[发明专利]一种低能耗的7N电子级超纯氨纯化工艺和装置

摘要

本发明公开了一种低能耗的7N电子级超纯氨纯化工艺和装备，其基本工艺步骤是：①工业级原料氨的提纯气化；②原料液氨在气化同时的除油除水；③辅助加热气化以及气氨中的液滴捕集；④超滤除油；⑤变温吸附干燥除水；⑥高效精密精馏提纯；⑦终端精制纯化。通过以上逐步纯化工艺，产品氨纯度可以达到99.99999％(7N)，而且彻底取消了传统工艺的冷冻机组，液氨气化器的加热也变成了辅助加热，大幅度降低了能耗。

主权项

本发明提供一种低能耗的7N电子级超纯氨的纯化工艺和工艺装备，其工艺特征是：(1)原料氨的提纯气化：将99.8％的工业氨从原料氨罐依靠自身压力输送到精馏塔顶高效能量转化器和终端纯化出口高效能量转化器，原料氨减压气化的同时，精馏塔顶出来的经过提纯的气氨以及终端纯化出口的成品气氨得到冷凝。(2)原料液氨在气化的同时，也得到初步的除油除水。本工艺通过控制高效能量转化器中残留液氨量以及稳定的能量转换，将含水量很的液氨排放到废氨罐，可以使蒸发气氨中水分含量降至100ppm左右。(3)辅助加热气化以及气氨中的液滴捕集：在高效能量转化器中得到气化的原料氨进入有辅助加热的气化器进行进一步加热气化。在气化器上部设置液滴捕集器，将气氨中液滴有效除去，使气氨中油水达到50‑80ppm。(4)超滤除油：气化并去除液滴的气氨进入超滤除油器，利用成熟的超滤技术，可将油含量有效控制在0.1ppm以下。(5)吸附干燥除水：除油后的氨气进入吸附干燥器，利用特制的沸石分子筛进行深度除水，纯化后气氨中水含量≤1ppm。(6)高效精密精馏提纯：高效精密精馏塔，塔上部去除轻组分H2，O2，N2，Ar，CH4，CO等杂质，使其降到≤10ppb。塔底部控制再沸器液位和切换时间来除去CO2，使其≤1ppm；去除水分，达到ppb级；去除高沸物和金属离子等杂质，达到ppt级。(7)终端精制纯化：采用复合型吸附剂，将不同选择性的吸附剂严格按设计要求进行分层装填，逐层吸附，深度去除H2O，CO2，CxHy。可以使产品纯度稳定达到99.99999％(7N)。