[发明专利]一种合成气提纯制备电子级高纯度二氧化碳生产工艺

说明书

本发明公开了一种合成气提纯制备电子级高纯度二氧化碳生产工艺，其生产工艺步骤为：合成气经过湿法脱碳装置脱碳后得到高含量CO₂粗品；高含量CO₂粗品再进入CO₂纯化装置得到高纯电子级CO₂；其他组分气体经过湿法脱碳后进入低温精馏装置后分别得到高含量CH₄和高含量CO；其中高含量CH₄进入CH₄纯化装置得到高纯电子级CH₄；其中高含量CO进入CO纯化装置得到高纯电子级CO。本发明有益效果：本发明利用湿法脱碳装置、纯化装置和低温精馏装置对合成气进行分离提纯，使得一些气体达到高纯度电子级。本发明合成气采用煤化工生产中生产的合成气，提高了废气再利用价值，同时减低了对环境的污染。

技术领域

本发明涉及高纯气体制备技术领域,尤其是一种合成气提纯制备电子级高纯度二氧化碳生产工艺。

背景技术

电子气体广泛应用于半导体、面板和太阳能制造的各个工艺流程,常用于化学气相沉积、离子注入、光刻胶印刷、扩散、刻蚀及参杂等。随着上述行业的发展对于电子特气的需求也不断增加，而电子特气大部分市场都被国外垄断，特别是作为集成电路领域所需的关键材料电子特种气体,90％以上被国外企业垄断,特种气体国产化需求非常迫切。

与此同时，许多电子特气的粗品原料来自于煤化工、氯碱化工和合成氨等大化工，为电子特气提供了丰富和廉价的原料。其中，煤化工合成气中就含有大量甲烷、一氧化碳、氢气和二氧化碳。如果用这些原料直接提纯制备高纯电子级的甲烷、一氧化碳、氢气和二氧化碳就可以减低高纯气体的生产成本和提高产品附加值，是发展上述高纯电子特气比较合适的路径。

针对上述问题，现有技术公开了一些合成气提纯的技术方案，如下：

1、如中国专利公开了一种合成气分离制取氢气及高纯一氧化碳的方法(公开号：CN104528647A)，所述合成气为经过预处理的混合气；方法包括：H2及低沸点杂质通过精馏从塔顶被分离得到，CH₄、O₂及高沸点杂质通过二次精馏从塔釜被分离得到，N2及未被除去的高沸点杂质通过三次精馏从塔顶被分离得到，CO通过三次精馏从塔釜被分离得到；其中，这一过程伴随的能量传递过程通过所述分离得到的N2的循环回路的吸、放热来实现。本发明还提供了一种上述方法的装置，主要包括脱氢塔C1、脱氧-甲烷塔C2和脱氮塔C3的连续精馏设备及实现能量传递的相关设备。本发明克服了传统方法的缺陷，节省了设备投资，降低了能耗，提高了产品附加值，实现了循环经济效应。

2、如中国专利公开了合成气制备二氧化碳和氢气的方法(公开号：CN200780020668.0)，所述氢气设备(1)具有合成气反应器(10)、位于合成气反应器下游用以形成合成气物流(12)的水煤气变换反应器(14)，和用以产生从所述合成气物流回收的氢气产物(22)的氢气变压吸附单元(20)。根据本发明，在真空变压吸附系统(80)中从所述合成气物流中分离二氧化碳，以产生氢气富集的合成气物流(76)和粗二氧化碳物流(82)，并随后通过低于环境温度蒸馏过程纯化所述粗二氧化碳物流，从而产生二氧化碳产物(756)。对氢气变压吸附单元的氢气合成气进料物流(78)至少部分由所述氢气富集的物流形成。

上述技术方案中虽然在一定程度上对合成气的提纯有一定改进方案，但是也存在以下几个问题：

1、存在分离效率低，产品纯度不稳定等缺点，利用天然气生产高纯甲烷的工艺存在生产成本高的缺点；

2、对合成气体的提纯纯度不高，没有达到电子级的高纯度要求。

因此，对于上述问题有必要提出是一种合成气提纯制备电子级高纯度二氧化碳生产工艺。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了是一种合成气提纯制备电子级高纯度二氧化碳生产工艺，以解决上述问题。