三氟化氮的纯化系统技术方案

本技术公开了一种三氟化氮的纯化系统，属于高纯三氟化氮电子特气技术领域。其技术方案为：包括通过管路依次连通的碱洗塔、还原塔、水环抽空泵、除水塔、低温除水冷却器、三氟化氮缓冲罐一、粗品膜压机一、第一精馏预冷器、第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔和第一成品罐；碱洗塔设置有三氟化氮电解物料入口管路；低温除水冷却器还连接有收集塔一，收集塔一的塔顶出料口通过管路依次连接有三氟化氮缓冲罐二、粗品膜压机二、第二精馏预冷器、第五精馏塔、第六精馏塔、第七精馏塔、第十一精馏塔和第二成品罐，低温除水冷却器还连接有收集塔二。本技术收集塔无需使用液氮降温和排轻过程，节约成本，减少物料损失。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于高纯三氟化氮电子特气，具体涉及一种三氟化氮的纯化系统。

技术介绍

1、三氟化氮在常温下是一种无色、无臭、性质稳定的气体，是一种强氧化剂，三氟化氮在微电子工业中作为一种优良的等离子蚀刻气体，在离子蚀刻时裂解为活性氟离子，高纯三氟化氮对氧化硅和硅具有优异的蚀刻速率和选择性，它在蚀刻时，在蚀刻物表面不留任何残留物，是非常良好的清洗剂，同时在芯片制造、高能激光器方面得到了大量的运用。

2、在用熔盐电解法生成的三氟化氮粗品中含有多种杂质成分(h2o、hf、co2、n2o等)，纯化方法种类有：低温精馏法、共沸精馏法、化学吸收法、化学转化法、选择吸附法及几种方法联用。由于电解制得三氧化氨粗品气体所含杂质的多样性，同时也为了实现生产的连续性，实际生产中大多同时采用以上几种方法联用。通过各种方法的联用可以有效去除粗品中多种杂质，实现工业化稳定生产，但是在生产过程中三氟化氮需要经过碱洗塔、还原塔、除水塔、收集塔、精馏塔，这个过程中收集塔负压会波动，影响三氟化氮产量，收集塔在液化排轻过程中时间较长，物料易损失。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种三氟化氮的纯化系统，在还原塔和除水塔之间设置水环抽空泵，不再由收集塔提供负压，而是由工序前的还原塔提供负压，不会造成负压波动影响进料，且在还原塔之后均为正压出料直接进入精馏塔，节约成本，减少物料损失。

2、本技术的技术方案为：

3、三氟化氮的纯化系统，包括通过管路依次连通的碱洗塔、还原塔、水环抽空泵、除水塔、低温除水冷却器、三氟化氮缓冲罐一、粗品膜压机一、第一精馏预冷器、第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔和第一成品罐；碱洗塔设置有三氟化氮电解物料入口管路；低温除水冷却器还连接有收集塔一，收集塔一的塔顶出料口通过管路依次连接有三氟化氮缓冲罐二、粗品膜压机二、第二精馏预冷器、第五精馏塔、第六精馏塔、第七精馏塔、第十一精馏塔和第二成品罐，低温除水冷却器还连接有收集塔二，收集塔二的塔釜出料口通过管路依次连接有汽化器、第八精馏塔、第九精馏塔、第十精馏塔和第三成品罐；还包括控制器，还原塔塔顶出料管线连接水环抽空泵吸气口，水环抽空泵排气口连接除水塔，还原塔设置有压力传感器，压力传感器和水环抽空泵均与控制器电性连接。

4、优选的，除水塔还连接有除水塔冷却器。

5、优选的，水环抽空泵排气口进入除水塔为正压，压力为20～100kpa。

6、优选的，水环抽空泵排气口压力大于0.25mpa，水环抽空泵停泵。

7、优选的，所述碱洗塔和还原塔的压力为-5～-50kpa。

8、优选的，物料三氟化氮在粗品膜压机一中升压至0.2～1.0mpa。

9、本技术与现有技术相比，具有以下有益效果：

10、1.本技术在还原塔和除水塔之间设置水环抽空泵，不再由收集塔一或收集塔二提供负压，而是由工序前的还原塔提供负压，不会造成负压波动影响进料，且在还原塔之后均为正压出料直接进入精馏塔，以前收集塔一或收集塔二工作步骤的时间大大缩短，物料不经收集塔一或收集塔二直接进精馏；只有三氟化氮流量过高时切入收集塔一或收集塔二缓冲存放，不会造成物料损失，此套纯化系统可以省去收集塔一或收集塔二操作步骤时间，节约成本，减少物料浪费，提高生产效率；2.收集塔一或收集塔二无需使用液氮降温和排轻过程，节约成本，减少物料损失；3.设置多组精馏塔蒸馏出不同的组分，使最终制得的三氟化氮纯度更高，设置第一精馏塔、第二精馏塔、第五精馏塔、第六精馏塔和第八精馏塔对h2、n2、o2等轻组分蒸出，设置第三精馏塔、第七蒸馏塔和第九精馏塔对co2、n2o等重组分蒸出，保证最终制得的三氟化氮的纯度。

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【技术保护点】

1.三氟化氮的纯化系统，其特征在于：包括通过管路依次连通的碱洗塔(1)、还原塔(2)、水环抽空泵(3)、除水塔(4)、低温除水冷却器(5)、三氟化氮缓冲罐一(6)、粗品膜压机一(7)、第一精馏预冷器(9)、第一精馏塔(10)、第二精馏塔(11)、第三精馏塔(12)、第四精馏塔(13)和第一成品罐(14)；碱洗塔(1)设置有三氟化氮电解物料入口管路(101)；

2.如权利要求1所述的三氟化氮的纯化系统，其特征在于：除水塔(4)还设置有除水塔冷却器。

3.如权利要求1所述的三氟化氮的纯化系统，其特征在于：水环抽空泵(3)排气口进入除水塔(4)为正压，压力为20～100KPa。

4.如权利要求1所述的三氟化氮的纯化系统，其特征在于：水环抽空泵(3)排气口压力大于0.25Mpa，水环抽空泵(3)停泵。

5.如权利要求1所述的三氟化氮的纯化系统，其特征在于：所述碱洗塔(1)和还原塔(2)的压力为-5～-50KPa。

6.如权利要求1所述的三氟化氮的纯化系统，其特征在于：物料三氟化氮在粗品膜压机一(7)中升压至0.2～1.0MPa。

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【技术特征摘要】

1.三氟化氮的纯化系统，其特征在于：包括通过管路依次连通的碱洗塔(1)、还原塔(2)、水环抽空泵(3)、除水塔(4)、低温除水冷却器(5)、三氟化氮缓冲罐一(6)、粗品膜压机一(7)、第一精馏预冷器(9)、第一精馏塔(10)、第二精馏塔(11)、第三精馏塔(12)、第四精馏塔(13)和第一成品罐(14)；碱洗塔(1)设置有三氟化氮电解物料入口管路(101)；

2.如权利要求1所述的三氟化氮的纯化系统，其特征在于：除水塔(4)还设置有除水塔冷却器。

3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学建，王彬，周富，额尔敦毕力格，邸超，苏宇鹏，靳宇，王磊，
申请(专利权)人：南大光电乌兰察布有限公司，
类型：新型
国别省市：