本發(fā)明涉及化工機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種全自動氫氟酸生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工業(yè)無水氟化氫是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品、外觀為無色發(fā)煙液體的99%以上的氫氟酸，在低溫下為無色透明的液體，在減壓或高溫下易氣化，主要用作制取氟鹽、氟鹵烷烴、氟致冷劑、腐蝕玻璃、浸漬木材和電解元素氟等。無水氟化氫為反應(yīng)性極強的物質(zhì)，能與各種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，易溶于水，制成氫氟酸。高純度的氫氟酸可作為強酸性清洗劑、腐蝕劑，可與硝酸、冰醋酸、雙氧水及氫氧化銨等配置使用，主要應(yīng)用于集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片的清洗和腐蝕，是微電子行業(yè)制作過程中的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一，其純度和潔凈度對集成電路的成品率、電性能及可靠性都起著十分重要的作用。因此氫氟酸的制備系統(tǒng)的安全性要求極為嚴格，防止對人員和環(huán)境造成傷害，且要求制得更加純凈的氫氟酸，需要設(shè)計出一種自動控制效果好、安全性能高的生產(chǎn)系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種全自動氫氟酸生產(chǎn)系統(tǒng)，采用液態(tài)的無水氟化氫制備氫氟酸，其設(shè)計新穎合理，生產(chǎn)過程由PLC控制系統(tǒng)自動控制，安全性強，制備的氫氟酸純度高，實用價值高。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種全自動氫氟酸生產(chǎn)系統(tǒng)，采用液相無水氟化氫生產(chǎn)氫氟酸，其特征在于：包括槽罐車、原料儲罐、備用原料儲罐、精餾系統(tǒng)、中間槽循環(huán)冷卻吸收系統(tǒng)、尾排系統(tǒng)、成品罐、成品泵、過濾器和PLC控制系統(tǒng)，氫氟酸的整個生產(chǎn)過程由PLC控制系統(tǒng)控制，其中，

所述槽罐車設(shè)有水沖真空泵裝置，槽罐車內(nèi)的液相無水氟化氫通過惰性氣體壓力卸載的方式轉(zhuǎn)移到原料儲罐，槽罐車的接卸臂內(nèi)殘留的液相無水氟化氫通過水沖真空泵裝置清洗；所述原料儲罐的外面設(shè)置一個接駁站,以惰性氣體壓力為輸送動力將液相無水氟化氫經(jīng)輸送管道進入精餾系統(tǒng)；

所述精餾系統(tǒng)包括預(yù)加熱塔、若干過濾塔、反應(yīng)釜和精餾塔，預(yù)加熱塔以微量蒸汽方式對液相無水氟化氫進行加熱氣化，氣化后送入過濾塔進行一級過濾，一級過濾后得到的較純凈的氣相氟化氫和部分未氣化的液相無水氟化氫進入反應(yīng)釜，反應(yīng)釜內(nèi)加有去離子水和強氧化劑，如高錳酸鉀溶液，并通過蒸汽進行第二次加熱，強氧化劑用于將雜質(zhì)氧化沉淀后排出，去離子水用于清洗液相無水氟化氫，經(jīng)反應(yīng)釜后得到較為純凈的氣相氟化氫，完成第一次精餾，然后送入精餾塔進行第二次精餾；

所述中間槽循環(huán)冷卻吸收系統(tǒng)包括中間槽、若干冷卻塔、第二過濾塔和中控檢測裝置，中間槽通過去離子水打循環(huán)的方式對精餾后的氣相氟化氫進行吸收，氣相氟化氫溶于水生成氫氟酸，放出的熱量通過冷卻塔將熱量帶走，第二過濾塔內(nèi)過濾掉氫氟酸內(nèi)的顆粒雜質(zhì)；

所述原料儲罐、精餾系統(tǒng)和中間槽循環(huán)冷卻吸收系統(tǒng)均設(shè)有尾排系統(tǒng)，尾排系統(tǒng)包括廢氣偵測裝置、去尾氣洗滌裝置和尾氣吸收槽，廢氣偵測裝置用于檢測系統(tǒng)中有無泄漏的氣體或未被吸收的氣相氟化氫，去尾氣洗滌裝置以噴淋吸收方式除去泄漏的尾氣，尾排系統(tǒng)將沒吸收完全的氟化氫氣體吸入尾氣吸收槽，吸收飽和后，中控檢測裝置進行中控檢測，經(jīng)中控檢測合格后，將中間槽中的氫氟酸打入成品罐，成品罐中的氫氟酸經(jīng)成品泵和過濾器后進行分裝。

作為優(yōu)選，所述水沖真空泵裝置設(shè)有吸收液濃度檢測裝置，用于定期檢測水沖真空泵中的吸收液濃度。

作為優(yōu)選，所述過濾塔內(nèi)裝有四氟填料。

作為優(yōu)選，所述過濾塔以雙級并聯(lián)方式設(shè)置。

本氫氟酸系統(tǒng)通過PLC控制進行生產(chǎn)，工藝流程分為四部分：槽罐車到原料罐，原料罐到精餾系統(tǒng)，精餾后到中間冷卻吸收，中控檢測合格后中間槽到成品罐，整個過程可通過PLC屏幕進行操作，也可以切換至手動操作，以惰性氣體為輸送動力，同時設(shè)計有尾排系統(tǒng)，能夠有效起到泄壓保護和環(huán)境安全作用，在生產(chǎn)過程中，氣相氟化氫經(jīng)過三次吸收，保證了吸收效率，制得的氫氟酸純度更高，生產(chǎn)過程自動控制效果好，安全性強。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：本發(fā)明采用液態(tài)的無水氟化氫制備氫氟酸，其設(shè)計新穎合理，生產(chǎn)過程由PLC控制系統(tǒng)自動控制，安全性強，制備的氫氟酸純度高，實用價值高。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

如圖1所示的一種全自動氫氟酸生產(chǎn)系統(tǒng)，采用液相無水氟化氫生產(chǎn)氫氟酸，包括槽罐車1、原料儲罐2、備用原料儲罐3、精餾系統(tǒng)4、中間槽循環(huán)冷卻吸收系統(tǒng)5、尾排系統(tǒng)6、成品罐7、成品泵8和PLC控制系統(tǒng)，氫氟酸的整個生產(chǎn)過程由PLC控制系統(tǒng)控制，也可以切換至手動操作，其中，槽罐車1設(shè)有水沖真空泵裝置11，槽罐車1內(nèi)的液相無水氟化氫通過惰性氣體壓力卸載的方式轉(zhuǎn)移到原料儲罐2，控制槽罐車的壓力在0.1MPa進行卸載，多級閥門隔斷，槽罐車1的接卸臂內(nèi)殘留的液相無水氟化氫通過水沖真空泵11裝置清洗。水沖真空泵裝置11設(shè)有吸收液濃度檢測裝置，用于定期檢測水沖真空泵11中的吸收液濃度，并進行更換，吸收液可作為工業(yè)級氫氟酸進行回收利用，水沖真空泵裝置11能夠解決管道中的液相無水氟化氫難排清的問題，降低對人的傷害。原料儲罐2的外面設(shè)置一個接駁站,以惰性氣體壓力為輸送動力將液相無水氟化氫經(jīng)輸送管道進入精餾系統(tǒng)4，惰性氣體優(yōu)選采用氮氣，原料儲罐2為全封閉式。本發(fā)明中采用工業(yè)級99%液相無水氟化氫作為原料，原料儲罐2的進出料可通過兩個電磁閥來控制，由PLC控制系統(tǒng)給出信號，原料儲罐2可采用臥式結(jié)構(gòu)，所有的法蘭口都設(shè)置在臥室儲罐的上端，能夠有效防止泄漏，原料儲罐2的兩側(cè)都安裝磁翻板液位計，能夠?qū)崟r監(jiān)控液位，對高液位和低液位進行相應(yīng)的處理。

如圖1所示，精餾系統(tǒng)4包括預(yù)加熱塔41、以雙級并聯(lián)方式設(shè)置的兩個過濾塔42、反應(yīng)釜43和精餾塔44，預(yù)加熱塔41以微量蒸汽方式對液相無水氟化氫進行加熱氣化，精餾溫度控制在30℃左右，氣化后送入過濾塔42進行一級過濾，過濾塔內(nèi)裝有四氟填料，一級過濾后得到的較純凈的氣相氟化氫和部分未氣化的液相無水氟化氫進入反應(yīng)釜43，反應(yīng)釜43內(nèi)加有去離子水和強氧化劑，如高錳酸鉀溶液等，并通過蒸汽進行第二次加熱，將前面預(yù)加熱沒有氣化完全的液相無水氟化氫進行氣化，強氧化劑用于將雜質(zhì)氧化沉淀后定期排出，特別是氫氟酸中的三價砷，去離子水用于清洗液相無水氟化氫，經(jīng)反應(yīng)釜43后得到較為純凈的氣相氟化氫，完成第一次精餾，然后送入精餾塔44進行第二次精餾。

如圖1所示，本發(fā)明中，中間槽循環(huán)冷卻吸收系統(tǒng)5包括中間槽51、兩級冷卻塔52、第二過濾塔53和中控檢測裝置，中間槽51通過去離子水打循環(huán)的方式對精餾后的氣相氟化氫進行吸收，保證吸收的效率。氣相氟化氫溶于水生成氫氟酸，放出的熱量通過兩級冷卻塔52將熱量帶走，第二過濾塔53內(nèi)過濾掉氫氟酸中的顆粒雜質(zhì)，第二過濾塔53內(nèi)可填有超精細0.1μm的四氟過濾材質(zhì)。

本發(fā)明中，原料儲罐2、精餾系統(tǒng)4和中間槽循環(huán)冷卻吸收系統(tǒng)5均設(shè)有尾排系統(tǒng)6，尾排系統(tǒng)6包括廢氣偵測裝置、去尾氣洗滌裝置61和尾氣吸收槽62，廢氣偵測裝置用于檢測系統(tǒng)中有無泄漏的氣體或未被吸收的氣相氟化氫，去尾氣洗滌裝置61以噴淋吸收方式除去泄漏的尾氣。反應(yīng)釜43也設(shè)有尾排設(shè)計，當(dāng)反應(yīng)釜43內(nèi)的壓力過大時，能夠進行泄壓確保系統(tǒng)安全。尾排系統(tǒng)6將沒吸收完全的氟化氫氣體吸入尾氣吸收槽62，吸收飽和后，中控檢測裝置進行中控檢測，經(jīng)中控檢測合格后，將中間槽51中的氫氟酸打入成品罐，成品罐中的氫氟酸經(jīng)成品泵8和過濾器9后進行分裝，氫氟酸成品需通入過濾器進行再次過濾，得到超凈高純氫氟酸成品。

本發(fā)明中的尾排系統(tǒng)設(shè)計，自動化效果好，能夠最大程度地減少對人員及環(huán)境的傷害。

本氫氟酸系統(tǒng)通過PLC控制進行生產(chǎn)，工藝流程分為四部分：槽罐車到原料罐，原料罐到精餾系統(tǒng)，精餾后到中間冷卻吸收，中控檢測合格后中間槽到成品罐，整個過程可通過PLC屏幕進行操作，也可以切換至手動操作，以惰性氣體為輸送動力，同時設(shè)計有尾排系統(tǒng)，能夠有效起到泄壓保護和環(huán)境安全作用，在生產(chǎn)過程中，氣相氟化氫經(jīng)過三次吸收，保證了吸收效率，制得的氫氟酸純度更高，生產(chǎn)過程自動控制效果好，安全性強。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。