国内三氯氢硅生产能力 表2-1
序生 产 厂 号 1 唐山中友硅业 2 武汉天祥化工 3 4 5 6 7 8 9 江西赣中氯碱 南昌赣宇有机硅有限公司 重庆天原(天晶化工) 单位 数量 T/a T/a T/a T/a T/a 2300 2000 3000 2000 1500 500 1400 1500 1500 300 2400 6000 24400 2003年投产 2002年投产 2001年投产,现停产,在建3000吨 2000年投产 1998年投产 1993年投产 2002年投产 2002年投产 2005 年投产 备 注 焦作凯马煤冶化有限责任公司 T/a 重庆南川宏原化工有限公司 上海棱光股份 成都恒兴实业发展有限公司 T/a T/a T/a T/a T/a T/a 10 山东华阳集团 11 泰安光明化工有限公司 12 荆州市华翔化工有限公司 合计
目前,我国北方地区三氯氢硅生产厂家只有河北唐山中友硅业、山东华阳氯碱、泰安光明、唐山三孚等生产企业,产能不到20000吨,众多的北方硅烷偶联剂生产厂家需要从数千里外的重庆、武汉一带购进三氯氢硅,运输不方便,运费昂贵。表2--2列出了周边地区硅烷偶联剂生产厂家对三氯氢硅的需要量。
河北周边地区硅烷偶联剂厂对三氯氢硅的需用量 表2-2
序号 1 2 3 4 生 产 厂 北京市申达精细化工有限公司 盖州市润泉化工有限责任公司 辽宁盖州恒达化工有限公司 山东商河力诺新材料有限公司 产能(t/a) 三氯氢硅用量 4000 3000 3000 氯丙基三乙氧基硅烷(γ2)可年产3000吨、Si-69 2600吨、固体硅烷偶联剂生产线四条,年产4000吨Si-75 600吨、KH-550 300吨。 1300 600 600 7200 1200 1200 备 注 5 曲阜华荣化工新产品有限公司 6 曲阜晨光化工有限公司 7 日照岚星化工工业有限公司
目前,长江以北的三氯氢硅市场已超过10000吨/年。况且随着硅烷偶联剂和太阳能多晶硅市场的飞速发展,三氯氢硅市场仍将供不应求。 2.2价格预测
目前市场三氯氢硅售价12000元/吨左右,根据历史情况及市场前景分析,本项目暂定三氯氢硅售价8000元/吨(不含税);其它产品销售价格按当前市场同类产品平均价格计算,四氯化硅500元/吨(不含税)。
3、 产 品 方 案
3.1 生产规模
根据国内三氯氢硅市场容量及有机硅偶联剂的市场发展趋势,项目建设规模为年产三氯氢硅产品50000吨,副产四氯化硅产品13000吨。 年开车时间8000小时。
主产品三氯氢硅产能:
年产量:50000吨 日产量:150吨 小时产量:6.25吨
副产品四氯化硅产能:
年产量:13000吨 日产量:39吨 小时产量:1.625吨
3.2产品方案
三氯氢硅产品质量应满足有机硅烷偶联剂生产的技术要求。产品方案及质量要求见表3-1。
产品方案及质量要求表
表3-1
序号 1 2 产品名称 三氯氢硅 四氯化硅 产品质量 SiHCl3≥99% SiCl4≥95% 产品方案T/年 备注 50000 13000
4、 工 艺 技 术 方 案
4.1工艺技术方案及流程简述
装臵拟采用国内可靠、成熟的氯化合成三氯氢硅生产工艺技术。该生产装臵主要由氯化氢干燥、三氯氢硅合成、三氯氢硅提纯和分离工序等组成。其生产工艺流程简述如下:
用管道送来的氯化氢气体,经冷却除水干燥、加压后依次进入氯化氢缓冲罐、-35℃石墨冷却器,酸雾脱水后,进入硫酸液环泵加压。加压后的氯化氢先经酸雾捕集器、氯化氢缓冲罐、再分别经流量调节阀、流量计、止逆阀进入三氯氢硅合成炉。外购袋装硅粉倒入硅粉池,用胶管借水环真空泵的抽力吸至硅粉干燥器,干燥后的硅粉经计量罐计量后由给料阀加入三氯氢硅合成炉,与来自氯化氢缓冲罐氯化氢在合成炉反应生成三氯氢硅和四氯化硅。
合成反应温度为280~310℃,主要化学反应按下式进行: Si+3HCl---SiHCl3+H2 Si+4HCl---SiCl4+2H2
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氯化氢与硅粉在三氯氢硅合成炉内反应生成三氯氢硅、四氯化硅、氢气。混合气体经沉降器、旋涡分离器、袋式过滤器、一级水冷却器、二级水冷凝器、-35℃冷凝器,大部分三氯硅烷在膜压机前先冷凝下来,进入机前计量罐中,未冷凝的少量三氯硅烷、氯化氢和氢气进入隔膜压缩机加压,再经机后水冷凝器、-35℃盐水冷凝器冷凝,液体经机后产品计量罐计量后进入中间产品贮罐,不凝气送尾气变压吸附回收系统回收微量的三氯氢硅和氯化氢,氢气从尾气淋洗塔顶放空(将来考虑回收利用)。变压吸附装臵吸附的三氯氢硅和氯化氢定期用干式真空泵抽真空解析、并用隔膜压缩机加压(0.2Mpa)送至硫酸液循环泵后氯化氢缓
冲罐与新鲜氯化氢混合后送至三氯氢硅合成炉参与反应(附生产工艺流程简图)。
HCl气体 缓冲罐 酸雾捕集 N2干燥 盐水深冷 浓H2SO4 硅粉贮罐 冷凝水 循环散 热 三氯氢硅合成炉 沉降器 袋滤器 硅粉计量 硅粉池 旋风分离 硅粉干燥 袋式过滤 硅粉库 硅粉 水环真空泵 (输送气N2放空) 一次水
酸雾捕集 HCl压缩机 循环水 蒸汽 缓冲罐 炉渣 存渣罐 循环水 变压吸附装置 蒸汽 冷凝水 一级水冷 二级水冷 盐水深冷 隔膜压缩机 盐水深冷 水 冷 循环水 中间储罐 冷凝器 冷凝器 分馏一塔 分馏二塔 三氯氢硅成品罐
再沸器 蒸汽 再沸器 四氯化硅成品罐 冷凝水 三氯氢硅生产工艺流程图