三氯氢硅及四氯化硅的物化性质

三氯氢硅及四氯化硅的物化性质我正在做一个三氯氢硅的项目设计，但三氯氢硅及四氯化硅的物化性质怎么也查不全，不知哪位高手能不吝赐教，万分感激。TOP-三氯氢硅又名三氯硅烷、硅氯仿，分子式SiHCl3，分子量135.45，相对密度1.34KG/L，熔点-126.5°C，沸点33.0°C，与水易分解，溶于CS2，CC14，ClCl3苯，易燃，在空气中能自燃，燃点-27.8C，自燃点104.4C，与空气的爆炸极限：20.2〜33.2%，有刺激性气体，有毒，吸入三氯氢硅蒸汽损伤呼吸道。四氯化硅的性质分子量169.90，相对密度1.483KG/L，熔点-70C，沸点57.57C，主要无色透明发烟液体具有难闻的窒息性气体，溅上皮肤会坏死，在潮湿的空气中水解放出HCL气体，遇氮气及氨剧烈反应生成氮化硅。3三氯氢硅三氯氢硅主要参数：三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，英文名称：trichlorosilane或silicochloroform，分子式为SiHCl3，用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，三氯氢硅生产量越来越大。三氯氢硅是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。【CAS号】10025-78-2【分子式】CL3-H-SI【分子量】135.44【比重】1.35（0C）【熔点】-134C【沸点】31.8C【蒸汽压】400毫米汞柱【蒸汽密度】4.7【急性毒性】口服-大鼠LD50:1030毫克/公斤;吸入-小鼠LC50:1500毫克/立方米/2小时【毒性分级】中毒【闪点】-13.89C【可燃性危险特性】遇明火、高温、氧化剂易燃;遇水或高温产生有毒氯化物烟雾【储运事项】库房通风低温干燥;与氧化剂、酸类分开存放【灭火剂】干粉、干砂、二氧化碳、泡沫三氯氢硅物理特性如下：比重：1.35；相对气体密度：4.7；沸点：31.8C；饱和蒸气压（14.5C）53.33Kpa；闪点：-13.9C（开杯）；自燃温度：175C；爆炸下限：6.9%；爆炸上限：70%；溶解性：溶于苯、醚等有机溶剂；具有急性毒性。7#大中小发表于2008-12-2208:36只看该作者三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，英文名称：trichlorosilane或silicochloroform，分子式为SiHCl3，用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，生产量越来越大。一、三氯氢硅的理化特性及生产原理 三氯氢硅是采用硅粉与氯化氢气体在流化床反应器中生成。它是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。 其物理特性如下：比重：1.35；相对气体密度：4.7；沸点：31.8C；饱和蒸气压（14.5C）53.33Kpa；闪点：一13.9C（开杯）；自燃温度：175C；爆炸下限：6.9%；爆炸上限：70%；溶解性：溶于苯、醚等有机溶剂；具有急性毒性。二、三氯氢硅生产的火灾危险性分析 三氯氢硅生产的原料都是不燃物质，但是其生产过程中的产物大都是易燃易爆物质，如氢气、三氯氢硅、氯气等。 1、电解食盐水的火灾危险性（1）电解时有强大的电流通过，如果电气的绝缘不良极易产生电火花，电解车间经常有氢气泄漏，遇到电火花或其它明火会发生燃烧或爆炸。（2）如氢气与氯气相混，达到爆炸极限范围，遇光也会发生爆炸。2、三氯氢硅合成的火灾危险性SiHCl3的合成是在280°C〜300°C的温度下进行的，已经超过了SiHCl3的自燃温度175C，在合成过程中如果SiHCl3发生泄漏，或者空气进入反应器，极易引起燃烧、爆炸或中毒事故。并且SiHCl3有毒、遇水燃烧，给火灾扑救带来一定的困难。 3、三氯氢硅贮罐的火灾危险性SiHCl3的贮罐如果发生泄漏，其危险性远远大于工艺管道泄漏的危险性，因为其贮量大，一旦发生泄漏，如果不及时堵漏，影响会不断扩大。贮罐区因为冷却用水的需要，经常有水存在，泄漏的SiHCl3遇水发生反应，产生有毒的HCl，向四周扩散，给抢险救援工作带来困难。三、防火防爆对策在三氯氢硅生产的各个工序中，为防止火灾、中毒，要严格执行各项消防安全制度，严格控制工艺指标，严格操作规程。加强对设备管道的维护保养，严防跑、冒、滴、漏。具体预防措施如下： 1、火源管理。在生产中进行检修时使用的工具应该是不产生火花的工具，严禁用铁器敲打设备或管道，工作人员应穿棉制品工作服。生产和贮罐区禁止明火，生产中动火要严格执行有关安全管理制度。 2、防止跑、冒、滴、漏。生产过程中产生的大都是易燃易爆有毒物质，生产设备、工艺管道和贮罐如果发生泄漏极易酿成火灾、爆炸和中毒事故。因此，日常工作中要做好安全检查，不留死角，设备要定期检修，发现问题及时采取补救措施，修复存在跑、冒、滴、漏的部位。 3、配置应急工具和消防设施。应该配备一定数量的防毒面具、自给式空气呼吸器、手套、堵漏工具。应急队的人员要经常进行演练，熟练掌握各种情况下的堵漏方法和处置措施。贮罐区常备干砂的量最好不少于一个贮罐的容积，厂内仓库存放一定的水泥作应急之用。配备一定数量的手提式二氧化碳和干粉灭火器。4、生产工艺中的防火防泄漏措施。（1）三氯氢硅的合成、除尘和精馏工段。HCl气体缓冲罐与合成炉之间应设止回阀，防止合成炉的SiHCl3回到缓冲罐。应控制HCl气体的流量，控制合成炉内的温度。对设备管道要经常进行维护保养，防止三氯氢硅泄漏。在生产中要保持整个系统的密闭，用99.99%的氮气进行保护。（2）三氯氢硅的储存。三氯氢硅的沸点较低，需在低温下储存，三氯氢硅的贮罐设置低温保护装置和降温措施。由于三氯氢硅有潜在的燃烧爆炸危险，所以它的贮罐应与生产装置要有一定的防火间距，并且要设防火堤，降温水的排放管道经过防火堤处要设闸阀。贮罐应设静电接地装置和避雷装置。贮罐内的气相要与氮气系统相连进行保护，贮罐的气相与外部连通的平衡管（放空管）应与尾气回收系统相连，不能直接排空，并应设止回阀和阻火器。贮罐区应设一个备用罐，紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐，防止大量泄漏。四、泄漏处理和火灾扑救生产和储存中如果发生三氯氢硅泄漏，应根据泄漏量的大小划出一定的警戒范围，禁止无关人员和车辆进入警戒区，切断警戒区内的所有火源，迅速撤离泄漏污染区内的人员至安全地带。如果是贮罐发生泄漏，又不能及时排除泄漏，就应该将发生泄漏的贮罐内的三氯氢硅用氮气压入备用罐内。如果是生产中的设备和管道发生泄漏，应立即停止生产，并迅速关闭有关阀门切断物料输送。泄漏地带有水源时，应用干砂土围成隔离带，将泄漏的三氯氢硅与水隔离开来。抢险人员进入危险区域时应佩戴自给式呼吸器或防毒面具。应先查明泄漏部位的泄漏状况。由于贮存三氯氢硅的容器为常压容器，应针对不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施，切断泄漏源，用砂土、水泥吸收残留液。三氯氢硅泄漏后发生燃烧时，应采用干砂、二氧化碳、干粉、水泥灭火，禁止直接用水和泡沫扑救TOP8#大中小发表于2008-12-2208:45只看该作者1三氯氢硅合成工艺三氯氢硅合成的基本反应式为Si3HCl=SiHCl3H2。在三氯氢硅合成过程中，氯化氢的转化率一般为80%，有约20%的氯化氢未参加反应。生成的三氯氢硅气体，在冷媒温度为-40C冷凝器中，冷凝效率为85%左右，约15%的三氯氢硅气体未冷凝。未冷凝的三氯氢硅气体、低沸物、未参加反应的氯化氢、氢气等组成尾气。尾气中含有大量的氯化物，如果处理不当必定会对环境产生不良的影响。三氯氢硅合成工艺流程图见图1(略)。2合成炉尾气特性三氯氢硅合成尾气各主要成分的体积分数分别为，HCl30%；H264.2%；SIHC135.4%；其他0.2%。很明显，合成炉尾气均为可回收的产品或可循环使用的原料。对尾气进行有效的治理，不仅可以提高原料的利用率，还可以降低三废的排放量。为了合理治理尾气，必须根据尾气的特性、成分、压力等，选择适当的工艺流程和技术条件。3治理3.1治理原理三氯氢硅合成尾气的主要成分是氯化氢和氢气，占尾气的94.4%，其余是少量的三氯氢硅和二氯二氢硅等。虽然三氯氢硅的沸点为31.8°C，很易被冷凝，但是它在尾气中的体积分数仅为5.4%。按照道尔分压定律，气体混合物的总压等于混合气体中每种气体的分压之和，经计算，在尾气压力为0.11-0.12MPa时，其分压仅为0.00594-0.00648MPa。如此低的分压在常温或不太低的温度下，很难被冷凝。三氯氢硅饱和蒸气压与温度的关系为：1g(PQ.133)=7.838-1503/T式中：P-三氯氢硅饱和蒸气压，kPa；T-温度，K。当尾气中三氯氢硅的分压为0.00594-0.00648MPa时，其对应的温度为-28〜-30C。可见，如果想将尾气中大部分三氯氢硅冷凝下来，就要有很低的温度，这样就必定会消耗大量的能源，并且回收装置体积也较大。根据三氯氢硅饱和蒸气压与温度的关系式可以看出，适当地提高尾气的压力就可以提高三氯氢硅的分压，与分压对应的温度也就比较高，也就是说，在较高的压力和不太低的温度下，将大部分三氯氢硅冷凝。不同尾气总压及各组分分压数据见表1。表1不同尾气总压及各组分分压数MPa尾气混合物三氯氢硅氯化氢氢气其他分压温度/C0.30.0162-110.09060.19620.00060.50.027-10.1510.3210.0010.70.037860.21140.44940.00140.80.043290.24160.51360.0016从表1可以看出，当尾气压力在0.7MPa时，如果控制尾气出冷凝器的温度在-20C以下，尾气中大部分的三氯氢硅就可以被冷凝下来，使尾气中三氯氢硅的体积分数降至1%左右。3.2治理方法将从三氯氢硅合成炉排出的尾气，经压缩使其压力达到0.7MPa后进入水冷却器进行初步冷却，然后再进入冷凝器经-45C冷媒进一步冷却，这样绝大部分三氯氢硅被冷凝成液体，与氯化氢、氢气分离。冷凝的三氯氢硅液体与合成的三氯氢硅一起送中间产品贮罐，未被冷凝的少量氯硅烷、氯化氢和氢气，可以采取以下3种方法回收。3.2.1综合回收方法未冷凝的氯化氢、氢气返回氯化氢合成系统，氢气与氯气按一定比例混合，燃烧生成氯化氢，循环使用。3.2.2淋洗中和处理方法氯化氢、氢气和少量的未冷凝的氯硅烷送尾气淋洗塔，用大量水进行喷淋吸收，氯化氢溶解于水中，三氯氢硅等氯硅烷水解生成二氧化硅和溶于水的氯化氢，氯化氢水溶液经氢氧化钠中和达标后排放。3.2.3尾气吸附处理方法利用活性炭对氯硅烷的吸附作用。当尾气中氯化氢、氢气及少量未液化的氯硅烷经过活性炭后，其中的氯硅烷就被活性炭吸附，当活性炭吸附饱和后，由蒸汽加热，脱出吸附的氯硅烷，与合成产品一同送分离系统进行分离。未被吸附的氯化氢经水吸收后，变为副产品盐酸外售。剩余的氢气送氯化氢合成系统按一定比例与氯气燃烧生成氯化氢循环使用。4治理方法的比较4.1综合回收方法采用该方法使合成工序开路工艺流程变为闭路循环，提高原材料利用率，除低了原材料单耗，实现了无废气排出，彻底解决了环境污染问题。但是，尾气中含有的微量氯硅烷容易与氯化氢中的水反应生成固体二氧化硅堵塞管道，另外三氯氢硅进入合成炉会导致三氯氢硅的收率降低。4.2淋洗中和处理方法该方法工艺简单，技术成熟，投资少，通过控制喷淋系统的水量和中和池的氢氧化钠的投入量，也可以很好地实现合格排放。缺点是没有对氯化氢和氢气进行二次利用，使消耗增高。另外尾气中的氯硅烷与水反应生成不溶于水的二氧化硅和盐酸，同时氯化氢溶于水也形成盐酸，三废处理量大。4.3吸附塔吸附方法在回收少量的氯硅烷的基础上，尾气中的氯化氢被水吸收后成为盐酸，不但解决了酸性水排放的问题，同时增加了副产品盐酸，增加了经济效益。该方法对活性炭的要求较高，蒸汽用量较大，经济性较差。9#大中小发表于2008-12-2208:56只看该作者又称硅氯仿。甲硅烷的三氯代物，化学式SiHCl3。为一种易流动的无色液体；熔点一126.5°C,沸点33C，密度1.34克/厘米3；能溶于苯、氯仿和二硫化碳。 三氯氢硅在水中发生水解作用，生成聚合的HSiO1.5，其结构像聚硅氧烯(H2SiO)n。三氯氢硅与乙醇反应生成硅酸的酯类和氯化氢：SiHCl33C2H5OH—>SiH(OC2H5)33HC1在有机过氧化物催化下，能与a烯烃起加成反应，例如：与丙烯腈作用，发生两种加成反应：在金属钠的作用下，会还原成一种聚合的不饱和氢化硅：xSiHCl33xNa—>(SiH)x3xNaC1硅氯仿和四氟化锡在封闭管中加热，可得到硅氟仿：4SiHCl33SnF4—>4SiHF33SnC14三氯氢硅可由氯化氢在350C时与单质硅反应来制备：Si3HCl—>SiHC13H2三氯氢硅易被精镏提纯，是生产纯硅的中间原料TOP10#大中小发表于2008-12-2209:06只看该作者第一部分：化学品名称回目录化学品中文名称：四氯化硅化学品英文名称：silicontetrachloride中文名称2：四氯化矽英文名称2：技术说明书编码：980CASNo.：10026-04-7分子式：SiCl4分子量：169.90第二部分：成分/组成信息回目录有害物成分含量CASNo.四氯化硅10026-04-7第三部分：危险性概述回目录危险性类别：侵入途径：健康危害：对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎症，甚至肺水肿。眼直接接触可致角膜及眼睑严重灼伤。皮肤接触后可引起组织坏死。本品可引起溶血反应而导致贫血。环境危害：燃爆危险：本品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。-第四部分：急救措施回目录皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。第五部分：消防措施回目录危险特性：受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气。对很多金属尤其是潮湿空气存在下有腐蚀性。有害燃烧产物：氯化氢、氧化硅。灭火方法：消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火剂：干燥砂土。禁止用水。第六部分：泄漏应急处理回目录应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。小量泄漏：将地面洒上苏打灰，然后用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。在专家指导下清除。第七部分：操作处置与储存回目录操作注意事项：密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、碱类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过25C，相对湿度不超过75%。包装必须密封，切勿受潮。应与氧化剂、碱类、醇类等分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。第八部分：接触控制/个体防护回目录职业接触限值中国MAC(mg/m3)：未制定标准前苏联MAC(mg/m3)：未制定标准TLVTN：未制定标准TLVWN：未制定标准监测方法：工程控制：密闭操作，注意通风。尽可能机械化、自动化。提供安全淋浴和洗眼设备。呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，必须佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。身体防护：穿橡胶耐酸碱服。手防护：戴橡胶耐酸碱手套。其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。保持良好的卫生习惯。第九部分：理化特性回目录主要成分：纯品外观与性状：无色或淡黄色发烟液体，有刺激性气味，易潮解。pH：熔点(°C)：-70沸点(°C)：57.6相对密度(水=1)：1.48相对蒸气密度(空气=1)：5.86饱和蒸气压(kPa)：55.99(37.8C)燃烧热(kJ/mol)：无意义临界温度(C)：无资料临界压力(MPa)：无资料辛醇/水分配系数的对数值：无资料闪点(C)：无意义弓|燃温度(C)：无意义爆炸上限%(V/V)：无意义爆炸下限%(V/V)：无意义溶解性：可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂。主要用途：用于制取纯硅、硅酸乙酯等，也用于制取烟幕剂。其它理化性质：第十部分：稳定性和反应