[发明专利]高纯丙烯提纯工艺

说明书

技术领域  

本发明涉及一种丙烯提纯工艺，具体的是涉及一种由工业级丙烯经过纯化获得高纯电子级丙烯提纯工艺，属于化工分离技术领域。

背景技术  

 电子级丙烯是半导体技术发展过程中出现的新型材料。主要应用在集成电路制造工艺中，作为成膜气体，主要作用是非晶硅碳生长。一般用作聚丙烯、环氧乙烷等石油化工产品的原料，丙烯纯度为99.5%，通常工业级丙烯含有的杂质含量对半导体技术而言具有严重的危害性，根据工艺要求，达到电子及丙烯方可满足使用要求。而电子级、研究级的丙烯纯度要求至少为99.99%，对于电子级丙烯来讲，除了要求水、氧、一氧化碳、二氧化碳外，对C1-C4的组份都有控制要求，建立稳定的纯化系统可以制备电子级丙烯。

为了达到电子级丙烯纯化要求，可以选择吸附膨胀法即选择适当的吸附剂常温吸附丙烯，经过升温脱附，回收某一温度范围脱附的高纯度丙烯，这种方法用于实验室少量制备可以，但要形成工业化生产能力存在稳定工艺条件控制困难、能耗高等问题。另外，还有用异丙醇催化脱水制备丙烯，这种方法反应温度高，要求特定催化剂，由于同时有异丙醚等产生，选择性生成丙烯的条件难以控制，得到高纯丙烯比较困难。 

发明内容

本发明的目的是提供一种丙烯提纯工艺过程，该工艺包括原料部分、汽化部分、吸附部分、过滤部分、精馏部分、冷凝部分等过程，丙烯纯度达到99.99%，杂质指标到电子级要求。原料丙烯中包含甲烷、乙烷、丙烷等低级烃、多碳原子数的高级烃、水分以及氮气、氧气、氩气等低沸点气体作为杂质。即，原料丙烯中包含沸点比丙烯( 沸点为-47.4℃ ) 低的低级烃、低沸点气体等低沸点杂质、以及沸点比丙烯高的高级烃、水分等高沸点杂质。

本发明的技术方案为：高纯丙烯提纯工艺，该工艺的步骤为：将原料储罐中浓度为99.5%丙烯原料送至汽化器加热汽化，汽化温度为40-70℃，压力为1.1-1.9Mpa，汽化后的丙烯经过分子筛吸附器除去水，吸附温度20-30℃。为了保证纯化工艺的连续性，吸附器选择双路设计，一个使用，一个可以活化再生。吸附剂的再生主要是通过内部电加热管实现，加热温度达到350℃，恒温时间24小时后，自然冷却降到常温备用。

吸附器出来物料进入第一精馏塔，塔底控制温度50℃，塔顶45℃，塔顶操作压力1.8MPa。塔底脱出沸点高的重组分，主要是丙烷、丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯以及1,3丁二烯。塔顶出料部分为含有轻组分除掉重组分的产品，直接进入第二精馏塔，塔底控制温度50℃，塔顶45℃，塔顶操作压力1.8ＭＰａ。塔顶排放除去沸点低的轻组分，主要包括氧、氮、甲烷、乙烷、乙烯等，来自于第二精馏塔釜的产品，经过滤器过滤后，收集进入产品储罐。

    本工艺生产的产品直接用于集成电路芯片制造，为了保证产品的洁净要求，提纯设备材质为不锈钢材质，内表面经过抛光处理，避免内表面沾污带来的污染。

本发明的有益效果是：本发明可使丙烯纯度达到99.99%，，杂质指标到电子级要求。实现由工业级丙烯经过本工艺实现产品高纯，并达到工业化生产节能效果。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

图中：1、储罐 ， 2、汽化器， 3、吸附器， 4、第一精馏塔 ， 5、第二精馏塔 ，6、过滤器 ，7、产品储罐。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，原料储罐1中浓度为99.5%的丙烯以每小时4千克的能力经汽化器2汽化，经分子筛吸附器3除去H₂O，吸附后物料进入第一精馏塔4进行精馏分离。塔底控制温度50℃，塔顶45℃，塔顶操作压力1.8ＭＰａ，进料温度40℃,塔底物料累计排放。塔顶出料进入第二精馏塔5，塔底控制温度50℃，塔顶45℃，塔顶操作压力1.8 MPa。经过第二精馏塔5分离后，塔顶分离低沸点不凝气体，塔釜物料为最终所需要产品，经过过滤器6，进入产品储罐7。产品采出流量达到每小时3.1Kg左右。