[发明专利]电子级二氧化碳的制备工艺及装置

说明书

本发明属于气体纯化技术领域，涉及电子级二氧化碳的制备工艺及装置。该制备工艺包括：从原料储罐出来的液体二氧化碳原料经换热单元换热后进入汽化单元中，将液体二氧化碳汽化为二氧化碳气体；出汽化单元的二氧化碳气体进入过滤和干燥单元中进行过滤和干燥处理；出干燥单元的二氧化碳气体经加压后进入换热单元中进行热交换，将二氧化碳气体液化，而后进入中间贮罐；出中间贮罐的液化二氧化碳依次经过预冷单元和再沸器进行热交换之后进入精馏塔内，从精馏塔内部填料层回流的液体二氧化碳经过再沸器获得电子级二氧化碳，被收集于精馏塔塔釜，而后被送至预冷单元换热后进入至成品储罐中。工艺简单，易于实施，可节省能耗，降低运行成本和投资费用。

技术领域

本发明属于气体纯化技术领域，具体而言，涉及一种电子级二氧化碳的制备工艺及装置。

背景技术

电子工业是当今推动科技发展的高新技术产业，由于所用气体的品质多、质量要求高，人们把这类在电子工业中所用的气体统称为电子特种气体，简称电子特气。近年来，随着电子工业及半导体技术的发展，电子特气需求增加，而国内从业企业技术水平参差不齐，市场供求，从量上看供大于求，产能过剩；就质而言，能达到电子特气技术要求的只占产能的36％左右；供给短缺，电子特气还主要依赖于进口。因而，对于生产电子特气的企业来说，只有技术进步，保证其所生产的电子特气的纯度，才能满足电子特气质量要求。

电子级二氧化碳(纯度在99.9999％以上)在主要用于激光、电子工业、超临界萃取、反应堆气体冷却及科学研究领域。近年来，发光二极管和平板显示器生产过程中需要用大量的电子级二氧化碳作为清洁剂，需求量激增。目前，电子级二氧化碳的生产方法，包括：采用纯度大于99.9％，含有水分、甲烷和其它一些杂质的工业级二氧化碳为原料，通过精馏方法脱除残存的低沸点气体及微量有害物质，来获取纯度为99.9999％的电子级二氧化碳。然而目前的制备工艺均配置制冷装置来提供精馏冷源，加大了运行成本和投资费用。另外，现有的制备工艺存在能耗高、效率低，工艺投资费用大，产品质量不稳定，不能有效的去除原料中的杂质的缺陷。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种电子级二氧化碳的制备工艺，制得的二氧化碳产品纯度高，质量稳定可靠，可节省能耗，降低成本，并且工艺简单，易于实施，可控性好。

本发明的第二目的在于提供一种电子级二氧化碳的制备装置，装置设备结构合理，操控性能和安全性能可靠，降低了运行成本和投资费用，确保了得到的高纯度产品质量的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种电子级二氧化碳的制备工艺，包括以下步骤：

从原料储罐出来的液体二氧化碳原料经换热单元换热后进入汽化单元中，将液体二氧化碳汽化为二氧化碳气体；

出汽化单元的二氧化碳气体进入过滤单元和干燥单元中进行过滤和干燥处理；

出干燥单元的二氧化碳气体经加压后进入换热单元中进行热交换，将二氧化碳气体液化，而后进入中间贮罐；

出中间贮罐的液化二氧化碳依次经过预冷单元和再沸器进行热交换之后进入精馏塔内，从精馏塔内部填料层回流的液体二氧化碳经过再沸器使轻组分蒸发，获得的电子级二氧化碳收集于精馏塔塔釜，然后电子级二氧化碳被送至预冷单元换热后进入至电子级二氧化碳成品储罐中。

作为进一步优选技术方案，液体二氧化碳原料为工业级二氧化碳；

优选地，二氧化碳原料的纯度为≥99.9vol.％，优选为99.9～99.99vol.％。

优选地，所述原料储罐与压力稳定装置连接，用以保持工艺压力稳定；

优选地，所述压力稳定装置包括自增压盘管。