一种超纯氨生产装置的制作方法

1.本实用新型涉及超纯氨生产技术领域，具体涉及一种电子级超纯氨的生产装置。


背景技术：

2.一般来讲，超纯氨是指99.9999％(6n)或者以上的氨。超纯氨是微电子氮化硅掩蔽膜的主要原材料，虽然其在半导体制造方面用量不大，但在光电子领域，超纯氨是十分重要的原材料，其质量好坏直接决定发光二极管的亮度，它的价格高低左右着发光二极管的经济性。而电子级超纯氨是指99.99999％(7n)或者以上的氨，其纯度更高，生产难度也更大，目前电子级超纯氨的生产主要是利用精馏装置和吸附装置来完成，精馏过程多采用热水作为蒸发器热源，冷水作为冷凝器冷源，吸附过程中的再生、置换工序会导致产品提取率低，并且其生产能耗高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种超纯氨生产装置，用于提高产品的提取率，降低电子级超纯氨生产过程中的能耗。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
5.一种超纯氨生产装置，包括第一精馏系统和第二精馏系统，所述第一精馏系统包括第一塔部和与所述第一塔部连接的第一热泵循环部，所述第二精馏系统包括第二塔部和与所述第二塔部连接的第二热泵循环部，所述第一塔部包括第一精馏塔以及分别位于所述第一精馏塔顶部和底部的第一精馏塔冷凝器和第一精馏塔蒸发器，所述第二塔部包括第二精馏塔以及分别位于所述第二精馏塔顶部和底部的第二精馏塔冷凝器和第二精馏塔蒸发器；所述第一精馏塔冷凝器与第二精馏塔相连接。
6.本实用新型的生产装置，通过将原料工业氨输送至第一精馏塔并在第一精馏塔精馏后，在塔顶得到去除水分及其他重组分的氨气，塔底得到不纯液氨，其中的不纯液氨可以回收作为工业氨销售。由于第一精馏塔冷凝器与第二精馏塔相连接，可将第一精馏塔得到的氨气经阀门送入第二精馏塔，在第二精馏塔精馏后，在塔底得到去除轻组分的电子级超纯液氨；塔顶得到不纯氨气，其中的不纯氨气可另设冷凝器来回收液氨。
7.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第一热泵循环部包括第一冷却器、第一冷剂压缩机及第一冷剂换热器；所述第一精馏塔蒸发器、第一冷剂换热器与第一精馏塔冷凝器形成第一回路，所述第一精馏塔冷凝器、第一冷剂换热器、第一冷剂压缩机、第一冷却器与第一精馏塔蒸发器形成第二回路。
8.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第一回路用于将所述第一精馏塔蒸发器内液化的冷剂经所述第一冷剂换热器过冷后节流送入所述第一精馏塔冷凝器中进行汽化；所述第二回路用于将所述第一精馏塔冷凝器中汽化后的冷剂经所述第一冷剂换热器复热后进入所述第一冷剂压缩机再次压缩循环。冷剂在第一精馏塔蒸发器中冷凝成液体，同时工业氨在第一精馏塔精馏后在其塔底部得到的液氨汽化成氨气作为第一精馏塔的上升
气。
9.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第二热泵循环部包括第二冷却器、第二冷剂压缩机及第二冷剂换热器；所述第二精馏塔蒸发器、第二冷剂换热器与第二精馏塔冷凝器形成第三回路，所述第二精馏塔冷凝器、第二冷剂换热器、第二冷剂压缩机、第二冷却器与第二精馏塔蒸发器形成第四回路。
10.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第三回路用于将所述第二精馏塔蒸发器内液化的冷剂经所述第二冷剂换热器过冷后节流送入所述第二精馏塔冷凝器中进行汽化；所述第四回路用于将所述第二精馏塔冷凝器中汽化后的冷剂经所述第二冷剂换热器复热后进入所述第二冷剂压缩机再次压缩循环。同样地，冷剂在第二精馏塔蒸发器内冷凝成液体，同时工业氨在第二精馏塔精馏后在其塔底部的液氨汽化成氨气作为第二精馏塔的上升气。本实用新型的一些实施例中，冷剂可选用r134a或氨。
11.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述超纯氨生产装置包括氨罐，所述氨罐与所述第一精馏塔连接。氨罐用于存储原料工业氨，并将原料由氨罐向第一精馏塔中输送以通过整个装置生产得到超纯氨。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的一种超纯氨生产装置，通过在第一精馏系统和第二精馏系统中均设置独立的热泵循环系统，使要分离的产品与冷剂完全隔离，热泵循环系统不参与精馏仅参与换热对超纯氨的纯度没有影响，不会污染精馏系统的管路中的纯度，且无复杂的再生、置换程序，有利于进一步提高产品提取率，降低电子级超纯氨生产的能耗。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型实施例中超纯氨生产装置的结构示意图；
15.其中：第一精馏系统-1，第一塔部-11，第一精馏塔-111，第一精馏塔蒸发器-112，第一精馏塔冷凝器-113，第一热泵循环部-12，第一冷却器-121，第一冷剂压缩机-122，第一冷剂换热器-123，第一回路-124，第二回路-125，第二精馏系统-2，第二塔部-21，第二精馏塔-211，第二精馏塔蒸发器-212，第二精馏塔冷凝器-213，第二热泵循环部-22，第二冷却器-221，第二冷剂压缩机-222，第二冷剂换热器-223，第三回路-224，第四回路-225，氨罐-3。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
17.如图1所示，本实施例中的超纯氨生产装置，包括氨罐3、第一精馏系统1和第二精馏系统2。氨罐3用于存储原料工业氨，并将原料由氨罐3向第一精馏系统1中输送以通过整个装置生产得到超纯氨。第一精馏系统1与第二精馏系统2相连接。
18.本实施例的第一精馏系统1包括第一塔部11和与第一塔部11连接的第一热泵循环部12。第一塔部11包括第一精馏塔111以及分别位于第一精馏塔111顶部和底部的第一精馏塔冷凝器113和第一精馏塔蒸发器112。第二精馏系统2包括第二塔部21和与第二塔部21连接的第二热泵循环部22。第二塔部21包括第二精馏塔211以及分别位于第二精馏塔211顶部和底部的第二精馏塔冷凝器213和第二精馏塔蒸发器212。其中，第一精馏塔冷凝器113与第二精馏塔211相连接，且设置有阀门。
19.其中，第一热泵循环部12包括第一冷却器121、第一冷剂压缩机122及第一冷剂换热器123；第一精馏塔蒸发器112、第一冷剂换热器123与第一精馏塔冷凝器113形成第一回路124；第一精馏塔冷凝器113、第一冷剂换热器123、第一冷剂压缩机122、第一冷却器121与第一精馏塔蒸发器112形成第二回路125。第一回路124用于将第一精馏塔蒸发器112内液化的冷剂经第一冷剂换热器123过冷后节流送入第一精馏塔冷凝器113中进行汽化；第二回路125用于将第一精馏塔冷凝器113中汽化后的冷剂经第一冷剂换热器123复热后进入第一冷剂压缩机122再次压缩循环。冷剂在第一精馏塔蒸发器112中冷凝成液体，同时工业氨在第一精馏塔111精馏后在其塔底部得到的液氨汽化成氨气作为第一精馏塔111的上升气。
20.第二热泵循环部22包括第二冷却器221、第二冷剂压缩机222及第二冷剂换热器223；第二精馏塔蒸发器212、第二冷剂换热器223与第二精馏塔冷凝器213形成第三回路224；第二精馏塔冷凝器213、第二冷剂换热器223、第二冷剂压缩机222、第二冷却器221与第二精馏塔蒸发器212形成第四回路225。第三回路224用于将第二精馏塔蒸发器212内液化的冷剂经第二冷剂换热器223过冷后节流送入第二精馏塔冷凝器213中进行汽化；第四回路225用于将第二精馏塔冷凝器213中汽化后的冷剂经第二冷剂换热器223复热后进入第二冷剂压缩机222再次压缩循环。同样地，冷剂在第二精馏塔蒸发器212内冷凝成液体，同时工业氨在第二精馏塔211精馏后在其塔底部的液氨汽化成氨气作为第二精馏塔211的上升气。
21.本实施例中的冷剂优选为氨。
22.本实施例的超纯氨生产装置，通过将原料工业氨输送至第一精馏塔111并在第一精馏塔111精馏后，在塔顶得到去除水分及其他重组分的氨气，塔底得到不纯液氨，其中的不纯液氨可以回收作为工业氨销售；由于第一精馏塔111冷凝器与第二精馏塔211相连接，可将第一精馏塔111得到的氨气经阀门送入第二精馏塔211，在第二精馏塔211精馏后，在塔底得到去除轻组分的电子级超纯液氨；而塔顶得到不纯氨气，且不纯氨气可另设冷凝器来回收液氨。
23.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。