[發明專利]一種生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器及其設備

有效

• 申請號: 202111180729.8
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113716526B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 馬建修;靖宇;杜文東
• 申請（專利權）人: 福建福豆新材料有限公司
• 主分類號: C01B7/09
• 分類號: C01B7/09;B01D53/02;B01D53/26;B01J20/16;B01J20/28;B01J20/30;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州瞪羚知識產權代理事務所(普通合伙) 32438
• 代理人: 張宇

本發明提出一種生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器及其設備，涉及電子級溴化氫生產技術領域。上述生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器包括殼體、多根噴嘴管束，以及盤管；噴嘴管束的上端設置有催化劑，通入氫氣和溴氣的體積流量比為R的噴嘴管束包括相互套設的內管和外管，內管和外管之間通氫氣，內管通溴氣；其中，1R1.5。生產高純電子級溴化氫用設備包括依次連接的生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器、兩級精餾塔、深度脫水裝置、過濾裝置和填充裝置。本發明的生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器及其設備，氫氣走外管，溴氣走內管，并控制氫氣與溴氣的體積流量比R，1R1.5，有效避免了溴素燃燒不完全，火焰容易熄滅的問題。

技術領域

本發明涉及電子級溴化氫生產技術領域，且特別涉及一種生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器及其設備。

背景技術

高純電子級溴化氫，被廣泛應用于超大規模集成電路、平板顯示、光伏等高精尖領域制造工藝的刻蝕制程。高純溴化氫在等離子體作用下可以產生溴自由基，能高選擇性刻蝕多晶硅。集成電路中的多晶硅刻蝕階段是最精密的制造過程，是實現關鍵尺寸(CD)線寬的關鍵，因此，溴化氫是刻蝕制程十分關鍵的電子氣體，是衡量國家化工電子新材料技術能力的重要標志。溴化氫的pKa為-9，與同族的氯化氫相比，具有更強的電離特性、極易吸濕性與對設備的強腐蝕性，因此，高純電子級溴化氫的分離純化面臨很多技術挑戰，比如痕量水的脫除、溴化氫水合物的解離、痕量金屬雜質的脫除等。國內也紛紛開展高純電子級溴化氫分離純化的研究，以解決長期受制于人的困境。

我國雖然是全球第三大溴素生產國，但是仍然需要進口大量溴素。目前，國內溴化氫合成其實是源于早期的以色列氫溴酸合成工藝，也是目前化工行業公開的溴化氫合成方法，該方法是將氫氣與溴氣在常壓下500-600℃（無催化劑）或300-500℃（鉑催化劑）直接燃燒化合反應，然后通過活性炭變壓吸附技術回收未反應的溴氣，再通過水冷卻吸收塔將氣體溴化氫吸收成42%或62%的氫溴酸，此時氮氣、氧氣等氣相雜質與液體分開從而被脫除。當需要氣體溴化氫時，將氫溴酸濃縮后，蒸發出溴化氫。但是這些都是氫溴酸的制備，如果應用于無水的電子級溴化氫，則非常困難。

目前公知的溴化氫合成方法是氫氣與溴氣在鉑催化劑的作用下，300-500℃反應生成溴化氫氣體。其中反應方程式為：

H₂+Br₂=====2HBr

純化則是通過沸石分子篩和精餾組合實現分離。但是實踐發現，生產過程中還遇到大量的問題。如下：

1. 溴化氫合成燃燒火焰很容易熄滅，導致安全性難以保證。

2. 未反應的溴素很容易濺射至反應器的壁與底部，造成設備腐蝕嚴重。

3. 產品溴化氫氣體夾雜著大量的溴素與氫氣，后期純化壓力大。

4. 生成的溴化氫含水較高，后續深度脫水壓力大。

發明內容

為克服上述現有技術的缺點和不足，本發明的目的在于提出一種生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器，上述燃燒反應器，通過氫氣走外管，溴氣走內管，并控制氫氣與溴氣的體積流量比R，1R1.5，有效避免了溴素燃燒不完全，火焰容易熄滅的問題，極大提高了提高了生產效率和溴素的轉化率，同時，提高溴素轉化率，也避免了溴素對設備的腐蝕。

本發明的目的還在于提出一種生產高純電子級溴化氫用設備，上述設備設置有生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器，通過氫氣走外管，溴氣走內管，并控制氫氣與溴氣的體積流量比R，1R1.5，有效避免了溴素燃燒不完全，火焰容易熄滅的問題，極大提高了整個工藝的生產效率。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提出一種生產高純電子級溴化氫用燃燒反應器，其包括殼體、豎直陣列設置在殼體內的多根噴嘴管束，以及設置在噴嘴管束上方其通空氣的盤管；