一种高纯三氟化硼的分装系统及分装方法与流程

本发明涉及气体充装设备，特别是涉及一种高纯三氟化硼的分装系统及分装方法。

背景技术：

1、高纯气体是指纯度≥99.999％的气体，如高纯三氯化硼、四氟化硅、三氟化氮、三氟化硼等，都广泛应用于半导体、ic等领域。这类气体绝大部分都是有毒有害气体。高纯气体充装时，不仅要求充装的气体不能被污染，而且对充装系统中存留的气体处理也不能污染环境。

2、目前高纯三氟化硼的生产过程中都是用40l或47l瓶装，而使用过程中大都是需要2l瓶或0.35l瓶装，一般2l瓶装400g或800g，0.35l瓶装60g或100g，这就需要进行分装。常见的分装系统虽然简单实用，但是存在诸多弊端，比如尾气处理不合格，真空度低，回收不方便等。特别是在换钢瓶充装过程中，极易在管线中混入其他气体，导致后续充装的高纯气体被污染。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高纯三氟化硼的分装系统及分装方法，以解决现有技术存在的问题，既能够保证分装三氟化硼高纯度的同时避免管线内的三氟化硼外泄污染环境，还能够保护机械真空泵，延长其使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种高纯三氟化硼的分装系统，包括主管路以及设置在所述主管路上的k7阀门，所述主管路上，所述k7阀门的两侧分别为真空处理区和产品充装区；所述产品充装区中设置有原料气瓶和充装气瓶，所述原料气瓶通过k1阀门、k12阀门连接所述主管路，所述充装气瓶通过k2阀门、k13阀门连接所述主管路；所述充装气瓶与所述k13阀门之间的支管路通过k14阀门与所述真空处理区连接，且所述k13阀门与所述产品充装区的连接端靠近所述k7阀门；所述真空处理区包括循环水真空泵、机械真空泵和氮气气源，所述循环水真空泵通过k10阀门连接所述主管路，所述机械真空泵通过k11阀门连接所述主管路；所述氮气气源通过k9阀门连接所述主管路。

3、优选的，所述产品充装区还包括通过k5阀门连接所述主管路的尾气处理机构。

4、优选的，所述产品充装区还包括通过k3、k15阀门连接所述主管路的负压回收气瓶。

5、优选的，所述充装气瓶连接充装气体计量机构。

6、优选的，所述充装气体计量机构为计量秤。

7、优选的，所述产品充装区还包括通过k6阀门连接所述主管路的压力传感器。

8、优选的，所述产品充装区还包括通过k4阀门连接所述主管路的气体分析仪。

9、优选的，所述真空处理区还包括通过k8阀门连接所述主管路的真空计。

10、本发明还公开一种利用上述的高纯三氟化硼的分装系统实施的分装方法，包括如下步骤：

11、(1)分装系统的抽空处理：

12、抽真空前，所有阀门处于关闭状态；开启机械真空泵，依次打开k11阀门、k14阀门、k6阀门、k7阀门、k1阀门、k2阀门、k3阀门、k12阀门、k13阀门、k8阀门和k15阀门，对分装系统抽真空，达到真空度标准后，关闭k11阀门和k8阀门；然后打开k14阀门、k6阀门、k7阀门、k1阀门、k2阀门、k3阀门、k12阀门、k13阀门和k9阀门，用氮气置换，再打开k5阀门排空，重新抽真空，重复上述步骤若干次，全系统抽真空完成，关闭所有阀门；

13、(2)产品充装：

14、打开原料气瓶的钢瓶阀门，然后打开k12阀门和k1阀门，再打开k6阀门；然后打开k13阀门和k2阀门，对充装气瓶进行充装，达到要充装的数量后，关闭充装气瓶的钢瓶阀门和k13阀门；

15、(3)充装气瓶的更换：

16、打开k14阀门和k10阀门，开启循环水真空泵进行预抽真空，然后利用氮气置换并抽真空，重复若干次；将充装气瓶卸下，更换新的充装气瓶；打开k11阀门和机械真空泵抽真空，达到真空度要求后，关闭k11阀门和机械真空泵，重复步骤(2)进行产品充装；

17、(4)分装系统中的残余气体处理：

18、全部充装气瓶分装完成后，关闭原料气瓶品的钢瓶阀门和k13阀门，打开k3阀门、k15阀门和负压回收气瓶的钢瓶阀门，管线中的三氟化硼气体进入负压回收钢瓶；打开k5阀门进行排气；然后打开k9阀门，置换和吹扫分装系统，关闭k5阀门和k9阀门，开启循环水真空泵和k10阀门抽真空；再打开k9阀门进行氮气置换，重复若干次，关闭k9阀门和k10阀门，打开机械真空泵和k11阀门抽真空，达到真空度要求后关闭所有阀门。

19、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

20、本发明将真空处理区和产品充装区进行隔离，使整个系统的管路容积降到最低，有效的降低了充装过程的损失；而设置机械真空泵和循环水真空泵，采用循环水真空泵预抽真空，用机械真空泵抽高真空，可以在更换充装气瓶之前处理管线内残余三氟化硼气体，避免了三氟化硼进入机械真空泵影响其正常工作，保护了机械真空泵，延长了机械真空泵的使用寿命。另外，本发明还能够对管线中的残余三氟化硼进行回收、处理，既避免了浪费，也避免了尾气排入空气中污染环境的问题。

技术特征：

1.一种高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，包括主管路以及设置在所述主管路上的k7阀门，所述主管路上，所述k7阀门的两侧分别为真空处理区和产品充装区；所述产品充装区中设置有原料气瓶和充装气瓶，所述原料气瓶通过k1阀门、k12阀门连接所述主管路，所述充装气瓶通过k2阀门、k13阀门连接所述主管路；所述充装气瓶与所述k13阀门之间的支管路通过k14阀门与所述真空处理区连接，且所述k13阀门与所述产品充装区的连接端靠近所述k7阀门；所述真空处理区包括循环水真空泵、机械真空泵和氮气气源，所述循环水真空泵通过k10阀门连接所述主管路，所述机械真空泵通过k11阀门连接所述主管路；所述氮气气源通过k9阀门连接所述主管路。

2.根据权利要求1所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述产品充装区还包括通过k5阀门连接所述主管路的尾气处理机构。

3.根据权利要求2所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述产品充装区还包括通过k3、k15阀门连接所述主管路的负压回收气瓶。

4.根据权利要求3所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述充装气瓶连接充装气体计量机构。

5.根据权利要求4所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述充装气体计量机构为计量秤。

6.根据权利要求3所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述产品充装区还包括通过k6阀门连接所述主管路的压力传感器。

7.根据权利要求6所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述产品充装区还包括通过k4阀门连接所述主管路的气体分析仪。

8.根据权利要求7所述的高纯三氟化硼的分装系统，其特征在于，所述真空处理区还包括通过k8阀门连接所述主管路的真空计。

9.一种利用如权利要求8所述的高纯三氟化硼的分装系统实施的分装方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开一种高纯三氟化硼的分装系统及分装方法，涉及气体充装设备技术领域，包括主管路以及设置在主管路上的K7阀门，K7阀门的两侧分别为真空处理区和产品充装区；产品充装区中设置有原料气瓶和充装气瓶，原料气瓶通过K1阀门、K12阀门连接主管路，充装气瓶通过K2阀门、K13阀门连接主管路；充装气瓶与K13阀门之间的支管路通过K14阀门与真空处理区连接；真空处理区包括循环水真空泵、机械真空泵和氮气气源，循环水真空泵通过K10阀门连接主管路，机械真空泵通过K11阀门连接主管路；氮气气源通过K9阀门连接主管路；本发明既能够保证分装三氟化硼高纯度的同时避免管线内的三氟化硼外泄污染环境，还能够保护机械真空泵，延长其使用寿命。技术研发人员：范正林,李子宽,方建朝,赵鹏德,祝全仁受保护的技术使用者：中昊光明化工研究设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2