[发明专利]一种利用混合冷剂制冷分离提纯甲酰氟的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用混合冷剂制冷分离提纯甲酰氟的装置及方法，解决了现有技术中没有系统且方便的提纯甲酰氟气体的装置和方法的技术问题。它包括主换热器（1）、脱四氟甲烷塔（2）、脱四氟甲烷塔再沸器（3）、脱四氟甲烷塔冷凝器（4）、脱四氟甲烷塔回流罐（5）、甲酰氟塔（6）、甲酰氟塔再沸器（7）、甲酰氟塔冷凝器（8）、甲酰氟塔回流罐（9）、冷剂分离器（10）和混合冷剂压缩机系统（11）。本发明的通过多级精馏提纯和混合冷剂循环制冷，将甲酰氟气体及其副产物分离开，具有能耗低、投资少、流程简单、回收效率高、安全可靠、实用性广等优点。

技术领域

本发明涉及一种气体的提纯装置，具体涉及一种利用混合冷剂制冷分离提纯甲酰氟的装置及方法。

背景技术

甲酰氟又名碳酰氟、氟光气、羰基氟等，是一种具有刺激性、不易燃且无色的有毒气体，但可作为半导体装置制造的清洗气和刻蚀气。目前，半导体装置常使用的清洗气主要是全氟化碳(PFC)或三氟化氮(NF₃)，由于两者为温室气体，对于全球变暖的潜能值较大，对生物的生存环境以及大气有着极大的威胁。而甲酰氟相比较于全氟化碳(PFC)和三氟化氮(NF₃)，具有清洗特性优良，全球变暖潜能值和破坏臭氧层潜能值极低的优势，对于环境友好。

因此，将甲酰氟替代全氟化碳(PFC)和三氟化氮(NF₃)，用于半导体装置作为清洗气和刻蚀气具有广阔的发展潜力。作为半导体设备制造的清洗气和刻蚀气要求甲酰氟气体具有较高的纯度，而合成得到的甲酰氟气体往往纯度较低，存在着三氟甲烷、四氟甲烷、少量的氮气、一氧化碳和氧气等杂质。因此，为了使甲酰氟纯度提高，避免影响半导体刻蚀装置的均匀性，分离提纯是至关重要步骤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用混合冷剂制冷分离提纯甲酰氟的装置及方法，以解决现有技术中没有系统且方便的提纯甲酰氟气体的装置和方法的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种利用混合冷剂制冷分离提纯甲酰氟的装置及方法，包括主换热器、脱四氟甲烷塔、脱四氟甲烷塔再沸器、脱四氟甲烷塔冷凝器、脱四氟甲烷塔回流罐、甲酰氟塔、甲酰氟塔再沸器、甲酰氟塔冷凝器、甲酰氟塔回流罐、冷剂分离器、混合冷剂压缩机系统、待处理原料气管、副产品四氟甲烷管线、产品甲酰氟管线和副产品三氟乙酰氟管线；

所述主换热器内设置有原料气通道、富四氟甲烷气通道Ⅰ、甲酰氟气通道Ⅰ、富三氟乙酰氟通道、高压混合冷剂通道Ⅰ、高压混合冷剂通道Ⅱ和返流混合冷剂通道Ⅰ，所述脱四氟甲烷塔再沸器内设置混合液相通道Ⅰ和高压混合冷剂通道Ⅲ，所述脱四氟甲烷塔冷凝器内设置富四氟甲烷气通道Ⅱ和返流混合冷剂通道Ⅱ，所述甲酰氟塔再沸器内设置混合液相通道Ⅱ和高压混合冷剂通道Ⅳ，所述甲酰氟塔冷凝器内设置甲酰氟气通道Ⅱ和返流混合冷剂通道Ⅲ；