[实用新型]三氟化硼-11电子特气的生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及三氟化硼-11（¹¹BF₃）电子特气的生产装置及方法，技术适用于电子、医药等行业，为之提供高丰度、高纯度需要的¹¹BF₃的生产工艺。 

背景技术

三氟化硼-11（¹¹BF₃）气体在工业生产上的有很多方面的应用，可以用于电子工业和光纤工业，可作为制备光纤预制件的原料，是硅和锗外延、扩散和离子注入过程的P型掺杂源。在半导体制造过程中¹¹BF₃是重要的离子注入气，同时作为硼掺杂剂用于硅离子布植方面，生产出的芯片具有高集成、高密度特点，且体积小、性能优越。随着电子、通讯行业的飞速发展，¹¹BF₃气体的应用还有很大的发展前景。 

对于¹¹BF₃的生产，发达国家如美国、德国、日本等都有大规模工业生产厂，其中美国的联合信号公司及德国的BASF公司生产的瓶装¹¹BF₃在国际上有较高的影响，日本钢铁化学公司生产的¹¹BF₃尽管有较高的纯度，但其规模相对较小。我国目前尚不具备¹¹BF₃气体的生产能力。 

¹¹BF₃气体生产的工艺技术主要有两个难点：一是丰度要求。¹¹BF₃电子特气的丰度要求≥99.7%，而¹¹B天然丰度为80%左右。二是纯度要求。¹¹BF₃作为电子特气，对各种杂质的要求相当严格，达到ppm级，产品总纯度≥99.995%。上世纪八十年代，我国开展超纯气体的攻关，产品纯度达到99.995%以上，实现了超纯产品的生产，其技术已大规模用于航空航天、光伏太阳能等领域，为电子特气的生产奠定了基础。因而真正制约¹¹BF₃电子特气生产的因素为99.7%的丰度要求，目前国内尚未有成功报道。 

发明内容

本发明技术在国内率先提出了¹¹BF₃气体生产工艺技术，产品丰度达到99.7%以上，满足电子特气行业的要求，是一条可大规模工业化的技术路线。 

本发明的技术方案如下： 

一种三氟化硼-11（¹¹BF₃）电子特气的生产装置，由合成装置（2）、化学交换塔（3）、裂解装置（5）串联而成；裂解塔顶设置有塔顶冷凝器（4）、塔底设置有加热釜（6）；从合成装置中喷流而下的液相，通过泵打至化学交换塔顶，再经泵打至裂解装置塔顶；经裂解装置加热裂解开的气体经过冷凝器，从化学交换塔底部进入，与喷淋而下的液相逆流，发生交换反应，使¹¹B在气相中富集；裂解装置中上升的苯甲醚气体冷凝下来后，先由换热器7换热，再经泵打至合成装置塔顶，重新发生合成反应。 

在¹¹BF₃气体出口连接有吸附装置，吸附装置由一级吸附塔（10）、二级吸附塔（11）、中压精馏塔（12）和低压精馏塔（14）组成。待净化的BF₃气体由吸附塔（10）顶部进入，从底部出来后再进入吸附塔（11）顶部，然后再由中压精馏塔（12）底部进入，从中压精馏塔（12）顶部出来后经由中间冷凝器（13），由低压精馏塔（14）中进入，低压精馏塔（14）底 部为净化后的高纯¹¹BF₃产品气。