我们离国际先进水平有多远？（2）

瓦克化学德国先进一体化工厂的远景图, 编者配图

在甲基氯硅烷合成过程中，为了延长开车周期和DMDCS选择性，所有的单体生产商都对硅粉中的杂质含量，以及硅粉的粒径提出了严格质量标准，并以此作为金属硅原料采购的首要指标予以限定。综合国内外企业对硅粉的质量要求，我们可以索引出不同MCS生产商恪守的原料技术质量指标。

1 硅粉中的杂质含量

作为多相催化反应，MCS合成过程中原料里的微量元素对其转化率、选择性有着直接的影响，这一点在业界已取得共识，在此不做进一步的讨论。

根据目前国内用于MCS生产的工业级金属硅质量情况统计，金属硅中的杂质含量平均水平为：

金属硅中杂质种类	杂质含量（%wt）	金属硅中杂质种类	杂质含量（%wt）
Fe	0.3-0.6	Ti	0.03-0.06
Al	0.15-0.4	Mn	0.005-0.01
Ca	0.05-0.2	O	0.2-0.35

通常而言，国内外的MCS生产商都要求金属硅的纯度要大于98.5%。从基本面上看，国内金属硅制造商经过近二十年的不断研发和优化，无论在产量和质量上都有了长足的进步，部分厂家的产品已得到Dow Corning、迈图高新的认可，并得到了实际应用。

事实上，由于原始MCS合成工艺的差别，各大MCS生产商对其研磨后的硅粉杂质要求不尽相同，索引的主要MCS生产商硅粉杂质指标如下：

公司名称	Fe	Al	Ca	Mg	Ti	Ni	Mn	Pb
Dow Coening	< 0.45	< 0.3	< 0.7		< 0.04			< 0.0015
GE	< 0.5	< 0.25	< 0.07	< 0.02	< 0.08	< 0.01
Shin-Etsu	< 0.40	< 0.35	< 0.07
国内企业	< 0.4	< 0.25	< 0.15

注明：国内企业指标为金属硅分析指标，非硅粉成品数据。

毋庸置疑，在硅块研磨成硅粉的过程中会有较多的Fe、Cr、C等杂质混入其中，其原因是研磨机械的磨损，这些杂质或吸附在硅粉表面或以极细的颗粒形式混杂在硅粉中。

经研究和分析表明，在研磨风选工艺条件下，细粉颗粒中的杂质含量明显高于中粗颗粒中的杂质含量。也就是说，要想得到尽可能纯的硅粉，必须有选择性的去除部分细粉，得到合乎MCS合成需要的合格硅粉。

2        硅粉粒径及其分布

对于气固多相催化的MCS合成反应而言，硅粉的粒径及其分布对反应速率、传热效率、产物选择性等方面有着直接的关联。事实上，国内外MCS生产商都对硅粉的粒径及其分布有着严格的技术指标，以下例举的是部分MCS生产商粒径及其分布数据。

公司名称	粒径/μm	粒径分布
Elkem Metals	75-180	120-160μm > 50%wt
Union Carbide	45-300
Dow Corning	5-150	80-120μm > 50%wt
Shin-Etsu	10-100	60-80μm > 50%wt
GE	75	平均75μm

那么，如何实现硅粉粒径及其分布的控制？

我们距国际先进水平有多远？(1)

http://www.chinasilicon.net/forum.php?mod=viewthread&tid=44315&fromuid=73970

(出处: 中国有机硅论坛)

根据对国外技术的了解，以上数据还是可信的，国内对于硅粉的分选基本上都是筛选，只有国内某外资装置采用风选的方式。筛选的过程中，有可能发生筛网破损，小的破损在运行过程中很难被发现，风选则没有这样的问题；另外，在流化床的床层高度控制里，可以根据旋风分离器里的细粉量判断床层高度，所以也可以调整硅粉风选的风量随时调整硅粉粒径（微调），这一点筛选是无法实现的，不明白国内为什么都使用筛选。硅粉中杂质对反应速度和选择性的影响，本人认为主要是对催化剂的影响，对反应速度的影响，杂质在流化床中的累积导致催化剂的选择性变差，但这只是是经验之谈。流化态是决定硅粉粒径的根本条件，细粉数量的提高有利于反应速度的加快，稳定的稳定是决定产品质量的重要因素了，所以，为了这些的实现，灵活的硅粉粒径调整是优化生产工艺的有效手段，筛选方式的局限性就暴露了，我不知道国内的厂家是怎么想的，

期待早点连载第三,呵呵,
第一和第二之间隔太久了

期待连载第三

   {:soso__10169062262133571330_1:}  期待连载第三

高水平的帖子！{:soso_e179:}

cspc 发表于 2015-2-9 10:09
核对对国外技术的了解，数据还是可信的，国内对于硅粉的分选基本上都是筛选，只有道康宁采用风选的方式。筛选的 ...

国内确实对硅粉不那么重视, 期待能有点具体的解决方案,如果在保证硅粉质量的前提下,也降低硅粉单耗

学习中。期待大家多交流

好文要学:victory:

事实上对于各MCS单体生产商而言，硅粉粒径及分布控制的重要性不言而喻，基于原始流化床研发工艺参数的不同，硅粉粒径及分布的差异化是正常现象。
无论是国内研发的硅粉加工装置还是引进装置，生产实践中细分杂质含量高的事实已得到验证，既然机械磨损存在，如何保证MCS合成所需的硅粉质量指标是一个现实的命题。
细分多反应速率加快，但往往会和DMDCS选择性相抵触，例如现在很多MCS生产商在DMDCS选择性下降时，二旋甚至一旋的细分都不回床，留作后期“榨干”时使用。但“榨干”过程不仅对设备造成损害，还会带来MCS中成分复杂化，对后续产品质量造成大的影响，如何“取舍”？
现在国内通用的硅粉生产方式均采用风选及筛分工艺，以期对硅粉粒径及分布实现有效控制，同时又要考虑其经济可行性，即必须控制成品硅粉的硅材消耗指标。
那么，如何实现技术经济合理对硅粉粒径及分布控制？

国外技术的流化床运行模式和国内有很大的区别，有几个指标一旦触及，立即停车，比如一个周期内硅粉的总投入量达到一定的数量级立即将床内剩余的硅粉倒出，期间保证床层温度低于270°C，这个温度之下催化剂是没有活性的，所以倒出的硅粉不再反应，题外话了，很多人可能知道道康宁在运行末期用石英砂替代硅粉尽可能将床内剩余的硅粉反应掉，这也是提高硅粉利用率的一个有效途径，石英砂替代硅粉的另外一个作用还有降温，在事故状态使用，而不是使用氮气。

催化剂，怎么样》

cspc 发表于 2015-2-9 18:26
国外流化床的运行模式和国内有很大的区别，有几个指标一旦触及，立即停车，其中一个是一个周期内硅粉的 ...

  {:soso__8312223264484645056_4:}  人家在说粒径及分布，你又打岔了。你又控制不住自己了！！

cspc 发表于 2015-2-9 08:54
高水平的帖子！

    {:soso__12206632511069352580_4:}  学习了！

你要堵嘴吗？无论是筛选还是风选，都是如何选择硅粉的方法，是具体谈硅粉粒径的一个方面，你不会连这个都否定吧，说到底都是怎样提高硅粉的使用效率和怎样得到更多的合格产品，是不是不谈流化床的设计你就觉得跑题？有机硅单体合成牵扯到各方面的因素，流化床是核心部分，还有很多重要部分，包括操作工的心情:lol: