выводить примеси из системы, которые в условиях очистки выводятся с кремнийсодержащим продуктом, с другой стороны, выведение из системы кремнийсодержащего продукта снижает извлечение кремния и увеличивает поток вредных веществ на обезвреживание.

Таким образом, задача сводится к тому, как вывести больше примесей при минимальных потерях кремнийсодержащего продукта. Второй фактор является крайне важным в производственных условиях, когда, не желая терять кремнийсодержащий продукт, кубовые остатки возвращают в начало процесса. В этом случае происходит экономия кремнийсодержащего продукта (три- и тетрахлорсилан), но примеси накапливаются в системе очистки. Это обстоятельство усугубляется

203

кубе колонны, отбирается из дефлегматора и поступает на тарелку другой колонны для очистки от нижекипящих соединений.

Кубовые остатки, обогащенные вышекипящими примесями, отбирают в специальные емкости и передают на доизвлечение ценных компонентов или на обезвреживание.

Очищенный трихлорсилан из дефлегматора поступает в сборники как целевой продукт. Кубовые остатки, обогащенные тетрахлорсиланом, полисиланхлоридвми и другими вышекипящими примесями, поступают на передел получения тетрахлорсилана.

В случае, если производство трихлорсилана и поликристаллического кремния организовано на разных заводах (или удалено друг от друга на расстояние > 500-1000 м на одном заводе), перед подачей в установки водородного восстановления трихлорсилан дополнительно подвергают ректификации на двух колоннах или более.

Очистка тетрахлорсилана

Тетрахлорсилан получают путем ректификационной очистки кубового продукта из колонны (см. рис. 89). Кроме того, в процессе водородного восстановления трихлорсилана попутно образуется некоторое количество тетрахлорсилана, который также отделяется от трихлорсилана и в виде кубового продукта поступает на получение тетрахлорсилана.

Тетрахлорсилан получают в соответствии с требованиями технических условий и используют в производстве кремнийорганических соединений1. В готовом продукте ограничивается содержание примесей, X: «5 1 ? 10"5 В и Р; « 5 • 10"' Ni, Си, Cr, Pb, Sn, Мп и Mg; « 5 • 10'5 Са и Ti; 5 • 10"6 А1; 1,5 - 10"s Fe.

Тетрахлорсилан выделяется на работающих последовательно двух ректификационных колоннах с сигчатыми тарелками (рис. 90). Первая колонна служит для выделения фракции, обогащенной трихлорсила-ном, вторая - для очистки из полисиланхлоридов и других вышекипя-щих примесей.

Исходный продукт из сборников подается в напорную емкость, откуда самотеком поступает на 48-ю тарелку колонны, где происходит выделение фракции, обогащенной трихлорсиланом. Эта фракция отбирается из дефлегматора и подается на колонну для доизвлечения трихлорсилана.

1 После дополнительной очистки такой тетрахлорсилан может в™ ,„«•»•» „«„.,. —

для производства полупроводникового кремния. использован

Даровая фаза из куба подается на холодильник, где конденсируется жидкий продукт, который после конденсации поступает на 24-ю тарелку

43

На утилизацию (потребителю)

Тетрахлорсилан, полисиланхлориды

на утилизацию {потребителю!

Ряс 90. Апгаратурно-технологическая схема очистки тетрахлорсилана: J, 4 — ректификационные колонны очистки от трихлорсилана и от вышекипящих примесей соответственно; 2 — дефлегматоры; 3 — холодильник; 5 - кубы-испарители

колонны, служащую для очистки тетрахлорсилана с целью получения

товарного продукта.

Чистовой продукт отбирается из дефлегматора и поступает на склад готовой продукции. Кубовые остатки колонн отбираются и в дальнейшем поступают на операцию нейтрализации известковым молоком.

Образующиеся в процессе получения и очистки три- и тетрахлорсилана жидкие отходы подвергаются утилизации на отдельной колонне ректификации с целью отделения смеси три- и тетрахлорсилана от

полисиланхлоридов и других высококипяцщх примесей, входящих в

. состав кубовых остатков. Смесь трихлорсилана с тетрахлорсиланом

отбирается из дефлегматора и передается на колонну, а кубовая жидкость, в которой сконцентрировались полисиналхлориды и высококипящие примеси, направляется на нейтрализацию известковым моло- А

ком. I

206

Технология очистки моносилана ректификацией

В литературе [117, 124] подробно описаны условия работы и конструкция ректификационных колонн для очистки моносилана методом низкотемпературной ректификации. Моносилан эффективно очищается от углеродсодержащих примесей и целого ряда неорганических веществ. Наиболее трудноудаляемыми примесями являются этилен и диборан, имеющие при температуре кипения моносилана а = 1,26+0,09 и 1,3±0,20 соответственно. Большинство примесей образуется в результате побочных реакций, сопровождающих реакцию диспропорциони-рования триэтоксисилана.

В работе [125] сообщено о глубокой очистке моносилана методом ректификации и экспериментально определены коэффициенты разделения разбавленных растворов СН4, С2Н4, С3Н8, CH3SiH3, РН3, AsH3, H2S и НС1 в моносилане. В [126] приведен анализ работы ректификационной колонны и описаны некоторые особенно