[发明专利]完全利用供料气和全再循环CVD-西门子甲硅烷反应器法

权利要求书

1.一种改进的CVD-西门子反应器系统，所述改进包括甲硅烷和氢回收及再循环系统，其中：

i)来自CVD西门子反应器的包括未反应的甲硅烷、氢以及杂质的热的反应器气体由过滤、吸收以及分馏被冷却和纯化以产生纯化的甲硅烷、分离的氢料流以及分离的杂质；

ii)所述分离的氢料流被进一步冷却和纯化，以产生冷却的、纯化的氢料流；

iii)其中在所述冷却的、纯化的氢料流和所述热的反应器气体之间的逆流热交换器冷却来自所述CVD西门子反应器的所述热的反应器气体；

iv)所述纯化的甲硅烷以第一压缩机压缩，并且被供料回到所述CVD-西门子反应器中；

v)其中所述纯化的氢料流以第二压缩机压缩，并且在被用于所述逆流热交换器之后被供料回到所述CVD反应器中。

2.如权利要求1所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中所述第一或第二压缩机是两级、无润滑、对称平衡、往复式的压缩机。

3.如权利要求1所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中所述热的反应器气体被冷却到-170℃至-180℃以冷凝所述甲硅烷和杂质，并且所述冷凝的甲硅烷被再循环到所述CVD西门子反应器中或被进一步纯化。

4.如权利要求3所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中所述冷凝的硅烷通过脱气器塔以移除轻重量的杂质，然后通过重组分纯化塔以移除重重量的杂质并产生甲硅烷蒸汽。

5.如权利要求4所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中所述脱气器塔以结构化的装填材料装填。

6.如权利要求4所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中所述甲硅烷蒸汽通过一个或更多个含有分子筛的吸收器塔以移除乙烯。

7.如权利要求6所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中所述吸收器塔以串联的方式被操作。

8.如权利要求6所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中自所述吸附塔现出的甲硅烷可选地被过滤，然后被传到后处理塔以将乙基硅烷从纯化的甲硅烷硅烷蒸馏掉。

9.如权利要求8所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中纯化的甲硅烷作为液体被储存，然后被加热和再循环或者立刻被再循环。

10.如权利要求9所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中大于99.5％的所述甲硅烷在所述CVD西门子反应器中被反应。

11.如权利要求9所述的改进的CVD-西门子反应器系统，其中100％的所述甲硅烷在所述CVD西门子反应器中被反应。

12.一种用于CVD西门子反应器的甲硅烷和氢再循环系统，其中：

a)来自CVD西门子反应器的热的反应器气体被冷却和过滤，所述热的反应器气体包括未反应的甲硅烷、氢以及杂质；

b)其中氢在一个或更多个方便的点被移除，纯化，以及进一步冷却，以创建冷却的纯化的氢料流；

c)来自步骤a)的所述热的反应器气体被进一步冷却到-170℃至-180℃，以冷凝所述甲硅烷和杂质；

d)其中所述冷凝的硅烷和杂质通过脱气器塔以移除轻重量的杂质，然后通过重组分纯化塔以移除重重量的杂质并产生甲硅烷蒸汽；

e)其中所述甲硅烷蒸汽通过含有分子筛的吸收器塔以移除乙烯；

f)其中自所述吸附塔现出的甲硅烷可选地被过滤，并且被传到后处理塔以将乙基硅烷从纯化的甲硅烷硅烷蒸馏掉；

g)其中纯化的甲硅烷可选地作为液体被储存，然后在使用前被加热；

h)其中在所述冷却的、纯化的氢料流和所述热的反应器气体之间的逆流热交换机冷却来自所述CVD西门子反应器的所述热的反应器气体；

i)所述纯化的甲硅烷可选地以第一压缩机压缩，并且被供料回到所述CVD-西门子反应器中；

j)其中所述纯化的氢料流可选地以第二压缩机压缩，并且在被用于所述逆流热交换器之后被供料回到所述CVD反应器中。