一种分离NF3电解气的隔壁塔装置的制作方法

一种分离nf3电解气的隔壁塔装置
技术领域
1.本发明涉及纯化分离技术领域，特别涉及一种分离nf3电解气的隔壁塔装置。


背景技术：

2.随着半导体行业的发展，电子特种气体nf3的使用量急剧增加，目前生产nf3一般采用电解法制备，得到含杂质气体的nf3混合气，对于nf3混合气的分离于纯化就显得尤为重要。目前，对于nf3混合气的分离一般采用两级精馏的方式，及将两个精馏塔相连，在一个塔内分离出o2，n2等比nf3轻的杂质，进而在另一塔内分离n2o等比nf3重的杂质，此流程通过两个精馏塔及各塔的上部冷凝器和下部再沸器实现的nf3电解混合气的分离，需要每个塔对应一组冷凝器和再沸器，浪费成本和能源。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，以解决通过两个精馏塔及各塔的上部冷凝器和下部再沸器实现的nf3电解混合气的分离，需要每个塔对应一组冷凝器和再沸器，浪费成本和能源的问题。
4.本发明的技术方案：
5.一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，包括：隔壁塔主体；所述隔壁塔主体的上下两端分别设有外接法兰盘，隔壁塔主体的上端外接法兰盘通过连接管与冷凝器相连通，冷凝器的另一端一部分回流至隔壁塔主体上端，一部分外接输送；所述隔壁塔主体的下端外接法兰盘与再沸器通过连接管相连通，再沸器的另一端一部分回流至隔壁塔主体的下端靠上处，一部分外接输送。
6.优选的，所述隔壁塔主体内腔中部竖向安装有隔板，隔板左侧的隔壁塔主体内腔为预分馏段，预分馏段部分对应的隔壁塔主体上设有可供nf3电解气混合物s1进入的法兰口，隔板右侧的隔壁塔主体内腔为主塔段，主塔段部分对应的隔壁塔主体上设有可供nf3产品s3排出的法兰口，主塔段下端的隔板垂直向右固定安装有封闭板，nf3产品s3排出的法兰口则位于封闭板上方。
7.优选的，所述隔板上方的隔壁塔主体中纵向固定安装有倒v状的液相分配器。
8.优选的，所述隔壁塔主体内腔上端为公共精馏段，隔壁塔主体内腔下端为公共提馏段。
9.优选的，所述nf3电解气混合物s1进入预分馏段，nf3电解气混合物s1的进料压力为0.2～0.6mpa，进料温度为-10℃～-40℃，预分馏段的理论板数为8-20块，电解气混合物s1中气体包括nf3，o2，n2和n2o。
10.优选的，所述公共精馏段塔底采出轻组分杂质s2，轻组分杂质s2包括为o2和n2，公共精馏段102的理论板数6～23块，回流比r为2～9。
11.优选的，所述公共提馏段塔底采出重组分杂质s4，重组分杂质s4包括n2o，公共提馏段的理论板数9～18块。
12.优选的，所述主塔段采出nf3产品s3，主塔段的理论板数8～20块。
13.优选的，所述隔板上方的液相分配器控制塔顶回流进入预分馏段及主塔段的比例，液相分配比为0.3～0.8。
14.本发明的有益效果：
15.本发明的隔壁塔能在一个塔中分离三组分混合物，与常规两个精馏塔相连的精馏方式相比，减少了冷凝器和再沸器的使用，节省了设备费用，降低了能耗，并且降低了返混。
16.本发明实现了在一个塔内nf3电解混合气的分离，在保证产品纯度的前提下，减少了设备费用，降低了能量消耗，提高了热力学效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
18.下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
19.在附图中：
20.图1是本发明的实施例的设备立体结构示意图。
21.图2是本发明的实施例的设备主视结构示意图。
22.图3是本发明的实施例的设备俯视结构示意图。
23.图4是本发明的实施例的图3中a-a位置剖视结构示意图。
24.图5是本发明的实施例的设备壳体半剖分离结构示意图。
25.附图标记列表
26.1、隔壁塔主体；101、预分馏段；102、公共精馏段；103、公共提馏段；104、主塔段；105、液相分配器；106、隔板；107、封闭板；2、再沸器；3、冷凝器；s1、nf3电解气混合物；s2、轻组分杂质；s3、产品nf3；s4、重组分杂质。
具体实施方式
27.为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
28.实施例：请参考图1至图5所示：
29.本发明提供一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，包括隔壁塔主体1；隔壁塔主体1的上下两端分别设有外接法兰盘，隔壁塔主体1的上端外接法兰盘通过连接管与冷凝器3相连通，冷凝器3的另一端一部分回流至隔壁塔主体1上端，一部分外接输送；隔壁塔主体1的下端外接法兰盘与再沸器2通过连接管相连通，再沸器2的另一端一部分回流至隔壁塔主体1的下端靠上处，一部分外接输送。
30.其中，隔壁塔主体1内腔中部竖向安装有隔板106，隔板106左侧的隔壁塔主体1内腔为预分馏段101，预分馏段101部分对应的隔壁塔主体1上设有可供nf3电解气混合物s1进入的法兰口，隔板106右侧的隔壁塔主体1内腔为主塔段104，主塔段104部分对应的隔壁塔主体1上设有可供nf3产品s3排出的法兰口，主塔段104下端的隔板106垂直向右固定安装有封闭板107，nf3产品s3排出的法兰口则位于封闭板107上方。
31.其中，隔板106上方的隔壁塔主体1中纵向固定安装有倒v状的液相分配器105，用于进行液相分配。
32.其中，隔壁塔主体1内腔上端为公共精馏段102，隔壁塔主体1内腔下端为公共提馏段103，nf3电解气混合物s1进入预分馏段101，nf3电解气混合物s1的进料压力为0.2～0.6mpa，进料温度为-10℃～-40℃，预分馏段101的理论板数为8-20块，公共精馏段102塔底采出轻组分杂质s2，轻组分杂质s2主要为o2和n2，公共精馏段102的理论板数6～23块，回流比r为2～9，公共提馏段103塔底采出重组分杂质s4，主要为n2o，公共提馏段103的理论板数9～18块，主塔段104采出nf3产品s3，主塔段104的理论板数8～20块，隔板106上方的液相分配器105控制塔顶回流进入预分馏段1及主塔段104的比例，液相分配比为0.3～0.8，最终采出nf3产品s3中质量指标如表1所示，可在保证产品纯度的前提下，减少了设备费用，降低了能量消耗，提高了热力学效率。
33.表1
34.气体类型nf3o2n2n2o其他含量99.995％＜0.3ppm＜0.8ppm＜0.3ppm＜0.3ppm
35.本实施例的具体使用方式与作用：通过电解产生nf3电解气混合物s1，经过初步处理之后，nf3电解气混合物s1中主要气体包括nf3，o2，n2，n2o等，将nf3电解气混合物s1作为三组分混合物进行分离，分别为nf3，o2、n2等轻杂质和n2o等重杂质，nf3电解气混合物s1进入隔壁塔的预分馏段101，塔顶公共精馏段102采出轻组分杂质s2，塔底公共提馏段103采出重组分杂质s4，nf3产品s3从主塔段104采出。混合气s1进入隔壁塔的预分馏段，塔顶采出轻组分杂质s2，塔底采出重组分杂质s4，nf3产品气s3从主塔段采出；所述电解气s1中气体含量如表2所示。
36.表2
37.气体类型nf3o2n2n2o其他含量(％)852841
38.最后，需要说明的是，本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。
39.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

技术特征：
1.一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于，包括：隔壁塔主体(1)；所述隔壁塔主体(1)的上下两端分别设有外接法兰盘，隔壁塔主体(1)的上端外接法兰盘通过连接管与冷凝器(3)相连通，冷凝器(3)的另一端一部分回流至隔壁塔主体(1)上端，一部分外接输送；所述隔壁塔主体(1)的下端外接法兰盘与再沸器(2)通过连接管相连通，再沸器(2)的另一端一部分回流至隔壁塔主体(1)的下端靠上处，一部分外接输送。2.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述隔壁塔主体(1)内腔中部竖向安装有隔板(106)，隔板(106)左侧的隔壁塔主体(1)内腔为预分馏段(101)，预分馏段(101)部分对应的隔壁塔主体(1)上设有可供nf3电解气混合物s1进入的法兰口，隔板(106)右侧的隔壁塔主体(1)内腔为主塔段(104)，主塔段(104)部分对应的隔壁塔主体(1)上设有可供nf3产品s3排出的法兰口，主塔段(104)下端的隔板(106)垂直向右固定安装有封闭板(107)，nf3产品s3排出的法兰口则位于封闭板(107)上方。3.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述隔板(106)上方的隔壁塔主体(1)中纵向固定安装有倒v状的液相分配器(105)。4.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述隔壁塔主体(1)内腔上端为公共精馏段(102)，隔壁塔主体(1)内腔下端为公共提馏段(103)。5.如权利要求2所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述nf3电解气混合物s1进入预分馏段(101)，nf3电解气混合物s1的进料压力为0.2～0.6mpa，进料温度为-10℃～-40℃，预分馏段(101)的理论板数为8-20块，电解气混合物s1中气体包括nf3，o2，n2和n2o。6.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述公共精馏段(102)塔底采出轻组分杂质s2，轻组分杂质s2包括为o2和n2，公共精馏段102的理论板数6～23块，回流比r为2～9。7.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述公共提馏段(103)塔底采出重组分杂质s4，重组分杂质s4包括n2o，公共提馏段(103)的理论板数9～18块。8.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述主塔段(104)采出nf3产品s3，主塔段(104)的理论板数8～20块。9.如权利要求1所述一种分离nf3电解气的隔壁塔装置，其特征在于：所述隔板(106)上方的液相分配器(105)控制塔顶回流进入预分馏段(101)及主塔段(104)的比例，液相分配比为0.3～0.8。

技术总结
本发明提供一种分离NF3电解气的隔壁塔装置，涉及纯化分离技术领域，包括：隔壁塔主体；所述隔壁塔主体的上下两端分别设有外接法兰盘，隔壁塔主体的上端外接法兰盘通过连接管与冷凝器相连通，冷凝器的另一端一部分回流至隔壁塔主体上端，一部分外接输送；所述隔壁塔主体的下端外接法兰盘与再沸器通过连接管相连通。本发明的隔壁塔能在一个塔中分离三组分混合物，与常规两个精馏塔相连的精馏方式相比，减少了冷凝器和再沸器的使用，节省了设备费用，降低了能耗，并且降低了返混，以解决通过两个精馏塔及各塔的上部冷凝器和下部再沸器实现的NF3电解混合气的分离，需要每个塔对应一组冷凝器和再沸器，浪费成本和能源的问题。浪费成本和能源的问题。浪费成本和能源的问题。


技术研发人员：王中彪 申永明 张储桥 宋富财 武建鹏 纪振红 耿思瑶 郝卓然
受保护的技术使用者：中船（邯郸）派瑞特种气体股份有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/20