电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法转让专利
申请号 : CN202010660885.3
文献号 : CN113620252B
文献日 : 2022-05-06
发明人 : 陈义平
申请人 : 陈义平
摘要 :
权利要求 :
1.一种电子级氢氟酸制造系统,包括:原料储存槽,储存有一无水氢氟酸;
至少一套组设备,该套组设备包括:第一再沸器,该第一再沸器的第一端与该原料储存槽连接,以将该无水氢氟酸气化,形成一第一气态氢氟酸,该第一再沸器的第二端与一收集槽连接,以将一高沸点不纯物排放至该收集槽;
冷凝器,该冷凝器的一端与该第一再沸器的第三端连接,以将该第一气态氢氟酸冷凝,形成一液态无水氢氟酸;
氢氟酸缓冲储存槽,该氢氟酸缓冲储存槽的第一端与该冷凝器的另一端连接,以暂存该液态无水氢氟酸,且该氢氟酸缓冲储存槽的第二端连接一尾气处理系统,以将一低沸点不纯物排出至该尾气处理系统,该氢氟酸缓冲储存槽的第三端与一混合管路的第一端连接;及
氧化剂储存槽,与该混合管路的第二端连接,以注入一氧化剂与该液态无水氢氟酸混合;
第二再沸器,该第二再沸器的第一端与该混合管路的第三端连接,以将该混合后的液态无水氢氟酸气化,形成一第二气态氢氟酸,该第二再沸器的第二端与该收集槽连接,以将一高沸点不纯物排放至该收集槽;
过滤器,该过滤器的一端与该第二再沸器的第三端连接,以将该第二气态氢氟酸中的微颗粒去除,形成一纯净气态氢氟酸;以及混合冷却设备,该混合冷却设备的一端与该过滤器的另一端连接,以将该纯净气态氢氟酸导入,并与一超纯水进行混合、冷却,以形成一电子级氢氟酸;
其中,该混合冷却设备包括:
吸收装置,该吸收装置的第一端与该过滤器的另一端连接,以将该纯净气态氢氟酸导入该吸收装置,由该吸收装置内的氢氟酸溶液吸收;
超纯水槽,与该吸收装置的第二端连接,该连接处包括有一控制阀,以依一调控信号添加适量的该超纯水进入该吸收装置;及混合冷却槽,该混合冷却槽的第一端与该吸收装置的第三端连接,以将该吸收后的氢氟酸溶液与该超纯水进行混合,同时由一冷却水装置进行冷却,以形成一电子级氢氟酸;
其中,该混合冷却槽的第三端通过一输送管路与该吸收装置的第四端连接,以将该电子级氢氟酸输送至该吸收装置内。
2.如权利要求1所述的电子级氢氟酸制造系统,其中该原料储存槽、该第一再沸器、该冷凝器、该氢氟酸缓冲储存槽、该氧化剂储存槽、该收集槽及该第二再沸器的材质为碳钢或不锈钢。
3.如权利要求1所述的电子级氢氟酸制造系统,其中该过滤器、该吸收装置及该混合冷却槽的材质为碳钢内衬氟塑料或不锈钢内衬氟塑料。
4.如权利要求1所述的电子级氢氟酸制造系统,其中该套组设备包括多个,这些套组设备间以一连接管路连接该套组设备内的该混合管路及该第一再沸器。
5.一种利用如权利要求1所述的电子级氢氟酸制造系统以制造电子级氢氟酸的方法,该方法包括:
第一阶段气化、冷凝及纯化的处理:将该无水氢氟酸输送至该第一再沸器,利用22℃以上的热水,将该无水氢氟酸气化,该高沸点不纯物排放至该收集槽,以形成该第一气态氢氟酸;
将该第一气态氢氟酸输送至该冷凝器,使用17℃以下的冰水,将该第一气态氢氟酸冷凝,形成该液态无水氢氟酸;
将该液态无水氢氟酸输送至该氢氟酸缓冲储存槽暂存,该低沸点不纯物排出至该尾气处理系统;及
将该氧化剂储存槽内的氧化剂通过该混合管路的第二端注入该氧化剂,以和该混合管路内的该液态无水氢氟酸混合;
第二阶段气化处理:
将该混合后的液态无水氢氟酸,在该第二再沸器中利用22℃以上的热水气化,并将该高沸点不纯物排放至该收集槽,以形成该第二气态氢氟酸;
过滤:
将该第二气态氢氟酸输送至该过滤器将微颗粒去除,以形成该纯净气态氢氟酸;
吸收:
将该纯净气态氢氟酸输送至一吸收装置,由该吸收装置内的氢氟酸溶液吸收,并添加适量的该超纯水;及
混合冷却:
将该吸收后的氢氟酸溶液输送至一混合冷却槽,以与该超纯水进行混合,同时通过一冷却水装置进行冷却,以形成该电子级氢氟酸;以及将该混合冷却槽的该电子级氢氟酸通过该输送管路输送至该吸收装置内。
6.如权利要求5所述的方法,其中该第一阶段气化、冷凝及纯化处理的次数包括多次。
说明书 :
电子级氢氟酸制造系统及制造电子级氢氟酸的方法
技术领域
背景技术
10ppt以下、阴离子3ppb以下的要求,因此,要将99.95%纯度的工业级无水氢氟酸中的杂质
去除,必需经过多段气化、冷凝的纯化方式,将高沸点及低沸点的杂质由无水氢氟酸中分
离、去除。其中,关于无水氢氟酸中砷离子的去除,现利用氧化剂方式,将砷由三价氧化为五
价,并在气化、冷凝的纯化中除去。
相对受到限制,而生产使用的冷、热水所产生的废酸量也将增加,此外,为了将不纯物去除,
采用冷凝回流或超纯水水洗的方式进行,都将增加操作成本。
而增进产业上的实施利用。
发明内容
的杂质得以去除,之后再将气态氢氟酸经过过滤、混合、冷却,以取得电子级氢氟酸产品。
冷凝器、氢氟酸缓冲储存槽及氧化剂储存槽。其中该混合冷却设备包括吸收装置、超纯水槽
及其控制阀、混合冷却槽及冷却水装置。
该第一再沸器的第二端与一收集槽连接,以将一高沸点不纯物排放至该收集槽;该冷凝器
的一端与该第一再沸器的第三端连接,以将该第一气态氢氟酸冷凝,形成一液态无水氢氟
酸;该氢氟酸缓冲储存槽的第一端与该冷凝器的另一端连接,以暂存该液态无水氢氟酸,且
该氢氟酸缓冲储存槽的第二端连接一尾气处理系统,以将一低沸点不纯物排出至该尾气处
理系统,该氢氟酸缓冲储存槽的第三端与一混合管路的第一端连接;及该氧化剂储存槽,与
该混合管路的第二端连接,以注入一氧化剂与该液态无水氢氟酸混合。
不纯物排放至该收集槽;该过滤器的一端与该第二再沸器的第三端连接,以将该第二气态
氢氟酸中的微颗粒去除,形成一纯净气态氢氟酸;以及该混合冷却设备的一端与该过滤器
的另一端连接,以将该纯净气态氢氟酸导入,并与一超纯水进行混合、冷却,以形成一电子
级氢氟酸。
入该吸收装置,由该吸收装置内的氢氟酸溶液吸收;该超纯水槽,与该吸收装置的第二端连
接,该连接处包括有一控制阀,以依一调控信号添加适量的该超纯水进入该吸收装置;该混
合冷却槽的第一端与该吸收装置的第三端连接,以将该吸收后的氢氟酸溶液与该超纯水进
行混合,同时由一冷却水装置进行冷却,以形成一电子级氢氟酸。
一气态氢氟酸;将该第一气态氢氟酸输送至该冷凝器,使用17℃以下的冰水,将该第一气态
氢氟酸冷凝,形成该液态无水氢氟酸;将该液态无水氢氟酸输送至该氢氟酸缓冲储存槽暂
存,该低沸点不纯物排出至该尾气处理系统;及将该氧化剂储存槽内的氧化剂通过该混合
管路的第二端注入该氧化剂,以和该混合管路内的该液态无水氢氟酸混合。
该混合冷却步骤为:将该吸收后的氢氟酸溶液输送至一混合冷却槽,以与该超纯水进行混
合,同时通过一冷却水装置进行冷却,以形成该电子级氢氟酸。
生实质相同的结果。
附图说明
具体实施方式
槽70连接,以将一高沸点不纯物排放至该收集槽70;一冷凝器30,该冷凝器30的一端与该第
一再沸器20的第三端连接,以将该第一气态氢氟酸冷凝,形成一液态无水氢氟酸;一氢氟酸
缓冲储存槽40,该氢氟酸缓冲储存槽40的第一端与该冷凝器30的另一端连接,以暂存该液
态无水氢氟酸,且该氢氟酸缓冲储存槽40的第二端连接一尾气处理系统60,以将一低沸点
不纯物排出至该尾气处理系统60,该氢氟酸缓冲储存槽40的第三端与一混合管路T1的第一
端连接;及一氧化剂储存槽50,与该混合管路T1的第二端连接,以注入一氧化剂。该氧化剂
如高锰酸钾(KMnO4)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、氟化氢钾(KHF2)或氟气。
量依据使用者对于该电子级氢氟酸品质及产能需求而订,数量可包括1至5个套组设备A。
第二端与该收集槽70连接,以将一高沸点不纯物排放至该收集槽70;一过滤器90,该过滤器
90的一端与该第二再沸器80的第三端连接,以将该第二气态氢氟酸中的微颗粒去除,形成
一纯净气态氢氟酸;以及一混合冷却设备B,该混合冷却设备B的一端与该过滤器90的另一
端连接,以将该纯净气态氢氟酸导入,并与一超纯水进行混合、冷却,以形成一电子级氢氟
酸。
该纯净气态氢氟酸导入该吸收装置100,由该吸收装置100内的氢氟酸溶液吸收;该超纯水
槽110与该吸收装置100的第二端连接,该连接处包括有一控制阀111,以依一调控信号添加
适量的一超纯水进入该吸收装置100,该超纯水的添加量依据所需电子级氢氟酸浓度需求
调整;以及该混合冷却槽120的第一端与该吸收装置100的第三端连接,以将该吸收后的氢
氟酸溶液与该超纯水进行混合,同时由一冷却水装置130进行冷却,以形成一电子级氢氟
酸。
液,即该氢氟酸溶液即为该电子级氢氟酸。此处的电子级氢氟酸再输送回该吸收装置100
内,可以使用较大流量回送,产生较佳的混合冷却效果。
吸收装置100及该混合冷却槽120的材质为碳钢内衬氟塑料或不锈钢内衬氟塑料。
却处理,详细说明如下:
艺当中,高沸点不纯物(杂质)由该第一再沸器20的第二端分批排放至收集槽70,气化的无
水氢氟酸形成第一气态氢氟酸;将该第一气态氢氟酸输送至冷凝器30,使用17℃以下的冰
水,将该第一气态氢氟酸冷凝,形成液态无水氢氟酸;将该液态无水氢氟酸输送至氢氟酸缓
冲储存槽40暂存,低沸点不纯物排出至尾气处理系统60;之后,将氧化剂储存槽50内的氧化
剂通过混合管路T1的第二端注入该氧化剂,以和该混合管路T1内的该液态无水氢氟酸混
合,将三价砷氧化为五价砷。
加适量的超纯水。其中添加量依使用者实际需求设定一调控信号发出,以调控超纯水槽110
与吸收装置100间连接处的控制阀111启闭,调整超纯水流量。接着,混合冷却步骤为:将该
吸收后的氢氟酸溶液输送至混合冷却槽120,以与该超纯水进行混合,同时通过冷却水装置
130进行冷却,以形成该电子级氢氟酸。
液,电子级氢氟酸再输送回该吸收装置100内,可以使用较大流量回送,产生较佳的混合冷
却效果。
的杂质得以去除,之后再将气态氢氟酸过滤、吸收、冷却,以取得电子级氢氟酸产品。
此具有投资上的优势;由于装置为金属材质,所以纯化时所使用的冷水、热水效率将可达成
节能的目标,并减少废酸量。而最终氢氟酸产品将可达到阴离子少于3ppb,而金属离子小于
10ppt等级。