[发明专利]一种利用曼海姆炉尾气生产试剂盐酸的方法及生产系统

说明书

本发明提供一种利用曼海姆炉尾气生产试剂盐酸的方法及生产系统，包括如下步骤：曼海姆炉排出的尾气进入硫酸洗涤塔，用浓硫酸吸收杂质气体，硫酸洗涤塔排出的气体经过依次经过一级洗涤塔、一级过滤器、二级洗涤塔、三级洗涤塔、二级过滤器，且所述三级洗涤塔的下部通过液相管道与二次洗涤塔连通，使得三级洗涤塔通过管道向二级洗涤塔中补液，同时所述二级洗涤塔外部的循环通道上加装有换热器，换热器与冷冻机连通，冷冻机将换热器的循环水降温至低于5℃。在低温下，在二级洗涤塔中的循环水能够一直循环吸收氯化氢气体，使得最后的盐酸浓度能达到接近36%，提高对氯化氢气体的吸收能力，进而提高最终得到的试剂盐酸的浓度。

技术领域

本发明涉及电子化学试剂生产领域，具体而言，涉及一种利用曼海姆炉尾气生产试剂盐酸的方法及生产系统。

背景技术

随着半导体技术的迅速发展，对超净高纯试剂的要求越来越高。在集成电路 (IC)的加工过程中，超净高纯试剂主要用于芯片及硅圆片表面的清洗和刻蚀，其纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能及可靠性有着十分重大的影响。超净试剂盐酸作为一种重要的微电子化学品已经广泛用于半导体、大规模集成电路加工过程中的清洗、干燥等方面。

目前电子化学品试剂盐酸的生产主要采用的生产技术为精馏法。如现有技术中公开号为CN103213947B的专利公开了一种利用精馏法生产试剂盐酸的工艺，该工艺包括选料，选浓度为36～38％的盐酸溶液为原料；稀释，用去离子水将原料稀释至35％；精馏，将稀释后的原料添加到内热式的精馏设备中，并向盐酸吸收器内通入冷却水，同时启动内热装置开始对原料加热；吸收，当原料被加热蒸发生成气态盐酸与水蒸气后，气态盐酸与水蒸气通过管路在盐酸吸收器内重新形成盐酸溶液，此时再持续向精馏设备中添加原料，同时打开排渣阀；拼配，再将盐酸溶液抽到混合罐中，在混合罐内进行拼配处理，控制在37％左右；过滤分装，将拼配后的盐酸溶液通过过滤器过滤成成品盐酸溶液，然后进行分装。该方法虽然能够制得较高纯度的盐酸，但是该方法还存在以下缺点：一是在加热时采用电阻丝列管式加热，能耗很大，列管内部由于长时间受热内表面产生垢状物影响热传导效率，而且极易产生危险；二是产出率低，粗品盐酸在塔釜内受热在112℃时形成18％左右(氯化氢和水比例恒定)的共沸物，在连续生产中原料连续加入塔内，而残液也连续排出，排出的残液中氯化氢的含量近20％，产出率仅60％左右，排出的残液造成环境污染，也给环保设施带来极大的负担。

随着环保问题日益突出，化工生产领域节能减排的呼声越来越高，现有技术中公开号为CN110127615A的专利公开了一种利用曼海姆炉生产硫酸钾过程中产生的盐酸在线纯化方法，从曼海姆炉出来的气体经冷却器冷却，然后依次进入一级洗涤塔、二级洗涤塔、三级降膜吸收塔及四级洗涤塔后排空；去离子水对环保尾气进行洗涤吸收后得到的洗涤液依次进入二级洗涤塔和一级洗涤塔进行洗涤，最后得到盐酸B，盐酸B进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏出来的馏分经冷却得到食品级盐酸，去离子水对四级洗涤塔内的氯化氢气体进行洗涤，进入三级降膜吸收塔吸收氯化氢气体，以及蒸馏塔蒸馏出来的气体进入三级降膜吸收塔吸收得到盐酸A；蒸馏塔所需热量由为曼海姆炉提供热量的燃烧室产生的尾气提供。该现有技术虽然将曼海姆炉排出的尾气有效利用了起来，但是经过洗涤塔后得到的盐酸仍旧需要进入蒸馏塔进行蒸馏，对设备材料即供热方式要求较高，调查研究显示大部分企业在利用该方法生产盐酸时，均采用小设备多套生产，操作人员配制又少，存在较大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种利用曼海姆炉尾气生产试剂盐酸的方法及生产系统，以解决现有技术中生产试剂盐酸时能耗高、产出率低、生产规模小的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：