专利名称：高纯度氨现场制造方法及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯度氨现场制造方法及制造装置(Method and apparatus foronsite production of high purity ammonia),尤其涉及可以在现场(Onsite)直接制造并供给高纯度氨的方法及装置。
背景技术：
随着国内外半导体产业及LED制造产业的急速发展，高纯度氨的使用量急剧增力口。通常高纯度氨是由气体制造商生产后充入各种容器(47L的容器、470L的容器、930L的容器、ISO罐)中供给，因此目前的状况是消耗过多的容器费用及物流费用。
通常采用的高纯度氨的提炼方式有利用造粒塔的蒸馏方式及选择性应用部分溶化的吸附剂的方式。然而，上述方式导致不必要的投资费的上升，因此限制经济能力，并且另外构建充入装置，通过脱离现场(offline)的方式供给，因此不合理，并且非效率性。授权号为584686的韩国专利公开了提炼原料氨含有的金属杂质、气体杂质、水分及油分等的高纯度(99. 99995% )大容量提炼方法。该方法是由如下工艺构成，在水平型原料储罐中储存低纯度(99. 7% )原料的工艺；通过汽化器汽化该原料的工艺；使其经过吸附剂吸附去除水分等杂质的工艺；通过蒸馏塔分离高沸点杂质的工艺。即，由I)水平型原料储罐(原料供给)一2)汽化器(蒸发)一3)吸附剂(吸附杂质)一4)蒸馏塔(分离高沸点杂质)一5)热交换器(液化)一6)汽液分离一7)产品罐(储存)构成。然而，上述专利的方式是，由于原料储罐内有杂质的沉淀及累积的现象，因此消耗过多的管理费及保养费，可以说是不合理的方式。并且，其他的方式有，授权号为591521的韩国专利公开了通过液态吸附床提炼高纯度氨的方法，然而，作为超高纯度氨(99.99999%)的提炼工艺不能说是合理的方式。
发明内容
需要解决的技术问题因此，本发明是为了解决现有技术中不合理的问题所揭示的技术方案，其目的在于，提供一种高纯度氨的现场制造方法及制造装置，在使用一定量以上的高纯度氨的用户敷地内或者相邻敷地上构建高纯度氨的制造装置，通过流水线(Pipe line)能现场(Online)供给高纯度氨。技术方案为了达成上述目的本发明提供一种高纯度氨现场制造装置，其包括原料储罐，其储存并且稳定化低纯度氨液态原料，从而形成杂质层，并且本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第一次杂质提炼；第一热交换器，其连接于原料储罐液化第一次被提炼的汽态原料；第一重沸器，其连接于第一热交换器，储存并稳定化第一次被提炼的液态原料，从而形成杂质层，并且由于本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第二次杂质提炼；吸附器，其连接于第一重沸器，通过吸附第二次被提炼的原料进行第三次杂质提炼；第二热交换器，其连接于吸附器液化第三次被提炼的汽态原料；第二重沸器，其连接于第二热交换器储存并稳定化第三次被提炼的液态原料，从而形成杂质层，并且由于本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第四次杂质提炼；及产品储罐，其连接于第二重沸器储存并稳定化第四次被提炼的原料，从而形成杂质层，并且由于本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第五次杂质提炼。根据本发明提炼装置化大容量垂直型储罐本身，以简单的工艺及低廉的费用稳定地分离出包含在原料中的硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、水分、氧气及氮气等杂质、油分及金属杂质，从而生产出超高纯度(99. 99999% )氨产品，并且可以将该产品通过现场(Onsite)方式稳定地供给至大量使用超高纯度氨的客户。根据本发明较佳实施例的制造装置还包括废气回收罐，其连接于原料储罐回收废气；第三重沸器，其连接于第二重沸器，通过蒸馏再次进行杂质提炼；用于回收杂质的热交换器及杂质回收罐，其连接于第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐回收杂质；加热介质供给器，其连接于原料储罐、第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐，供给加热介质；汽化器，其连接于产品储罐，汽化高纯度氨产品；汽液分离器，其连接于汽化 器，分离产品中的液态；及流水线，其连接于汽液分离器直接供给至用户。根据本发明的制造装置的所有装置设置在用户的敷地内或者相邻敷地为较佳，从而可以在现场直接供给至用户端高纯度氨。根据本发明的制造装置中，原料储罐、第一重沸器、第二重沸器及产品储罐可以由第一组，其实现原料储存及稳定化；及第二组，其实现蒸馏的多个组构成，并且吸附器也可以由第一组，其实现硫化氢的吸附；及第二组，其实现二氧化碳的吸附的多个组构成。根据本发明的制造装置中，原料储罐及第一重沸器中，加热介质的较佳温度为30至40°C，容器较佳压力为130至150psig;第一热交换器中，冷却介质的较佳温度为-15至_20°C ;第二热交换器中，冷却介质的较佳温度为-5至-10°C。并且，本发明提供一种高纯度氨现场制造方法，其包括在原料储罐中储存并且稳定化低纯度氨液态原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第一次提炼杂质的步骤；在第一热交换器中液化第一次被提炼的汽态原料的步骤；在第一重沸器中储存并稳定化第一次被提炼的液态原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第二次提炼杂质的步骤；在吸附器中通过吸附第二次被提炼的原料进行第三次提炼的步骤；在第二热交换器中液化第三次被提炼的汽态原料的步骤；在第二重沸器中储存并稳定化第三次被提炼的液态原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第四提炼的杂质步骤；及在产品储罐中储存并稳定化第四次被提炼的原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第五次提炼杂质的步骤。根据本发明较佳实施例的制造方法，还包括用废气回收罐回收原料储罐的废气的步骤；在第三重沸器中通过蒸馏再次进行提炼杂质的步骤；从第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐回收杂质的步骤；向原料储罐、第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐供给加热介质的步骤；在汽化器中汽化高纯度氨产品的步骤；在汽液分离器中分离出产品中液体的步骤；及通过流水线向用户端供给产品的步骤。根据本发明的制造方法，原料储罐、第一重沸器、第二重沸器及产品储罐中稳定化24小时以上为较佳。从而，分离出原料中杂质层，可以提高分离效率。有益效果
本发明可以根据简单的工艺，用低廉的费用将低纯度(约99. 7% )氨提炼至超高纯度(99.99999% )的产品阶段。尤其，排除了将如上所述提炼出的完成产品充入至各种容器类供给的不合理性，根据现场(Onsite)方式供给至用户端，从而有助于物流费的减少、投资费的减少、产品供给的稳定性，因此可以使高纯度产品的供给者及使用者的竞争力倍增。
图I为根据本发明较佳实施例的高纯度氨现场制造装置的整体结构的示意图；图2为图I中的罐车、原料储罐及废气回收罐的放大图；图3为图I中的用于回收杂质的热交换器及杂质回收罐的放大图；图4为图I中的第一热交换器及第一重沸器的放大图； 图5为图I中的吸附器、第二热交换器、第二重沸器及第三重沸器的放大图；图6为图I中的产品储罐、汽化器及汽液分离器的放大图。
具体实施例方式下面，参考附图详细说明本发明。图I为根据本发明较佳实施例的高纯度氨现场制造装置的整体结构的示意图；图2至图6为各部分的放大图。根据本发明较佳实施例的高纯度氨现场制造装置是由用于供给原料的罐车I、原料储罐2、废气回收罐3、第一热交换器4、第一重沸器5、第一吸附器6、第二吸附器7、第二热交换器8、第二重沸器9、第三重沸器10、产品储罐11、汽化器12、汽液分离器13、用于回收杂质的热交换器14、杂质回收罐15及加热介质供给器16等构成。用于供给原料的罐车I是作为原料输送及供给手段，搬运低纯度氨原料供给至原料储罐2。原料储罐2是起到储存低纯度氨液态原料的作用，同时也起到稳定化原料，从而形成杂质层的作用，并且由于本身具有加热手段，因此也起到通过蒸馏进行第一次提炼的作用。即，如表I所示，原料储罐2除了有作为储罐的功能之外，作为提炼工艺的一部分也起到稳定化器、蒸馏器的作用。表I
权利要求
1.一种高纯度氨现场制造装置，其包括 原料储罐，其储存并且稳定化低纯度氨液态原料，从而形成杂质层，并且本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第一次杂质提炼； 第一热交换器，其连接于原料储罐液化第一次被提炼的汽态原料； 第一重沸器，其连接于第一热交换器，储存并稳定化第一次被提炼的液态原料，从而形成杂质层，并且由于本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第二次杂质提炼； 吸附器，其连接于第一重沸器，通过吸附第二次被提炼的原料进行第三次提炼； 第二热交换器，其连接于吸附器液化第三次被提炼的汽态原料； 第二重沸器，其连接于第二热交换器，储存并稳定化第三次被提炼的液态原料，从而形成杂质层，并且由于本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第四次杂质提炼；及 产品储罐，其连接于第二重沸器，储存并稳定化第四次被提炼的原料，从而形成杂质层，并且由于本身具有加热手段，因此通过蒸馏进行第五次杂质提炼。
2.根据权利要求I所述的一种高纯度氨现场制造装置，还包括废气回收罐，其连接于原料储罐回收废气； 第三重沸器，其连接于第二重沸器，通过蒸馏再次进行杂质提炼； 用于回收杂质的热交换器及杂质回收罐，其连接于第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐回收杂质； 加热介质供给器，其连接于原料储罐、第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐，供给加热介质； 汽化器，其连接于产品储罐，汽化高纯度氨产品； 汽液分离器，其连接于汽化器，分离产品中的液态 '及 流水线，其连接于汽液分离器，直接供给至用户。
3.根据权利要求I或2所述的一种高纯度氨现场制造装置，其特征在于，所述所有装置设置在用户的敷地内或者相邻敷地上。
4.根据权利要求I所述的一种高纯度氨现场制造装置，其特征在于，所述原料储罐、第一重沸器、第二重沸器及产品储罐由 第一组，其实现原料储存及稳定化；及 第二组，其实现蒸馏的多个组构成。
5.根据权利要求I所述的一种高纯度氨现场制造装置，其特征在于，所述吸附器由 第一组，其实现硫化氢的吸附 '及 第二组，其实现二氧化碳的吸附的多个组构成。
6.根据权利要求I所述的一种高纯度氨现场制造装置，其特征在于， 所述原料储罐及第一重沸器中，加热介质的温度为30至40°C，容器压力为130至150psig ； 所述第一热交换器中，冷却介质的温度为-15至_20°C ； 所述第二热交换器中，冷却介质的温度为-5至-10°C。
7.一种高纯度氨现场制造方法,其包括 在原料储罐中储存并且稳定化低纯度氨液态原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第一次提炼杂质的步骤；在第一热交换器中液化第一次被提炼的汽态原料的步骤； 在第一重沸器中储存并稳定化第一次被提炼的液态原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第二次提炼杂质的步骤； 在吸附器中通过吸附第二次被提炼的原料进行第三次提炼的步骤； 在第二热交换器中液化第三次被提炼的汽态原料的步骤； 在第二重沸器中储存并稳定化第三次被提炼的液态原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第四提炼的杂质步骤；及 在产品储罐中储存并稳定化第四次被提炼的原料，从而形成杂质层之后，通过蒸馏进行第五次提炼杂质的步骤。
8.根据权利要求7所述的一种高纯度氨现场制造方法，还包括用废气回收罐回收原料储罐的废气的步骤； 在第三重沸器中通过蒸馏再次进行提炼杂质的步骤； 从第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐回收杂质的步骤； 向原料储罐、第一重沸器、第二重沸器、第三重沸器及产品储罐供给加热介质的步骤； 在汽化器中汽化高纯度氨产品的步骤； 在汽液分离器中分离出产品中液体的步骤；及 通过流水线向用户端供给产品的步骤。
9.根据权利要求7所述的一种高纯度氨现场制造方法，其特征在于，在所述原料储罐、第一重沸器、第二重沸器及产品储罐中稳定化24小时以上。
10.根据权利要求7所述的一种高纯度氨现场制造方法，其特征在于， 所述原料储罐及第一重沸器中，加热介质的温度为30至40°C，容器压力为130至150psig ； 所述第一热交换器中，冷却介质的温度为-15至_20°C ； 所述第二热交换器中，冷却介质的温度为-5至-10°C。
全文摘要
本发明涉及高纯度氨现场制造方法及制造装置，其为一种高纯度氨的概括的制造及供给，本发明是由将高纯度氨(99.999％)通过吸附器生产出超高纯度(99.99999％以上)产品的提炼装置及蒸发该产品之后供给至用户端的现场供给装置构成，其中，该高纯度(99.999％)氨是通过在多个多节大容量的垂直型罐中储存低纯度(99.7％)原料；通过设置在罐本身的升压装置分离水分、硫化氢、二氧化碳等高沸点杂质；通过多个热交换器反复进行氨的液化-蒸发工艺分离一氧化碳、甲烷等低沸点杂质的工艺提炼出的。
文档编号C01C1/02GK102774857SQ20121014245
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月13日
发明者金亨泰, 高在万 申请人:高在万