高纯氨充装系统及利用其充装高纯氨的充装方法

技术领域

本发明涉及一种高纯氨充装系统及利用其充装高纯氨的充装方法，属于高纯氨充装技术领域。

背景技术

电子级高纯氨广泛用于半导体照明、平板显示、太阳能电池以及大规模集成电路制造领域中，这些新兴产业的发展为电子级高纯氨带来了新的市场需求。与此同时，电子级高纯氨的充装技术面临新的挑战。目前，电子级高纯氨采用钢瓶和槽车充装提供给客户使用。随着电子级高纯氨需求量的增加，槽车充装将占主导形式。槽车充装的传统做法是采用泵提供充装动力，充装时间较短，但存在污染高纯氨产品的风险。

发明内容

对此，本发明旨在提供一种免污染且能有效降低充装能耗的高纯氨充装系统及利用该充装系统充装高纯氨的充装方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种高纯氨充装系统，包括产品缓冲罐、产品罐和冷却装置，所述产 品缓冲罐连接高纯氨生产线的采出端，其上装有检测产品缓冲罐液位的第一液位计，所述产品缓冲罐的液相接口通过第一液相管线与所述产品罐的液相接口连接，通过第二液相管线经充装站与槽车的液相接口连接，所述产品罐的气相接口通过产品罐气相管线经所述充装站与槽车的气相接口连接，在所述第一液相管线、所述第二液相管线及所述产品罐气相管线上分别设置有控制各管线通断的阀门，所述产品罐上设置有检测产品罐液位的第二液位计和检测产品罐内温度及压力的温度传感器，所述冷却装置用于对所述产品罐冷却降压。

上述技术方案中，所述冷却装置为冷却水装置。

一种利用上述充装系统充装高纯氨的充装方法，包括以下步骤：

S1：对槽车清洁处理后，槽车气、液相接口通过槽车气相管线、槽车液相管线连接至充装站，并通过所述充装站对槽车气相管线、槽车液相管线进行吹扫、保压、抽真空；

S2：所述产品罐内压力为P1，打开槽车及管线相应阀门使所述产品罐气相管线、槽车气相管线导通从而降低所述槽车内的压力，随着冷却装置的持续运行，使槽车内压力降至P1后，通过关闭槽车及管线相应阀门将产品罐气相管线、槽车气相管线切断，并通过关闭相应阀门将第一液相管线切断做充装前准备；

S3：来自生产线的高纯氨产品进入所述产品缓冲罐，所述产品缓冲罐内的压力为P2，P2-P1≥0.1MPa，打开相应阀门使所述第二液相管线及槽车 液相管线导通，从而通过产品缓冲罐与槽车间的压差使高纯氨产品由所述产品缓冲罐向所述槽车内充装；

S4：充装完成后，关闭槽车液相接口处的阀门，并打开相应阀门使第一液相管线导通，高纯氨产品由产品缓冲罐进入产品罐。

上述技术方案中，P1≤0.3MPa，P2≥0.4MPa。

本发明具有积极的效果：采用本发明中的充装系统在充装高纯氨过程中避免了其它设备(如泵)对高纯氨产品的污染，使得生产的高纯氨产品直接充装，确保槽车内的高纯氨产品纯度与生产线上的高纯氨纯度一致；其次通过利用冷却装置降低产品罐压力后连通产品罐气相与槽车气相管线从而降低槽车压力，通过利用生产线上的高纯氨产品压力与槽车间的压差充装高纯氨产品至槽车，充装方便；考虑到高纯氨的物性特点，现有高纯氨生产线高纯氨产品罐储存方式为低温储存，因此在本发明中的充装系统中直接通过平衡产品罐与槽车内的压力来降低槽车压力，与其它充装工艺(如通过加温方式提高产品罐压力充装槽车)相比降低了充装过程中的充装能耗。

附图说明

图1为本发明中高纯氨充装系统的结构示意图。

图中所示附图标记为：1-产品缓冲罐；2-产品罐；3-第一液位计；4-第一液相管线；5-第二液相管线；6-槽车；7-产品罐气相管线；8-第二 液位计；9-温度传感器；10-冷却装置；11-充装站；12-槽车气相管线；13-槽车液相管线。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明中的方案做以说明：

实施例1

一种高纯氨充装系统，如图1所示，其包括产品缓冲罐1、产品罐2和冷却装置10，所述产品缓冲罐1连接高纯氨生产线的采出端，其上装有检测产品缓冲罐1液位的第一液位计3，所述产品缓冲罐1的液相接口通过第一液相管线4与所述产品罐2的液相接口连接，通过第二液相管线5经充装站11与槽车6的液相接口连接，所述产品罐2的气相接口通过产品罐气相管线7经所述充装站11与槽车6的气相接口连接，在所述第一液相管线4、所述第二液相管线5及所述产品罐气相管线7上分别设置有控制各管线通断的阀门，所述产品罐2上设置有检测产品罐2液位的第二液位计8和检测产品罐2内温度及压力的温度传感器9，所述冷却装置10用于对所述产品罐2冷却降压，所述第二液相管线5及所述气相管线7经过充装站11。所述充装站11用于对连接槽车的气、液相管线进行吹扫、保压、抽真空等处理，其结构属于现有技术，本实施例中不作赘述。采用本发明中的系统在充装高纯氨过程中避免了其它设备(如泵)对高纯氨产品的污染，使得生产的高纯氨产品直接充装，确保槽车6内的高纯氨产品纯度与生产线上的高纯氨纯度一致；其次通过利用冷却装置10降低产品罐压力后连通产品 罐气相管线与槽车气相管线从而降低槽车压力，通过利用生产线上的高纯氨产品压力(0.6MPa以上)与槽车6间的压差充装高纯氨产品至槽车6，充装方便；考虑到高纯氨的物性特点，现有高纯氨生产线高纯氨产品罐储存方式为低温储存，因此在本发明中的充装系统中直接通过平衡产品罐与槽车内的压力来降低槽车压力，与其它充装工艺(如通过加温方式提高产品罐压力充装槽车)相比降低了充装过程中的充装能耗。

本实施例中的所述冷却装置10为冷却水装置，采用冷水、冷气或者乙二醇等冷媒。

实施例2

一种利用实施例1中的充装系统充装高纯氨的充装方法，包括以下步骤：S1：对槽车6清洁处理后，槽车气、液相接口通过槽车气相管线12、槽车液相管线13连接至充装站11，并通过所述充装站11对槽车气相管线12、槽车液相管线13进行吹扫、保压、抽真空；S2：所述产品罐2内压力为P1(由所述冷却装置10对其降温降压)，保持第二液相管线5切断，打开槽车及管线相应阀门使所述产品罐气相管线7、槽车气相管线12导通从而降低所述槽车6内的压力，随着冷却装置10的持续运行，使槽车6内压力与产品罐2内的压力达到平衡，且槽车内压力降至P1后，通过关闭槽车及管线相应阀门将产品罐气相管线7、槽车气相管线12切断，并通过关闭相应阀门将第一液相管线4切断做充装前准备；S3：来自生产线的高纯氨产品进入所述产品缓冲罐1，所述产品缓冲罐1内的压力为P2，P2-P1≥ 0.1MPa，打开相应阀门使所述第二液相管线5及槽车液相管线13导通，从而通过产品缓冲罐1与槽车6间的压差(≥0.1MPa，压差越大充装越快)使高纯氨产品由所述产品缓冲罐1向所述槽车6内充装；S4：充装完成后，关闭槽车6液相接口处的阀门，并打开相应阀门使第一液相管线4导通，高纯氨产品由产品缓冲罐1进入产品罐2。在步骤S1中，将槽车6内残留杂质清理干净，通过所述充装站11对槽车气相管线12、液相管线13进行吹扫、保压、抽真空，能够提高并保证充装高纯氨产品的纯度；在实际生产中，步骤S2中，所述产品罐2通常经乙二醇水冷却至-1～3℃，压力为0.2-0.3MPa，步骤S3中，生产线的高纯氨产品的压力在0.6MPa以上，进入所述产品缓冲罐1时有部分压力损耗，即便这样所述产品缓冲罐1中的压力也保持在0.4MPa以上，因此在充装操作时，只需先通过气相管线连接槽车6与产品罐2连通将槽车6内压力降下来，然后利用生产线上生产的高压高纯氨直接充装槽车6，耗能低，并能保证槽车6内高纯氨产品纯度与生产线上高纯氨产品纯度基本保持一致，其纯度可达99.9999％以上。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。