本發(fā)明涉及金屬有機(jī)源制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬有機(jī)源的精餾工藝。
背景技術(shù)：
金屬有機(jī)源（如：三甲基鎵（tmg）、三乙基鎵（teg）、三甲基銦（tmin）以及三甲基鋁（tmal））等作為mocvd外延行業(yè)的主要原料，廣泛應(yīng)用于固態(tài)照明led、半導(dǎo)體激光器、高性能晶體管和高效率太陽(yáng)能電池中。由于產(chǎn)品純度要求高電子級(jí)6n(99.9999%)，生產(chǎn)企業(yè)純化工藝一般采用配合物純化加精餾塔精餾。配合物純化一般選用胺類醚類高沸點(diǎn)有機(jī)物作為配體，通過(guò)真空系統(tǒng)去除粗品中相對(duì)產(chǎn)品易揮發(fā)性雜質(zhì)。精餾塔精餾通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的全回流，使產(chǎn)品按沸點(diǎn)分離。整個(gè)工藝路線耗時(shí)長(zhǎng)，單次收率低。因此，解決金屬有機(jī)源精餾工作效率低下的問(wèn)題就顯得尤為重要了。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種金屬有機(jī)源的精餾工藝，通過(guò)精確控制，對(duì)體系脈沖加熱和不凝氣排放，提高精餾效果。
本發(fā)明提供一種金屬有機(jī)源的精餾工藝，主要包括以下步驟：
梯度升溫：在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，根據(jù)產(chǎn)品特性，由室溫起始梯度升溫至開始回流。
間斷式伴熱全回流除雜：待精餾物料開始全回流后，通過(guò)控制底釜伴熱，以精餾柱上下壓差或者溫差為判斷參數(shù)，由plc控制閥門a開關(guān)，間歇式排放不凝尾氣。例如：當(dāng)精餾塔上下壓差達(dá)到0-0.1bar,伴熱停止，待產(chǎn)品物料回流量減少（冷凝成液體回塔釜，而沸點(diǎn)較產(chǎn)品物料低的不凝雜質(zhì)絕大部分依然為氣體狀態(tài)滯留在塔頂），填料塔上下壓差為0-0.05bar，plc控制閥門a打開，將頂端富集的高濃度低沸不凝氣排除體系至尾氣回收或者處理裝置；當(dāng)精餾塔上下壓力平衡后。整個(gè)除雜過(guò)程包含周期數(shù)的步驟，該過(guò)程可將易揮發(fā)性雜質(zhì)完全移出反應(yīng)體系（體系減重1-10%）。
前餾分收集：全回流過(guò)程中，通過(guò)取樣檢測(cè)易揮發(fā)性低沸點(diǎn)雜質(zhì)去除情況，當(dāng)其值達(dá)到要求值后，可通過(guò)plc切換至前餾分收集階段，以合適回流比收集少量前餾分以及混合其中的混溶雜質(zhì)（1-10%）。
產(chǎn)品收集階段：前餾分收集結(jié)束，出料達(dá)到合格產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，開始以合適回流比收集產(chǎn)品（80-90%），底釜?dú)堄辔锪习ǜ叻悬c(diǎn)雜質(zhì)（5-15%）。
以上粗品為為配合物純化過(guò)后mo源產(chǎn)品，純度達(dá)到4.5n，主要包括沸點(diǎn)較低的雜質(zhì)為醚類、有機(jī)硅、有機(jī)鋅，高沸點(diǎn)的含氧含硅有機(jī)雜質(zhì)以及無(wú)機(jī)等等。
精餾柱需做保溫或伴熱。
精餾柱頂端須有旁路連接泄壓閥及防爆罐。
步驟前餾分收集回流比為100/5-20/10。
步驟產(chǎn)品收集過(guò)程回流比為80/5-20/10，過(guò)程取樣分析方法分別采用有機(jī)雜質(zhì)——nmr,無(wú)機(jī)雜質(zhì)——icp-oes。
閥門a/c/d為電磁閥或者氣動(dòng)閥；冷凝器為列管式；精餾塔釜伴熱源為導(dǎo)熱油機(jī)，外接plc控制器，常壓精餾plc監(jiān)測(cè)精餾塔柱上下壓差判斷塔釜伴熱開閉；減壓精餾plc監(jiān)測(cè)精餾塔柱上下溫差判斷塔釜伴熱開閉。
精餾柱為填料柱，填料填料塔的填料采用堆散填料或規(guī)整填料；堆散填料為任何形狀，例如但不限于環(huán)狀、鞍狀、波紋板等，尺寸為3mm~20mm；填料塔的理論塔板數(shù)為20~70。
本發(fā)明的有益效果：適用性廣，絕大多數(shù)金屬有機(jī)化合物純化，只要粗品中含有較產(chǎn)品沸點(diǎn)低的雜質(zhì)組分，均適用于本工藝條件；本發(fā)明有效提高了精餾過(guò)程雜質(zhì)分離效率，降低含雜前餾分所需量，提高了單次精餾收率3-15%；自動(dòng)化程度高，大大減少了所需工作量，有助于企業(yè)成本降低及工藝穩(wěn)定性控制。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的工藝示意圖。
具體實(shí)施方式
為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
實(shí)施例一
如圖1所示，本實(shí)施例提供一種金屬有機(jī)源的精餾工藝，plc控制間斷式伴熱脈沖排放尾氣三甲基鎵精餾，具體步驟如下：
梯度升溫：開機(jī)檢查完成后，粗品三甲基鎵投料125kg,在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下開始加熱，升溫梯度為室溫起始，直接設(shè)定導(dǎo)熱油溫度55℃，當(dāng)?shù)赘_(dá)到設(shè)定溫度后，以5℃/h，升溫至70℃，再以2℃/h的升溫梯度直至體系實(shí)現(xiàn)回流。
間斷式伴熱全回流除雜：以精餾塔上下壓差首次達(dá)到0.04bar作為全回流標(biāo)志，開始計(jì)算全回流起點(diǎn)；plc間斷式伴熱設(shè)定為：精餾柱上下壓差達(dá)到0.04bar，停止通導(dǎo)熱油；壓差降至0.03bar，由plc控制閥門a開,當(dāng)壓差降至0bar,plc控制閥門a關(guān)，同時(shí)開始通導(dǎo)熱油，直至上下壓差重新達(dá)到0.04bar,進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期；全回流過(guò)程每3h取樣檢測(cè)一次，當(dāng)實(shí)測(cè)硅鋅含量均低于1ppm，結(jié)束全回流，總計(jì)全回流時(shí)間10h。
前餾分收集：全回流結(jié)束后，通過(guò)plc切換至前餾分收集階段，設(shè)定收集前餾分回流比為80/5,每收集2kg前餾分取樣分析，出料4kg(3.2%)后，產(chǎn)品達(dá)到6n標(biāo)準(zhǔn)(硅與鋅含量小于0.2ppm)。
產(chǎn)品收集階段：前餾分收集結(jié)束，開始以回流比80/5收集產(chǎn)品105kg（84%），底釜?dú)堄辔锪?5kg（12%）。
本案例收率84%,前后餾分后餾分可循環(huán)使用，除雜過(guò)程損失粗品約1kg經(jīng)回收后，初步純化后循環(huán)使用，所使用填料塔理論塔板數(shù)為20。
實(shí)施例二
如圖1所示，本實(shí)施例提供一種金屬有機(jī)源的精餾工藝，plc控制間斷式伴熱脈沖排放尾氣三乙基鎵精餾，具體步驟如下：
梯度升溫：開機(jī)檢查完成后，粗品三乙基鎵投料80kg,在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下控制體系壓力250torr,開始加熱，升溫梯度為室溫起始，直接設(shè)定導(dǎo)熱油溫度80℃，當(dāng)?shù)赘_(dá)到設(shè)定溫度后，以5℃/h，升溫至95℃，再以2℃/h的升溫梯度直至體系實(shí)現(xiàn)回流(105-110℃)。
間斷式伴熱全回流除雜：以精餾塔上下壓差首次達(dá)到14torr作為全回流標(biāo)志，開始計(jì)算全回流起點(diǎn)；plc間斷式伴熱設(shè)定為：精餾柱上下壓差達(dá)到14bar，停止通導(dǎo)熱油；壓差降至10bar，由plc控制閥門a開（閥門bcd關(guān)）,當(dāng)壓差降至3torr,plc控制閥門a關(guān)（閥門b開），同時(shí)開始通導(dǎo)熱油，直至上下壓差重新達(dá)到14torr,進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期；全回流過(guò)程每3h取樣檢測(cè)一次，當(dāng)實(shí)測(cè)硅鋅含量均低于1ppm，結(jié)束全回流，總計(jì)全回流時(shí)間10h。
前餾分收集：全回流結(jié)束后，通過(guò)plc切換至前餾分收集階段，設(shè)定收集前餾分回流比為80/5,每收集2kg前餾分取樣分析，出料9kg(3.2%)后，產(chǎn)品達(dá)到6.5n標(biāo)準(zhǔn)(硅與鋅含量小于0.05ppm)。
產(chǎn)品收集階段：前餾分收集結(jié)束，開始以回流比40/10收集產(chǎn)品43kg（53.8%），底釜?dú)堄辔锪?6.1kg（34.1%）。
本案例收率53.8%,前后餾分后餾分可循環(huán)使用，除雜過(guò)程損失粗品約1.9kg經(jīng)回收后，初步純化后循環(huán)使用，所使用填料塔理論塔板數(shù)為15。