[实用新型]精馏分离生产7N电子级超纯氨的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种精馏分离装置，具体涉及一种采用工业级液氨，用精馏分离可以连续生产6.4N电子级超纯氨的装置。

背景技术

 超纯氨是半导体工业中重要的电子气体，在半导体生产工艺中，氨(NH₃)同硅烷(SiH₄)一起发生反应生成氮化硅膜；在MOCVD设备上，氨同三甲基镓作用在蓝宝石上通过汽相生长形成氮化镓发光二极管，即LED。

随着科技的发展和社会对于电子产品、新型节能照明器件、清洁能源的需求日益增大，对于超纯氨的纯度要求也越来越高。例如，在生产高亮度的LED器件时，由于器件的几何形状不断缩小且LED的亮度要求不断提高，原料氨中的污染物含量对于产品的质量是非常重要的。因此，对于氨的纯化技术、设备一直是研究的热点。

由于发达国家光电子等半导体技术发展速猛，极大地推动了气体公司对氨提高纯度的研究。目前，我国许多LED生产用户所用的进口氨，基本上是美国普莱克斯、APCI、法国液空、德国林德和日本昭和电工等国外公司的产品，他们所采用的超纯氨制取方法基本上都采用将原料氨经活性炭吸附器除去部分油，再由分子筛吸附器吸附除去部分水，再经脱氧剂吸附器除去部分氧，再经过一级或者二级简单精馏，再经过终端纯化器得到超纯氨产品。

此类装置的缺点是：吸附器内活性碳、分子筛和终端纯化器需要再生处理，再生过程中有大量废气排出，形成了二次污染；终端纯化器在纯化过程中会产生副反应，影响最终产品的纯度；由于通过多道吸附和解吸后的氨气、废气无法再利用，严重影响了环境和产品收率；工艺流程太长，设备多、投资多。

发明内容

针对上述存在的缺点，本实用新型的目的是：提出一种设计巧妙、安全可靠、可连续生产、环保、节能，集汽化器、精馏塔为一体，无需吸附装置、终端纯化装置，单纯靠精馏分离生产7N电子级超纯氨的装置。

本实用新型的技术方案为：一台工业原料液氨储罐，两台并联的原料液氨加料罐，在工业原料液氨储罐出料管路上设有向两台并联的原料液氨加料罐加料的液氨泵，两台并联的原料液氨加料罐通过一输料管路连通一级精馏汽化一体化设备，一级精馏汽化一体化设备的出气管路通过氨气过滤器进而连通二级精馏汽化一体化设备，二级精馏汽化一体化设备的出气管路通过另一支氨气过滤器连通深度提纯精馏塔，一级精馏汽化一体化设备、二级精馏汽化一体化设备的下部分别接有气化用的加热系统，一级精馏汽化一体化设备、二级精馏汽化一体化设备以及深度提纯精馏塔的顶部接有冷凝回流放空系统，深度提纯精馏塔通过第三支氨气过滤器连通有成品接受充装系统。

所述的氨气过滤器为管式精密过滤器，该管式精密过滤器内的滤芯用K-49型超细玻璃纤维膜制成，可以过滤小于0.01um的颗粒。

所述的两台并联的原料液氨加料罐的气相口与一级精馏汽化一体化设备的上部可以形成气相平衡的一管口连通，两台并联的原料液氨加料罐的液相口管道与其位置至少低100CM的前级精馏汽化一体化设备上的一管口连通。

所述的加热系统包括两台空气源热水器、两台热水循环泵，两台空气源热水器的热水进出口分别与一级精馏汽化一体化设备和二级精馏汽化一体化设备的热水进出口连通并结合两台热水循环泵构成管路循环。

所述的冷凝回流放空系统包括分别与一级精馏汽化一体化设备、二级精馏汽化一体化设备和深度提纯精馏塔的塔顶气相口连通的三台塔顶冷凝器，三台塔顶冷凝器的液相口分别连通有三台塔顶高位槽，三台塔顶高位槽的下部出口分别连通至一级精馏汽化一体化设备、二级精馏汽化一体化设备以及深度提纯精馏塔的塔顶回流口。

本装置还设有回收系统，该回收系统包括三个回收冷凝器，三个回收冷凝器的气相口分别与上述三台塔顶冷凝器的放空管口连通，三个回收冷凝器的液相口都连通至一回收罐，该回收罐还连通一级精馏汽化一体化设备和二级精馏汽化一体化设备的残液排口。

所述的成品接受充装系统包括成品冷凝器，成品冷凝器的气相口连通在与深度提纯精馏塔的出口相连的氨气过滤器的出口上，与成品冷凝器液相口连接的成品接收罐，成品接收罐下部液相口接有充装泵，充装泵管路连通有成品充装钢瓶。