[实用新型]一种生产高纯三氯化硼的装置

说明书

本实用新型属于一种生产高纯三氯化硼的装置；包括原料液缓冲罐、产品罐、液氨储罐和循环水回水池，所述原料液缓冲罐通过原料液泵与第一精馏塔中上部的第一原料液进口相连，第一精馏塔底部的液相出口与第二精馏塔的第一原料液进口相连，第二精馏塔的顶部气相出口依次通过第二换热器的第一管程进口、第二换热器的第一管程出口、第一三通和产品泵与产品罐相连；具有自动化程度高、运行稳定和产品纯度至99.9995％高纯级别的特点；对电子行业特种气体的研究和半导体领域的发展提供保障，具有很好的经济和社会效益。

技术领域

本实用新型属于高纯三氯化硼生产技术领域，具体涉及能够生产纯度不低于99.9995％的一种生产高纯三氯化硼的装置。

背景技术

三氯化硼在半导体领域主要用作掺杂气、晶体生长气、等离子刻蚀气、离子束刻蚀气、离子注入气等。在其它领域，还可用于有机合成用催化剂、硅酸盐分解时的助熔剂、对钢铁进行硼化，合金精制中作为除氧剂、氮化物和碳化物的添加剂。

目前工业上生产三氯化硼的净化生产工艺有以下几种方法：

(1)采用硼砂为原料，在一旋转炉中，将硼砂Na2B4O7·H2O与渣油混合，加热至1038℃，然后在专门的反应器中与通入的氯气反应，控制反应温度760℃，反应所得三氯化硼中，碳酰二氯杂质的含量较高，由于碳酰二氯毒性极强，因此不建议采用该方法生产高纯三氯化硼。

(2)用硼砂和炭混合，加热到600～700℃，并通入氯气与之反应，制取三氯化硼，采用该方法生产的三氯化硼中也含有碳酰二氯，需要借助热分解、放电分解等方法除去，且工艺流程复杂。

(3)在加热的条件下，采用三氟化硼与三氯化铝反应，反应采用二氧化碳或酒精做冷源进行低温精馏可制备高纯三氯化硼。但是该方法原料中三氟化硼价格昂贵，成本高。

(4)单质硼与氯气在高温下直接合成三氯化硼：该方法生成的三氯化硼由接收器，然后用干冰冷却，制得工业级三氯化硼产品。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种以热水做热源、冷源自动化控制、维持系统平衡的精馏模式、具有自动化程度高、操作简便、运行稳定、成本低廉、热源清洁环保以及能够制备三氯化硼产品的纯度不低于 99.9995％的生产高纯三氯化硼的装置。

本实用新型的目的是这样来实现的：包括原料液缓冲罐、产品罐、液氨储罐和循环水回水池，所述原料液缓冲罐通过原料液泵与第一精馏塔中上部的第一原料液进口相连，第一精馏塔底部的液相出口与第二精馏塔的第一原料液进口相连，第二精馏塔的顶部气相出口依次通过第二换热器的第一管程进口、第二换热器的第一管程出口、第一三通和产品泵与产品罐相连。

优选地，所述第一精馏塔顶部的气相出口通过第一换热器的第一管程进口、第一换热器的第一管程出口与第一气液分离器的进口相连，第一气液分离器的液相出口与第一精馏塔中上部的第二原料液进口相连，第一气液分离器的气相出口通过第五调节阀和第二三通与吸附塔相连。

优选地，所述第二精馏塔底部的液相出口通过第六调节阀和第二三通的第三端与吸附塔相连。

优选地，所述第一三通的第三端与第二精馏塔的第二原料液进口相连。

优选地，所述液氨储罐的液氨出口通过第三三通分别与第一换热器的第二管程进口和第二换热器的第二管程进口相连，第一换热器的第二管程出口和第二换热器的第二管程出口分别与第四三通相连，第四三通的第三端与空调工况冰机相连；第三三通与第一换热器的第二管程进口之间设有第九调节阀，第三三通与第二换热器的第二管程进口之间设有第十调节阀，第四三通的第三端与空调工况冰机之间设有第十一调节阀。