杜俊平赵雄

（1,中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）（2,洛阳中硅高科技有限公司，河南 洛阳 471000）

三氯氢硅（TCS）合成的基本反应式为Si+3HCl=SiHCl3+H2，在生产过程中会有大约15%的副产物STC产生。目前，国内外基本通过生产有机硅、氢化生产TCS及白炭黑等工艺消耗STC，但从节能减排，降低成本的角度分析，提高三氯氢硅合成的效率依然是合成生产过程中控制的关键点之一。

1 HCl含氧、H2O对TCS生成反应的影响

在合成反应过程中，因为Si-O键比Si-Cl键更为稳定，所以反应生成的TCS在有氧及H2O存在的前提下极易发生副反应，降低三氯氢硅的收率，使生产成本进一步增加。同时，副反应产物盐酸对设备的腐蚀性相当严重。所以，在生产过程中如何严格控制硅粉及氯化氢的含水量是三氯氢硅合成反应控制的要点之一[1]。作者在生产实践中发现，当HCl的含量为0.1%时，则TCS含量小于80%，当HCl含水量为0.05%时，则TCS含量可增加或接近到90%，因此，硅粉及HCl的干燥是十分关键的。

目前，在工业生产过程中，氯化氢脱水基本依靠冷冻、雾沫分离的技术进行，通过冷却氯化氢至-10℃可以有效控制其含水量在100ppm以下。

2 反应温度对TCS生成的影响

STC为四面体结构，Si原子与Cl原子通过共价键相连，结合比较紧密，这种结构造成STC的热稳定性要优于TCS，即便温度高达600℃也可以稳定存在。TCS结构并不对称，Si原子与Cl原子通过近离子键相连，热稳定性较差，温度为400℃时开始分解，550℃时分解剧烈。

在生产过程中，三氯氢硅的生成受温度的影响较大，温度较低则反应速度较慢，温度过高则副反应较多，通过作者多年的生产经验，控制合成炉中部温度330-350℃时，合成的效率基本可以控制在一个较高的水平。……