一種電子級(jí)氯化氫的提純方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子級(jí)氯化氫的提純方法。采用聚苯乙烯強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂與氫化鋁鈉NaALH4進(jìn)行離子交換，生成鋁氫樹脂吸附劑，然后負(fù)載1?丁基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，以及提高吸附氫氣，二氧化碳等雜質(zhì)的性能。
【專利說明】
一種電子級(jí)氯化氫的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種氯化氫的提純方法，尤其是一種電子級(jí)氯化氫的提純方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微電子工業(yè)向著大尺寸、高集成化、高均勻性和高完整性方向的飛速發(fā)展，對(duì) 廣泛用于單晶硅氣相拋光和外延機(jī)座腐蝕的電子級(jí)氯化氫也有了新的要求。除了應(yīng)具有 99.999%以上的純度，還要求氯化氫的THC、H20和金屬離子等有機(jī)雜質(zhì)的含量越低越好。電 子級(jí)氯化氫主要用于外延生長前硅和砷化鎵高溫氣相刻蝕，清除鈉離子。另外高純氯化氫 也用于金屬表面化學(xué)處理，激光用混合氣、膠片生產(chǎn)及碳纖維表面處理。
[0003] CN1511780公開了制備電子級(jí)氯化氫的方法，其中使用石油化工副產(chǎn)氯化氫作為 原料，包括在氫氯化反應(yīng)催化劑存在的條件下，使不飽和烴與氯化氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的易 于脫除的鹵代烴，再進(jìn)行分離和脫除反應(yīng)產(chǎn)物。在反應(yīng)進(jìn)行前也可采用物理的分離方法先 脫除其中的輕、重組分。采用本發(fā)明的工藝方法，可以得到5N以上的電子級(jí)氯化氫;無須外 加反應(yīng)介質(zhì)，從而避免了其它雜質(zhì)的引入;而且操作過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
[0004] CN104803357提供一種在四氯乙烯裝置中提純高純度氯化氫的方法。來自四氯乙 烯氯化單元的原料氣經(jīng)過硫酸干燥塔進(jìn)行脫水干燥，干燥后的氣體加壓后進(jìn)入氯化氫精餾 塔，利用各物料沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離提純，得到高純度的氯化氫。通過本裝置不僅能使含有 四氯乙烯裝置產(chǎn)生的10-20%的氯氣和CC1 4的HC1氣體加以回收利用，較少了三廢排放，得 到了高價(jià)值的多99.8%的HC1氣體，而且使分離出純凈的氯氣和CC1 4作為原料送回至四氯 乙烯反應(yīng)系統(tǒng)。提高了裝置的效益。
[0005] CN102826512提供一種高純度氯化氫的制造方法和裝置，其中，使利用電解或化學(xué) 工序的副產(chǎn)物所產(chǎn)生的氯化氫和/或低純度的氯化氫中所含的具有高揮發(fā)點(diǎn)的水、氯、重金 屬等通過由再沸器、塔柱和冷卻器構(gòu)成的第1級(jí)蒸餾塔，經(jīng)由設(shè)置在下部再沸器的一側(cè)的排 出口排出，利用第2級(jí)蒸餾塔的上部冷卻器使通過了第1級(jí)蒸餾塔的氯化氫氣體中的大部分 的氯化氫液化，作為一部分的低揮發(fā)點(diǎn)物質(zhì)的二氧化碳、氧、氮、氫等經(jīng)由設(shè)置在上部的排 出口排出，在下部的再沸器中收集的氯化氫經(jīng)由配管輸送并貯藏在貯藏罐中，據(jù)此，可以提 供氯化氫的濃度具有99.999%或更高的高純度并可以大量生產(chǎn)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中的電子級(jí)氯化氫提純，主要利用精餾，蒸餾等多級(jí)分離工藝，脫氫主要 為低溫精餾工藝，能耗大，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種電子級(jí)氯化氫的 提純方法。采用聚苯乙烯強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂與氫化鋁鈉NaALH 4進(jìn)行離子交換，生 成鋁氫樹脂吸附劑，然后負(fù)載1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，以及提高吸附氫 氣，二氧化碳等雜質(zhì)的性能。其技術(shù)方案具體為：
[0008] -種電子級(jí)氯化氫的提純方法。制備步驟包括：
[0009] (1)鋁氫樹脂吸附劑的制備：
[0010] 將聚苯乙烯強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，出廠形式0H型，加入樹脂質(zhì)量10-20倍的 去離子水，加入樹脂質(zhì)量百分比含量為5-15的氫化鋁鈉NaALH 4,再加入樹脂質(zhì)量百分比含 量為0.5-2的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，10-30°(：浸泡48-24011，過濾，再經(jīng)干 燥得到高效吸附劑鋁氫樹脂吸附劑；
[0011] (2)脫水：
[0012] 原料化學(xué)級(jí)氯化氫經(jīng)過業(yè)內(nèi)公知的工藝深度脫水:包括通入裝有分子篩干燥劑的 干燥塔進(jìn)行進(jìn)行深度脫水；
[0013] (3)精制
[0014]氯化氫進(jìn)入裝有鋁氫樹脂吸附劑的吸附塔，溫度20-60°C，流速l_5BV/h，可除去氫 氣和二氧化碳，以及其它微量雜質(zhì)。得到電子級(jí)氯化氫產(chǎn)品。
[0015] 所述的聚苯乙烯強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，為市售產(chǎn)品，如江蘇丹陽金象化工 廠生產(chǎn)的D201強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂產(chǎn)品。所述的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離 子液體，為市售產(chǎn)品，如中科院蘭州化學(xué)物理研究所生產(chǎn)的產(chǎn)品。
[0016] 所述的氫化鋁鈉，化學(xué)級(jí)氯化氫為市售產(chǎn)品，氯化氫體積含量99.9%。
[0017] 步驟(2)中的分子篩干燥劑是已知的分子篩，優(yōu)選使用的分子篩的例子包括X型分 子篩，A型分子篩，分子篩可以在使用前經(jīng)過預(yù)處理，例如酸處理，熱處理和蒸汽處理。
[0018] 本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：
[0019] 1:鋁氫樹脂吸附劑可以提高吸附氫氣的性能。
[0020] 2:聚苯乙烯對(duì)二氧化碳具有較好的吸附能力，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離 子液體可提高的二氧化碳的吸附能力。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下實(shí)例僅僅是進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不是限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] (1)錯(cuò)氫樹脂吸附劑的制備：
[0024] 在3000L反應(yīng)釜中加入100KgD201強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，出廠形式0H型，加 入1500Kg去離子水，10Kg的氫化鋁鈉NaALH4,再加入lKg的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽 離子液體，20°C浸泡72h，過濾，再經(jīng)干燥至水質(zhì)量含量小于5ppm，得到鋁氫樹脂吸附劑；
[0025] (2)脫水：
[0026] 原料化學(xué)級(jí)氯化氫通入裝有X型分子篩干燥劑的干燥塔進(jìn)行進(jìn)行深度脫水，脫水 后含水量〇.7ppm。
[0027] (3)精制
[0028] 脫水后的氯化氫進(jìn)入裝有500L鋁氫樹脂吸附劑的1000L吸附塔中，溫度40°C，流速 3BV/h，得到電子級(jí)氯化氫產(chǎn)品。產(chǎn)品編號(hào)B-1。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] (1)鋁氫樹脂吸附劑的制備：
[0031] 在3000L反應(yīng)釜中加入100KgD201強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，出廠形式0H型，加 入lOOOKg去離子水，5Kg的氫化鋁鈉NaALH4,再加入0.5Kg的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽 離子液體，10°c浸泡48h，過濾，再經(jīng)干燥至水質(zhì)量含量小于5ppm，得到鋁氫樹脂吸附劑； [0032] (2)脫水：
[0033] 原料化學(xué)級(jí)氯化氫通入裝有X型分子篩干燥劑的干燥塔進(jìn)行進(jìn)行深度脫水，脫水 后含水量〇.8ppm。
[0034] (3)精制
[0035] 脫水后的氯化氫進(jìn)入裝有200L鋁氫樹脂吸附劑的500L吸附塔中，溫度20°C，流速 1 BV/h，得到電子級(jí)氯化氫產(chǎn)品，產(chǎn)品編號(hào)B-2。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] (1)鋁氫樹脂吸附劑的制備：
[0038] 在5000L反應(yīng)釜中加入100KgD201強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，出廠形式0H型，加 入2000Kg去離子水，15Kg的氫化鋁鈉 NaALH4,再加入2Kg的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽 離子液體，30°C浸泡240h，過濾，再經(jīng)干燥至水質(zhì)量含量小于5ppm，得到鋁氫樹脂吸附劑；
[0039] (2)脫水：
[0040] 原料化學(xué)級(jí)氯化氫通入裝有X型分子篩干燥劑的干燥塔進(jìn)行進(jìn)行深度脫水，脫水 后含水量〇.5ppm。
[0041 ] (3)精制
[0042] 脫水后的氯化氫進(jìn)入裝有500L鋁氫樹脂吸附劑的1000L吸附塔中，溫度60°C，流速 5BV/h，得到電子級(jí)氯化氫產(chǎn)品，產(chǎn)品編號(hào)B-3。
[0043] 比較例1
[0044] 氫化鋁鈉 NaALH4不加入，其它同實(shí)施例1，產(chǎn)品編號(hào)B-4。
[0045] 比較例2
[0046] 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體不加入，其它同實(shí)施例1，產(chǎn)品編號(hào)B-5。
[0047] 比較例3
[0048] 去掉步驟1，步驟3采用天然絲光沸石吸附，其它同實(shí)施例1，產(chǎn)品編號(hào)B-6。
[0049] 實(shí)施例4
[0050] 按國家標(biāo)準(zhǔn)"GB T 24469-2009電子工業(yè)用氣體5N氯化氫檢測(cè)實(shí)施例1-3以及對(duì) 比例1-3的產(chǎn)品純度，見下表：
[0052]
[0053] 以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā) 明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出的簡(jiǎn)單變化、等 同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電子級(jí)氯化氫的提純方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 鋁氫樹脂吸附劑的制備： 將聚苯乙烯強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，加入樹脂質(zhì)量10-20倍的去離子水，加入樹脂 質(zhì)量百分比含量為5-15的氫化錯(cuò)鈉似41^4，再加入樹脂質(zhì)量百分比含量為0.5_2的1-丁基- 3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，10-3(TC浸泡48-240h，過濾，再經(jīng)干燥得到高效吸附劑鋁 氫樹脂吸附劑； (2) 脫水： 原料化學(xué)級(jí)氯化氫進(jìn)行深度脫水； (3) 精制 脫水后氯化氫進(jìn)入裝有鋁氫樹脂吸附劑的吸附塔，溫度20_60°C，流速l_5BV/h，得到電 子級(jí)氯化氫產(chǎn)品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級(jí)氯化氫的提純方法，其特征在于步驟（1)中聚苯乙 烯強(qiáng)堿性大孔陰離子交換樹脂，產(chǎn)品形式為OH型。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級(jí)氯化氫的提純方法，其特征在于步驟(2)中原料化 學(xué)級(jí)氯化氫體積含量99.9 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子級(jí)氯化氫的提純方法，其特征在于步驟(2)中深度脫 水工藝采用將氯化氫通入裝有分子篩干燥劑的干燥塔進(jìn)行進(jìn)行深度脫水。分子篩干燥劑是 已知的分子篩，優(yōu)選使用的分子篩的例子包括X型分子篩，A型分子篩，分子篩可以在使用前 經(jīng)過預(yù)處理，例如酸處理，熱處理和蒸汽處理。
【文檔編號(hào)】C01B7/07GK106044710SQ201610568873
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】陳剛, 葉向榮, 張廣第, 周井森, 張曉東, 王寧, 錢紅東, 陳立峰, 花永緊, 鄭九麗
【申請(qǐng)人】浙江博瑞電子科技有限公司