[发明专利]一种低碳环保型超净高纯H2O2的生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种低碳环保型超净高纯H₂O₂的生产装置。

背景技术

超净高纯H₂O₂是微电子、半导体、超大规膜集成电路(IC)以及航空航天精 密仪器设备的不可缺的重要的电子化学清洁产品和腐蚀剂。这是因为H₂O₂的纯度 和洁净度对超大规膜集成电路(IC)的成品率、电性能的可靠性有着极其重大 的影响。随着超大规膜集成电路(IC)存储的不断提高，其容量也在不断地增 大，其氧化膜也变得更薄。但是使用IC的电子化学清洁产品和腐蚀剂中的碱金 属杂质，像钙(Ca)、钠(Na)等杂质会融进氧化膜中去，从而导致IC耐绝缘 性的下降，进而使重金属杂质如铜离子(Cu)、铁离子(Fe)、络离子(Cr)、(Ag) 阴离子等附着在硅晶片的表面上，将使P-N结的耐电压大大降低，直接影响产 品的合格率及存储容量。

超净高纯H₂O₂通常是以工业级H₂O₂为原料制成的，目前工业级H₂O₂生产技术 大部分采用蒽醌法，因此工业级H₂O₂含有大量的有机物、各种金属离子和非金属 杂质、蒽醌衍生物，例如2-烷基蒽醌，磷酸三辛酯等。因此需要对工业级H₂O₂水溶液实施各种各样的提纯和精制。

目前已知提纯工业级H₂O₂的装置有：石英塔减压蒸馏装置，膜过滤提纯装置、 吸附及离子交换装置。

1)石英塔减压蒸馏装置提纯的H₂O₂水溶液纯度只能达到分析纯的产品标准， 而且原料产出率非常低，如果有多个塔进行循环提纯生产，生产成本非常高， 生产过程中不但耗费了大量的电力能源，而且安全性也非常差。

2)膜过滤提纯装置，工业级H₂O₂通过膜反渗透系统提纯的H₂O₂水溶液产品， 纯度可达到高纯H₂O₂的要求，但原料产出率只有60％以下，而且膜反渗透设备的 使用寿命非常的短暂，所以生产成本比其他几种方法要高出很多。

3)吸附离子交换装置，虽可以生产出纯度较高的产品，成本也比较低，但 生产过程极容易发生H₂O₂与树脂分解爆炸的危险事故，尤其是树脂失效后还要用 酸、碱来再生失效的树脂，造成对环境的极大污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以在常温环境下完成安全生产、工艺简单、对 环境没有污染的提纯精制超净高纯H₂O₂水溶液的生产装置。

发明人提供的低碳环保型超净高纯H₂O₂的生产工艺装置，包括以下设备：原 料槽、动力泵、原料预处理系统、树脂膜分离系统、EDI提纯系统、纳滤膜过滤 系统和成品接收罐。

其中，原料槽和动力泵进口相连，动力泵出口和原料预处理的进口相连，原 料预处理的出口于树脂膜分离系统的进口相连，树脂膜分离系统的出口于EDI 系统的进口相连，EDI的出口于纳滤膜过滤进口相连，纳滤膜过滤的出口于成品 罐相连。

所述的树脂膜分离系统中起除去有机物和阴阳离子作用的分离组件，主要包 括用耐腐蚀、耐氧化、耐酸碱的的含氟树脂制作的树脂膜；阴树脂膜在上面， 中间一层隔离网(PDVF材料)，阳树脂膜在下面，每一个阴树脂膜、一个隔离 网和一个阳树脂膜三者共同构成一个分离组；所述树脂膜分离系统中的关键设 备，是由一个到1000个分离组对膜片层层相叠组成的。所述的树脂优选杭州争 光树脂有限公司生产的，树脂规格型号为ZGC151MB混床专用大孔强酸性阳 树脂，ZGA351混床专用大孔强碱性阴树脂。

通常情况下，所述树脂膜的厚度分别在；阴树脂膜0.8mm-1.5mm，阳树脂膜 厚度0.5mm-1.8mm，隔离网0.3mm-1.8mm。