[发明专利]氨精制系统以及氨的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及对粗氨进行精制(提纯)的氨精制系统以及氨的精制方法。

背景技术

在半导体制造工序以及液晶制造工序中，利用高纯度的氨作为用于氮化物被膜的制作等的处理剂。这样的高纯度的氨是通过对粗氨进行精制以除去杂质来得到的。

粗氨中含有氢气、氮气、氧气、氩气、一氧化氮、二氧化碳等低沸点气体、烃、水分等作为杂质。通常能获得的粗氨的纯度为98～99重量％左右。

作为粗氨中含有的烃，通常以碳原子数为1～4的烃为主。另外，在制造作为氨的合成原料使用的氢气时，裂化气中的油分的分离不充分，或者在制造时受到来自泵类的泵油所产生的油污染的情况下，有时也发生沸点高、分子量大的烃混入到氨中。另外，如果氨中含有大量水分时，则有时会大幅降低使用该氨制造的半导体等的功能，因而需要尽量减少氨中的水分。

根据半导体制造工序以及液晶制造工序中的使用氨的工序的种类不同，氨中的杂质的影响方式不同，但作为氨的纯度，要求为99.9999重量％以上(各杂质浓度为100ppb以下)，更优选为约99.99999重量％。近年来，要求氮化镓这样的发光体制造中使用的水分浓度低于30ppb。

作为除去粗氨中含有的杂质的方法，已知有：使用硅胶、合成沸石、活性炭等吸附剂吸附除去杂质的方法、蒸馏除去杂质的方法。

例如，在日本特开2006-206410号公报中公开了一种氨精制系统，其具备：从液体状的粗氨中除去挥发性低的杂质的第1蒸馏塔、将从第1蒸馏塔导出的气体状的氨中含有的杂质(主要为水分)通过吸附剂吸附除去的吸附塔、和由从吸附塔导出的气体状的氨中除去挥发性高的杂质的第2蒸馏塔。

另外，在日本特表2008-505830号公报中公开了一种氨的精制方法，其中，将水分的吸附塔、烃的吸附塔以及蒸馏塔组合而得到高纯度的氨。另外，在日本专利第4062710号公报中公开了一种氨的精制方法，其中，通过蒸馏塔除去沸点低的杂质后，通过吸附塔除去水分以及氧气，由此得到高纯度的氨。

在日本特开2006-206410号公报、日本特表2008-505830号公报以及日本专利第4062710号公报中公开的对氨进行精制的技术中，通过吸附塔吸附除去粗氨中含有的杂质，进一步通过蒸馏塔进行蒸馏除去，从而对氨进行精制。从蒸馏塔导出的精制后的气体状的氨被冷凝后，以液体氨的形式被回收。即，在日本特开2006-206410号公报、日本特表2008-505830号公报以及日本专利第4062710号公报中公开的对氨进行精制的技术中，将粗氨中的含有的杂质进行吸附、蒸馏除去，再进行冷凝，从而得到精制的液体氨，因此作为对氨进行精制的方法，不能说是简化的方法，对氨进行精制需要大量的能量。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供可以通过简化的方法对氨进行精制并且可以抑制能量的消耗从而有效地对氨进行精制的氨精制系统以及氨的精制方法。

本发明为一种氨精制系统，其是对粗氨进行精制的氨精制系统，其特征在于，包含：

贮留部，其贮留液体状的粗氨，并将该贮留的液体状的粗氨导出；

气化部，其将从所述贮留部导出的液体状的粗氨的一部分气化，并将气体状的氨导出；

吸附部，其将从所述气化部导出的气体状的氨中含有的杂质通过多孔吸附剂吸附除去，并将气体状的氨导出；和

部分冷凝部，其将从所述吸附部导出的气体状的氨部分冷凝而分离成气相成分和液相成分，由此将挥发性高的杂质以气相成分的形式分离除去，以液相成分的形式得到精制后的液体状的氨。

根据本发明，氨精制系统是对含有杂质的氨进行精制的系统，其包含贮留部、气化部、吸附部和部分冷凝部。气化部将从贮留部导出的液体状的粗氨的一部分气化，并将气体状的氨导出。吸附部将从气化部导出的气体状的氨中含有的杂质通过多孔吸附剂吸附除去，并将气体状的氨导出。然后，部分冷凝部将从吸附部导出的气体状的氨部分冷凝而分离成气相成分和液相成分，由此将挥发性高的杂质以气相成分的形式分离除去，以液相成分的形式得到精制后的液体状的氨。