii；10.2、出口ii。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
26.实施例1
27.本实施例为最基本的实施方式，一种新型回收精馏耦合系统，属于多晶硅生产技术领域，参考图1，包括精馏塔i1、脱轻塔2和精馏塔ii3，所述精馏塔ii3底部连接有换热器i4，精馏塔i1顶部设有气相出口i1.1；旁侧设有侧流出口1.2，气相出口i1.1通过管线i5与
换热器i4连接，换热器i4通过管线ii6连接精馏塔i1的上部，换热器i4通过管线iii7连接脱轻塔2，精馏塔i1的侧流出口1.2通过管线iv8与精馏塔ii3连接。
28.本实施例中，精馏塔i1接收来自回收工段的氯硅烷物流，经蒸汽加热后，得到的二氯二硅烷和三氯硅烷等物料从气相出口i1.1排出，送至换热器i，与精馏塔ii3中的物料进行热交换，管线i5中的物料经换热冷却后送至脱轻塔2中进行脱氢处理，即分离出二氯二氢硅和三氯氢硅，经过精馏塔i1处理后的物料一部分物料（主要为三氯氢硅）通过侧流出口1.2直接输送至精馏塔ii3，可减小脱轻塔2的处理量，一方面可以节约热源，另一方面可以将脱轻塔2设计的更小型些，减少设备的投入，小型设备易于控制。
29.实施例2
30.本实施例是在实施例1上的进一步优化，区别在于，本方案中的换热器i4选用列管式换热器，参考图2，所述精馏塔i1通过管线i5连接换热器i4管程的进口i4.1，换热器i4管程的出口i4.2分别通过管线ii6、管线iii7连接精馏塔i1、脱轻塔2。
31.实施例3
32.本实施例与实施例1-2相比，区别在于，本系统还包括脱碳塔9，参考图3，所述脱轻塔2下部外接有换热器ii10，脱碳塔9顶部的气相出口ii9.1通过管线v11连接换热器ii10，换热器ii10通过管线vi12连接脱碳塔9上部。
33.实施例4
34.本实施例是在实施例3上的进一步优化，区别在于，参考图3，本实施例中的换热器ii10也选用列管式换热器，所述脱碳塔9顶部的气相出口ii9.1通过管线v11连接换热器ii10管程的进口ii10.1，换热器ii10管程的出口ii10.2通过管线vi12连接脱碳塔9上部。
35.实施例5
36.本实施例与实施例1-2相比，区别在于，所述精馏塔i1为填料塔，参考图4，包括若干填料层，每层填料层高度为5-6m，所述侧流出口1.2设置于从上至下的第一层填料层1.3与第二层填料层1.4之间。
37.优选的，参见图4，所述精馏塔i1上、中、下部分别设有温度传感器i15、温度传感器ii16和温度传感器iii17，精馏塔i1顶部还设有压力传感器i18。
38.实施例6
39.本实施例与实施例1-5相比，区别在于，参考图5，所述脱轻塔2底部通过管线vii13与管线iv8连通；所述精馏塔i1连接有进料管线14。
40.实施例7
41.本实施例以本公司一条年处理量为250万吨的回收精馏线为例，进一步说明本技术方案。
42.该工段采用新型回收精馏耦合系统，属于多晶硅生产技术领域，具体包括精馏塔i1、脱轻塔2、精馏塔ii3和脱碳塔9，参考图5，所述精馏塔ii3底部连接有换热器i4，精馏塔i1顶部设有气相出口i1.1；旁侧设有侧流出口1.2，气相出口i1.1通过管线i5与换热器i4管程的进口i4.1连接，所述换热器i4为列管式换热器，换热器i4管程的出口i4.2通过管线ii6连接精馏塔i1的上部，换热器i4管程的出口i4.2通过管线iii7连接脱轻塔2，精馏塔i1的侧流出口1.2通过管线iv8与精馏塔ii3连接。
43.本实施例中，所述脱轻塔2下部外接有换热器ii10，所述换热器ii10为列管式换热
器，脱碳塔9顶部的气相出口ii9.1通过管线v11连接换热器ii10管程的进口ii10.1，换热器ii10管程的出口ii10.2通过管线vi12连接脱碳塔9上部。
44.本实施例中，所述精馏塔i1所述精馏塔i1为填料塔，包括若干填料层，每层填料层高度为6m，所述侧流出口1.2设置于从上至下的第一层填料层1.3与第二层填料层1.4之间。
45.本实施例中，所述脱轻塔2底部通过管线vii13与管线iv8连通；所述精馏塔i1连接有进料管线14。
46.本实施例中，从回收工段的回收的氯硅烷物流从进料管线14进入至本系统的精馏塔i1中，经精馏塔i1底部的再沸器进行加热，即采用蒸汽进行加热，经精馏塔i1处理后的气相（主要成分为二氯二硅烷和三氯硅烷）从气相出口i1.1排出，经管线i5进入换热器i4的管程，与精馏塔ii3中的物料进行热交换，被冷却后的物料从换热器i4管程的出口i4.2排出后，一部分经管线ii6送回至精馏塔i1，用作精馏塔i1的回流，另一部分经管线iii7送至脱轻塔2，进一步处理后分离出轻组分二氯二氢硅。精馏塔i1顶部的旁侧采1.2与脱轻塔2底部采出13汇合后作为精馏塔ii3的进料，经过换热器i4加热后，顶部分离出含有10-20%二氯二氢硅的三氯化硅产品。所述脱碳塔9是用于脱氢塔2的热源塔，从脱碳9塔塔顶出口9.1的物料经过换热器10的管程入口10.1后，从管程出口10.2通过管线12进入脱碳塔9。
47.采用本方案的回收精馏耦合系统，与传统的多塔精馏方案相比，可节约35-42%的蒸汽，同时，该系统减少了进入脱轻塔2的物料，经精馏塔i1处理得到二氯二氢硅的纯度达到，可直接输入至精馏塔ii3中一起处理，即脱轻塔2可以设计得更小型一点，减小设备的投入量，且更小的设备更便于控制。

技术特征：

1.一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：包括精馏塔i（1）、脱轻塔（2）和精馏塔ii（3），所述精馏塔ii（3）底部连接有换热器i（4），精馏塔i（1）顶部设有气相出口i（1.1）；旁侧设有侧流出口（1.2），气相出口i（1.1）通过管线i（5）与换热器i（4）连接，换热器i（4）通过管线ii（6）连接精馏塔i（1）的上部，换热器i（4）通过管线iii（7）连接脱轻塔（2），精馏塔i（1）的侧流出口（1.2）通过管线iv（8）与精馏塔ii（3）连接。2.根据权利要求1所述的一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：所述精馏塔i（1）通过管线i（5）连接换热器i（4）管程的进口，换热器i（4）管程的出口分别通过管线ii（6）、管线iii（7）连接精馏塔i（1）、脱轻塔（2）。3.根据权利要求1所述的一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：还包括脱碳塔（9），所述脱轻塔（2）下部外接有换热器ii（10），脱碳塔（9）顶部的气相出口ii（9.1）通过管线v（11）连接换热器ii（10），换热器ii（10）通过管线vi（12）连接脱碳塔（9）上部。4.根据权利要求3所述的一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：所述脱碳塔（9）顶部的气相出口ii（9.1）通过管线v（11）连接换热器ii（10）管程的进口，换热器ii（10）管程的出口通过管线vi（12）连接脱碳塔（9）上部。5.根据权利要求1所述的一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：所述精馏塔i（1）为填料塔，包括若干填料层，每层填料层高度为5-6m，所述侧流出口（1.2）设置于从上至下的第一层填料层（1.3）与第二层填料层（1.4）之间。6.根据权利要求5所述的一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：所述精馏塔i（1）上、中、下部均设有温度传感器，精馏塔i（1）上还设有压力传感器。7.根据权利要求1所述的一种新型回收精馏耦合系统，其特征在于：所述脱轻塔（2）底部通过管线vii（13）与管线iv（8）连通；所述精馏塔i（1）连接有进料管线（14）。

技术总结

本实用新型公开了一种新型回收精馏耦合系统，属于多晶硅生产技术领域，包括精馏塔I、脱轻塔和精馏塔II，所述精馏塔II底部连接有换热器I，精馏塔I顶部设有气相出口I；旁侧设有侧流出口，气相出口I通过管线I与换热器I连接，换热器I通过管线II连接精馏塔I的上部，换热器I通过管线III连接脱轻塔，精馏塔I的侧流出口通过管线IV与精馏塔II连接，解决现有技术中精馏工段中蒸汽使用量大，能源消耗大，且塔器投资成本高的问题。成本高的问题。成本高的问题。