CN110683513B - 一种高纯氯气的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及精细化工领域，具体关于一种高纯氯气的制备方法；包含初步脱水，吸附，脱轻和深度分离等提纯步骤；本发明的一种高纯氯气的制备方法现有技术相比，增加了一种深度分离式气体纯化器，经测试，所制备的高纯氯的水分能够减少至100ppb及以下，气体杂质能减少至50ppb及以下；而且本发明的较之前的分离式气体过滤器技术，进行了工艺放大，流速最高可以达到400标准升/分钟，大大提升了生产效率。

Description

一种高纯氯气的制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工领域，尤其是一种高纯氯气的制备方法。
背景技术
半导体材料和/或衬底的气相蚀刻是利用蚀刻气体(如二氟化氙)完成的。具体地，在蚀刻气体蚀刻中，氯气是一种具有强氧化性、强腐蚀性的气体，其对水分和氧气杂质的要求非常高。
201610615012.4 涉及一种电子级高纯氯气的制备方法及装置。氯气原料从脱水塔塔底进入，脱水塔顶部加入四氯化硅，四氯化硅与氯气原料中的水反应从而将水分脱除，脱水塔塔顶采出少量轻组分，由于四氯化硅与水反应为放热反应，因此脱水塔塔釜采出一部分经中间取热冷凝器冷却后返回脱水塔中部，另一部分作为原料进入四氯化硅塔；四氯化硅塔塔顶气相采出进入分凝器，液相回流，气相作为原料进入脱轻塔，塔釜采出未反应的四氯化硅。脱轻塔塔顶气相采出进入分凝器，液相回流，气相作为轻杂质采出，塔釜采出作为原料进入氯气塔。氯气塔塔顶采出纯度≥99.9999％的氯气。装置简单，易于实现，大大提高了企业的经济效益和社会效益。
201310362571.5涉及一种高纯氯气精馏工艺，将工业液氯输送至汽化器，在1.2MPa下进入第一蒸馏塔，至第一蒸馏塔的液位达到85%；第一蒸馏塔升压至1.0MPa，由第一冷凝器冷凝后进入第一回流罐，第一回流罐中60%的釜液输送至第二蒸馏塔；第一回流罐中的液位30%-40%，第二蒸馏塔升压至1.8MPa；第二冷凝器冷凝后的釜液回流至第二蒸馏塔，再进入第三蒸馏塔，控制第二蒸馏塔的液位为60-75%，至第三蒸馏塔的液位达到85%，对第三蒸馏塔升压至1.5MPa；由第三冷凝器冷凝后进入第三回流罐，至纯度达到99.9999%，第三回流罐的液位达到60%，第三回流罐中液氯纯度为99.9999%，得到高纯氯气；采用该方法，能够稳定连续地进行原料的加入及产品的产出，提高了生产能力，连续精馏降低能源消耗，运行稳定，操作安全。
201310362571.5涉及一种高纯氯气精馏工艺，将工业液氯输送至汽化器，在1.2Mpa下进入第一蒸馏塔，至第一蒸馏塔的液位达到85%；第一蒸馏塔升压至1.0Mpa，由第一冷凝器冷凝后进入第一回流罐，第一回流罐中60%的釜液输送至第二蒸馏塔；第一回流罐中的液位30%-40%，第二蒸馏塔升压至1.8MPa；第二冷凝器冷凝后的釜液回流至第二蒸馏塔，再进入第三蒸馏塔，控制第二蒸馏塔的液位为60-75%，至第三蒸馏塔的液位达到85%，对第三蒸馏塔升压至1.5MPa；由第三冷凝器冷凝后进入第三回流罐，至纯度达到99.9999%，第三回流罐的液位达到60%，第三回流罐中液氯纯度为99.9999%，得到高纯氯气；采用该方法，能够稳定连续地进行原料的加入及产品的产出，提高了生产能力，连续精馏降低能源消耗，运行稳定，操作安全。
现有技术中的高纯氯经过多级精馏，其水分和气体杂质的含量仍在100ppb以上，仍不能满足日益提高的电子级氯气的使用需求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高纯氯气的制备方法。
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.1-1.5MPa的压力经过脱水塔，以 0.2-1.2MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.1-0.8MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为0.1MPa-10MPa，温度20-60℃，氯气流速2-12BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用3-4英寸316L材质或哈式合金材质，滤芯长度选用50-100cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
所述的一种深度分离填料包括有5%-25%的超级活性碳，20%-30%的4A型分子筛，10%-15%的载铁碳纳米管材料，20%-30%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
按重量份计，在反应釜中加入500-1000份水，100份苯乙烯，1-8份双(乙烯砜基)丙醇，0.05-0.5份乙烯基胍胺，0.05-0.5份1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，1-4份过氧化苯甲酰，1-4份明胶，搅拌均匀，在80-110℃温度下反应10-15h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
按照质量份数，将20-40份的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、100-200份的氯甲醚和10-25份的氯化铁加入反应釜中，控温40-60回流反应10-15h，反应结束后过滤，洗涤，然后将200-400份的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将0.5-2.5份的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.08-0.8份的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，0-30℃浸泡10-40h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3-6英寸，选用316L材质或哈式合金材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2-6英寸；滤网选用50-200目的316L或哈式合金网格式滤网。
本发明的一种高纯氯气的制备方法现有技术相比，增加了一种深度分离式气体纯化器，经测试，所制备的高纯氯的水分能够减少至100ppb及以下，气体杂质能减少至50ppb及以下；而且本发明的较之前的分离式气体过滤器技术，进行了工艺放大，流速最高可以达到400标准升/分钟，大大提升了生产效率。
附图说明
图1为实施例3制备的含胍共聚树脂高效吸附剂的傅立叶红外光谱图。
由图1可知，1607到1377cm-1附近存在苯环骨架伸缩振动的吸收峰，3023和2931cm-1附近存在碳氢伸缩振动的吸收峰，说明苯乙烯参与了反应；837cm-1附近存在羧酸根离子的吸收峰，说明改性的阳离子交换树脂参与了反应；1118cm-1附近存在硫氧双键的吸收峰，3429cm-1附近存在羟基的吸收峰，说明双(乙烯砜基)丙醇参与了反应；3324cm-1附近存在胺基的吸收峰，1735cm-1附近存在羧基的羰基的吸收峰，984cm-1附近存在碳氮单键的吸收峰，说明明胶和N-甲基甘氨酸二乙酸参与了反应；1256cm-1附近存在CF3的吸收峰，说明1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐参与了反应；1656cm-1附近存在碳氮双键的吸收峰，说明乙烯基胍胺参与了反应；2222cm-1附近存在碳氮三键的吸收峰，说明1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐参与了反应；1649cm-1附近基本无大的吸收峰，说明单体的双键均已参与聚合。
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：
实验采用GB/T 34091-2017气相色谱法测定方法，对采用不同方案生产的高纯氯中的杂质含量以及产品的体积分数进行测试。
实施例1
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.3MPa的压力经过脱水塔，以1MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.5MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为5MPa，温度40℃，氯气流速8BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有10%的超级活性碳，25%的4A型分子筛， 11%的载铁碳纳米管材料，26%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入800Kg水，100Kg苯乙烯，5Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.1Kg乙烯基胍胺，0.3Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，2Kg过氧化苯甲酰，2Kg明胶，搅拌均匀，在90℃温度下反应11h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将30Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、140Kg的氯甲醚和16Kg的氯化铁加入反应釜中，控温48回流反应12h，反应结束后过滤，洗涤，然后将280Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将1Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.3Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，20℃浸泡18h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2英寸；滤网选用50目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用3英寸316L材质，滤芯长度选用50cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为95ppb，气体杂质总含量为42ppb。
实施例2
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.1MPa的压力经过脱水塔，以 0.2MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.1MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为0.1MPa，温度20℃，氯气流速2BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有5%的超级活性碳，20%的4A型分子筛，10%的载铁碳纳米管材料，20%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入500Kg水，100Kg苯乙烯，1Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.05Kg乙烯基胍胺，0.05Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，1Kg过氧化苯甲酰，1Kg明胶，搅拌均匀，在80℃温度下反应10h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将20Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、100Kg的氯甲醚和10Kg的氯化铁加入反应釜中，控温40回流反应10h，反应结束后过滤，洗涤，然后将200Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将0.5Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.08Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，0℃浸泡10h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为4英寸，选用哈式合金材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为4英寸；滤网选用100目的哈式合金网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用4英寸哈式合金材质，滤芯长度选用80cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为87ppb，气体杂质总含量为40ppb。
实施例3
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以1.5MPa的压力经过脱水塔，以1.2MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.8MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为10MPa，温度60℃，氯气流速12BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有25%的超级活性碳，30%的4A型分子筛，15%的载铁碳纳米管材料，30%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入1000Kg水，100Kg苯乙烯，8Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.5Kg乙烯基胍胺，0.5Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，4Kg过氧化苯甲酰，4Kg明胶，搅拌均匀，在110℃温度下反应15h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将40Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、200Kg的氯甲醚和25Kg的氯化铁加入反应釜中，控温60回流反应15h，反应结束后过滤，洗涤，然后将400Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将2.5Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.8Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，30℃浸泡40h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为6英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为6英寸；滤网选用200目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，滤芯壳体选用4英寸316L材质，滤芯长度选用100cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为81ppb，气体杂质总含量为36ppb。
实施例4
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.1MPa的压力经过脱水塔，以 1.2MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.1MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为10MPa，温度20℃，氯气流速12BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有5%的超级活性碳，30%的4A型分子筛，10%的载铁碳纳米管材料，30%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入500Kg水，100Kg苯乙烯，8Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.05Kg乙烯基胍胺，0.5Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，1Kg过氧化苯甲酰，4Kg明胶，搅拌均匀，在80℃温度下反应15h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将20Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、200Kg的氯甲醚和10Kg的氯化铁加入反应釜中，控温40回流反应10h，反应结束后过滤，洗涤，然后将200Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将2.5Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.08Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，0℃浸泡40h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为6英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为6英寸；滤网选用200目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用4英寸316L材质，滤芯长度选用100cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为92ppb，气体杂质总含量为41ppb。
对比例1
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.3MPa的压力经过脱水塔，以1MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.5MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为5MPa，温度40℃，氯气流速8BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有10%的超级活性碳，25%的4A型分子筛， 11%的载铁碳纳米管材料，26%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入800Kg水，100Kg苯乙烯，5Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.3Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，2Kg过氧化苯甲酰，2Kg明胶，搅拌均匀，在90℃温度下反应11h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将30Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、140Kg的氯甲醚和16Kg的氯化铁加入反应釜中，控温48回流反应12h，反应结束后过滤，洗涤，然后将280Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将1Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.3Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，20℃浸泡18h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2英寸；滤网选用50目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用3英寸316L材质，滤芯长度选用50cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为181ppb，气体杂质总含量为92ppb。
对比例2
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.3MPa的压力经过脱水塔，以1MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.5MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为5MPa，温度40℃，氯气流速8BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有10%的超级活性碳，25%的4A型分子筛， 11%的载铁碳纳米管材料，26%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入800Kg水，100Kg苯乙烯，5Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.1Kg乙烯基胍胺，2Kg过氧化苯甲酰，2Kg明胶，搅拌均匀，在90℃温度下反应11h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将30Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、140Kg的氯甲醚和16Kg的氯化铁加入反应釜中，控温48回流反应12h，反应结束后过滤，洗涤，然后将280Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将1Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.3Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，20℃浸泡18h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2英寸；滤网选用50目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用3英寸316L材质，滤芯长度选用50cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为147ppb，气体杂质总含量为90ppb。
对比例3
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.3MPa的压力经过脱水塔，以1MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.5MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为5MPa，温度40℃，氯气流速8BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有10%的超级活性碳，25%的4A型分子筛， 11%的载铁碳纳米管材料，26%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入800Kg水，100Kg苯乙烯，5Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.1Kg乙烯基胍胺，0.3Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，2Kg过氧化苯甲酰，2Kg明胶，搅拌均匀，在90℃温度下反应11h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将30Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、140Kg的氯甲醚和16Kg的氯化铁加入反应釜中，控温48回流反应12h，反应结束后过滤，洗涤，然后将280Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将0.3Kg的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，20℃浸泡18h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2英寸；滤网选用50目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，滤芯壳体选用3英寸316L材质，滤芯长度选用50cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为117ppb，气体杂质总含量为98ppb。
对比例4
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.3MPa的压力经过脱水塔，以1MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.5MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为5MPa，温度40℃，氯气流速8BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有10%的超级活性碳，25%的4A型分子筛， 11%的载铁碳纳米管材料，26%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝。
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
在反应釜中加入800Kg水，100Kg苯乙烯，5Kg双(乙烯砜基)丙醇，0.1Kg乙烯基胍胺，0.3Kg1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，2Kg过氧化苯甲酰，2Kg明胶，搅拌均匀，在90℃温度下反应11h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂；
将30Kg的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、140Kg的氯甲醚和16Kg的氯化铁加入反应釜中，控温48回流反应12h，反应结束后过滤，洗涤，然后将280Kg的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将1Kg的N-甲基甘氨酸二乙酸加入到反应釜中，搅匀，20℃浸泡18h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2英寸；滤网选用50目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用3英寸316L材质，滤芯长度选用50cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为127ppb，气体杂质总含量为89ppb。
对比例5
一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.3MPa的压力经过脱水塔，以1MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.5MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为5MPa，温度40℃，氯气流速8BV/h；然后即可得到所述的一种纯氯气。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，
所述的一种深度分离填料包括有10%的超级活性碳，25%的4A型分子筛， 11%的载铁碳纳米管材料，余量为γ-氧化铝。
所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3英寸，选用316L材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2英寸；滤网选用50目的316L网格式滤网。
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，滤芯壳体选用3英寸316L材质，滤芯长度选用50cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
本实验所制备的高纯氯的水分含量为275ppb，气体杂质总含量为206ppb。

Claims (4)

1.一种高纯氯气的制备方法，其具体方案如下：
将原料工业级液氯经过气化，然后以0.1-1.5MPa的压力经过脱水塔，以 0.2-1.2MPa的压力经过四氯化硅塔进行初步脱水操作；经过脱水操作后的氯气再以0.1-0.8MPa的压力经过脱轻塔，脱去低沸点的气体，得到初步提纯氯产品；然后进入深度分离式气体纯化器，纯化器进口操作压力为0.1MPa-10MPa，温度20-60℃，氯气流速2-12BV/h；然后即可得到所述的一种高纯氯气；
所述的深度分离式气体纯化器的滤芯采用一种深度分离填料，包括5%-25%的超级活性碳，20%-30%的4A型分子筛， 10%-15%的载铁碳纳米管材料，20%-30%含胍共聚树脂高效吸附剂，余量为γ-氧化铝；
所述的含胍共聚树脂高效吸附剂按照以下方法制备：
按照质量份数，将20-40份的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂、100-200份的氯甲醚和10-25份的氯化铁加入反应釜中，控温40-60回流反应10-15h，反应结束后过滤，洗涤，然后将200-400份的去离子水和改性的阳离子交换树脂混合均匀，然后将0.5-2.5份的N-甲基甘氨酸二乙酸，0.08-0.8份的1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐加入到反应釜中，搅匀，0-30℃浸泡10-40h，再经离心，干燥，得到含胍共聚树脂高效吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种高纯氯气的制备方法，其特征在于：所述的苯乙烯/离子液含胍共聚树脂按照以下方法制备：
按重量份计，在反应釜中加入500-1000份水，100份苯乙烯，1-8份双(乙烯砜基)丙醇，0.05-0.5份乙烯基胍胺，0.05-0.5份1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，1-4份过氧化苯甲酰，1-4份明胶，搅拌均匀，在80-110℃温度下反应10-15h，反应结束后除去未反应的反应物，再经过滤，烘干，得到苯乙烯/离子液含胍共聚树脂。
3.根据权利要求1所述的一种高纯氯气的制备方法，其特征在于：所述的深度分离式气体纯化器的壳体选用直径为3-6英寸，选用316L材质或哈式合金材质；填料壳体及滤芯壳体进气口和出气口直径为2-6英寸；滤网选用50-200目的316L或哈式合金网格式滤网。
4.根据权利要求1所述的一种高纯氯气的制备方法，其特征在于：所述的深度分离式气体纯化器的滤芯壳体选用3-4英寸316L材质或哈式合金材质，滤芯长度选用50-100cm，设备采用VCR连接形式，垫片采用耐温耐腐蚀的镍基金属垫片。
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