三氯溴甲烷粗品提纯方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及化学提纯技术领域，公开了一种三氯溴甲烷粗品提纯方法及装置，其中，三氯溴甲烷粗品提纯方法包括以下步骤：(a)将三氯溴甲烷粗品与氧化剂进行氧化反应，得到的中间产物含有三氯溴甲烷、二氧化碳和卤化氢；(b)将所述中间产物进行杂质脱除，得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品。本发明专利技术提供的三氯溴甲烷粗品提纯方法，其制备工艺与设备简单，反应过程易于控制，制备的产品也较易与原料、副产物分离，具有工业化生产的前景。

【技术实现步骤摘要】
三氯溴甲烷粗品提纯方法及装置
本专利技术涉及化学提纯
，具体涉及三氯溴甲烷粗品提纯方法及装置。
技术介绍
超高纯三氯溴甲烷属于高纯度化学品，作为一种重要的碳源，是用于先进的金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺或原子层沉积薄膜技术(ALD)制备化合物半导体薄膜材料的关键支撑原材料。同温度下，超高纯三氯溴甲烷的挥发性低于四氯化碳，同时有别于固态源四溴化碳，是一种优秀的液态碳源。超高纯三氯溴甲烷广泛运用于LED设备、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、红外探测器、超级计算机等领域。三氯溴甲烷是一种无色澄清液体，主要用于有机合成，如用作甲基丙烯酸酯自由基聚合反应的链转移剂，及萃取剂等。目前生产三氯溴甲烷的方法有氯仿溴化法、四氯化碳溴化法等，其中氯仿溴化法最为常见。用于有机合成或萃取的三氯溴甲烷最高纯度为99％，其中少量杂质水、卤化氢、卤代烃(二溴苯、氯仿、二溴氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯等)、溴乙酸乙酯、溴、四氯化碳等杂质。由于这些杂质存在，此类三氯溴甲烷不能满足半导体行业6N高纯度要求。三氯溴甲烷作为一种优良的溶剂，与很多有机物形成共沸物，很难通过普通精馏方法除杂。此外，三氯溴甲烷与很多溶剂物理、化学性质相近，单纯的吸附法去除三氯溴甲烷中的有机杂质，吸附剂用量大，且效果不理想。目前国内尚无三氯溴甲烷的超高纯度提纯方法，主要原因在于普通的精馏、吸附方法很难得到高纯度产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的普通的精馏、吸附方法很难得到高纯度三氯溴甲烷产品问题，提供一种三氯溴甲烷粗品提纯方法及装置，本专利技术提供的三氯溴甲烷粗品提纯方法，其制备工艺与设备简单，反应过程易于控制，制备的产品也较易与原料、副产物分离，具有工业化生产的前景。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种三氯溴甲烷粗品提纯的方法，该方法包括以下步骤：(a)将三氯溴甲烷粗品与氧化剂进行氧化反应，得到的中间产物含有三氯溴甲烷、二氧化碳和卤化氢；(b)将所述中间产物进行杂质脱除，得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品。本专利技术第二方面提供一种三氯溴甲烷粗品提纯的系统，该系统包括：高温反应单元、液固分离单元、水洗单元、精馏单元和吸附蒸馏单元。相比于现有技术，本专利技术的技术方案具有以下优势：本专利技术通过高温氧化反应将三氯溴甲烷粗品中的烃类及卤化烃类杂质氧化成二氧化碳和卤化氢，然后经过杂质脱除，得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品。该方法的制备工艺与设备简单，反应过程易于控制，制备的产品也较易与原料、副产物分离，具有工业化生产的前景；本专利技术所提供的三氯溴甲烷产品纯度高达99.99995％，能满足半导体行业的原料使用要求。附图说明图1是三氯溴甲烷粗品提纯的工艺流程图。附图标记说明1、粗品原料入口2、氧化剂入口3、流量控制阀4、搅拌棒5、导热油层A6、气体发生器7、气化管8、导热油层B9、加热丝10、高温反应器11、热电阻A12、热电阻B13、分段冷却管14、PC15、排空管A16、液固分离器17、冷冻煤油层18、热电阻C19、过滤器20、管道A21、管道B22、逆流洗涤塔23、陶瓷马鞍24、管道C25、干燥器26、装料口A27、排料口A28、精馏釜进料管29、精馏釜30、导热油层C31、精馏柱32、管道D33、冷凝器34、冷却水35、排空管B36、回流管37、管道E38、管道F39、吸附塔40、吸附填料41、装料口B42、排料口B43、管道G44、蒸馏釜45、精馏釜清洗管道46、氮气管47、蒸馏塔48、冷凝管49、成品接收罐具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种三氯溴甲烷粗品提纯的方法，如图1所示，该方法包括：(a)将三氯溴甲烷粗品与氧化剂进行氧化反应，得到的中间产物含有三氯溴甲烷、二氧化碳和卤化氢；(b)将所述中间产物进行杂质脱除，得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品。本专利技术提供的所述方法中，针对三氯溴甲烷粗品中含有的有机物杂质，易于其形成共沸物，很难通过普通精馏方法除杂。将三氯溴甲烷粗品通过氧化反应，将其中的烃类及卤化烃类杂质氧化成易于除去的二氧化碳和卤化氢杂质，并结合杂质脱除的过程，可以得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品，以满足半导体行业6N高纯度要求。根据本专利技术，所述三氯溴甲烷粗品中杂质可以包括：甲烷、乙烷、丙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、二溴苯、氯仿、四氯乙烯、二溴氯甲烷、溴乙酸乙酯、甲醇、三氯乙酸、二硫化碳、四氯化碳、溴、光气中的一种或几种。氧化反应根据本专利技术，将所述三氯溴甲烷粗品进行氧化反应，得到所述中间产物。优选的，所述中间产物中还含有：溴乙酸乙酯、溴、四氯化碳、三氯乙酸、二硫化碳、光气、水、四氯化钛、二甲基锌中的一种或几种。根据本专利技术，所述氧化反应条件可以在较宽的范围内进行选择，只要使得所述三氯溴甲烷粗品中的烃类及卤化烃类杂质氧化成二氧化碳和卤化氢即可，优选的，所述氧化反应的条件包括：温度为800-1000℃(例如，可以为800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃，优选为850-950℃)，时间为5-30min(例如，可以为5min、10min、15min、20min、25min，优选为10-20min)。根据本专利技术，优选情况下，所述氧化剂为氧气，其中，所述氧化剂的来源没有具体限定，可以通过常规方法制备得到，也可以通过商购获得。根据本专利技术，所述氧气的纯度并没有特别的限定，优选的，所述氧气的纯度为99-99.9999999％。根据本专利技术，所述氧气的用量并没有特别的限定，只要其中氧气的量能够满足氧化反应所需要的量即可。优选的，所述氧气与三氯溴甲烷粗品的用量比为1-2：1。根据本专利技术，所述氧化反应还可以包括：将所述中间产物进行预冷却，降低中间产物的温度。冷却结晶根据本专利技术，所述杂质脱除的过程还可以包括：将所述中间产物进行冷却结晶，得到含有固态产物、液态产物和气态产物的混合物；通过液固分离将所述混合物去除液态产物，得到气固混合物；再将所述气固混合物进行液化得到液化产物。并且优选情况下，所述气态产物包括：卤化氢和/或二氧化碳；所述液态产物包括：光气、二硫化碳、四氯化碳中的一种或几种；所述固态产物包括：三氯溴甲烷、溴乙酸乙酯、溴、三氯乙酸、水、四氯化钛、二甲基锌中的一种或几种。根据本专利技术，所述冷却结晶的条件可以在较宽的范围内进行选择，只要使得所述中间产物达到液固分离的效果即可，优选的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三氯溴甲烷粗品提纯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(a)将三氯溴甲烷粗品与氧化剂进行氧化反应，得到的中间产物含有三氯溴甲烷、二氧化碳和卤化氢；/n(b)将所述中间产物进行杂质脱除，得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种三氯溴甲烷粗品提纯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(a)将三氯溴甲烷粗品与氧化剂进行氧化反应，得到的中间产物含有三氯溴甲烷、二氧化碳和卤化氢；
(b)将所述中间产物进行杂质脱除，得到杂质含量为0.5重量ppm以下的三氯溴甲烷产品。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间产物中还含有：溴乙酸乙酯、溴、四氯化碳、三氯乙酸、二硫化碳、光气、水、四氯化钛、二甲基锌中的一种或几种；
优选的，所述氧化反应的条件包括：温度为800-1000℃，时间为5-30min；
优选的，所述氧化剂为氧气。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述杂质脱除的过程包括：将所述中间产物进行冷却结晶，得到含有固态产物、液态产物和气态产物的混合物；通过液固分离将所述混合物去除液态产物，得到气固混合物；再将所述气固混合物进行液化得到液化产物；
优选的，所述冷却结晶的条件包括：温度为-30至-15℃，时间为2-4h；
优选的，所述液化的条件包括：温度为0-20℃，时间为1-3h；
优选的，所述气态产物包括：卤化氢和/或二氧化碳；
优选的，所述液态产物包括：光气、二硫化碳、四氯化碳中的一种或几种；
优选的，所述固态产物包括：三氯溴甲烷、溴乙酸乙酯、溴、三氯乙酸、水、四氯化钛、二甲基锌中的一种或几种。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述杂质脱除的过程还包括：将所述液化产物经过水洗和干燥得到水洗产物；
优选的，所述干燥试剂为五氧化二磷。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述杂质脱除的过程还包括：将所述水洗产物进行精馏，收集中间馏分得到精馏产物；
优选的，所述精馏的条件包括：气氛为惰性气氛，升温区间为80-120℃；
优选的，所述惰性气氛为氮气、氩气、氦气中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述杂质脱除的过程还包括：将所述精馏产物与吸附剂接触所得产物进行蒸馏得到三氯溴甲烷产品。


7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞彪，廖维林，邱曾烨，谢贤清，雷志伟，
申请(专利权)人：江西佳因光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36