本实用新型专利技术公开了一种制取高纯三氟甲烷的装置，包括依次连接的原料气供给系统、吸附系统、过滤系统、精馏系统以及产品气充装系统，原料气供给系统包括用于盛装原料气的原料钢瓶，吸附系统包括用于吸附二氧化碳和水分的吸附塔，过滤系统包括用于过滤固体颗粒的过滤器，精馏系统包括用于去除轻组分的第一精馏塔和用于去除重组分的第二精馏塔，产品气充装系统包括用于接收产品气的产品缓冲罐、用于充装气体的膜压机以及用于盛装产品气的产品钢瓶。本实用新型专利技术首次公开了一种制取高纯三氟甲烷的装置，经过减压、吸附、过滤、精馏制取得到高纯三氟甲烷，能实现能源的循环利用。能实现能源的循环利用。能实现能源的循环利用。
【技术实现步骤摘要】
一种制取高纯三氟甲烷的装置
[0001]本技术涉及气体提纯技术，具体涉及一种制取高纯三氟甲烷的装置。
技术介绍
[0002]三氟甲烷是一种用途广泛并且化学性能稳定的氟烷烃。在半导体工艺中，CHF3常用于等离子刻蚀或反应离子刻蚀二氧化硅工艺，CHF3的特点就是腐蚀二氧化硅的速度快，腐蚀硅的速度慢，不但选择性好，而且速率差大，满足半导体工艺的要求。作为8
‑
12英寸芯片制造过程中刻蚀剂的高纯三氟甲烷的需求量随着半导体行业的迅猛发展，不断增加。
[0003]工业三氟甲烷体积组分为CHF3≥99％、H2≤100ppm、O2≤2940ppm、N2≤ 3500ppm、CO2≤2080ppm、H2O≤20ppm、CO≤153ppm、CH4≤9ppm、SF6≤8ppm、 C2F6≤9ppm。一般半导体工业用高纯三氟甲烷纯度为99.999％，如何对工业三氟甲烷进行纯化以获取高纯三氟甲烷是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
[0004]本技术目的是提供一种制取高纯三氟甲烷的装置，针对工业级三氟甲烷提纯制取高纯三氟甲烷，使能量能够得到充分的利用，既节能又环保。
[0005]为达到上述技术目的，本技术采用的技术方案是：一种制取高纯三氟甲烷的装置，包括依次连接的原料气供给系统、吸附系统、过滤系统、精馏系统以及产品气充装系统，所述原料气供给系统包括用于盛装原料气的原料钢瓶，所述吸附系统包括用于吸附二氧化碳和水分的吸附塔，所述过滤系统包括用于过滤固体颗粒的过滤器，所述精馏系统包括依次连接的用于去除轻组分的第一精馏塔和用于去除重组分的第二精馏塔，所述产品气充装系统包括依次连接的用于接收产品气的产品缓冲罐、用于充装气体的膜压机以及用于盛装产品气的产品钢瓶。
[0006]进一步的，所述原料气供给系统包括放置在原料集格中且并联设置的多只所述原料钢瓶。
[0007]进一步的，所述吸附系统包括并联设置的两组所述吸附塔，每组所述吸附塔包括串联设置的两级所述吸附塔。
[0008]进一步的，所述吸附塔中填充有4A分子筛与5A分子筛，每个吸附塔中填充有上层4A分子筛，下层5A分子筛，吸附原料气体组分中水分与二氧化碳。
[0009]进一步的，所述吸附塔还连接有热氮气管线、抽真空管线以及释放管线，所述热氮气管线连接至热氮气供给系统，所述抽真空管线连接至真空泵，所述真空泵和所述释放管线连接至尾气接收装置。
[0010]进一步的，所述过滤系统包括并联设置的两组所述过滤器，每组所述过滤器包括串联设置的两级所述过滤器。
[0011]进一步的，所述过滤器的精度为1微米。
[0012]进一步的，所述第一精馏塔的顶端出口连接至第一冷凝器，所述第一冷凝器的液
相出口连接至第一高位槽，所述第一高位槽的底部出口管线中，其中一股连接至第一精馏塔的上部回流口，另一股连接至所述第二精馏塔的中部入口，所述第一精馏塔的顶端出口和所述第一冷凝器的气相出口连接至尾气接收装置，所述第一精馏塔下部连接有第一再沸器，所述第二精馏塔的顶端出口连接至第二冷凝器，所述第二冷凝器的液相出口连接至第二高位槽，所述第二高位槽的底部出口连接至所述第二精馏塔的上部回流口，所述第二精馏塔下部连接有第二再沸器和残夜接收装置，所述第二精馏塔的顶部出口和所述第二冷凝器的气相出口连接至所述产品缓冲罐。
[0013]进一步的，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器的冷源为冷冻液，所述第一再沸器和所述第二再沸器的热源为导热油。
[0014]上文中，吸附塔为现有产品，核心为吸附柱，吸附塔优选并联组成的两组，一组工作，一组再生，可以保证提纯操作不间断；吸附柱吸附原料中含有的部分杂质，保证后续精馏塔产品高纯三氟甲烷的纯度，吸附系统中再生气体为高纯热氮气，再生后氮气回收至尾气处理系统。
[0015]上文中，过滤器为现有产品，核心为过滤柱，过滤器优选并联组成的两组，可以保证提纯操作不间断，也可以同时工作，提高过滤效果；过滤器的精度为1微米，有效去除原料气体中的颗粒物，保证后续精馏塔产品高纯三氟甲烷的纯度。
[0016]上文中，精馏塔为低温精馏作业，采用中下部进料，塔顶出料，塔底残液回收处理，塔顶冷凝器闪蒸汽回收至尾气处理系统。
[0017]本技术中，连接是指气管连接，用于各部件之间的气体传输；各部件设有气体出入口，根据本技术的技术方案，本领域技术人员根据场地要求自行连接。
[0018]由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：
[0019]1)本技术首次公开的制取高纯三氟甲烷的装置，吸附系统对原料气体进行吸附处理，吸附原料气体中二氧化碳、水分等杂质；过滤器过滤掉经吸附塔中的固体颗粒物至1微米；过滤后气体进入精馏塔；精馏塔为低温精馏过程，塔顶冷凝器冷源由冷冻液提供，第一精馏塔塔顶轻组分杂质排放至尾气吸收系统，第二精馏塔塔底重组分杂质回收处理，经过本专利技术方法处理后，制备的高纯三氟甲烷中，三氟甲烷纯度达到99.999％以上；
[0020]2)本技术公开的制取高纯三氟甲烷的装置，对精馏塔塔底的工业三氟甲烷可以进行有效的回收，对生产成本有效的控制；
[0021]3)本技术公开的制取高纯三氟甲烷的装置，两组吸附塔并联设置，其中一组工作，另一组再生，两组过滤器并联设置，其中一组工作，另一组可进行过滤柱更换工作，保证提纯工艺的连续性；
[0022]4)本技术公开的制取高纯三氟甲烷的装置，气态产品通过膜压机充装，能够有效避免外部杂质的干扰，保证产品的纯度；
[0023]5)本技术公开的制取高纯三氟甲烷的装置，提纯效率高，不涉及化学试剂，尤其是分离的物质可以得到妥善处理，比如循环利用或收集作为其他作用；而且易于操作、成本较低，适于推广应用。
附图说明
[0024]图1是本技术一种制取高纯三氟甲烷的装置的结构示意图。
[0025]其中：11、原料钢瓶；12、原料集格；21、吸附塔；22、热氮气管线； 23、抽真空管线；24、释放管线；25、真空泵；31、过滤器；41、第一精馏塔；42、第一冷凝器；43、第一高位槽；44、第一再沸器；51、第二精馏塔；52、第二冷凝器；53、第二高位槽；54、第二再沸器；61、产品气缓冲罐； 71、膜压机；81、产品钢瓶。
具体实施方式
[0026]下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述：
[0027]附图中相同部件只标注一处，一些常规连接件，比如阀门不做标注，其中单箭头表示提纯气体运行方向，双箭头表示热源运行方向，三箭头表示冷源运行方向。
[0028]实施例一
[0029]参见图1所示，如其中的图例所示，一种制取高纯三氟甲烷的装置，包括依次连接的原料气供给系统、吸附系统、过滤系统、精馏系统以及产品气充装系统，原料气供给系统包括用于盛装原料气的原料钢瓶11，吸附系统包括用于吸附二氧化碳和水分的吸附塔21，过滤系统包括用于过滤固体颗粒的过滤器31本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制取高纯三氟甲烷的装置，其特征在于，包括依次连接的原料气供给系统、吸附系统、过滤系统、精馏系统以及产品气充装系统，所述原料气供给系统包括用于盛装原料气的原料钢瓶，所述吸附系统包括用于吸附二氧化碳和水分的吸附塔，所述过滤系统包括用于过滤固体颗粒的过滤器，所述精馏系统包括依次连接的用于去除轻组分的第一精馏塔和用于去除重组分的第二精馏塔，所述产品气充装系统包括依次连接的用于接收产品气的产品缓冲罐、用于充装气体的膜压机以及用于盛装产品气的产品钢瓶。2.如权利要求1所述的制取高纯三氟甲烷的装置，其特征在于，所述原料气供给系统包括放置在原料集格中且并联设置的多只所述原料钢瓶。3.如权利要求1所述的制取高纯三氟甲烷的装置，其特征在于，所述吸附系统包括并列设置的两组所述吸附塔，每组所述吸附塔包括串联设置的两级所述吸附塔。4.如权利要求1所述的制取高纯三氟甲烷的装置，其特征在于，所述吸附塔中填充有4A分子筛与5A分子筛，每个吸附塔中填充有上层4A分子筛，下层5A分子筛，吸附原料气体组分中水分与二氧化碳。5.如权利要求1所述的制取高纯三氟甲烷的装置，其特征在于，所述吸附塔还连接有热氮气管线、抽真空管线以及释放管线，所述热氮气管线连接至热氮气供给系统，所述抽真空管线...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐学强，宗立冬，汤清云，
申请(专利权)人：安徽艾佩科电子材料有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。