(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910202263.3
(22)申请日 2019.03.18
(71)申请人 大连华邦化学有限公司
地址 116000 辽宁省大连市高新技术产业
园区黄浦路782号七层702室
(72)发明人 侯鹏　李文强　韩江江　张文刚　
皮山丹　田维峰　李文豪　
(74)专利代理机构 大连博晟专利代理事务所
(特殊普通合伙) 21236
代理人 于忠晶
(51)Int.Cl.
C01B 21/04(2006.01)
C01B 23/00(2006.01)
(54)发明名称
一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系
统及工艺
(57)摘要
本发明涉及导体芯片制造领域中使用的大
宗气体的纯化。

一种基于常温吸附工艺的超纯气
体纯化系统，包含一备一用两个吸附反应器、相
应的切换阀门、相应的管路、再生气加热器、再生
气冷却器和控制系统；所述吸附反应器分别装填
有两种填料，从原料气的流入侧向流出侧依次填
充脱氧剂和镍催化剂。

工艺简单，一步法除杂，且
镍催化剂的成本远高于所述脱氧剂的成本，脱氧
剂对氧、水、二氧化碳的吸附容量大于镍催化剂，
原料气首先经过脱氧剂的纯化，将原料中的ppm
级的杂质先行脱除到10ppb，之后再经过镍催化
剂，镍催化剂只需要装填用于脱除10ppb杂质所
需的吸附量即可，因此可以减少高成本的镍催化
剂的装填量，
降低纯化成本。

权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 109775671 A 2019.05.21
C N 109775671
A
权　利　要　求　书1/1页CN 109775671 A
1.一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：包含一备一用两个吸附反应器、相应的切换阀门、相应的管路、再生气加热器、再生气冷却器和控制系统；所述吸附反应器分别装填有两种填料，从原料气的流入侧向流出侧依次填充脱氧剂和镍催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：吸附反应器进气口通过原料气输入管路和切换阀门与原料气入口连接，吸附反应器出气口通过产品气输出管路和切换阀门与产品气出口连接；原料气输入管路上旁路连通再生气输出管路，再生气输出管路上安装有再生气冷却器和切换阀门，再生气输出管路连通放气口；产品气输出管路旁路连接再生气输入管路，再生气输入管路上安装有再生气加热器和切换阀门。

3.根据权利要求1所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：所述再生气输入管路通过管路连接氢气入口，且管路上安装有氢气入口阀。

4.根据权利要求1所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：所述切换阀门采用电子级隔膜阀或波纹管阀。

5.根据权利要求1所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：所述镍催化剂和脱氧剂的填充体积比Va/Vb＝0.1～0.6；进一步优选Va/Vb＝0.2～0.4。

6.根据权利要求1所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：所述镍催化剂采用对气体中微量氧、水、二氧化碳、一氧化碳、氢和非甲烷烃类脱除能力的镍催化剂；镍催化剂采用在活性氧化铝、沸石分子筛、活性炭或硅胶等载体上担载20～80wt%的金属镍的方式制备；进一步优选担载有30～50wt%的镍催化剂。

7.根据权利要求1所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化系统，其特征在于：所述吸附反应器床层上设置有测温点，控制系统包括CPU中央控制单元，CUP中央控制单元分别与流量开关、压力传感器、温度传感器、继电器、接触器、显示面板连接。

8.一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化工艺，一备一用吸附反应器分别处于纯化阶段和再生阶段；
纯化阶段：原料气体进入吸附反应器后，首先经脱氧剂纯化对氧、水、二氧化碳的吸附，将原料中的ppm级的杂质先行脱除到10ppb，之后再经过镍催化剂纯化，继续将氧、水、二氧化碳、一氧化碳、氢和非甲烷烃类进一步脱除到1ppb以下；
再生阶段：再生气通过归纳法生气加热器进入吸附反应器，高温的再生气将吸附反应器在纯化阶段吸附的水汽带出床层，经再生气冷却器降温后通过放空口高位放空；再进行加氢再生，氢气作为镍催化剂床层和脱氧剂床层的还原气对吸附反应器进行再生，经再生气冷却器降温后通过放空口高位放空。

9.根据权利要求8所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化工艺，其特征在于：所述当吸附反应器处于再生阶段时，生气加热器将再生气体加热到280摄氏度，再输入过吸附反应器。

10.根据权利要求8所述的一种基于常温吸附工艺的超纯气体纯化工艺，其特征在于：所述当吸附反应器处理纯化阶段时，吸附反应器床层上设置的测温点监测到有异常温度升高且达到联锁值时，系统启动联锁停机程序。

2。