一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置及其生产方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置及其生产方法，涉及化工技术领域，包括依次连通的蒸发器、气液分离器、吸附装置、第一精馏装置、第二精馏装置、第一洗涤装置、第二洗涤装置、吸收装置和过滤装置；其中，第一精馏装置和第二精馏装置之间设有热耦合装置，第二精馏装置具有塔顶出气口、第一进口和第二进口，热耦合装置具有液氨进口、热气进口、热气出口和液氨出口，液氨出口与第一进口相连通，第一精馏装置与第二进口相连通，塔顶出气口分别与热气进口、第一洗涤装置和氨气储存装置相连通。本申请中的生产装置可以同时适用于电子级氨气与电子级氨水的生产，且提高了能耗利用率，进而降低了生产成本。进而降低了生产成本。进而降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置及其生产方法


[0001]本专利技术涉及化工
，具体涉及一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置及其生产方法。

技术介绍

[0002]随着半导体行业的发展，对湿电子化学品的微量金属杂质含量、颗粒粒径和数量、阴离子杂质含量等方面要求越来越严，市场越来越需要更加超纯的电子级化学品及气体。目前，电子级氨气与电子级氨水是半导体行业常用的主要超纯化学材料，在集成电路、LCD等制造行业中有着重要作用，其中，电子级氨气主要用于芯片的清洗、蚀刻、掺杂和沉淀工艺，电子级氨水在集成电路行业中主要利用其弱碱性去除硅晶圆表面附着的颗粒和有机物，对于硅、钴金属离子常用其与双氧水的混合液进行蚀刻；即电子级氨水广泛应用于在芯片的清洗及蚀刻工艺。然而，电子级氨气与电子级氨水的制备方法虽然有很多种，但现有技术中的制备方法以及所涉及到的生产装置功能性单一，即只能单一的生产电子级氨气或者电子级氨水，难以同时适用于电子级氨气与电子级氨水的制备。同时，不管是电子级氨气还是电子级氨水的制备方法，在精馏过程中仍存在能耗利用率低而导致生产成本高的问题。

技术实现思路

[0003]1、专利技术要解决的技术问题
[0004]针对现有技术中电子级氨气或者电子级氨水的生产方法无法满足同时适用于电子级氨气与电子级氨水的生产的技术问题，本专利技术提供了一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置及其生产方法，它不仅可以同时适用于电子级氨气与电子级氨水的生产，且能耗利用率高，生产成本低。
[0005]2、技术方案r/>[0006]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置，包括依次连通的蒸发器、气液分离器、吸附装置、第一精馏装置、第二精馏装置、第一洗涤装置、第二洗涤装置、吸收装置和过滤装置；其中，所述第一精馏装置和所述第二精馏装置之间设有热耦合装置，所述第二精馏装置具有塔顶出气口、第一进口和第二进口，所述热耦合装置具有液氨进口、热气进口、热气出口和液氨出口，所述液氨进口与所述第一精馏装置的底部相连通，所述热气进口与所述第二精馏装置的塔顶出气口相连通，所述热气出口与所述第一精馏装置的塔釜相连通，所述液氨出口与所述第二精馏装置的第一进口相连通，所述第一精馏装置与所述第二精馏装置的第二进口相连通，所述第二精馏装置的塔顶出气口分别与所述热气进口、第一洗涤装置和氨气储存装置相连通。
[0008]在本申请中，待处理的工业级液氨通入蒸发器内进行低压蒸发获得氨气，然后氨气进入气液分离器，通过气液分离器分离出氨气中夹带的水分以及大颗粒等物质，经过气液分离器处理后的氨气进入吸附装置，通过吸附装置进一步除去氨气中残留的水分、其他
气体以及其他杂质，实现氨气的进一步提纯；经过吸附装置处理后的氨气进入第一精馏装置进行精馏提纯，经过精馏提纯后，第一精馏装置塔底的液氨，其中一部分通过管道由液氨进口进入热耦合装置内，另一部分进入第二精馏装置内进行再次精馏提纯，经过第二精馏装置精馏提纯的氨气由塔顶出气口排出并分成了三部分，第一部分氨气通过管道由热气进口进入热耦合装置内，第二部分氨气进入第一洗涤装置内，第三部分氨气被氨气储存装置收集，获得超纯电子级氨气，其主含量超过99.99999％(＞7N)；其中，由液氨进口进入的第一精馏装置处理的液氨在热耦合装置内与由热气进口进入的第二精馏装置塔顶出气口排出的第一部分氨气在热耦合装置内进行热交换，然后经过热交换处理的热氨气由热气出口通过管道进入第一精馏装置的塔釜内对第一精馏装置进行热量的补充，为第一精馏装置提供热负荷；而经过热交换处理的液氨则由液氨出口通过管道进入第二精馏装置内进行再次回流提纯，为第二精馏装置提供冷负荷；然后，针对进入第一洗涤装置的第二部分氨气，利用电阻率大于18MΩ
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cm的超纯水进行洗涤，经过第一洗涤装置处理后的氨气，再次进入第二洗涤装置，利用电阻率大于 18MΩ
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cm的超纯水进行再次洗涤，进一步洗涤除去里面的杂质和金属离子等，获得半成品氨水，经过第二洗涤装置处理后的氨气进入吸收装置，利用电阻率为18MΩ
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cm的超纯水进行吸收；最后通过过滤装置进行过滤获得超纯电子级氨水。
[0009]由此可知，本申请通过在第一精馏装置和所述第二精馏装置之间设置热耦合装置，可以有效节省第一精馏装置的热负荷和第二精馏装置的冷负荷，大大提高了第一精馏装置和第二精馏装置的能耗利用率，能耗为常规精馏的60％，大大降低了生产成本。同时，相比于现有技术中电子级氨气或者电子级氨水的生产装置，本申请中的生产装置，既能单独生产电子级氨气和电子级氨水，也能同时生产电子级氨气与电子级氨水。因此，本申请中的生产装置不仅可以同时适用于电子级氨气与电子级氨水的生产，且提高了能耗利用率，进而降低生产成本。
[0010]可选的，还包括过滤器，所述过滤器具有入口和出口，所述过滤器的入口用于接收工业级液氨，所述过滤器的出口与所述蒸发器相连通。
[0011]可选的，还包括气体纯化器，所述气体纯化器具有进气口和出气口，所述气体纯化器的进气口与所述吸附装置相连通，所述气体纯化器的出气口与所述第一精馏装置相连通。
[0012]可选的，所述第二精馏装置的塔顶出气口通过管道与所述热气进口相连通，所述管道上设有热耦合动力装置。
[0013]可选的，所述第一洗涤装置的外侧设有第一循环装置，所述第一循环装置的一端与所述第一洗涤装置的底部相连通，所述第一循环装置的另一端与所述第一洗涤装置的中上部相连通。
[0014]可选的，所述第二洗涤装置的外侧设有第二循环装置，所述第二循环装置的一端与与所述第二洗涤装置的底部相连通，所述第二循环装置的另一端与所述第二洗涤装置的中上部相连通。
[0015]同时，本专利技术还提供一种适用于电子级氨气与氨水的生产方法，采用上述所述的适用于电子级氨气与氨水的生产装置进行实施，所述生产方法包括以下步骤：
[0016](1)将原料工业级液氨进行蒸发处理获得氨气；
[0017](2)步骤(1)中获得的氨气进行气液分离处理，除去氨气中残余的水分以及大颗粒
杂质，并通过吸附处理实现进一步的提纯；
[0018](3)将步骤(2)处理后的氨气通入第一精馏装置内进行精馏提纯；
[0019](4)将经过步骤(3)中精馏提纯过的第一精馏装置塔底的液氨，其中一部分送入到第二精馏装置内进行再次精馏提纯，另外一部分送入到热耦合装置内；
[0020](5)将步骤(4)中经过第二精馏装置内进行再次精馏提纯后，第二精馏装置塔顶排出的氨气分成三部分处理，第一部分氨气进入到热耦合装置内，并与步骤(3)中送入到热耦合装置内的液氨进行热交换处理；第二部分氨气进行下一工序处理；第三部分氨气被收集，获得超纯电子级氨气；
[0021](6)将步骤(5)中的第二部分氨气依次进行洗涤、吸收和过滤，获得超纯电子级氨水。
[0022]在本申请中，原料工业级液氨进行蒸发处理获得氨气，然后对步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于电子级氨气与氨水的生产装置，其特征在于，包括依次连通的蒸发器、气液分离器、吸附装置、第一精馏装置、第二精馏装置、第一洗涤装置、第二洗涤装置、吸收装置和过滤装置；其中，所述第一精馏装置和所述第二精馏装置之间设有热耦合装置，所述第二精馏装置具有塔顶出气口、第一进口和第二进口，所述热耦合装置具有液氨进口、热气进口、热气出口和液氨出口，所述液氨进口与所述第一精馏装置的底部相连通，所述热气进口与所述第二精馏装置的塔顶出气口相连通，所述热气出口与所述第一精馏装置的塔釜相连通，所述液氨出口与所述第二精馏装置的第一进口相连通，所述第一精馏装置与所述第二精馏装置的第二进口相连通，所述第二精馏装置的塔顶出气口分别与所述热气进口、第一洗涤装置和氨气储存装置相连通。2.根据权利要求1所述的适用于电子级氨气与氨水的生产装置，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器具有入口和出口，所述过滤器的入口用于接收工业级液氨，所述过滤器的出口与所述蒸发器相连通。3.根据权利要求1或2所述的适用于电子级氨气与氨水的生产装置，其特征在于，还包括气体纯化器，所述气体纯化器具有进气口和出气口，所述气体纯化器的进气口与所述吸附装置相连通，所述气体纯化器的出气口与所述第一精馏装置相连通。4.根据权利要求1所述的适用于电子级氨气与氨水的生产装置，其特征在于，所述第二精馏装置的塔顶出气口通过管道与所述热气进口相连通，所述管道上设有热耦合动力装置。5.根据权利要求1所述的适用于电子级氨气与氨水的生产装置，其特征在于，所述第一洗涤装置的外侧设有第一循环装置，所述第一循环装置的一端与所述第一洗涤装置的底部相连通，所述第一循环装置的另一端与所述第一洗涤装置的中上部相连通。6.根据权利要求1所述的适用于电子级氨气与氨水的生产装置，其特征在于，所述第二洗涤装置的外侧设有第二循环装置，所述第二循环装置的一端与与所述第二洗涤装置的底部相连通，所述第二循环装置的另一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尚文，陈云斌，顾海燕，孙振波，张金霞，齐庆辰，
申请(专利权)人：浙江建业化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：