一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法和系统技术方案

本发明专利技术属于尾气处理技术领域，提供了一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法和系统及系统的使用方法。本发明专利技术提供的去除方法，将来自于三氟化氮精馏系统的三氟化氮粗品气化，得到三氟化氮和氧化亚氮混合气体；通过水洗将混合气体中的氧化亚氮和三氟化氮分离，得到氧化亚氮水溶液和三氟化氮气体；将得到的氧化亚氮水溶液进行再生得到氧化亚氮气体，再将氧化亚氮气体裂解炉裂解，得到氧气和氮气，实现氧化亚氮的彻底去除。本发明专利技术提供的去除方法实现了氧化亚氮的彻底去除，操作简单、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法和系统


[0001]本专利技术涉及尾气处理
，尤其涉及一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法和系统及系统的使用方法。

技术介绍

[0002]三氟化氮(NF3)是一种无色无味的气体，主要用于微电子工业中，是一种优良的等离子蚀刻剂和清洗剂。目前工业上常采用电解法和化学合成法制备三氟化氮，这两种方法得到的三氟化氮粗气中均含有少量的氧化亚氮(N2O)杂质。
[0003]三氟化氮生产工艺中含有氧化亚氮的粗气经过一系列的纯化操作，如：氧化、水洗、碱洗、吸附和精馏等，去除大量的酸性杂质、氮、氧、氟化氢等组分，最终得到99.999％以上的高纯三氟化氮气体。但是，氧化亚氮(N2O)在上述操作中并没有消失，而是在精馏塔组的除重塔釜富集，长期富集后，氧化亚氮的体积含量可达到60～80％。
[0004]现有技术中除去三氟化氮精馏除重塔中氧化亚氮的方法是：把来自于富含氧化亚氮的三氟化氮粗气间歇排污入碱水洗系统，使氧化亚氮溶于水或碱液中去除。上述方法利用的是氧化亚氮溶于水的特性，但是富含氧化亚氮的水溶液或碱溶液在加热情况下，又能够释放出溶解的氧化亚氮气体，对环境继续造成污染。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法和系统及系统的使用方法。本专利技术提供的去除方法能够将三氟化氮粗品中的氧化亚氮彻底去除，减少氧化亚氮对环境的污染。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法，包括以下步骤：
[0008]将来自于三氟化氮精馏系统的三氟化氮粗品进行气化，得到三氟化氮和氧化亚氮混合气；
[0009]将所述三氟化氮和氧化亚氮混合气依次进行一级水洗、二级水洗和三级水洗，得到三氟化氮气体和氧化亚氮水溶液；
[0010]将所述氧化亚氮水溶液进行再生，得到氧化亚氮气体；
[0011]将所述氧化亚氮气体进行裂解，得到氧气和氮气。
[0012]优选地，所述再生的温度为80～150℃。
[0013]优选地，所述裂解为固体催化剂催化裂解，所述固体催化剂的活性成分包括镍、钴和锆；所述裂解的温度为350～800℃。
[0014]本专利技术还提供了一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除系统，包括：气化器1；
[0015]与所述气化器1的气相出口连通的第一水洗塔2；
[0016]与所述第一水洗塔2的气相出口连通的第二水洗塔3；
[0017]与所述第二水洗塔3的气相出口连通的第三水洗塔4；
[0018]与所述第一水洗塔2的液相出口连通的第一储液容器21；
[0019]与所述第一储液容器21的液相出口连通的再生设备5；
[0020]与所述再生设备5的气相出口连通的裂解炉6；
[0021]与所述第二水洗塔3的液相出口连通的第二储液容器31；
[0022]所述第二储液容器31的液相出口与所述第一储液容器21连通；
[0023]与所述第三水洗塔4的液相出口连通的第三储液容器41；
[0024]所述第三储液容器41的液相出口与所述第二储液容器31连通。
[0025]优选地，还包括与所述裂解炉6连通的第一换热器7；
[0026]所述再生设备5内底部设置有第二换热器51；
[0027]所述第一换热器7的液相出口与所述第二换热器51的液相进口连通；
[0028]所述第二换热器51的液相出口与所述第一换热器的7的液相进口连通。
[0029]优选地，所述第一换热器7的液相出口与所述第二换热器51的液相进口连通的管道上，沿水流方向，依次设置有第四储液容器8和热泵9。
[0030]优选地，还包括：
[0031]与所述再生设备5的液相出口连通的第三换热器10；
[0032]所述第三换热器10与所述第三储液罐41的上部进口连通。
[0033]优选地，所述再生设备5和裂解炉6连通的管路上设置有真空泵11。
[0034]本专利技术还提供了上述技术方案所述的去除系统的使用方法，包括以下步骤：
[0035]来自于三氟化氮精馏系统的三氟化氮粗品进入气化器1进行气化，得到三氟化氮和氧化亚氮混合气；
[0036]将所述三氟化氮和氧化亚氮混合气通入第一水洗塔2进行一级水洗后，再通入第二水洗塔3进行二级水洗；再进入第三水洗塔4进行三级水洗；
[0037]将第一储液容器21、第二储液容器31和第三储液容器41中的富含氧化亚氮水溶液通入再生设备5进行再生，得到氧化亚氮气体；
[0038]所述氧化亚氮气体通入裂解炉6中进行裂解，生成氧气和氮气。
[0039]本专利技术提供了一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法，包括以下步骤：将来自于三氟化氮精馏系统的三氟化氮粗品进行气化，得到三氟化氮和氧化亚氮混合气；将所述三氟化氮和氧化亚氮混合气依次进行一级水洗、二级水洗和三级水洗，得到三氟化氮气体和氧化亚氮水溶液；将所述氧化亚氮水溶液进行再生，得到氧化亚氮气体；将所述氧化亚氮气体进行裂解，得到氧气和氮气。本专利技术提供的去除方法能够将氧化亚氮从来自于三氟化氮精馏系统的三氟化氮粗品中分离出来，并裂解为氧气和氮气，实现氧化亚氮的彻底去除，避免氧化亚氮对环境的污染。
[0040]本专利技术还提供了一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除系统，包括：气化器1；与所述气化器1的气相出口连通的第一水洗塔2；与所述第一水洗塔2的气相出口连通的第二水洗塔3；与所述第二水洗塔3的气相出口连通的第三水洗塔4；与所述第一水洗塔2的液相出口连通的第一储液容器21；与所述第一储液容器21的液相出口连通的再生设备5；与所述再生设备5的气相出口连通的裂解炉6；与所述第二水洗塔3的液相出口连通的第二储液容器31；所述第二储液容器31的液相出口与所述第一储液容器21连通；与所述第三水洗塔4的液相出口连通的第三储液容器41；所述第三储液容器41的液相出口与所述第二储液容器31连
通。本专利技术提供的去除系统，采用气化器将三氟化氮粗品气化，得到三氟化氮和氧化亚氮混合气体；通过水洗将混合气体中的氧化亚氮和三氟化氮分离；再通过再生设备将氧化亚氮从水溶液中释放出来，再经裂解炉裂解，得到氧气和氮气，实现氧化亚氮的彻底去除。本专利技术提供实现了氧化亚氮的彻底去除，且对单个设备没有特殊要求，直接进行就地连接即可，操作简单、成本低。
[0041]进一步地，本专利技术还限定了：还包括与所述裂解炉6连通的第一换热器7；所述再生设备5内底部设置有第二换热器51；所述第一换热器7的液相出口与所述第二换热器51的液相进口连通；所述第二换热器51的液相出口与所述第一换热器7的液相进口连通。本专利技术的去除系统能够充分利用裂解气体产生的热量用于再生设备，实现了热量的再利用。
[0042]进一步地，本专利技术还限定了：与所述再生设备5的液相出口连通的第三换热器10；所述第三换热器10与所述第三储液容器41的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除方法，其特征在于，包括以下步骤：将来自于三氟化氮精馏系统的三氟化氮粗品进行气化，得到三氟化氮和氧化亚氮混合气；将所述三氟化氮和氧化亚氮混合气依次进行一级水洗、二级水洗和三级水洗，得到三氟化氮气体和氧化亚氮水溶液；将所述氧化亚氮水溶液进行再生，得到氧化亚氮气体；将所述氧化亚氮气体进行裂解，得到氧气和氮气。2.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述再生的温度为80～150℃。3.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述裂解为固体催化剂催化裂解，所述固体催化剂的活性成分包括镍、钴和锆；所述裂解的温度为350～800℃。4.一种三氟化氮粗品中氧化亚氮的去除系统，其特征在于，包括：气化器(1)；与所述气化器(1)的气相出口连通的第一水洗塔(2)；与所述第一水洗塔(2)的气相出口连通的第二水洗塔(3)；与所述第二水洗塔(3)的气相出口连通的第三水洗塔(4)；与所述第一水洗塔(2)的液相出口连通的第一储液容器(21)；与所述第一储液容器(21)的液相出口连通的再生设备(5)；与所述再生设备(5)的气相出口连通的裂解炉(6)；与所述第二水洗塔(3)的液相出口连通的第二储液容器(31)；所述第二储液容器(31)的液相出口与所述第一储液容器(21)连通；与所述第三水洗塔(4)的液相出口连通的第三储液容器(41)；所述第三储液容器(41)的液相出口与所述第二储液容器(31)连通。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆敏，
申请(专利权)人：天津海嘉斯迪新材料合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：