技术领域
本发明要求于2010年9月16提交的欧洲专利申请号10177188.9(出于所有的目的将该申请的全部内容通过引用结合在此)的优先权，本发明涉及一种氟化氢供应单元、包含此单元的一种化工设备、以及一种氟化氢供应方法。
背景技术：
氟化氢值得注意地作为化学品制造工艺如通过分子氟(F2)的电解的制造的进料材料是有用的，例如作为半导体工业中的室清洁气体是有用的、并且用于制造其他氟化的化学品如氟化烃类。
参见WO 2004/009873，描述了用于通过氟化氢的电解而产生氟的一种装置和方法。该装置包括：多个单独的氟产生盒(cassette)；所述单独的氟产生盒可操作地连接到一个用于所述氟气体的远程使用和消耗的一个氟气体分配系统上；所述氟产生盒单独地与所述气体分配系统分离并且可从该装置中移除用于远程维护。在第24页第32行提到在一个储箱中保持了一个液体氟化氢供应。一个氟化氢蒸发器将该储箱的液体氟化氢蒸发并且将其供应至这些盒以维持一个恒定的电解质浓度。
现在本发明使得一种允许稳定且经济地供应HF同时将安全风险最小化的氟化氢供应单元是可得的。
技术实现要素：
本发明因此涉及一种氟化氢供应单元，该单元包括多个可运输的氟化氢储存容器(1)，这些容器被连接到一条氟化氢供应管线(2)上，其中这些氟化氢储存容器中的至少一个具有等于或大于500升的容量。优选地，所有这些氟化氢储存容器具有等于或大于500升的容量。
附图说明
图1示出了本发明的一种氟化氢供应单元，它包括多个储存容器1、一条氟化氢供应管线2、一个歧管3以及远程控制的阀门4。图1提供了一个实施方案，其中从这些储存容器1中排出的HF被转运至一个HF电解槽7，在该电解槽中生产F2。
具体实施方式
“氟化氢”(HF)应理解为具体地表示无水氟化氢。当包含在一个储存容器中时，该氟化氢一般是液态的。优选地，在这些氟化氢储存容器中不含吸附剂。优选地，该无水HF主要由HF组成。
根据本发明的氟化氢供应单元总体上包括从2到20、优选从3到10、更优选4或5或6个储存容器。
在一个具体实施方案中，该氟化氢供应单元进一步包括(优选永久性地)至少一个氟化氢应急容器。此氟化氢应急容器优选地是如在此描述的一个空的氟化氢储存容器，它优选地连接到该氟化氢供应管线上。该氟化氢应急容器适当地被保持在一种惰性气体的压力下或真空下。该氟化氢应急容器一般是可操作的用于从一个泄露氟化氢的储存容器中接收HF。
用于将HF从一个泄露HF的储存容器中转运到该氟化氢应急容器中的装置包括例如惰性气体压力或泵。
在根据本发明的氟化氢供应单元中，这些氟化氢储存容器一般是空心体，它们可以任选地被安装在轮子上或者它们可以通过例如升降叉车来进行运输。该氟化氢储存总体上具有至少一个液体管线和一个气体管线。在此情况下，该液体管线在适当时可以连接到该氟化氢供应管线上，例如借助一种法兰盘连接。该气体管线可以另外地连接到一个惰性气体(例如无水空气或氮气)供应管线上，该惰性气体供应管线允许对该氟化氢储存容器加压。
在根据本发明的氟化氢供应单元中，优选地每个氟化氢储存容器具有的容量是一般从500至5000升、更优选500升至4000升、并且尤其优选地从1000至3000升。氟化氢储存容器的具体例子是UN T22或优选UN T20类型的RID/ADR-IMDG-所认证的储箱。此类储箱是可商购的。
在根据本发明的氟化氢供应单元中，每个储存容器都可以通过一个歧管3被连接到该氟化氢供应管线上。
在根据本发明的氟化氢供应单元中，每个储存容器都优选地可单独地与该氟化氢供应管线分离。
在根据本发明的氟化氢供应单元中，这些储存容器1可以总体上通过一个远程控制的装置4、优选是一个远程控制的阀门而与该氟化氢供应管线2分离。更优选地，每个储存容器都装备有一个远程控制的装置4、优选一个远程控制的阀门，从而允许将该容器与氟化氢供应管线分离。
当存在远程控制的阀门时，适当地另外安装手动阀门。这些远程控制的阀门允许例如从一个远程控制室中操作这些HF储存容器。
在一个优选实施方案中，这些HF储存容器包括一个自动的HF液面传感器。特别地，这些HF储存容器被安装在磅秤上。在这个优选实施方案中，优选地，一个过程控制系统、特别是一个自动过程控制系统是可操作的以关闭第一空的HF容器的远程控制的阀门并且打开另一个第二含HF的氟化氢储存容器的远程控制的阀。这个实施方案特别有效地避免了对HF阀门的手动操作并且确保了连续的HF供应。
在一个优选方面，这些阀门是可操作地以在异常操作状态下自动关闭，例如像在连接到HF供应管线的处理设备中的过程中断时。
在另一个优选的方面，这些阀门是可操作的以在根据本发明的氟化氢供应单元中HF泄露的情况下自动关闭。此类HF泄露可能是例如由于该HF储存容器内部的任选法兰连接的泄露而造成的。这尤其避免了在这种情况下必须要接近该氟化氢供应单元。
更优选地，可以通过具有封闭的分离空间的双重分离阀门将这些储存容器与HF供应管线分离。在此情况下，根据本发明的氟化氢供应单元适当地进一步包括至少一个与一个或多个封闭的分离空间相连接的空隙通气阀。该空隙通气阀总体是可操作来任选地从该封闭的分离空间中移除现有的HF。移除可以例如通过施加真空来进行。在另一个方面，移除可以例如通过用一种惰性气体和/或一种加压的吹扫气体(例如像无水空气或优选地氮气)来冲扫该封闭的分离空间而进行。在一个方面，这种移除是连续进行的。优选地，这种移除是不连续地进行的，特别是当一个HF储存容器连接到该供应管线上和/或与之脱连接时。适当时，适当地使从该封闭的分离空间中回收的气体排出到一个HF销毁单元，例如一个涤气器。
在根据本发明的氟化氢供应单元的一个优选方面，这些氟化氢储存容器1被包含在一个封闭空间5内，该封闭空间具有至少一个可关闭的门6，从而允许一个氟化氢储存容器进入该封闭空间之中或从中移除。在这个方面的一个实施方案中，该封闭空间包含这些氟化氢储存容器以及到该氟化氢供应管线上的连接件。在另一个实施方案中，该封闭空间另外包含一个蒸发器用于液体HF的蒸发。在这个优选方面及其实施方案中，该封闭空间适当地包括一个HF传感器，该传感器能够触发该封闭空间与一个HF销毁系统10的连接。适当地，该封闭空间通过一个抽吸管线9被连接到该HF销毁系统上，该抽吸管线被连接到一个风扇上，该风扇是可操作的以将气体从该封闭空间运输至该HF销毁系统。该HF销毁系统优选是一个涤气器。该涤气器适当地包含一种水性碱溶液，例如一种KOH溶液。
本发明还涉及一种包含该根据本发明的氟化氢供应单元的化工设备。在一个特别优选的方面，根据本发明的化工设备被用于通过HF的电解而制造氟。在此情况下，总体上将该氟化氢供应管线2连接到一个用于通过一种熔融盐电解质的HF电解而生产氟的电解槽7上。
在这个特别优选的方面，有利的是该设备包括一个用于F2和HF的常用销毁系统。此种常用销毁系统可以例如是包含一种KOH水溶液以及任选地Na2S2O3或K2S2O3的一个涤气器。
在根据本发明的化工设备，这些氟化氢储存容器的总计容量总体上对应于该化工设备以全容量生产该化学品时的5至60天、优选从15至30天的HF要求，例如F2。
图1示出了根据本发明的一种氟设备的一个具体实施方案，但无意进行限制：
多个可运输的氟化氢储存容器1通过一个歧管3连接到一个氟化氢供应管线2上。各个储存容器1可以通过一个远程控制的阀门4而单独地与该氟化氢供应管线2分离。这些氟化氢储存容器1、歧管以及远程控制的阀门被包含在一个封闭空间5内，该封闭空间具有至少一个可关闭的门6，从而允许一个氟化氢储存容器1进入该封闭空间之中或从中移除。该封闭空间进一步包括一个HF传感器，该传感器能够触发该封闭空间与一个HF销毁系统10的连接。该封闭空间通过一个抽吸管线9被连接到该HF销毁系统上，该抽吸管线被连接到一个风扇(未示出)上，该风扇是可操作的以将气体从该封闭空间运输至该HF销毁系统。该氟化氢供应管线2进入一个HF蒸发器8中，该蒸发器是可操作的以蒸发液体HF、被连接到电解槽7上，在该电解槽中可以电解HF来生产分子氟(F2)。
在一个特定的方面，根据本发明的化工设备具有若干个，例如1、2、3、4、5、6、7或8个生产线用于通过HF的电解来制造氟，这些生产线具有对应数目的根据本发明的氟化氢供应单元。
在另一个特定的方面，根据本发明的化工设备具有若干个，例如1、2、3、4、5、6、7或8个生产线，例如用于通过HF的电解来制造氟，并且具有更小数目(例如1、2、3或4)个根据本发明的氟化氢供应单元。
本发明还涉及一种用于制造化学品、特别是氟的方法，该方法包括使用根据本发明的化工设备。
本发明还涉及一种用于将氟化氢供应至一个化工设备的方法，该方法包括(a)用氟化氢填充至少一个可运输的氟化氢储存容器、(b)将该氟化氢储存容器运输到该氟化氢供应单元、(c)将该氟化氢储存容器连接到该氟化氢供应管线上、并且(d)将氟化氢从该氟化氢储存容器供应至该氟化氢供应管线。
在根据本发明的方法中，这种填充可以优选地在一个HF生产位置进行，在这里例如通过氟石与硫酸的反应来生产HF。
在根据本发明的方法中，将该氟化氢储存容器运输到该氟化氢供应单元总体上包括通过一种运输工具如轮船、铁路或优选地卡车来运输。通常，通过适当的装置例如像起重机或升降叉车将该氟化氢储存容器负载到该第二容器上和/或从其上卸载。
在根据本发明的方法一个优选实施方案中，在一个第二容器、优选一个ISO容器中运输多于一个的氟化氢储存容器。在此情况下，在所述第二容器中的氟化氢储存容器的数目优选地小于在该氟化氢供应单元中的氟化氢储存容器的数目。
在一个具体的例子中，将3个相同的各自具有2000-3000升、优选约2500升容量的氟化氢储存容器(例如UN T 20类型的容器)加载到1个ISO容器中并且运输到一个根据本发明的氟化氢供应单元。后者的氟化氢供应单元优选包括4个相同的如之前描述的容器。
在根据本发明的方法中，这种连接一般是以大于12天、经常等于或大于15天或18天的周期性进行的，优选地该周期性是大于20天。
一种用于将液体HF从一个氟化氢储存容器供应至该HF供应管线的适当方法是用一种惰性气体如N2对该容器加压。
在根据本发明的方法的一个优选的方面，这种供应包括将氟化氢顺序地从不同的氟化氢储存容器供应至该氟化氢供应管线。在此情况下，一般仅一个氟化氢储存容器具有一种向该氟化氢供应管线开放的连接。一个具体的顺序供应方案包括从除一个之外所有的氟化氢储存容器中顺序地供应氟化氢。
已经发现根据本发明的氟供应单元、根据本发明的化工设备以及根据本发明的方法允许维修和连接操作的数目减小，因此将与HF连接中的危害风险最小化。
若任何通过引用结合在此的专利、专利申请以及公开物中的披露内容与本说明相冲突，而这种冲突的程度使得一个术语变得不清楚，则应该优先采取本说明。
以下实例应理解为是展示本发明而非限制本发明。
实例
在一个HF制造设备中，3个UN T 20类型容器各自填充了2500升的无水HF并且用一个起重机加载到一个ISO容器中，该ISO容器被加载到一辆卡车上。该卡车将该ISO容器运输至一个氟制造设备，在这里通过一个升降叉车将这些UN T 20类型容器卸载并且经一个门运输至一个HF储存室中，该储存室是由涂覆有钢的聚合物制成的、具有一个海运容器的尺寸，从该室中移除3个空的UN T 20类型容器并且加载到该ISO容器中。一个操作员将这3个含HF的容器通过标准的连接而连接到一个歧管上，该歧管装配由多个远程控制阀门，具有另一个连接到其上的含HF的UN T 20类型容器。连接之后，操作员离开该房间并关上门。从一个控制室中，一个自动系统关闭并且打开这些远程控制阀门以使一个含HF的UN T 20类型将HF递送到一个HF供应管线，该管线穿过一个蒸发器。HF储存容器被安装在磅秤上，这样当一个HF容器为空时，一个过程控制系统关闭这些空容器的分离阀门并且打开另一个含HF的容器的阀门，而不手动操作并且不中断HF的供应。气态HF被进料到一个电解槽中，该电解槽在含KF x2HF的熔融电解质中通过HF的电解而生产F2。该设备的F2容量是150吨/年。约15天的全容量的F2生产之后，供应3个满的UN T 20类型的HF容器并更换掉如上描述的这些空容器。