CN109292736B - 一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法 - Google Patents

一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高纯气体制备领域，具体关于一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法；本发明方法公开的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，本方案设计一种固定床反应器，采用一种负载型杂多酸盐吸附材料吸附水分。该材料在合成过程中使用一种烷基磺酸功能化相容剂，使该材料中的杂多酸盐与载体材料具备更好的相容性，提高负载率。该材料具有很高的比表面，在氯化氢气体中稳定，不释放二次污染物；不仅能够有效吸附高纯氯化氢气体中的痕量水分形成结晶水，而且对氯化氢气体中的金属离子有迟滞作用。

Description

一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法
技术领域
本发明涉及高纯气体制备领域，具体关于一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法。
背景技术
氯化氢材料，是大规模集成电路和光电产业广泛应用的基础化学品，随着国家大规模集成电路战略的发展，其使用的数量和范围越来越大，品质要求越来越高。目前，国内使用的高纯氯化氢产品绝大部分是进口产品，由于制造的工艺复杂，其价格一直居高不下。
CN108545700A公开了一种超纯氯化氢的制备装置及方法，属于新材料技术领域。制备方法主要步骤为由过量的超高纯氢气和超纯氯气经过合成催化剂催化合成氯化氢和氢气的混合气体，将混合气体经过低温再沸精馏系统，将氯化氢液化并将氢气分离出去，从而获得超纯氯化氢，其纯度为99.9999％。该发明使用普通的纯氢和电解食盐水产生的氯气为原料生产超纯氯化氢，具有原料价格便宜，制备过程简单，市场供应充足，有更强的市场竞争力，本发明生产出的液态氯化氢具有纯度高、杂质少，完全可以满足电子、光电产业的需要。
CN101423192A提供了一种氯化氢的制备方法，涉及一种氯化氢，尤其是涉及一种用氯化铵作为原料制备氯化 氢的方法。提供一种能耗较低、工艺流程简单、设备简单、可循环大规模连续生产的氯化氢 的制备方法。将氯化锌加热熔化成熔液；在熔液中加入氯化铵固体或通入氯化铵蒸汽，反应得到熔融的氯化锌氨络合物熔液和氯化氢气体产品。具有能耗较低，工艺流程简单，设备简 单，可循环大规模连续生产等特点。
CN105947983A公开了一种无水氯化氢的制备方法，包括氯化氢/盐酸解析段和氯化氢干燥工序段，盐酸进入盐酸/氯化氢解析塔，通过酸/氯化氢解析塔分离气相中的水及氯化氢，控制出口的氯化氢浓度大于水蒸气浓度，然后进入氯化氢深度解析塔；自解析段的氯化氢气体，进入填料干燥塔进行处理后，进入组合干燥塔进行干燥，通过在线水分分析系统控制塔内硫酸进料量，以控制循环干燥塔的循环硫酸浓度。该发明不仅经济可靠，而且可以有效控制设备的腐蚀问题，同时还可以大大提高副产盐酸的经济价值，提高装置运行年限，降低维护运行成本。
以上专利以及现有的制备高纯氯化氢的技术一般使用吸附的方法来除去氯化氢气体中的水分，该一般能将氯化氢中的水分去除到ppm级别，但是由于科学技术的发展，ppm级别的水分含量的电子级别氯化氢已经不能满足使用要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法。
一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水。
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将0.01-10.2份的六钽酸钾、0.1-8.6份的七钼酸钾、0.001-0.2份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、1.5-5.8份的醋酸钾和40-60份1%-10%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将50-80份含有8.6-14.2份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至2-4，然后控温70-90℃反应150-300min，完成反应后加入2.6-7.4份的氯化钾，搅拌20-30min，然后降温到室温，过滤后静置放置5-10天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将5.4-12.7份得到的晶体、0.1-0.5份的烷基磺酸功能化相容剂以及30-50份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取15-20份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化10-30min，静置浸渍1-5h，然后升温到80-100℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在500-600℃下煅烧1-5h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料。
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将80-100份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入0.8-3.6份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温40-60℃，然后将40-60份含有5.2-10.6份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.01-0.1份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应200-300min；完成反应后将温度上高到60-80℃，缓慢滴加12.6-20.4份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应10-15h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入80-100份的丙酮，控温40-60℃，搅拌均匀，然后将50-60份含有5.6-10.2份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯 ，0.001~0.3份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应8-15h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
所述的多孔载体为分子筛或碳分子筛或活性炭或碳纳米管或石墨烯，其比表面积为100-3500 m2/g。
所述的惰性瓷球层厚度为5-10cm，所述内筒内径为0.5-2m，纯化材料层厚度为0.5-5m。
所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以0.5-5m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持20-40℃。
本发明方法公开的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，本方案设计一种固定床反应器，采用一种负载型杂多酸盐吸附材料吸附水分。该材料在合成过程中使用一种烷基磺酸功能化相容剂，使该材料中的杂多酸盐与载体材料具备更好的相容性，提高负载率。该材料具有很高的比表面，在氯化氢气体中稳定，不释放二次污染物；不仅能够有效吸附高纯氯化氢气体中的痕量水分形成结晶水，而且对氯化氢气体中的金属离子有迟滞作用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
实施例1
一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水。
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将2份的六钽酸钾、6份的七钼酸钾、0.1份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、3.6份的醋酸钾和50份5%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将56份含有11.5份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至3，然后控温80℃反应200min，完成反应后加入4.8份的氯化钾，搅拌25min，然后降温到室温，过滤后静置放置8天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将8.6份得到的晶体、0.3份的烷基磺酸功能化相容剂以及40份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取18份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化20min，静置浸渍3h，然后升温到90℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在550℃下煅烧3h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料。
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将91份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入1.2份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温46℃，然后将45份含有7份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.03份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应255min；完成反应后将温度上高到60-80℃，缓慢滴加17份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应13h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入85份的丙酮，控温42℃，搅拌均匀，然后将58份含有8份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯 ，0.02份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应11h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
所述的多孔载体为分子筛，其比表面积为100 m2/g。
所述的惰性瓷球层厚度为8cm，所述内筒内径为1.2m，纯化材料层厚度为2.5m。
所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以2.5m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持30℃。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为192ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为32.1%。
实施例2
一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水。
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将0.01份的六钽酸钾、8.6份的七钼酸钾、0.001份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、1.5份的醋酸钾和40份1%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将50份含有8.6份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至2，然后控温70℃反应150min，完成反应后加入2.6份的氯化钾，搅拌20min，然后降温到室温，过滤后静置放置5天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将5.4份得到的晶体、0.1份的烷基磺酸功能化相容剂以及30份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取15份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化10min，静置浸渍1h，然后升温到80℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在500℃下煅烧1h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料。
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将80份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入0.8份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温40℃，然后将40份含有5.2份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.01份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应200min；完成反应后将温度上高到60℃，缓慢滴加12.6份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应10h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入80份的丙酮，控温40℃，搅拌均匀，然后将50份含有5.6份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯 ，0.001份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应8h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
所述的多孔载体为碳分子筛，其比表面积为500 m2/g。
所述的惰性瓷球层厚度为5cm，所述内筒内径为0.5m，纯化材料层厚度为0.5m。
所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以0.5m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持20℃。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为178ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为33.6%。
实施例3
一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水。
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将10.2份的六钽酸钾、0.1的七钼酸钾、0.2份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、5.8份的醋酸钾和60份10%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将80份含有14.2份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至4，然后控温90℃反应300min，完成反应后加入7.4份的氯化钾，搅拌30min，然后降温到室温，过滤后静置放置10天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将12.7份得到的晶体、0.5份的烷基磺酸功能化相容剂以及50份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取20份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化30min，静置浸渍5h，然后升温到100℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在600℃下煅烧5h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料。
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将100份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入3.6份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温60℃，然后将60份含有10.6份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.1份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应300min；完成反应后将温度上高到80℃，缓慢滴加20.4份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应15h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入100份的丙酮，控温60℃，搅拌均匀，然后将60份含有10.2份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯 ， 0.3份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应15h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
所述的多孔载体为活性炭，其比表面积为1500 m2/g。
所述的惰性瓷球层厚度为10cm，所述内筒内径为2m，纯化材料层厚度为5m。
所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以5m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持40℃。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为156ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为36.7%。
实施例4
一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水。
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将0.01份的六钽酸钾、6份的七钼酸钾、0.001份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、5.8份的醋酸钾和60份10%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将80份含有14.2份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至4，然后控温90℃反应300min，完成反应后加入7.4份的氯化钾，搅拌30min，然后降温到室温，过滤后静置放置10天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将12.7份得到的晶体、0.5份的烷基磺酸功能化相容剂以及50份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取20份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化30min，静置浸渍5h，然后升温到100℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在600℃下煅烧5h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料。
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将80份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入3.6份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温40℃，然后将60份含有5.2份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.1份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应200min；完成反应后将温度上高到80℃，缓慢滴加12.6份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应15h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入80份的丙酮，控温60℃，搅拌均匀，然后将50份含有10.2份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯 ，0.001份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应15h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
所述的多孔载体为碳纳米管，其比表面积为1000 m2/g。
所述的惰性瓷球层厚度为7cm，所述内筒内径为1m，纯化材料层厚度为3m。
所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以1.5m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持25℃。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为169ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为34.1%。
实施例5
一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备和使用方法，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水。
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将10.2份的六钽酸钾、8.6份的七钼酸钾、0.001份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、5.8份的醋酸钾和60份10%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将80份含有14.2份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至4，然后控温90℃反应300min，完成反应后加入7.4份的氯化钾，搅拌30min，然后降温到室温，过滤后静置放置10天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将12.7份得到的晶体、0.5份的烷基磺酸功能化相容剂以及50份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取20份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化30min，静置浸渍5h，然后升温到100℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在600℃下煅烧5h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料。
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将87份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入0.8份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温40℃，然后将48份含有5.2份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.1份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应200min；完成反应后将温度上高到67℃，缓慢滴加12.6份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应15h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入80份的丙酮，控温60℃，搅拌均匀，然后将55份含有5.6份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯 ，0.001份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应15h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
所述的多孔载体为石墨烯，其比表面积为3500 m2/g。
所述的惰性瓷球层厚度为7cm，所述内筒内径为1.8m，纯化材料层厚度为4.5m。
所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以4.0m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持30℃。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为182ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为33.9%。
对比例1
制备组分中不加双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂，其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为243ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为32.1%。
对比例2
制备组分中不加烷基磺酸功能化相容剂，其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为371ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为24.8%。
对比例3
制备组分中不加1-羟乙基-2-油基咪唑啉，其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为279ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为27.3%。
对比例4
制备组分中不加双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂，其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为241ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为28.1%。
对比例5
制备组分中不加溴代十二烷，其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为306ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为26.7%。
对比例6
制备组分中不加聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯），其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为221ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为27.1%。
对比例7
制备组分中不加双(三苯基膦)碘化镍，其它同实施例1。
本实验将水分含量为12 ppm的氯化氢气体降低为266ppb，所使用的一种负载型杂多酸盐吸附材料的负载率为26.7%。

Claims (4)

1.一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除设备，所述的设备为一种固定床反应器，其结构包括：气体入口、外筒、内筒、分布器、惰性瓷球层、纯化材料层、汇集器、气体出口，所述的内筒设置在固定床反应器轴向中心位置，且所述内筒上端与固定床反应器的气体入口连通，下端与固定床反应器的汇集器以及气体出口连通；所述气体入口和气体出口都带有阀门开关；所述内筒下部外壁加工有均匀分布于内筒外壁圆周端面的通气孔；所述分布器接连着气体入口和内筒；所述的惰性瓷球层分布于内筒的上部的带孔筛板上；所述的纯化材料层在惰性瓷球层下面，位于内筒的下部的带孔筛板上；其特征在于所述的纯化材料层填充一种负载型杂多酸盐吸附材料，能有效吸附气体中的痕量水分形成结晶水;
所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料按照以下方案制备：
按照质量份数，将0.01-10.2份的六钽酸钾、0.1-8.6份的七钼酸钾、0.001-0.2份的双(四正丁基铵)合双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫醇)铂、1.5-5.8份的醋酸钾和40-60份1%-10%的双氧水溶液加入到反应釜中，室温搅拌均匀，然后将50-80份含有8.6-14.2份磷钨酸的水溶液加入到反应釜中，接着用氢氧化钠溶液调pH至2-4，然后控温70-90℃反应150-300min，完成反应后加入2.6-7.4份的氯化钾，搅拌20-30min，然后降温到室温，过滤后静置放置5-10天，过滤出晶体，丙酮洗涤后干燥；将5.4-12.7份得到的晶体、0.1-0.5份的烷基磺酸功能化相容剂以及30-50份的去离子水加入到反应釜中，搅拌均匀后，称取15-20份的多孔载体投入到反应釜中，混合均匀后，超声强化10-30min，静置浸渍1-5h，然后升温到80-100℃，缓慢搅拌至溶液中水分蒸发完全，氮气保护下将得到的固体在500-600℃下煅烧1-5h，即可得到所述的一种负载型杂多酸盐吸附材料,
所述的烷基磺酸功能化相容剂按照以下方案制备：
按照质量份数，将80-100份的干燥的四氢呋喃加入到反应釜中，用氮气保护，然后加入0.8-3.6份的硼氢化钠固体，搅拌均匀后控温40-60℃，然后将40-60份含有5.2-10.6份的1-羟乙基-2-油基咪唑啉，0.01-0.1份聚（4-羟基苯甲酸-co-乙烯对苯二甲酸酯）的四氢呋喃溶液缓慢滴加到反应釜中，滴加完毕后保温反应200-300min；完成反应后将温度升 高到60-80℃，缓慢滴加12.6-20.4份的溴代十二烷到反应釜中，然后保温反应10-15h，反应结束后蒸去溶剂四氢呋喃，重新加入80-100份的丙酮，控温40-60℃，搅拌均匀，然后将50-60份含有5.6-10.2份的4-羟基-2-丁烷磺酸内酯，0.001~0.3份的双(三苯基膦)碘化镍的丙酮溶液滴加到反应釜中，保温反应8-15h，完成反应后过滤，将滤液中溶剂丙酮蒸干后即可得到所述的烷基磺酸功能化相容剂。
2.根据权利要求1所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除设备，其特征在于：所述的多孔载体为分子筛或碳分子筛或活性炭或碳纳米管或石墨烯，其比表面积为100-3500 m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除设备，其特征在于：所述的惰性瓷球层厚度为5-10cm，所述内筒内径为0.5-2m，纯化材料层厚度为0.5-5m。
4.根据权利要求1所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除设备，其特征在于：所述的一种电子级氯化氢气体中痕量水分的去除的设备的使用方法是将ppm级水分含量的高纯氯化氢气体以0.5-5m3/h的流速经过固定床反应器，反应器内的温度保持20-40℃。
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