一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置及工艺，涉及高纯三氟化硼生产技术领域，原料收集罐通过第一管路与脱重塔下部的一侧连接，脱重塔的底部通过第二管路与重组分收集罐连接，脱重塔的顶部通过第三管路与第一冷凝器的进口连接，第一冷凝器的回流口通过第一液体回流管与脱重塔上部的一侧连接，第一冷凝器的出口通过第四管路与脱轻塔的一侧连接，脱轻塔的底部通过第五管路与产品收集罐连接，脱轻塔的顶部通过第六管路与第二冷凝器的进口连接，第二冷凝器的回流口通过第二液体回流管与脱轻塔上部的一侧连接，第二冷凝器的出口通过第七管路与轻组分收集罐连接。该装置及工艺使得产品纯度高，结构简单，安全可靠，能够实现工业化连续生产。工业化连续生产。工业化连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置及工艺


[0001]本专利技术涉及高纯三氟化硼生产
，特别是涉及一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置及工艺。

技术介绍

[0002]高纯三氟化硼是一种有广泛应用的气体，它主要用在电子工业中作为硅和锗外延、扩散和离子注入过程的P型掺杂源。三氟化硼还可以进一步分离出非常重要的
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B和
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B同位素气体，广泛用于核工业领域和半导体行业。多年来三氟化硼气体的合成工艺有较大改进，但纯化工艺进展不大。韩端雄，周俊波等文献报道了低温精馏工艺，采用液氮制冷，在三氟化硼沸点附近(约
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100℃)进行低温精馏，该方法对设备要求高，特别是消耗液氮量比较大，在不回收氮气的情况下，成本会很高，同时生产的三氟化硼的纯度较低。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置及工艺，使得产品纯度高，结构简单，安全可靠，能够实现工业化连续生产。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，包括脱重塔、脱轻塔、第一再沸器、第二再沸器、第一冷凝器、第二冷凝器、原料收集罐、重组分收集罐、轻组分收集罐、产品收集罐和控制器，所述原料收集罐通过第一管路与所述脱重塔下部的一侧连接，所述第一管路上设置有第一调节阀和第一流量计，所述脱重塔的底部通过第二管路与所述重组分收集罐连接，所述第二管路上设置有第二调节阀和第二流量计，所述脱重塔下部的一侧安装有所述第一再沸器，所述脱重塔的顶部通过第三管路与所述第一冷凝器的进口连接，所述第一冷凝器的回流口通过第一液体回流管与所述脱重塔上部的一侧连接，所述第一液体回流管上设置有第一回流阀，所述第一冷凝器的出口通过第四管路与所述脱轻塔的一侧连接，所述第四管路上设置有第一在线分析检测部件、第三流量计和第三调节阀，所述第一在线分析检测部件设置于靠近所述第一冷凝器的出口的一端，所述脱轻塔的底部通过第五管路与所述产品收集罐连接，所述第五管路上设置有第二在线分析检测部件、第四流量计和第四调节阀，所述第二在线分析检测部件设置于靠近所述脱轻塔的一端，所述脱轻塔下部的一侧安装有所述第二再沸器，所述脱轻塔的顶部通过第六管路与所述第二冷凝器的进口连接，所述第二冷凝器的回流口通过第二液体回流管与所述脱轻塔上部的一侧连接，所述第二液体回流管上设置有第二回流阀，所述第二冷凝器的出口通过第七管路与所述轻组分收集罐连接，所述第七管路上设置有第五流量计和第五调节阀，所述原料收集罐上设置有第一冷却调节部件，所述重组分收集罐上设置有第二冷却调节部件，所述轻组分收集罐上设置有第三冷却调节部件，所述产品收集罐上设置有第四冷却调节部件，所述第一冷却调节部件、所述第二冷却调节部件、所述第三冷却调节部件、所述第四冷却调节部件、所述第一调节阀、所述第一流量计、所述第二调节阀、所述第二流量计、所述第三调节阀、所述第三
流量计、所述第四调节阀、所述第四流量计、所述第五调节阀、所述第五流量计、所述第一在线分析检测部件、所述第二在线分析检测部件、所述第一回流阀和所述第二回流阀均与所述控制器连接。
[0006]优选地，还包括安全控制阀，所述安全控制阀设置于所述第一管路上靠近所述原料收集罐的一端，所述安全控制阀与所述控制器连接；所述原料收集罐的上端连接有进料管，所述进料管上设置有进料控制阀，所述进料控制阀与所述控制器连接。
[0007]优选地，所述第一液体回流管上设置有第六流量计，所述第二液体回流管上设置有第七流量计，所述第六流量计和所述第七流量计均与所述控制器连接。
[0008]优选地，所述第一再沸器下端的进口通过第一连接管与所述脱重塔的底部连接，所述第一再沸器上端的出口通过第二连接管与所述脱重塔下部的一侧连接；所述第二再沸器下端的进口通过第三连接管与所述脱轻塔的底部连接，所述第二再沸器上端的出口通过第四连接管与所述脱轻塔下部的一侧连接。
[0009]优选地，所述脱重塔、所述脱轻塔、所述原料收集罐、所述重组分收集罐、所述轻组分收集罐和所述产品收集罐中均设置有与所述控制器连接的液位计。
[0010]优选地，还包括制冷循环罐，所述第一冷却调节部件包括第一冷却夹套、第三冷凝器、第一冷剂进管、第一回流管和第一冷剂调节阀，所述第一冷却夹套设置于所述原料收集罐的外部，所述第三冷凝器设置于所述原料收集罐的顶部，所述第一冷剂进管与所述第一冷却夹套的底部连接，所述第一冷却夹套的顶部与所述第三冷凝器下端的进口连接，所述第三冷凝器上端的出口通过第一回流管与所述制冷循环罐连接，所述第一冷剂调节阀设置于所述第一冷剂进管上，所述第一冷剂调节阀与所述控制器连接。
[0011]优选地，所述第二冷却调节部件包括第二冷却夹套、第四冷凝器、第二冷剂进管、第二回流管和第二冷剂调节阀，所述第二冷却夹套设置于所述重组分收集罐的外部，所述第四冷凝器设置于所述重组分收集罐的顶部，所述第二冷剂进管与所述第二冷却夹套的底部连接，所述第二冷却夹套的顶部与所述第四冷凝器下端的进口连接，所述第四冷凝器上端的出口通过第二回流管与所述制冷循环罐连接，所述第二冷剂调节阀设置于所述第二冷剂进管上，所述第二冷剂调节阀与所述控制器连接。
[0012]优选地，所述第三冷却调节部件包括第三冷却夹套、第五冷凝器、第三冷剂进管、第三回流管和第三冷剂调节阀，所述第三冷却夹套设置于所述轻组分收集罐的外部，所述第五冷凝器设置于所述轻组分收集罐的顶部，所述第三冷剂进管与所述第三冷却夹套的底部连接，所述第三冷却夹套的顶部与所述第五冷凝器下端的进口连接，所述第五冷凝器上端的出口通过第三回流管与所述制冷循环罐连接，所述第三冷剂调节阀设置于所述第三冷剂进管上，所述第三冷剂调节阀与所述控制器连接。
[0013]优选地，所述第四冷却调节部件包括第四冷却夹套、第六冷凝器、第四冷剂进管、第四回流管和第四冷剂调节阀，所述第四冷却夹套设置于所述产品收集罐的外部，所述第六冷凝器设置于所述产品收集罐的顶部，所述第四冷剂进管与所述第四冷却夹套的底部连接，所述第四冷却夹套的顶部与所述第六冷凝器下端的进口连接，所述第六冷凝器上端的出口通过第四回流管与所述制冷循环罐连接，所述第四冷剂调节阀设置于所述第四冷剂进管上，所述第四冷剂调节阀与所述控制器连接。
[0014]本专利技术还提供一种基于生产高纯三氟化硼的低温精馏装置的工艺，包括以下步
骤：
[0015]步骤一、三氟化硼原料气体进入所述原料收集罐，在第一冷却调节部件的冷却下液化为三氟化硼原料液体；
[0016]步骤二、所述三氟化硼原料液体通过所述第一管路进入所述脱重塔，所述原料收集罐与所述脱重塔之间的压差为0.05～0.1MPa，所述控制器通过控制所述第一调节阀能够控制所述三氟化硼原料液体的进料速度，所述第一冷凝器的温度为
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30～
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50℃，通过控制所述第一再沸器的热剂的温度和流量使得所述脱重塔的塔底温度为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，包括脱重塔、脱轻塔、第一再沸器、第二再沸器、第一冷凝器、第二冷凝器、原料收集罐、重组分收集罐、轻组分收集罐、产品收集罐和控制器，所述原料收集罐通过第一管路与所述脱重塔下部的一侧连接，所述第一管路上设置有第一调节阀和第一流量计，所述脱重塔的底部通过第二管路与所述重组分收集罐连接，所述第二管路上设置有第二调节阀和第二流量计，所述脱重塔下部的一侧安装有所述第一再沸器，所述脱重塔的顶部通过第三管路与所述第一冷凝器的进口连接，所述第一冷凝器的回流口通过第一液体回流管与所述脱重塔上部的一侧连接，所述第一液体回流管上设置有第一回流阀，所述第一冷凝器的出口通过第四管路与所述脱轻塔的一侧连接，所述第四管路上设置有第一在线分析检测部件、第三流量计和第三调节阀，所述第一在线分析检测部件设置于靠近所述第一冷凝器的出口的一端，所述脱轻塔的底部通过第五管路与所述产品收集罐连接，所述第五管路上设置有第二在线分析检测部件、第四流量计和第四调节阀，所述第二在线分析检测部件设置于靠近所述脱轻塔的一端，所述脱轻塔下部的一侧安装有所述第二再沸器，所述脱轻塔的顶部通过第六管路与所述第二冷凝器的进口连接，所述第二冷凝器的回流口通过第二液体回流管与所述脱轻塔上部的一侧连接，所述第二液体回流管上设置有第二回流阀，所述第二冷凝器的出口通过第七管路与所述轻组分收集罐连接，所述第七管路上设置有第五流量计和第五调节阀，所述原料收集罐上设置有第一冷却调节部件，所述重组分收集罐上设置有第二冷却调节部件，所述轻组分收集罐上设置有第三冷却调节部件，所述产品收集罐上设置有第四冷却调节部件，所述第一冷却调节部件、所述第二冷却调节部件、所述第三冷却调节部件、所述第四冷却调节部件、所述第一调节阀、所述第一流量计、所述第二调节阀、所述第二流量计、所述第三调节阀、所述第三流量计、所述第四调节阀、所述第四流量计、所述第五调节阀、所述第五流量计、所述第一在线分析检测部件、所述第二在线分析检测部件、所述第一回流阀和所述第二回流阀均与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，还包括安全控制阀，所述安全控制阀设置于所述第一管路上靠近所述原料收集罐的一端，所述安全控制阀与所述控制器连接；所述原料收集罐的上端连接有进料管，所述进料管上设置有进料控制阀，所述进料控制阀与所述控制器连接。3.根据权利要求1所述的生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，所述第一液体回流管上设置有第六流量计，所述第二液体回流管上设置有第七流量计，所述第六流量计和所述第七流量计均与所述控制器连接。4.根据权利要求1所述的生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，所述第一再沸器下端的进口通过第一连接管与所述脱重塔的底部连接，所述第一再沸器上端的出口通过第二连接管与所述脱重塔下部的一侧连接；所述第二再沸器下端的进口通过第三连接管与所述脱轻塔的底部连接，所述第二再沸器上端的出口通过第四连接管与所述脱轻塔下部的一侧连接。5.根据权利要求1所述的生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，所述脱重塔、所述脱轻塔、所述原料收集罐、所述重组分收集罐、所述轻组分收集罐和所述产品收集罐中均设置有与所述控制器连接的液位计。6.根据权利要求1所述的生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，还包括制冷
循环罐，所述第一冷却调节部件包括第一冷却夹套、第三冷凝器、第一冷剂进管、第一回流管和第一冷剂调节阀，所述第一冷却夹套设置于所述原料收集罐的外部，所述第三冷凝器设置于所述原料收集罐的顶部，所述第一冷剂进管与所述第一冷却夹套的底部连接，所述第一冷却夹套的顶部与所述第三冷凝器下端的进口连接，所述第三冷凝器上端的出口通过第一回流管与所述制冷循环罐连接，所述第一冷剂调节阀设置于所述第一冷剂进管上，所述第一冷剂调节阀与所述控制器连接。7.根据权利要求6所述的生产高纯三氟化硼的低温精馏装置，其特征在于，所述第二冷却调节部件包括第二冷却夹套、第四冷凝器、第二冷剂进管、第二回流管和第二冷剂调节阀，所述第二冷却夹套设置于所述重组...

【专利技术属性】
技术研发人员：范正林，任少科，李子宽，赵鹏德，候星成，王瀚宁，王泽元，
申请(专利权)人：中昊光明化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：