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1、 股份有限公司 年产1000吨硅烷气体建设项目 项 目 建 议 书 浙江精功新材料技术有限公司 二0一三 年 八 月 十 日 第一章 总论 1.1项目概述: 1.1.1项目名称：有限公司年产1000吨硅烷气体建设项目 1.1.2 建设单位：有限公司 1.1.3 建设地点： 1.1.4 项目性质：新建项目 1.1.5 法人代表： 项目承建单位: ---------------有限公司（筹） 项目投资方:--------------------有限公司 1.2 编制依据及原则 1.2.1 编制依据 1.2.1.
2、1 有限公司《年产1000吨硅烷项目建议书》编制委托书 1.2.1.2有限公司提供的建厂地区气象、水文、地质资料 1.2.1.3 有限公司提供的发展规划 1.2.1.4国家发改委《产业结构调整指导目录（2011年本）》 1.2.1.5 技术提供方提供的相关技术资料和数据 1.2.1.6 提供的其他资料 1.2.2 编制原则 1.2.2.1贯彻执行国家基本建设的方针政策，采用国际先进的三氯氢硅歧化等成熟工艺技术，吸收国内同行业的先进经验，提高硅烷产品品质，保证装置长周期安全稳定运行 1.2.2.2工厂总平面布置充分考虑现有用地的总体布局和周围装置情况，因地制宜，合理布置，留有发
3、展余地。 1.2.2.3在满足生产安全的前提下，选择先进的生产工艺技术，采用经济、合理的设计方案，配备高效节能设备，建设节约能源、降低消耗、节省工程投资和占地的先进生产装置。 1.2.2.4装置采用露天和半露天布置，充分体现“五化”（一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化）的要求。 1.2.2.5充分依托公司已有的公用工程条件，优化设计方案，节省工程投资。 严格执行国家和地方的消防、环境保护、劳动安全卫生法律和法规，建设既符合消防安全要求又清洁环保的现代化装置。 1.3项目建设的目的和意义 1.3.1 项目提出的背景 2011年， 随着美国对中国光伏业的双反，新能源中多晶
4、硅硅料和光伏组件价格一落千丈，快速发展了近10年的中国光伏业及相关行业如三氯氢硅行业遭遇“寒冬”。印度，欧盟等国家相继向中国光伏发起“双反”调查，国际贸易保护主义延伸至新能源领域，更让中国光伏企业雪上加霜，连带三氯氢硅生产企业也岌岌可危。 在这乍暖还寒的节骨眼上，中国光伏业面临一场“洗牌”，具备资金、技术优势尤其是掌握先进关键技术的光伏企业将沿着降低成本的路线，不断促进技术研发和规模生产，以及产品的多样化；而众多的落后产能将被淘汰，最终促成中国光伏及相关行业的转型升级和良性发展。与发达国家相比，我国生产企业在技术上还有差距，盲目建设、低水平重复、产品单一、同质化竞争现象仍较严重，行业景气指数
5、较低。在这样的情况下，环境和形势倒逼国内这些生产企业加快产品结构调整，改进工艺技术路线，提高产品质量，向高端领域发展。 在这个充满机遇与困难的时候，更迫切需要对现有产品结构和技术工艺进行大胆的改进和调整，拓宽公司的产品链，研发新的工艺替代路线，开发新的技术工艺，实行多产品方案，练好自身内功更是十分必要的。 6N 标准的气体目前世界上只有美国、欧洲和俄罗斯等发达国家才能生产。美国的 REC 公司生产采用三氯氢硅两步歧化法生产该种气体，我国进口该种气体常常因国际形势紧张和变化而受到阻碍，因此直接制约了电子、新能源等相关领域的发展。浙江精功新材料技术有限公司团队有相当一部分人来自于美国某三氯氢硅
6、歧化法硅烷生产企业的技术以及生产部门，人员均从事过多起硅烷项目的技术优化、工艺设计和现场生产培训、开车调试的任务，具备研制和生产这种气体的能力。同时，浙江精功具有生产配套硅烷特种设备的能力。经过多次技术交流和磋商，浙江精功愿同我方合作，提供技术和部分关键设备，共同开发该项产品。本项目主要利用浙江精功公司研制的硅烷气体制备和提纯技术，在中国建立高纯度特种气体及硅烷法多晶硅新工艺和装备的研究基地及产业化基地，解决我国急需的高纯气体材料的国产化问题，使硅烷气体的纯度达到 6N（99.9999%）；为后续硅烷气沉积制备电子级多晶硅的新工艺和装备，包括硅烷CVD炉以及硅烷流化床的研发打下坚实的基础。该项
7、目在国内属首创，技术指标达到国际同行业先进水平，填补我国高纯度特气生产空白，彻底改变我国电子特气长期受制于人的局面，同时优化企业产品结构，提高市场竞争了。 1.3.2.项目建设的目的和意义 1.3.2.1 完善硅烷技术 利用三氯氢硅歧化生产硅烷的生产技术为国外的公司所垄断。通过该项目的建设，利用已有的装置规模、场地以及人才优势，通过不断探索和优化工艺条件，完善利用三氯氢硅制备硅烷的生产工艺，突破技术壁垒，打破国外垄断，实现具有自我知识产权的硅烷生产工艺；对于推动整个中国硅烷的发展和产业升级具有重大的战略意义。 1.3.2.2 拓展多晶硅产业链 该项目的成功将三氯氢硅转变成高附加值的硅
8、烷气体；硅烷气的制备也可以继续延伸产业链至硅烷多晶硅；硅烷由于易于提纯且生成多晶硅的过程中无污染，因此硅烷气制备的多晶硅是目前品质最好的多晶硅产品，具有很广阔的市场空间；可以彻底打破目前改良西门法一统天下的局面，并大大降低能耗，减少污染，并极大地降低成本，为我国多晶硅的发展开辟一条崭新的道路 1.3.2.3 进行硅烷技术研发 未来多晶硅行业比拼的就是成本，技术。硅烷法多晶硅的无论成本还是产品质量都是取代三氯氢硅西门子法的最佳选择。建设歧化法硅烷装置，对于公司的产品结构调整、提升市场竞争力有着非常重要的意义。 1.3.2.4 取代进口，打破垄断，为国家节约外汇 高纯度特种气体硅
9、烷 SiH4 等广泛应用于电子行业、太阳能电池、移动通讯、汽车导航、航空航天、军事工业等方面。目前我国只能生产纯度在 3N~4N 标准的特种气体，而在许多重要领域，比如：国家战备武器研究和神州七号运载火箭上的控制系统的电子原器件的制造，以及卫星上使用的太阳能电池的制造等方面所急需的 6N 标准的气体全部依靠进口。 1.3.3 本项目主要技术经济指标详见表1-3主要技术经济指标表。 表1-3 综合技术经济指标表 序号 指标名称 单 位 数 量 备 注 一 生产规模 硅烷气体装置 t/a 1000 二 年操作时间 硅烷装置 h
10、 8000 三 产品方案 硅烷气体（电子级） t/a 1000 四 主要原辅料消耗量 1 三氯氢硅 t/a 17350 自有 2 液氮 t/a 5760 国内采购 3 催化剂（歧化） t/a 10 国内采购 五年更换 4 吸附剂 t/a 5 国内采购，五年更换 5 30%氢氧化钠溶液 t/a 167 国内采购 五 公用工程消耗量 1 工业电380V kW·h/a 752000 公司内部 4 仪表空气0.6MPaG Nm3/a 1200000 来自空压制氮站
11、5 循环水Δt=10℃ t/h 450 来自循环水站 6 生活水0.35MPaG t/h 15 来自自来水厂 7 蒸汽 0.2MPaG t/h 6.5 来自界外 8 冷量-40℃Δt=5℃ t/h 5.9 来自制冷站（循环量） 六 “三废”排放量 1 废水 t/a 160 2 废气 Nm3/h 87 3 固体废物（液） t/a 无 七 运输量 1 运入量 t/a 23292 2 运出量 t/a 17510 八 总定员 人 55 九 总占地面积 m2
12、 748 十 总建筑面积 m2 3740 十一 总投资 万元 6452 十二 建设投资 万元 5332 十七 流动资金 万元 776 十八 年均销售收入 万元 32709 十九 投资收益率 % 229 二十 年总成本费用 万元 15329 二十一 年利润总额 万元 17154 二十二 投资回收期 年 1.29 二十三 盈亏平衡点 % 14.29 第二章.市场分析、价格预测及原材料供应 2.1 概述 2.1.1 高纯硅烷气产品用途
13、硅烷：SiH4，熔点：-185℃；沸点：-112℃；纯硅烷在常温常压下部自燃，但稍微升高温度或降低压力就会着火。如果在硅烷中含有少量的其他硅氢化物，硅烷就会自燃。在400℃时，硅烷完全分解成硅和氢。 高纯硅烷是半导体工业、电子信息产业、新能源产业的最基础原材料。纯度高、无污染，对设备没有腐蚀，能实现精细控制，已经成为其它硅源气体无法取代的重要特种气体。 硅烷是重要的新材料产品，广泛应用于LCD平板显示、半导体、太阳能等行业，目前只有美国、日本等少数国家能够生产。长期以来，中国对硅烷的需求与日俱增，但国内却很少生产供应。硅烷气体，补充了硅类新材料的产业链。 硅烷气体应用广泛，用于光伏产业
14、多晶硅、单晶硅、微晶硅、非晶硅、氮化硅、氧化硅、异质硅、各种金属硅化物、外延硅片、光电子产业，液晶平板显示器(TFT) 电子复印机光感鼓膜、微电子产业，集成电路。可用于制造完美的外延薄膜，以及高质量、高水平的半导体分立器件，还可以用于制作非晶硅太阳能电池的原板。硅烷早期用于玻璃工业，制成的镀膜玻璃具有Si/SiC纳米镶嵌复合结构，有良好的外观遮阳性能和良好的化学稳定性。 用于制造先进陶瓷、复合陶瓷、功能材料、高能材料等；成为许多新技术、新材料、新器件基础；军事、卫星、交通 例如磁悬浮列车晶闸管所用材料。 2.2 硅烷市场分析 2.2.1 全球高纯硅烷产业发展历程 2.2.1.1全球高
15、纯硅烷供需状况 目前全世界年产 1500 兆非晶硅太阳能电池，仅这一项，约需 8500吨高纯硅烷，而实际太阳能级需求的高纯硅烷需求在年 15000 吨以上，近几年全世界高纯硅烷的产能仅为 12000 吨/年左右，70%左右回用于制造集成电路，二极管，三极管等半导体器件，绝对满足不了光伏工业的需求，供需矛盾十分突出，并导致全球范围内高纯硅烷严重短缺，国际硅烷大户纷纷提高产量，道康宁公司已扩大其位于美国Midland 和日本千叶的硅烷产量，增幅约 40%/年。 2.2.1.2 国外硅烷主要生产和销售公司 2.2.1.2.1 REC公司 美国REC公司应该算是世界上最大的高纯硅烷生产公司之一
16、生产的高纯硅烷主要供应给美国空气化学、法国液体空气公司以及林德公司这些公司进行硅烷气体的分包装。还有相当一部分用于自身生产高纯电子级多晶硅。其市场份额占到80%左右以上。 2.2.1.2.2普莱克斯 普莱克斯是一家全球领先的工业气体专业公司，同时也是北美和南美洲最大的工业气体供应商， 2.2.1.2.3 法国液体空气公司 法国液体空气公司是目前世界上最大的工业气体和医疗气体及相关服务的供应商。该公司 1980 年开始在中国拓展业务，目前在上海、天津等地设有分公司。 2.2.1.2.4 林德公司 林德的业务遍及全球 100 个国家，在 2008 财年，公司的销售收入为 127 亿欧
17、元。在大中华区，林德集团的总部位于上海，共有约50 个全资子公司和合资企业。其硅烷气主要来自于美国REC公司。 2.2.1.2.5 美国空气化学 世界 500 强企业之一——美国空气化学产品有限公司是全球最大的气体化工产品生产企业，也是世界上唯一同时生产气体产品和化学品的公司。 2.2.2 全球高纯硅烷供需现状 2.2.2.1 供应 2008 年全球高纯硅烷产量为 11000 吨左右，2009 年全球高纯硅烷产量达 8000 吨左右。2010年为10000吨，2011年12000吨，预计2012年可达到15000
18、吨 2.2.2.2 需求 随着电子工业和半导体工业的发展，对高纯硅烷的需求量逐年增大，2008 年全球高纯硅烷的需求量为 10000 吨左右，2009 年全球高纯硅烷的需求量达 15000 吨左右。预计2012年需求达到20000吨左右。 2.3 未来发展预测 2.3.1 未来产能发展预测 2.3.1.1 未来产能发展预测 2009 全世界高纯硅烷的产能为 8000 吨/年左右，随着需求量的加大，各大生产企业都纷纷扩建产能，预计 2012 年全世界高纯硅烷的产能将达到 150000 吨/年左右。 2.3.2 需求预测 近年来，全球集成电路、平面显示、太阳能电池等行业快速发展
19、生产所需的硅烷电子气体用量猛增，市场缺口较大，预计 2012 年全球高纯硅烷的需求量达 20000 吨左右。按照20%的增长量，2013年将达到24000吨，2014年可以达到28800吨，2015年更是高达34560吨。可见硅烷的缺口相当大。 2.4 中国高纯硅烷产业发展和现状 2.4.1 中国高纯硅烷产业发展 2.4.1.1 产能发展 2.4.1.1.1 近年国内高纯硅烷产能发展 目前国内没有能够大规模生产高纯硅烷气体尤其是利用三氯氢硅歧化法生产硅烷气体的公司，主要都是从国外进口特别是美国REC公司，进行分装销售。随着LED平板市场以及硅基薄膜电池生产的日益增长，未来硅烷市
20、场将更加火爆。 近几年我国的高纯硅烷的产能有一定程度的增长，但其增长量不是很大。2007 年我国高纯硅烷的产能为 25 吨，发展到 09 年增长到38 吨。并且工艺技术落后，成本居高不下，质量也达不到电子级所需要的水平，只能勉强于太阳能领域。 下表是我国近几年高纯硅烷的产量情况: 序号 年份 产量 备注 1 2007 21 2 2008 27 3 2009 38 4 2010. 200 5 2011 500 6 2012 1000 预计 2.4.1.1.2中国亟待建设规模化高纯硅烷装置 目前我国的高纯硅烷行业的供需缺
21、口很大，对进口依赖严重，市场需求增长与行业产能扩张的速度很不平衡。如果要在最短的时间内改变这种状况，只有进行规模化建设，扩大行业产能。特别是采用新的硅烷生产工艺技术，改变和淘汰过去那种无机生产硅烷方法，提高硅烷的产能，大幅降低硅烷的成本，改变电子级高纯硅烷基本只能进口的局面。 2.4.1.2 中国高纯硅烷生产及发展分析 由于多年来国内电子气体技术上还不能大规模的生产出合格的电子级高纯硅烷，目前还主要依赖于国外进口。这一情况如果在 5 年内是得不到根本解决的，必定会严重影响光伏产业及整个电子工业的发展。 2.4.2 未来发展预测 2.4.2.1 产能发展 预计未来几年内，随着拟建在建
22、项目的投产，国内的产能也会随之增加，预计到 2012 年，产能可能增加到1000 吨。但与日益增长的高纯硅烷发展需求，还相差甚远。 2.4.2.2 需求预测 早期国内硅烷市场一直处于供需平衡、价格平稳、供略大于需的状况。2007年下半年硅烷供应开始逐渐紧张，到 2008 年 8、9 月份，国内硅烷供应已经极度短缺，市场无货，价格猛涨，许多非晶硅太阳能电池生产企业，高效节能玻璃生产企业因无货源面临被迫停产的局面。经过 2008年的一场硅烷危机之后，人们更清楚、更充分地认识到中国不能没有自己的多晶硅生产企业，更不能没有自己的硅烷生产企业，2008 年的危机对我们的教育非常深刻。 另外，随着半
23、导体行业的持续发展，集成电路产品的需求急剧上升，我国已成为IC 产品的消费大国。我国已经成为全球第一大半导体市场，且保持较高的增长速度。中国半导体行业协会（CSIA）公布的数据显示，2007年我国半导体市场规模为6643亿元，比2006年增长16.6%，其中，IC 市场规模为5410亿元同比增长17.6%。2007 年我国半导体市场规模占全球半导体市场的34.1%，已经达到三分之一强。 目前我国集成电路设计企业数量近500家，生产线数量已达50条，其中12英寸线2条，8英寸线11条。产业发展呈现出加速发展的特征，从20世纪90年代初的10亿元发展到2000年突破百亿元，用了近10年的时间，而
24、从百亿元增长到千亿元，则仅仅用了6年时间。 平板显示行业，在制备平板显示LED时，多个工序需要消耗硅烷， 非晶硅薄膜电池行业，硅烷消耗量大概为0.5T/MW。这样可以推算出在非晶硅薄膜电池行业的用量也是一个很大的数目。 从已经颁布和实施的政策，以及正在制定和审批的新政策中可以看出，我们国家对集成电路、新型元器件以及关键设备和材料的发展日益重视，这将为产业发展创造更加优良的发展环境，带来新的契机。到2012年，我国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨。电子级多晶硅需求也会带动硅烷气的需求增长， 随着国内电子行业、平板显示行业、非晶硅薄膜太阳能电池、移动通讯等行业的飞速发展，市场对高纯硅
25、烷的需求会迅速扩大，预计到 2012 年国内市场需求量可达到3000 吨。亚洲市场应该超过5000吨/年 2.4.3 中国高纯硅烷部分销售生产企业 上海浦江特种气体有限公司 大连光明所 南京晨虹特气集团 成都中核红华 华南特气 苏州金宏气体有限公司 2.4.4. 国内外硅烷部分生产企业见下表： 企业/项目名称 产品 生产能力 工艺技术 项目状态 REC 老线 硅烷(多晶硅) 4000吨(3000吨) 冷氢化,歧化,CVD 生产 REC 新线 硅烷(多晶硅) 7000吨(5000吨) 冷氢化,歧化,FBR 2010投产 MEMC 硅烷(多
26、晶硅) 6000吨(4000吨) 氟硅酸钠法,FBR 生产 MEMC，三星合资 硅烷(多晶硅) 7000吨(5000吨) 冷氢化,歧化,FBR 在建 中宁 硅烷(多晶硅) 200吨(3000吨) 氟硅酸钠法,CVD 硅烷成本接近38万/吨 南京特气集团 硅烷气 60吨 改良小松法 金华化工 硅烷气 50吨 改良小松法 神州硅业 硅烷气，中试 100吨 未投产 其他合计 200吨 合计 硅烷气 约2.4万吨 2.4.4 高纯硅烷市场价格预测 2.4.4.1 概述 目前，达到 6N 以上高纯硅烷
27、市场价达 500 元/KG,国内生产的质量不高的硅烷只能用于太阳能行业的硅烷气体目前的销售价仍然高达450元/公斤。这一情况如果在 5 年内得不到根本解决，必定会严重影响光伏产业及整个电子工业的发展。 2.4.4.2 高纯硅烷市场价格分析与预测 国内目前没有企业生产高纯硅烷，而主要国际大厂扩产有限加之TFT、LED 等领域需求量居高不下，并且还会有所增加，硅烷供应仍偏紧张，价格维持高位并不排除继续上涨的可能。 第三章. 生产规模和产品方案 3.1生产规模 根据国内硅烷市场预测情况以及原料等资源情况，确定本
28、项目规模为年产1000吨多晶硅，年操作时间为8000小时。 3.2. 产品方案及产品规格 本项目产品方案见表3-1。 序号 产品/副产品名称 设计能力（吨/年） 备注 1 高纯硅烷（电子级） 1000 产品 合计 1000 产品规格见表：硅烷气（SiH4）其中：SiH4≥99.9999999% 杂质名称 规格 分析方法 CO2 ≤0.05ppbv GC-DID CO ≤0.05ppbv GC-DID 氯硅烷 ≤0.2ppbv IC H2 ≤50ppbv GC-DID CH4 ≤0.05ppbv GC-DID N2 ≤0.
29、5ppbv GC-DID O2&Ar ≤0.5ppbv GC-DID H2O ≤0.5ppbv Moisture Analyzer AL ≤0.005ppba FTIR Sb ≤0.005ppba FTIR As ≤0.005ppba FTIR B ≤0.04ppba FTIR P ≤0.04ppba FTIR C ≤0.1ppma FTIR Fe ≤0.4ppba FTIR 第四章． 工艺技术初步方案 4.1 国内工艺技术概况 理论上讲，能制备硅烷的技术路线有几十种
30、之多，但其中大部分只能作为实验室理论研究。目前真正已经应用于批量生产的硅烷制备技术只主要有如下几种： 4.1.1氢化铝钠法 氢化铝钠法采用的是氢化铝钠与四氟化硅进行化学反应制备硅烷。反应方程式为： 四氟化硅制备：SiO2+CaF2+H2SO4→H2SiF6 +CaSO4 +2H2O (萤石硫酸法) 或： Na2SiF6 +H2SO4 →H2SiF6 +Na2SO4 (氟硅酸钠硫酸法) 然后： H2SiF6 →SiF4 +2HF (氟硅酸加热分解) 四氢铝钠合成： Na+Al+2H2 →2NaAlH
31、4 (熔融钠+铝粉) 四氟化硅还原： NaAlH4 + SiF4 →SiH4 +NaAlF4 NaALH4 + SiF4 ----- NaALF4 + SiH4 氢化铝钠法应该算作无机化学反应。工艺过程主要包括主要包括：四氢化钠铝制备、氟化钠铝制备、四氟化硅制备、硅烷制备、硅烷净化等。其工艺流程如图所示。主要是将硅粉或石英砂、萤石或磷肥副产品、氢化铝钠混合后经螺旋加料机送到回转炉中，在回转炉内与浓硫酸在一定的条件下发生化学反应，生成四氟化硅和氟化氢气体，然后提取四氟化硅进行下一步反应。该工艺的主要优点在于制备过程中没有氯离子的存在，硅烷纯度比较高，一度被寄予厚望，但其
32、工艺技术上的不成熟表现却不容忽视。浙江某公司就是引进的该工艺路线的工艺包，运行中发现四氟化硅的产率仅67%，有接近三分之一的原料被当做废渣排掉，消耗高，环境压力大。同时，反应和提纯不能在塔器内完成，一般单套规模也不易做大，生产成本较高。在当今太阳能大幅降价的今天，该公司不得不大幅减产，基本不生产多晶硅，只是生产一部分硅烷来维持生存。 4.1.2.硅化镁法 硅化镁法采用的是硅化镁粉与氯化铵在液氨环境中发生化学反应制备硅烷，其化学反应方程式为： Mg2Si + NH4CL------ MgCL2 6NH3 + SiH4 硅化镁法又称小松法，是世界上最早实现工业化的硅烷制备技术，也是目前国内
33、最为成熟的制备技术之一，该工艺的生产过程包括硅化镁的合成、硅烷合成、分子筛吸附、氨气尾气吸收等；反应原料主要为硅粉、镁粉和氯化铵、氨水等，这些原料市场供应充足，价格也相对低廉，同时，该工艺操作简单，温度（-20℃）和压力（0.2MPA）容易达到；但该技术的缺点也较为明显。首先，如果氯化铵干燥不彻底将极大的影响到硅烷的收率。同时，由于镁粉易与氨气等发生化学反应，所以导致镁粉、氯化铵的干燥对环境要求极为严格，无形中增加了成本。其次，其反应产生的大量副产物六氨氯化镁不易回收和利用。再次，由于该反应在液氨环境下进行，液氨消耗量较大，所有这些都增加了生产成本，对三废处理的要求高。并且，硅化镁法的单套规模
34、不易做大，适合小规模生产。 4.1.3氯硅烷歧化法 氯硅烷歧化法采用的是四氯化硅进行氢化反应生成三氯氢硅，然后三氯氢硅经过歧化反应生成二氯二氢硅，二氯二氢硅再次进行歧化反应生成硅烷，其反应方程式为： SiCL4 + H2 + Si------ HSiCL3 HSiCL3 ----- SiH2CL2 + SiCL4 SiH2CL2 ----- HSiCL3 + SiH4 氯硅烷歧化法又称 UCC法，应该算作有机化学方法，流程最符合大化工概念，极少废物产生，并可灵活实现多种产品，非常适合大规模生产。过去因国外技术封锁，国内目前没有该技术的工厂。 UCC法制备硅烷使用的原料为
35、SiHCl3，通过催化剂歧化SiHCl3的方法来制备硅烷，该方法是目前世界制备硅烷成本较低的一种技术。1976年，美国联合炭化公司(UCC)的Carl 总结前人的经验，使用离子交换树脂作为催化剂，使用固定床反应器，首先对树脂进行除水，然后SiHCl3以气态通过固定床，终于成功制备出了SiH4。后人在此基础上不断进行创新、改进，最终形成了UCC法制备硅烷。 氯硅烷歧化法由美国联合碳化物公司开发。此工艺，硅烷的制备方法采用SiCl4逐步氢化。SiCl4与硅、氢气在3.55 MPa和500℃下首先生成SiHCl3，SiHCl3经歧化反应生成SiH2Cl2，SiH2Cl2通过再次歧化反应生成硅烷。
36、 4.2国外工艺技术概况 目前国外硅烷生产厂主要是MEMC和REC公司。 4.2.1 MEMC公司利用自身优势，邻近一家较大的磷肥厂，MEMC充分利用磷肥副产品的优势，他们选择的硅烷制备方法就是氢化锂铝法。 4.2.2 REC公司 REC公司由于历史原因，一直采用的是氯硅烷歧化法，该公司的硅烷大部分销售给林德气体公司、美国液体化学、法液空等公司，再通过这些公司进行分包装销售给世界各地。还有部分高纯硅烷气生产多晶硅。 4.3 工艺技术的选择 比较制备硅烷的四种方法，硅烷法的成本最低，副产品最少，投资也最少。经过与国内外多家技术提供商的技术交流以及生产厂商的现场
37、考察，本项目拟引进浙江精功科技的三氯氢硅歧化技术和部分关键设备，整合国内先进生产设备，汲取国内外多家生产厂商和技术提供商的技术优势，形成消耗小、成本低、污染少的氯硅烷歧化法制硅烷新工艺，建设年产1000吨高纯硅烷气装置。 本项目生产方法主要技术特点如下： 1）采用先进的氯硅烷歧化精馏工艺。每一步都有较高的单程转化率。同时最大幅度的降低能耗。 2）采用先进的硅烷精馏技术，可以将硅烷的纯度提高到9个9，甚至达到11个9。 3）能耗低 ，采用最先进的节能技术，综合利用、回收能量。 综上所述，采用浙江精功技术生产制备高纯硅烷气体，其原料消耗、公用工程消耗、单位成本等指标均明显优于国内
38、先进水平，达到或超过国外先进水平。 第五章.原材料、燃料和动力供应 5.1 原材料、辅助材料及公用工程消耗指标 本项目工艺生产装置所需的原材料、辅助材料消耗指标见表 原材料、辅助材料规格、消耗量及来源表（工艺生产装置） 序号 名称及规格 小时消耗量( 吨) 年消耗量( 吨 ) 来源 1 三氯氢硅 2.169 17350 国内采购 2 液氮 0.010625 85 国内采购 3 甲醇 0.1675 1340 国内采购 4 歧化催化剂 10 国内采购 5 吸附剂 0.2 国内采购 6 30%氢氧化钠溶
39、液 0.02 160 国内采购 主要生产单元公用工程消耗量汇总情况详见表 公用工程规格及消耗指标表（生产单元汇总） 序号 名称及规格 小时消耗量 年消耗量 来源 1 工业电380V 6500（kW.h） 5.2x107 来自园区变电所 2 氮气0.7MPaG 500（Nm3） 4.0x106 来自空压制氮站 3 液氮3.0MPaG 100（KG） 800 来自空压制氮站 4 仪表空气0.6MPaG 175（Nm3） 1.40x106 来自空压制氮站 5 循环水Δt=10℃ 800（t） 6.4x106 来自循
40、环水站 6 生活水0.35MPaG 3.75（t） 30000 来自园区自来水厂 7 蒸汽 0.4MPaG 25（t） 2.0x105 来自园区热电站 8 冷量-40℃Δt=10℃ 17.5（t） 140000 来自制冷站（循环量） 第六章．建厂条件和厂址初步方案建厂条件 6.1装置区域位置 现场的自然条件 年平均气温： ℃ 极端最高气温： ℃ 极端最低气温： ℃ 年平均风速： m/s 最大风速： m/s 地震设防烈度(设计基本地震加速
41、度)： VII(0.10g)度 本项目区域位置详见附图区域位置图。 区域优势 地形、地貌、地质 气象、地质特征 自然资源 基础设施 产业环境 本项目地理位置详见附图区域位置图。 ⑴ 符合总体规划，满足生产工艺流程要求，遵循防火、防爆、环保和安全等有关规范，充分考虑生产操作、检修、消防等作业需求；充分利用地形、地质、气象等自然条件，因地制宜，合理利用原有厂区条件，节约用地，降低工程造价。 总平面布置在综合各种影响因素，经过多方案技术经济比较后择优确定。 第七章.公用工程和辅助设施初步方案 7.1.公用工程建设原则 本建设项目所需公用工程尽量全部依托老公
42、司原有的公用工程设施，不再另外新建。老公司原有公用工程设施完全可以满足本项目满负荷开车的需要 至于本项目所需要的液氮可以外购。 其他辅助设施，如分析等均依托老公司原有装置，不再另外新建。 7.2.建筑物、构筑物 设计原则 在满足工艺生产要求的前提下，建筑物的平面布置、空间尺寸以及结构造型等满足规范标准的要求，做到构件预制化、标准化、统一化。 本项目在建筑防火设计中从防止火灾发生和安全疏散两方面考虑。防火方面：所有建筑均采用一、二级耐火等级，室内装修均采用不燃或难燃材料，使火灾不易发生，即使发生也不易迅速蔓延，同时建筑内均设置了消火栓。防火分区面积满足建筑设计防火规范要求。疏散方面：
43、建筑的平面布局、楼梯间距、楼梯宽度要求等均满足防火疏散的要求，楼梯间在首层均靠近直接对外出口，方便人员疏散。 有爆炸危险的生产用房、库房等，室内设风机强制通风以排除室内液体挥发的易燃易爆气体。同时，采用钢筋混凝土框架结构，采取大开窗以满足泄压要求。 第八章.项目污染源排放及治理方法 8.1.废气排放及治理方法 废气污染源、污染物排放及治理方法见表10-8。 表10-8 废气污染源排放及治理方法一览表 序号 污染源 废气量 Nm3/h 污染物排放浓度 及排放量 排放方式 处理方式 2 尾气处理后 87 氮气：92%v 氢气：8%v 高空
44、排放 合计 87 说明：表中“装置放空气”是指除渣浆处理装置和尾气回收装置之外的装置。 8.2.废水排放及治理方法 废水污染源及污染物排放治理见表10-9。 表10-9 废水排放及治理方法情况表 序号 废水名称 主要污染物组成 水量及 排放特征 处理措施及去向 2 尾气处理装置废水 Na2SiO3：46% 0.02t/h连续 公司污水处理站 合计 0.02t/h 8.3.废固排放及治理 采用精功新材料技术有限公司的硅烷歧化技术，整个装置无废渣排放。 第九章．卫生安全措施 项目建设中充分贯彻 “安全第一、预防为主”
45、和“安全为了生产，生产必须安全”的设计思想，对工程中的易燃、易爆、有毒、有害物质设置必要的防范措施，并实施有效控制，防止事故的发生。 严格执行国家各项抗震防灾技术和行政法规，切实采取各种有效的防范措施，使其具有较高的综合抗震能力。 选用先进、可靠、安全的工艺流程，尽可能实现自动化和机械化，减少操作人员的劳动强度，降低体能消耗，保证操作人员的作业和工作环境，满足安全卫生的要求。 严格执行国家、地方、行业及企业规定的各项有关安全卫生的法律、法规和标准、规范，做到劳动安全卫生与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。 生产过程中职业危险、危害因素分析 项目项目涉及物料及危险特性的划
46、分 物料极危险特性划分见表。 表 物料及其危险化学品种类划分 序号 名称 危险货物编号 UN号 分类 1 氢气 21001 1049 第2类第1项：易燃气体 2 四氯化硅 81043 1818 第8类第1项：酸性腐蚀品 3 三氯氢硅 43049 1295 第4类第3项遇湿易燃物品 4 二氯二氢硅 23042 2189 第2类第3项有毒气体 5 硅烷 2203 6 氮气 22005 1066 第2类第2项：不燃气体 危化品的危险危害特性 （1） 氢气 原料氢气，无色无臭气体。 危险特性：与空气混合能形成爆
47、炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。 燃烧(分解)产物：水。 侵入方式：主要吸入。 健康危害：在很高的浓度时，由于正常氧分压的降低造成窒息；在很高的分压下，可出现麻醉作用。 （2）四氯化硅 原料四氯化硅，无色或淡黄色发烟液体，有刺激性气味，易潮解，可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂。酸性腐蚀品。 危险特性：受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气。 燃烧(分解)产物：氯化氢、氧化硅。 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作
48、用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎症，甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。 急性毒性：LC50=8000ppm，4小时(大鼠吸入)。 （3）三氯氢硅 中间产品三氯氢硅，无色液体，极易挥发，溶于苯、醚等多数有机溶剂。遇湿易燃物品。 危险特性：遇明火强烈燃烧。受高热分解产生有毒的氯化物气体。与氧化剂发生反应，有燃烧危险。极易挥发，在空气中发烟，遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。 燃烧(分解)产物：氯化氢、氧化硅 侵入途径：吸入、食入 健康危害：对眼和呼吸道粘膜有强烈刺激作用。高浓度下，引起角膜混浊、呼吸道炎症，甚至肺水肿。并可伴有头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、心慌等症
49、状。油在皮肤上，可引起坏死，溃疡长期不愈。 毒性：LD50=1030mg/kg (大鼠经口)；LC50=1500mg/m3，2小时(小鼠吸入)。 （4）二氯二氢硅 中间产物二氯二氢硅，无色气体，溶于苯、乙醚等多数有机溶剂。 危险特性：易燃，其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物；遇热源和明火有燃烧爆炸的危险；与卤素及其它氧化剂剧烈反应；遇水或水蒸气剧烈反应，生成盐酸烟雾。 燃烧(分解)产物：氯化氢、氧化硅。 健康危害：对上下呼吸道、皮肤和眼睛有腐蚀性和刺激性，遇水或空气中的水份迅速水解形成氯化氢（盐酸）。盐酸可致皮肤灼伤和粘膜刺激。接触后表现有流泪、 咳嗽、咳痰、呼吸困难、
50、流涎等。可引起肺炎或肺水肿。眼接触可致灼伤，导致失明。 侵入途径：吸入。 （5）氮气 无色无臭气体，微溶于水、乙醇。 危险特性：若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 侵入途径：吸入。 健康危害：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度时，患者可迅速出现昏迷、呼吸心跳停止而致死亡。 表 生产中火灾爆炸危化品物性表 序号 名 称 熔 点 ℃ 沸 点 ℃ 闪 点 ℃ 燃 点
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