[go: up one dir, main page]

CN1559001A - 净化溴化氢的方法和装置 - Google Patents

净化溴化氢的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1559001A
CN1559001A CNA028188586A CN02818858A CN1559001A CN 1559001 A CN1559001 A CN 1559001A CN A028188586 A CNA028188586 A CN A028188586A CN 02818858 A CN02818858 A CN 02818858A CN 1559001 A CN1559001 A CN 1559001A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen bromide
molecular sieve
hydrogen
described method
remove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA028188586A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100374184C (zh
Inventor
A��E������Ĭ
A·E·霍尔默
С
J·P·小纳特沃拉
S·萨林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of CN1559001A publication Critical patent/CN1559001A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100374184C publication Critical patent/CN100374184C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/09—Bromine; Hydrogen bromide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/09—Bromine; Hydrogen bromide
    • C01B7/093—Hydrogen bromide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/104—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2045—Hydrochloric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/41—Further details for adsorption processes and devices using plural beds of the same adsorbent in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0438—Cooling or heating systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及一种从粗溴化氢中除去诸如氧气、氮气、一氧化碳、氢气、水(水气)，二氧化碳、氯化氢、甲烷和痕量金属等杂质的方法以及净化这种粗溴化氢的装置。

Description

净化溴化氢的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种通过除去杂质和痕量金属来净化溴化氢的方法和装置。
背景技术
溴化氢由于具备作为催化剂和/或反应物的能力而有着广泛的应用。最近在半导体制造中的一个重要的应用是将其作为蚀刻剂。通常，溴化氢中含有的主要杂质是氧气、氮气、一氧化碳、氢气、水气，二氧化碳、氯化氢、甲烷和诸如铁的痕量金属。为了在半导体制造中得到好的蚀刻性能，通常要求高纯度的溴化氢。因此，优选使用99.999％的纯度级别来实现在生产半导体电子元件时对蚀刻的控制。
在下表中，99.999％栏表示在半导体生产中使用的溴化氢中优选要求的杂质含量。
杂质                    99.999％
氧气                    ＜1ppm
氮气                    ＜3ppm
氢气                    ＜500ppm
一氧化碳                ＜1ppm
甲烷                    ＜1ppm
二氧化碳                ＜3ppm
水气                    ＜1ppm
氯化氢                  ＜10ppm
铁                      ＜0.2ppm
关于溴化氢的现有技术很多，但没有一种教导或暗示了本发明。
美国专利5,316,616披露了一种用溴化氢或溴干法蚀刻诸如多晶硅和硅化物材料的方法。以溴化氢或溴作为蚀刻气体的等离子蚀刻可以通过控制要蚀刻物质的温度达到对垂直蚀刻或有设定的圆锥角的锥形蚀刻精确控制。所说的物质是掺磷的n-型多晶硅、掺磷的单晶硅、或者掺磷的硅化物半导体片。
美国专利5,685,169号披露了一种制造高纯度溴化氢的方法和装置。将起始物，即含有低沸点杂质的溴化氢输入中部空间，当起始溴化氢的气相通过上精馏段上升时，使其与逆向流动的第一回流液接触。集聚在上部空间的未凝结气被冷却并部分冷凝。凝结的液体作为第一回流液向下流过上精馏段。起始溴化氢的液相在中部空间与第一回流液混合作为第二回流液。下部空间储存的液体被加热并部分蒸发。下部空间储存的液体作为高纯度的溴化氢输出。储存在上部空间的未凝结气被排出。
美国专利4,926,646披露一种干燥气态卤化氢以从中除去水气杂质的方法。其中提供一种清洗剂前驱组合物，包括一种具有与其结合的部分和全部烷基化的金属烷基化合物或侧基的载体。前驱物与气态卤化氢反应，将金属烷基化合物和/或侧基官能团转化为对应的金属烷基化合物和/或侧基官能团，接着与水气杂质反应产生基本上不含水(低于0.1ppm)的气态卤化氢流出物。
美国专利4,853,148披露一种干燥气态卤化氢以从中除去水气杂质的方法。有活性的清洗基团选自如下的组中的一种或几种：(i)分散在载体中，分子式为MXy的金属卤化物；以及(ii)以共价键与载体结合的化学式为-MXy-1的金属卤化侧基官能团，其中M是y价金属，y是1到3的整数。金属卤化物和/或(a)官能团所对应的金属烷基化合物和/或侧基官能团，其中烷基化合物和/或侧基官能团，如果存在的话，就与气态卤化氢反应生成对应的卤化合物和/或(a)侧基官能团；M的选择要使得其水合卤化物MXy(H2O)n的生成热ΔHf满足关系式ΔHf≥n×10.1千卡/摩尔这种水合卤化物，其中n是水合金属卤化物中与金属卤化物结合的水分子的数目。
美国专利4,119,413披露了一种用包含乙酸的非水溴化氢吸收剂吸收至少部分溴化氢来从一种气体物流中回收溴化氢气体的方法。加热含有溴化氢的吸收剂使至少一部分溴化氢解吸。
本发明的目的是提供一种由几个步骤组成的净化溴化氢的方法，这几个步骤的结果产生一种高纯度的溴化氢。
本发明的另一个目的是提供一种由几个步骤组成的净化溴化氢的方法，其中的一个步骤涉及到从一种酸即溴化氢中除去另外两种酸即二氧化碳和氯化氢。
本发明的另一个目的是提供一种经济和低成本的净化溴化氢的方法，其中不使用常规的蒸馏塔方法。
本发明的另一个目的是提供一种净化溴化氢的装置。
发明内容
本发明涉及一种净化溴化氢的方法，包括如下步骤(a)将溴化氢加入冷却浴中以产生温度高于其凝固点而低于其冰水点的可流动的溴化氢；(b)将来自步骤(a)的溴化氢引入第一吸收剂槽如砂槽以有效除去水气和单质溴；(c)将来自步骤(b)的溴化氢引入分子筛以有效除去二氧化碳和氯化氢而不除去溴化氢；以及(d)将来自步骤(c)的溴化氢引入第二吸收剂槽如硅胶槽以有效除去剩余的水气和痕量金属，得到纯度大于约99.9％，优选大于约99.999％的溴化氢。步骤(d)得到的净化的溴化氢还可以用0.01微米的过滤器进一步过滤以除去可能从吸收剂槽中引入的微粒和可能以固体状态存在的痕量金属。将净化的溴化氢收集在一个置于冷却浴中的容器里，冷却浴的温度在约-75℃至-196℃之间，优选在约-75℃至-85℃之间，最优选约-78℃。步骤(a)中的冷却浴温度可以在大约0℃至-86.9℃之间，优选约-10℃至-50℃之间，最优选约-25℃。
通常，溴化氢钢瓶典型地装料至135％的最大装填密度。该装填密度是用钢瓶中产品的质量除以钢瓶中装满时含有的水的质量来计算的。因此，典型的溴化氢装填将留下约25％的钢瓶体积作为蒸汽空间。因而，溴化氢钢瓶一般作为要净化的粗溴化氢的储存容器。该溴化氢典型地为99.0％的纯度，含有大约200ppm的氧气，3000ppm的氮气，5000ppm的氢气，200-300ppm的一氧化碳，200-300ppm的甲烷，10-100ppm的二氧化碳，10ppm的水气，200ppm的氯化氢，以及5-10ppm的各种痕量金属，主要是铁。
粗溴化氢的容器中液面上空间可以通过阀装置或其它类似部件放空以除去氧气、氮气、氢气、一氧化碳和甲烷。
因此，可以在该方法的步骤(a)之前加上一个附加的步骤，该步骤可以包括放空装有溴化氢的钢瓶中的蒸汽以除去氧气、氮气、氢气、一氧化碳和甲烷之类的杂质。优选地，放空步骤可以间歇地重复2到5次，每次进行5到15分钟，以充分除去上述气体杂质。
本发明还涉及一种净化溴化氢的装置，包含一个包括如下部分的冷却容器：(a)一个适于冷却溴化氢并有入口和出口的冷却部件，如冷却盘管；(b)第一吸收剂部件，具有一个与冷却部件的出口相连的入口和一个出口，第一吸收剂部件适于从溴化氢中除去水气和单质溴；(c)分子筛部件，具有一个与第一吸收剂部件的出口相连的入口和一个出口，分子筛部件用于从溴化氢中除去二氧化碳和氯化氢；(d)第二吸收剂部件，具有一个与分子筛部件的出口相连的入口和一个出口，第二吸收剂部件用于从溴化氢中除去水气和痕量金属。可以增加一个过滤部件，具有一个与第二吸收剂部件的出口相连的入口和一个出口，过滤部件用于除去可能从该装置的吸收剂部件引入溴化氢中的微粒。
简而言之，本发明优选涉及一个按照砂床、分子筛床和硅胶床的特定顺序安排的一个系列。溴化氢生产中的主要污染物是氯化氢和二氧化碳。一个出乎意料的发现是，5A分子筛槽可以从溴化氢中分离氯化氢和二氧化碳。从第三种酸(溴化氢)中除去氯化氢和二氧化碳(两种酸)非常困难。发现5A分子筛能够携带同样酸性的三种酸(溴化氢、氯化氢和二氧化碳)并且除去其中的两种(氯化氢和二氧化碳)而不除去溴化氢是出乎意料的。
本发明一个优选的实施例是一个基于溴化氢钢瓶中液面上空间放空，一个冷却盘管，一系列的砂、分子筛和硅胶槽，过滤器和冷凝部件的方法，能够生产99.9％或更高纯度的溴化氢。
附图说明
唯一的附图是溴化氢净化系统的示意图。
具体实施方式
如图所示，该方法依次由下述部件组成：1)溴化氢钢瓶10；2)液面上空间放空阀20和排放系统200；3)冷却盘管30；4)砂(二氧化硅，石英)床40；5)5A分子筛床50；6)硅胶床60；7)0.01微米过滤器70；8)已净化溴化氢接收容器80。
这些部件按照图示的方式连接。优选将整个系统放在一个冷却浴90中。溴化氢10通过管线110进入冷却盘管30并达到冷却浴90的温度。接着，溴化氢通过管线120进入床40的顶部。气体从砂床的底部出来，接着从管线130进入5A分子筛床50。气体从5A分子筛床50的顶部进入，从其底部排出，接着通过管线140进入硅胶床60。气体从硅胶床60的顶部进入，底部排出。气体接着通过管线150进入过滤器70。通过过滤器之后，气体通过管线160进入放在冷却浴中的接收容器80。
优选的床制备如下：
砂(二氧化硅)
500mL大小的带有玻璃丝终端填充物的不锈钢Hoke钢瓶用Fisher化学“细颗粒分级”的砂填充到密度为约2.6克/毫升。床用干的氮气或其它惰性气体以400mL/min的速度在400℃下处理48小时。处理该床是为了除去吸附的污染物。如果床不处理的话，除去的杂质减少，床里的杂质将成为新的污染物引入溴化氢。
5A分子筛
500mL大小的带有玻璃丝终端填充物的不锈钢Hoke钢瓶用UOP化学1/16英寸球形5A分子筛填充到密度为约0.65克/毫升。床用干的氮气或其它惰性气体以300mL/min的速度在400℃下处理16小时，并进一步在真空下400℃处理4小时。处理该床是为了除去吸附的污染物。如果床不处理的话，除去的杂质减少，床里的杂质将成为新的污染物引入溴化氢。
硅胶
500mL大小的带有玻璃丝终端填充物的不锈钢Hoke钢瓶用Fisher化学“色谱级”，60-100目硅胶填充到密度为约1.4克/毫升。床用干的氮气或其它惰性气体以375mL/min的速度在300℃下处理72小时。处理该床是为了除去吸附的污染物。如果床不处理的话，除去的杂质减少，床里的杂质将成为新的污染物引入溴化氢。
每个部件的作用如下：溴化氢钢瓶10是待净化的粗溴化氢的储存容器。此物质典型地为99.0％(2.0)纯度，含有大约200ppm的氧气，3000ppm的氮气，5000ppm的氢气，200-300ppm的一氧化碳，200-300ppm的甲烷，10-100ppm的二氧化碳，10ppm的水气，200ppm的氯化氢，以及5-10ppm的各种痕量金属，主要是铁。液面上空间放空阀20用来排空粗溴化氢存储容器10的液面上空间，排出的物质分散在常规的排放系统200中。这可以除去氧气、氮气、氢气、一氧化碳和甲烷。冷却盘管30将存储容器10中的粗溴化氢温度降至冷却浴90的温度。这可以使吸附床中达到最大的效率。砂(二氧化硅，石英)床(吸附剂)40除去水气和单质溴(如果有的话)。5A分子筛床50除去二氧化碳和氯化氢。硅胶床60(吸附剂)除去水气和痕量金属。0.01微米过滤器70除去可能从床中引入的微粒和可能以固体状态存在的痕量金属。净化溴化氢接收容器80用来收集已净化的溴化氢。
本发明的方法的优选实施方式最好按照如下步骤操作：1)以28sLpm的速度将1％的粗溴化氢排出到排放系统200中。这个速率可以在23到43sLm之间，优选在18到38sLm之间。使粗容器保持至少一小时，重复四次，以排出最初的粗溴化氢质量的5％。2)将冷却浴90设定为-25℃，接收浴80设定为-78℃。冷却浴90可以在大约0℃到-86.9℃之间，接收浴80可以在-75℃到-196℃之间。3)设定原始输送压力20psig，但可以在约0到150psig之间。4)使气态溴化氢以1sLpm的速度通过系统。5)持续流动直到存储容器中粗溴化氢最初质量的70-90％，优选80％被除去。
该方法也可以对液相溴化氢按照如下步骤操作：1)如上面#1方案给出的排出容器中液面上空间以净化气相。2)将冷却浴的温度设为-70℃，接收浴温度设为-78℃。3)翻转粗溴化氢存储容器。4)使液态溴化氢以50至500，优选250克/分钟的速度流过系统。5)持续流动直至容器中粗溴化氢初始质量的90％至100％，优选95％被除去。6)液相方法的优点是具有高的生产能力，但通常这一点为产品液相中出现不挥发性残留物，微粒和痕量金属污染的问题所抵消。用气相方法时，这些杂质被留下而不会出现在已净化的产品中。
现有技术公开的物质可以用来代替上面描述的优选的吸附剂。本方法中的温度和压力也可以变化。通过实验可以确定，温度降低时，床吸附的效果提高。因此，吸附温度的低限是溴化氢的凝固点-86.9℃。然而，本方法可以以很低的压力和流速在高于凝固点下操作。在此点操作不是很经济，因为溴化氢的蒸气压低，不能为气体流过床层提供足够的驱动力。
对于气相方法，低限也是溴化氢的凝固点。优选-70℃的温度可以使足够的流体具有一定的蒸汽压，作为使物质通过该系统的驱动力。然而，本方法可以以很低的压力(在0到1psig之间)和流量(在1到500克/分钟之间)在高于凝固点下操作。
原则上，液相方法在直到溴化氢的临界温度(89.8℃)下都可以操作。
应当理解的一点是，前面的描述只是本发明的说明性的描述。本领域技术人员可以在不超出本发明的范围内作出不同的替换和改进。因此，本发明的意图是包括所有这些落在所附的权利要求范围内的替换、改进和变化。

Claims (18)

1.一种净化溴化氢的方法，包括如下步骤：
(a)将溴化氢输入冷却浴以产生可流动的高于其凝固点低于其冰水点的溴化氢；
(b)将步骤(a)得到的溴化氢输入第一吸附床以有效除去水气和单质溴；
(c)将步骤(b)得到的溴化氢输入分子筛以有效除去二氧化碳和氯化氢但不除去溴化氢；以及
(d)将步骤(c)得到的溴化氢输入第二吸附床以有效除去残余的水气和痕量金属，得到净化的溴化氢。
2.权利要求1所述的方法，还包括如下的步骤：
(e)过滤步骤(d)得到的溴化氢以除去可能由吸附床引入的微粒和可能以固体状态存在的痕量金属以产生高于99.9％纯度的溴化氢；以及
(f)将净化的溴化氢收集到一个放在温度在约-75℃至约-196℃之间的回收浴中的容器里。
3.权利要求1所述的方法，还包括：在步骤(a)之前将溴化氢储存在钢瓶中，从钢瓶中排出任何所得的蒸汽，以除去至少一种选自氧气、氮气、氢气、一氧化碳和甲烷的杂质。
4.权利要求1所述的方法，其中第一吸附床包含砂。
5.权利要求1所述的方法，其中第二吸附床包含硅胶。
6.权利要求1所述的方法，其中分子筛包括5A分子筛。
7.权利要求2所述的方法，还包括：在步骤(a)之前将溴化氢储存在钢瓶中，从钢瓶中排出任何所得的蒸汽，以除去至少一种选自氧气、氮气、氢气、一氧化碳和甲烷的杂质。
8.权利要求7所述的方法，其中第一吸附床包含砂。
9.权利要求7所述的方法，其中第二吸附床包含硅胶。
10.权利要求7所述的方法，其中分子筛包含5A分子筛。
11.权利要求1所述的方法，其中步骤(a)的冷却浴温度在约0℃至约-86.9℃之间。
12.权利要求7所述的方法，其中步骤(a)的冷却浴温度在约0℃至约-86.9℃之间。
13.如权利要求12所述的方法，其中，权利要求1中的冷却浴温度在约-25℃，接收床的温度在约-78℃。
14.一种净化溴化氢的装置，包含一个包括如下部分的冷却容器：(a)一个适于冷却溴化氢并有入口和出口的冷却部件；(b)第一吸收剂部件，具有一个与冷却部件的出口相连的入口和一个出口，第一吸收剂部件用于从溴化氢中除去水气和单质溴；(c)分子筛部件，具有一个与第一吸收剂部件的出口相连的入口和一个出口，分子筛部件用于从溴化氢中除去二氧化碳和氯化氢；(d)第二吸收剂部件，具有一个与分子筛部件的出口相连的入口和一个出口，第二吸收剂部件用于从溴化氢中除去水气和痕量金属。
15.权利要求14所述的装置，其中的过滤部件具有一个与第二吸收剂部件的出口相连的入口和一个出口，该过滤部件用于除去微粒和固体金属粒子。
16.权利要求14所述的装置，其中的第一吸附剂部件包括一个砂床。
17.权利要求14所述的装置，其中的第二吸附剂部件包括一个硅胶床。
18.权利要求14所述的装置，其中的分子筛部件包括一个5A分子筛床。
CNB028188586A 2001-09-26 2002-09-16 净化溴化氢的方法和装置 Expired - Fee Related CN100374184C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/963,035 US6425265B1 (en) 2001-09-26 2001-09-26 Process and apparatus for purifying hydrogen bromide
US09/963,035 2001-09-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1559001A true CN1559001A (zh) 2004-12-29
CN100374184C CN100374184C (zh) 2008-03-12

Family

ID=25506649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028188586A Expired - Fee Related CN100374184C (zh) 2001-09-26 2002-09-16 净化溴化氢的方法和装置

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6425265B1 (zh)
EP (1) EP1430262B1 (zh)
JP (1) JP2005503987A (zh)
KR (1) KR100923357B1 (zh)
CN (1) CN100374184C (zh)
AT (1) ATE449300T1 (zh)
AU (1) AU2002335756A1 (zh)
CA (1) CA2461536A1 (zh)
DE (1) DE60234456D1 (zh)
ES (1) ES2336313T3 (zh)
IL (2) IL160854A0 (zh)
MY (1) MY136342A (zh)
TW (1) TWI269780B (zh)
WO (1) WO2003027581A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185835B (zh) * 2007-08-23 2010-08-18 周滢 吸收和利用化工产品生产中产生的废气氯化氢的方法
CN106946645A (zh) * 2017-05-06 2017-07-14 洛阳和梦科技有限公司 脱除正己烷中微量溴反应性杂质的方法
CN107352511A (zh) * 2017-07-20 2017-11-17 绿菱电子材料（天津）有限公司 溴化氢提纯工艺
CN110526213A (zh) * 2019-10-14 2019-12-03 苏州金宏气体股份有限公司 一种溴化氢纯化方法
CN115057413A (zh) * 2022-07-14 2022-09-16 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 一种高纯溴化氢的制备方法及其在碳化硅器件沟槽结构加工中的应用

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080107580A1 (en) 2004-07-20 2008-05-08 Daniel Alvarez Removal Of Metal Contaminants From Ultra-High Purity Gases
KR100978806B1 (ko) * 2008-07-11 2010-08-30 (주)이노메이트 고순도 브롬화 수소의 제조방법 및 그의 제조장치
KR101129013B1 (ko) * 2009-09-24 2012-03-23 단일가스켐㈜ 브롬화수소 정제방법 및 정제장치
CN113582136B (zh) * 2021-08-10 2022-12-20 山东威泰精细化工有限公司 一种低水分溴化氢气体合成方法
KR102748319B1 (ko) * 2023-11-29 2024-12-31 주식회사 솔 머티리얼즈 촉매를 이용한 브롬화수소 제조 장치 및 브롬화수소 제조 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4119413A (en) * 1976-04-05 1978-10-10 The Dow Chemical Company Method for recovering hydrogen bromide gas
US4150548A (en) * 1976-10-26 1979-04-24 Kemp Reduction Corporation Pollutant removal from pyrolytic gases by centrifuge and molecular sieves
US4853148A (en) 1987-03-24 1989-08-01 Advanced Technology Materials, Inc. Process and composition for drying of gaseous hydrogen halides
US4925646A (en) 1987-03-24 1990-05-15 Advanced Technology Materials, Inc. Process and composition for drying of gaseous hydrogen halides
US5316616A (en) 1988-02-09 1994-05-31 Fujitsu Limited Dry etching with hydrogen bromide or bromine
JP2875480B2 (ja) * 1994-09-14 1999-03-31 日本エア・リキード株式会社 高純度臭化水素精製方法及び装置
JP3566995B2 (ja) * 1994-10-05 2004-09-15 日本パイオニクス株式会社 ハロゲンガスの精製方法
TW523507B (en) * 1997-10-28 2003-03-11 Teijin Chemicals Ltd Method for purifying a bromine compound
US6110258A (en) * 1998-10-06 2000-08-29 Matheson Tri-Gas, Inc. Methods for removal of water from gases using superheated zeolites

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185835B (zh) * 2007-08-23 2010-08-18 周滢 吸收和利用化工产品生产中产生的废气氯化氢的方法
CN106946645A (zh) * 2017-05-06 2017-07-14 洛阳和梦科技有限公司 脱除正己烷中微量溴反应性杂质的方法
CN107352511A (zh) * 2017-07-20 2017-11-17 绿菱电子材料（天津）有限公司 溴化氢提纯工艺
CN110526213A (zh) * 2019-10-14 2019-12-03 苏州金宏气体股份有限公司 一种溴化氢纯化方法
CN115057413A (zh) * 2022-07-14 2022-09-16 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 一种高纯溴化氢的制备方法及其在碳化硅器件沟槽结构加工中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
IL160854A (en) 2006-12-10
CN100374184C (zh) 2008-03-12
US6425265B1 (en) 2002-07-30
EP1430262A2 (en) 2004-06-23
TWI269780B (en) 2007-01-01
WO2003027581A2 (en) 2003-04-03
EP1430262A4 (en) 2004-12-01
MY136342A (en) 2008-09-30
ES2336313T3 (es) 2010-04-12
AU2002335756A1 (en) 2003-04-07
CA2461536A1 (en) 2003-04-03
JP2005503987A (ja) 2005-02-10
DE60234456D1 (de) 2009-12-31
WO2003027581A3 (en) 2003-07-03
EP1430262B1 (en) 2009-11-18
KR100923357B1 (ko) 2009-10-23
KR20040037114A (ko) 2004-05-04
IL160854A0 (en) 2004-08-31
ATE449300T1 (de) 2009-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1243596C (zh) 半导体气体的净化方法
EP1931612B1 (en) Process and apparatus for the purification of methane rich gas streams
CN1604811A (zh) 中心二氧化碳纯化器
JP2001089131A (ja) 三塩化硼素の精製プロセス及び装置
CN1623900A (zh) 氨的精制方法与精制装置
CN86102838A (zh) 高效吸附剂及其制备方法和应用
KR100199883B1 (ko) 실리콘 결정로로부터 아르곤을 회수하는 방법
EP2484631B1 (en) Method for reusing hydrogen
JP2008537720A (ja) 三フッ化窒素の精製
CN100374184C (zh) 净化溴化氢的方法和装置
CN1091331A (zh) 利用压缩热的净化系统
CN215101986U (zh) 一种高纯电子级氯气纯化生产装置
CN112642259B (zh) 一种烷烃与硅烷反应的氯基SiC-CVD外延制程尾气FTrPSA回收方法
CN113321184A (zh) 一种高纯电子级氯气纯化生产装置及其工艺
CN113247862A (zh) 一种高纯度电子级氯化氢生产装置及其工艺
CN1074448C (zh) 浓缩和提纯高炉气中一氧化碳的变压吸附工艺
EP0518553A1 (en) Method and apparatus for industrially preparing chlorine
CN1704336A (zh) 氨纯化处理方法及装置
CN117263141A (zh) 一种提纯多晶硅生产中循环氢气的方法
CN215101984U (zh) 一种高纯度电子级氯化氢生产装置
KR20190057367A (ko) 다결정 실리콘의 제조 방법
CN113262628A (zh) 一种合成氨尾气制备电子级高纯甲烷的生产装置及其工艺
CN112645335B (zh) 一种外延制程尾气全温程变压吸附提取硅烷的方法
CN112777569B (zh) 一种氟基SiC-CVD晶体与薄膜生长制程尾气FTrPSA全组分回收再利用方法
CN117383568A (zh) 一种二氯二氢硅的纯化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080312

Termination date: 20190916