本發(fā)明涉及一種氯氣提純方法，尤其是一種制備高純氯的方法。

背景技術(shù)：

高純氯制備方法是以工業(yè)氯為原料，經(jīng)干燥、吸附、冷凝，可制取高純氯。高純氯用作半導(dǎo)體材料的氣體刻蝕劑，特別是與三氯化硼混合可用作鋁的刻蝕；還可用于MCVD法生產(chǎn)單膜光纖預(yù)制件。

CN103626129公開了一種以工業(yè)液氯為原料制備電子級高純氯氣的方法，由工業(yè)液氯氣化后經(jīng)多級物理干燥、吸附脫除二氧化碳、壓縮冷凝、精餾脫除氮氣、氧氣、氫氣、一氧化碳、甲烷等低沸點氣體制得99.999％以上的電子級高純氯氣。

CN103466549提供了一種高純氯氣精餾工藝，將工業(yè)液氯輸送至汽化器，在1.2MPa下進入第一蒸餾塔，至第一蒸餾塔的液位達到85％；第一蒸餾塔變壓至1.0MPa，由第一冷凝器冷凝后進入第一回流罐，第一回流罐中60％的釜液輸送至第二蒸餾塔；第一回流罐中的液位30％-40％，第二蒸餾塔升壓至1.8MPa；第二冷凝器冷凝后的釜液回流至第二蒸餾塔，再進入第三蒸餾塔，控制第二蒸餾塔的液位為60-75％，至第三蒸餾塔的液位達到85％，對第三蒸餾塔升壓至1.5MPa；由第三冷凝器冷凝后進入第三回流罐，至純度達到99.9999％，第三回流罐的液位達到60％，第三回流罐中液氯純度為99.9999％，得到高純氯氣。

CN1043111提供了一種工業(yè)氯的原料的高純氯制備方法，首先用硅膠除水，再用酸處理的沸石進行純化，純化后的氯中水含量可在3ppm以下，且設(shè)備小，成本低

現(xiàn)有技術(shù)中的高純氯制備方法使用的吸附劑吸附效率偏低，或者經(jīng)過多級精餾，耗費大量熱能，需要尋找吸附效果更高的新型吸附劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種制備高純氯的方法。其特征在于制備步驟包括：

(1)高效吸附劑的制備：

將市售的經(jīng)過氯化處理的苯乙烯系大孔陽離子交換樹脂，加入大孔陽離子交換樹脂質(zhì)量10-20倍的去離子水，加入苯乙烯系大孔陽離子交換樹脂質(zhì)量百分比濃度為3-10的四甲基銨甘氨酸，加入苯乙烯系大孔陽離子交換樹脂質(zhì)量百分比濃度為0.1-1的1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，0-30℃浸泡10-40h，再經(jīng)離心，干燥，得到高效吸附劑。

(2)脫水：

原料工業(yè)級液氯經(jīng)過氣化，經(jīng)過業(yè)內(nèi)公知的工藝深度脫水；包括通入裝有分子篩干燥劑的干燥塔進行脫水，進行深度脫水；

(3)吸附

脫水后的氯氣進入裝有本高效吸附劑的吸附塔，溫度20-60℃，流速3-10BV/h；負載四甲基銨甘氨酸，1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的吸附劑可提高吸附二氧化碳，一氧化碳的性能，吸附劑的磺酸基團脫除微量水分。

(4)脫雜質(zhì)精制

吸附后的氯氣再經(jīng)過業(yè)內(nèi)公知的脫雜質(zhì)精制技術(shù)，包括減壓精餾，脫去氮，氧，氫等低沸點的氣體，得到高純氯產(chǎn)品。

原料工業(yè)級液氯，經(jīng)過硫酸脫水后，含水量在5-30ppm。

步驟1中的經(jīng)過氯化處理的苯乙烯系大孔陽離子交換樹脂，在苯乙烯的芳環(huán)上有磺酸基團和氯取代基，為市售產(chǎn)品，如美國羅門哈斯生產(chǎn)的A45樹脂催化劑，凱瑞化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的D008樹脂催化劑；1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，四甲基銨甘氨酸為市售產(chǎn)品，如中科院蘭州化學(xué)物理研究所研制的產(chǎn)品。

步驟(2)中的分子篩干燥劑是已知的分子篩，優(yōu)選使用的分子篩的例子包括X型分子篩，A型分子篩，分子篩可以在使用前經(jīng)過預(yù)處理，例如酸處理，熱處理和蒸汽處理。

步驟(4)中的脫雜質(zhì)精制技術(shù)，為精餾分離技術(shù)，包括多級精餾和單級精餾。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

1：經(jīng)過氯化處理的苯乙烯系大孔陽離子交換樹脂作為吸附劑，因為已經(jīng)過氯化，不再和氯氣進一步反應(yīng)。同時大孔樹脂的微孔結(jié)構(gòu)也利于吸附雜質(zhì)。

2：四甲基銨甘氨酸，1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，以及聚苯乙烯具有良好的二氧化碳，一氧化碳吸附效果，負載后可以極高吸附劑的吸附性能。

具體實施方式

以下實例僅僅是進一步說明本發(fā)明，并不是限制本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

(1)高效吸附劑的制備：

將100KgD008樹脂催化劑，加入1500Kg的去離子水，加入7Kg的四甲基銨甘氨酸，0.7Kg1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，10℃浸泡30h，再經(jīng)離心，干燥至含水量0.06ppm，得到高效吸附劑。

(2)脫水：

原料工業(yè)級液氯，經(jīng)過氣化，再通入裝有X型分子篩干燥劑的干燥塔進行脫水，水含量2.8ppm。

(3)吸附

脫水后的氯氣進入裝有本高效吸附劑的吸附塔，溫度40℃，流速5BV/h，負載四甲基銨甘氨酸的吸附劑可提高吸附二氧化碳，一氧化碳的性能，吸附劑的磺酸基團脫除微量水分，二氧化碳含量1.3ppm，一氧化碳含量2.6ppm，水含量0.5ppm。

(4)脫雜質(zhì)精制

吸附后的氯氣再經(jīng)過業(yè)內(nèi)公知的減壓精餾精制技術(shù)，得到質(zhì)量百分比濃度99.999的高純氯產(chǎn)品。

實施例2：

(1)高效吸附劑的制備：

將100KgD008樹脂催化劑，加入1000Kg的去離子水，加入3Kg的四甲基銨甘氨酸，0.1Kg1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，0℃浸泡40h，再經(jīng)離心，干燥至含水量0.08ppm，得到高效吸附劑。

(2)脫水：

原料工業(yè)級液氯，經(jīng)過氣化，再通入裝有X型分子篩干燥劑的干燥塔進行脫水，水含量3.2ppm。

(3)吸附

脫水后的氯氣進入裝有本高效吸附劑的吸附塔，溫度20℃，流速3BV/h，負載四甲基銨甘氨酸的吸附劑可提高吸附二氧化碳，一氧化碳的性能，吸附劑的磺酸基團脫除微量水分，二氧化碳含量1.9ppm，一氧化碳含量2.9ppm，水含量0.6ppm。

(4)脫雜質(zhì)精制

吸附后的氯氣再經(jīng)過業(yè)內(nèi)公知的減壓精餾精制技術(shù)，得到質(zhì)量百分比濃度99.999的高純氯產(chǎn)品。

實施例3：

(1)高效吸附劑的制備：

將100Kg A45樹脂催化劑，加入1500Kg的去離子水，加入10Kg的四甲基銨甘氨酸，1Kg1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，30℃浸泡10h，再經(jīng)離心，干燥至含水量0.07ppm，得到高效吸附劑。

(2)脫水：

原料工業(yè)級液氯，經(jīng)過氣化，再通入裝有X型分子篩干燥劑的干燥塔進行脫水，水含量2.2ppm。

(3)吸附

脫水后的氯氣進入裝有本高效吸附劑的吸附塔，溫度60℃，流速10BV/h負載四甲基銨甘氨酸的吸附劑可提高吸附二氧化碳，一氧化碳的性能，吸附劑的磺酸基團脫除微量水分，二氧化碳含量1.1ppm，一氧化碳含量1.2ppm，水含量0.3ppm。

(4)脫雜質(zhì)精制

吸附后的氯氣再經(jīng)過業(yè)內(nèi)公知的減壓精餾精制技術(shù)，得到質(zhì)量百分比濃度99.9999的高純氯產(chǎn)品。

比較例1：

四甲基銨甘氨酸不加入，其它同實施例1，吸附后二氧化碳含量4.6ppm，一氧化碳含量4.1ppm，水含量1.8ppm。再經(jīng)精餾得到質(zhì)量百分比濃度99.994的氯氣。

比較例2：

1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽不加入，其它同實施例1，吸附后二氧化碳含量3.6ppm，一氧化碳含量3.4ppm，水含量1.5ppm。再經(jīng)精餾得到質(zhì)量百分比濃度99.998的氯氣。

比較例3：

使用SSZ33分子篩做吸附劑，其它同實施例1，二氧化碳含量6.3ppm，一氧化碳含量6.6ppm，水含量3.2ppm。再經(jīng)精餾得到質(zhì)量百分比濃度99.914的氯氣。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之中。