СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ТЕТРАФТОРИДА КРЕМНИЯ

1. Способ производства тетрафторида кремния, где способ включает:
контакт исходного фторалюмината, включающего, по меньшей мере, приблизительно 30 мас.% фторидных солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов и алюминия, газообразной кислоты и источника кремния для получения тетрафторида кремния и, по меньшей мере, одного побочного продукта.
2. Способ по п.1, в котором исходный материал представляет собой побочный продукт производства силана.
3. Способ по п.1, в котором тетрафторид кремния отделяют от побочного продукта для получения тетрафторида кремния в качестве продукта.
4. Способ по п.1, в котором исходный материал включает, по меньшей мере, приблизительно 70% мас. фторидных солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов и алюминия.
5. Способ по п.1, в котором кислота выбрана из хлористоводородной кислоты, серной кислоты и их смесей.
6. Способ по п.1, в котором кислота представляет собой хлористоводородную кислоту.
4
5
3
14
3
6
7. Способ по п.1, в котором исходный материал включает NaAlF, NaAlF и NaAlF.
8. Способ по п.7, в котором исходный материал также включает фторид алюминия и/или фторид натрия.
9. Способ производства тетрафторида кремния, где способ включает:
контакт фторидной соли щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия, хлористоводородной кислоты и источника кремния для получения тетрафторида кремния и фтороводорода; и
отделение тетрафторида кремния от фтороводорода для получения тетрафторида кремния в качестве продукта.
10. Способ по п.9, в котором тетрафторид кремния конденсируется для хранения в качестве жидкого продукта.
11. Способ по п.9, в котором фторидная соль представляет собой побочный продукт производства силана.
4
5
3
14
3
6
12. Способ по п.9, в котором смесь NaAlF, NaAlF и NaAlF вступает в контакт с хлористоводородной кислотой.
13. Способ по п.9, в котором смесь также включает фторид алюминия и/или фторид натрия.
14. Способ производства силана и тетрафторид кремния, где способ включает:
контакт тетрафторида кремния и тетрагидроалюмината щелочного или щелочноземельного металла для получения силана и исходящего потока, включающего фторидную соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия;
контакт исходящего потока, хлористоводородной кислоты и источника кремния для получения тетрафторида кремния и, по меньшей мере, одного побочного продукта; и
отделение тетрафторида кремния от фтороводорода.
15. Способ по п.14, в котором тетрафторид кремния барботируют через реакционный раствор, который содержит тетрагидроалюминат.
16. Способ по п.14, в котором тетрафторид кремния и тетрагидроалюминат вступают в контакт в реакционной среде, которую поддерживают при температуре от приблизительно 30°С до приблизительно 80°С.
17. Способ по п.16, в котором фторидную соль отделяют от реакционной среды в блоке разделения твердых веществ и жидкостей.
18. Способ по п.14, в котором тетрафторид кремния, отделенный от фтороводорода, используют для получения дополнительного силана в реакции тетрафторида кремния с тетрагидроалюминатом щелочного или щелочноземельного металла.
19. Способ по п.14, в котором тетрафторид кремния конденсируется для хранения в качестве жидкого продукта.
20. Способ по п.14, в котором исходящий поток включает от приблизительно 30% до приблизительно 95 мас.% фторидных солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов и алюминия.
21. Способ по п.14, в котором исходящий поток включает от приблизительно 70% до приблизительно 95 мас.% фторидных солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов и алюминия.
4
5
3
14
3
6
22. Способ по п.14, в котором исходящий поток включает NaAlF, NaAlF и NaAlF.
23. Способ по п.22, в котором исходящий поток также включает фторид алюминия и/или фторид натрия.
24. Способ производства силана и тетрафторида кремния, где способ включает:
контакт исходного фторалюмината, включающего фторидную соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия, кислоты и источника кремния для получения тетрафторида кремния и, по меньшей мере, одного побочного продукта;
отделение тетрафторида кремния от побочного продукта; и
реакция тетрафторида кремния с тетрагидроалюминатом щелочного или щелочноземельного металла для получения силана.
25. Способ по п.24, в котором тетрафторид кремния барботируют через реакционный раствор, который содержит тетрагидроалюминат.
26. Способ по п.24, в котором тетрафторид кремния и тетрагидроалюминат реагируют в реакционной среде, которую поддерживают при температуре от приблизительно 30°С до приблизительно 80°С.
27. Способ по п.26, в котором фторидную соль отделяют от реакционной среды в блоке разделения твердых веществ и жидкостей.
28. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором источник кремния выбран из группы, которую составляют песок, кварц, кремень, диатомит, минеральные силикаты, кремний металлургической чистоты, высокодисперсный диоксид кремния, фторсиликаты и их смеси.
29. Способ по п.24, в котором исходный фторалюминат включает от приблизительно 30% до приблизительно 95 мас.% фторидных солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов и алюминия.
30. Способ по п.24, в котором исходный фторалюминат включает от приблизительно 70% до приблизительно 95 мас.% фторидных солей щелочных металлов или щелочноземельных металлов и алюминия.
31. Способ по п.24, в котором кислота выбрана из хлористоводородной кислоты, серной кислоты и их смесей.
32. Способ по п.24, в котором кислота представляет собой хлористоводородную кислоту.
33. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором щелочной или щелочноземельный металл выбран из лития, натрия, калия, магния, бария, кальция и их смесей.
4
5
3
14
3
6
34. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором фторидная соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия выбрана из группы, которую составляют NaAlF, NaAlF, NaAlF и их смеси.
4
5
3
14
3
6
35. Способ по п.24, в котором исходный фторалюминат включает NaAlF, NaAlF, и NaAlF.
36. Способ по п.35, в котором исходный фторалюминат также включает фторид алюминия и/или фторид натрия.
37. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором фтороводород и хлоридная или сульфатная соль щелочного или щелочноземельного металла образуются в качестве побочных продуктов.
2
2
2
38. Способ по п.37, в котором хлоридная соль образуется в качестве побочного продукта, где хлоридная соль выбрана из группы, которую составляют LiCl, NaCl, KCl, MgCl, BaCl, CaCl и их смеси.
39. Способ по п.38, в котором хлоридная соль представляет собой NaCl.
40. Способ по п.37, в котором фтороводород вступает в контакт с источником кремния для получения тетрафторида кремния.
41. Способ по любому из пп.9, 14 и 24, в котором фторидная соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия и источник кремния вступают в контакт с водным раствором кислоты.
42. Способ по п.41, в котором фторидная соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия и источник кремния поступают в реакционный резервуар, образуя газообразный продукт, включающий тетрафторид кремния, и суспензию, содержащую побочный продукт.
43. Способ по п.42, в котором фторидная соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия и источник кремния непрерывно поступают в реакционный резервуар, и суспензия и газообразный продукт непрерывно выходят из реакционного резервуара.
44. Способ по п.42, в котором газообразный продукт включает тетрафторид кремния и фтороводород.
45. Способ по п.44, включающий разделение фтороводорода и тетрафторида кремния в дистилляционной колонне.
46. Способ по п.42, в котором суспензия поступает в блок разделения твердых веществ и жидкостей, образуя твердую фракцию и жидкую фракцию, где твердая фракция содержит хлоридную или сульфатную соль щелочного металла или щелочноземельного металла, и жидкая фракция содержит воду, фтороводород, непрореагировавшую кислоту и хлоридную или сульфатную соль щелочного металла или щелочноземельного металла.
47. Способ по п.46, включающий отделение, по меньшей мере, одного из веществ, включая воду, фтороводород и непрореагировавшую кислоту, в дистилляционной колонне.
48. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором фторидная соль щелочного металла или щелочноземельного металла и алюминия и источник кремния вступают в контакт с практически безводной кислотой.
49. Способ по п.48, в котором фторидная соль и источник кремния поступают в реактор с псевдоожиженным слоем, содержит кислоту в качестве сжижающего газа.
50. Способ по п.49, в котором газообразный продукт и мелкодисперсная хлоридная или сульфатная соль щелочного или щелочноземельного металла соль образуются в реакторе с псевдоожиженным слоем, где газообразный продукт включает тетрафторид кремния, фтороводород и непрореагировавшую кислоту.
51. Способ по п.50, включающий отделение тетрафторида кремния, по меньшей мере, от одного из других газов в дистилляционной колонне.
52. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором фторидная соль, вступающая в контакт с кислотой, состоит из частиц, у которых средний номинальный диаметр составляет менее чем приблизительно 500 мкм.
53. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором фторидная соль, вступающая в контакт с кислотой, состоит из частиц, у которых средний номинальный диаметр составляет менее чем приблизительно 300 мкм.
54. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором кислота и фторидная соль поступают в реакционный резервуар в молярном соотношении, составляющем, по меньшей мере, приблизительно 1:1.
55. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором кислота и фторидная соль поступают в реакционный резервуар в молярном соотношении, составляющем, по меньшей мере, приблизительно 3:1.
56. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором кислота поступает в реакционный резервуар в молярном избытке, составляющем, по меньшей мере, приблизительно 5% по отношению к фторидной соли, поступающей в реакционный резервуар.
57. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором кислота поступает в реакционный резервуар в молярном избытке, составляющем, по меньшей мере, приблизительно 50% по отношению к фторидной соли, поступающей в реакционный резервуар.
58. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором источник кремния и фторидная соль поступают в реакционный резервуар в молярном соотношении, составляющем, в расчете на число атомов кремния и атомов фтора, по меньшей мере, приблизительно 1:1.
59. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором источник кремния и фторидная соль поступают в реакционный резервуар в молярном соотношении, составляющем, в расчете на число атомов кремния и атомов фтора, по меньшей мере, приблизительно 1:3.
60. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором источник кремния поступает в реакционный резервуар таким образом, что атомы кремния добавляются в молярном избытке, по меньшей мере, приблизительно 5%, по отношению к фторидной соли, поступающей в реакционный резервуар.
61. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором источник кремния поступает в реакционный резервуар таким образом, что атомы кремния добавляются в молярном избытке, по меньшей мере, приблизительно 100%, по отношению к фторидной соли, поступающей в реакционный резервуар.
62. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором конверсия фторидной соли в тетрафторид кремния составляет, по меньшей мере, приблизительно 50%.
63. Способ по любому из пп.1, 9, 14 и 24, в котором конверсия фторидной соли в тетрафторид кремния составляет, по меньшей мере, приблизительно 90%.