SiCl4热氢化制备SiHCl3过程的模拟研究

摘要

为了考察SiCl4(STC)-H2体系下的热氢化反应过程,采用完全扰动反应器(PSR)模型与Chemkin模拟软件,耦合了相关热力学与反应机理数据,对不同反应温度、反应压力、反应配比条件进行了模拟计算,并进一步模拟考察了停留时间与反应尾气急速冷却条件,经统计对比揭示了以上因素对SiCl4一次转化率的影响.结果表明:反应温度影响优先级为最高,只有在合适的反应温度区间内才能使SiHCl3(TCS)产生并维持理想的摩尔分率;SiCl4一次转化率均随反应压力与反应配比增加而增加,但在最优区间内才有参考价值,增长幅度在最优值后趋缓;SiCl4一次转化率在最优停留时间前期增长显著,后期基本无变化;反应尾气则需要在较低温度与较短时间内完成骤冷过程方可使SiCl4一次转化率不发生较为明显的降低.得出结论为SiCl4通过热氢化制备SiHCl3过程最优操作条件为反应温度1200℃,反应压力0.6 MPa,反应配比n(H2):n(STC)为4,在此条件下,SiCl4一次转化率为20.91％;最优停留时间为0.01 s,反应尾气最优骤冷条件为在0.001 s内冷却至750℃.