[发明专利]制备高纯四氟化碳气体的方法及设备

权利要求书

1.一种制备高纯四氟化碳气体的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(i)氟气与炭含量≥90％高纯活性炭进行化学合成反应

氟气储罐(1)的压力为-0.02～0MPa，氟气储罐(1)内的氟气与预热 到150～300℃的高纯活性炭在反应器(4)内进行直接合成反应，生成含有 杂质六氟乙烷(C₂F₆)和八氟丙烷(C₃F₈)的四氟化碳气体；

反应式：6C+9F₂-→CF₄+C₂F₆+C₃F₈

(ii)除尘

含有杂质的四氟化碳气体通过除尘器(5)去除固体物质；

(iii)水洗

除尘器(5)出来的四氟化碳气体进入水洗塔(6)进行水洗，除去易 溶于水的氟化氢、氟气；

(iv)碱洗

水洗塔(6)出来的四氟化碳气体进入碱洗塔(7)进行碱洗，除去微 量的氟化氢、二氧化碳酸性杂质，碱液浓度为10～20％；

(v)气液分离

碱洗塔(7)出来的四氟化碳气体进入气液分离器(8)进行气液分离；

(vi)除水处理

气液分离器(8)出来的四氟化碳气体进入吸附塔(9)进行除水处理；

(vii)精馏

将除水后的四氟化碳气体在精馏釜(10)中进行精馏，精馏釜(10) 中的温度保持-160～-140℃，精馏釜(10)收集满四氟化碳后停止收集；

(viii)冷凝

先使精馏釜(10)升温，精馏釜(10)中的气相部分通过精馏柱(11) 上升到冷凝器(12)中，此气相部分在冷凝器(12)中被冷却到-140～-125℃， 大部分四氟化碳气体被液化变成液体，再流回到精馏釜(10)，而氢气、 氧气、氮气轻杂质不能被液化，此部分杂质经过尾气塔(15)和真空机组 (16)后，通过管道排入废气处理系统处理达标后再排放，冷凝器(12) 中通过管道出来的四氟化碳气体用隔膜压缩机(14)充装在钢瓶中。

2.一种制备高纯四氟化碳气体的设备，其特征在于：包括氟气储罐(1) 出口通过管道(2)和阀门(3)与反应器(4)密封相通，反应器(4)与 除尘器(5)密封相通，除尘器(5)与水洗塔(6)密封相通，水洗塔(6) 与碱洗塔(7)密封相通，碱洗塔(7)与气液分离器(8)密封相通，气液 分离器(8)与吸附塔(9)密封相通，吸附塔(9)通过管道和阀门(2) 与精馏釜(10)密封相通，精馏釜(10)与精馏柱(11)密封相通，精馏 柱(11)与冷凝器(12)密封相通，冷凝器(12)通过管道和阀门(13) 与尾气塔(15)密封相通，尾气塔(15)与真空机组(16)密封相通，冷 凝器(12)通过管道和阀门(13)与隔膜压缩机(14)密封相通。

3.根据权利要求2所述的制备高纯四氟化碳气体的设备，其特征在于： 所述的氟气储罐(1)为圆筒型，采用不锈钢材质。

4.根据权利要求2所述的制备高纯四氟化碳气体的设备，其特征在于： 除尘器(5)为立式圆筒型结构，内有θ型网环填料。

5.根据权利要求2所述的制备高纯四氟化碳气体的设备，其特征在于： 水洗塔(6)内有塑料板波纹填料。

6.根据权利要求2所述的制备高纯四氟化碳气体的设备，其特征在于： 碱洗塔(7)内有塑料板波纹填料。

7.根据权利要求2所述的制备高纯四氟化碳气体的设备，其特征在于： 气液分离器(8)内有塑料板波纹填料。