專利名稱：一種去除四氯化鍺中含氫雜質(zhì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高純度光纖用四氯化鍺的提純裝置。屬稀散金屬冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聞純四氣化錯廣品是生廣聞品級石英系光纖不可缺少的關(guān)鍵原料，其用途是提聞光纖的折射指數(shù)，降低光損耗，進(jìn)而提高光纖的傳輸距離。由于高純四氯化鍺的金屬及含氫雜質(zhì)含量和分布決定著光纖的重要性能指標(biāo)，其質(zhì)量直接影響著光纖的質(zhì)量。因此，對高純四氯化鍺中金屬雜質(zhì)(Fe、Co、Cr、Mn、Cu等)和含氫雜質(zhì)(0H、CH、HC1)的含量要求極低。目前廣泛應(yīng)用的高純四氯化鍺精餾工藝，雖能較好地去除金屬雜質(zhì)(Fe、Co、Cr、 Mn、Cu等)，但無法有效地去除含氫雜質(zhì)(0H、CH、HC1);即使是單獨采用氯化氫氣體或無水氯氣來提純四氯化鍺，也只能去除砷和其他類似的雜質(zhì)，而不能將含氫雜質(zhì)去除。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種能夠有效去除四氯化鍺中含氫雜質(zhì)(OH、CH和HCl)的裝置，得到滿足光纖生產(chǎn)的光纖用四氯化鍺產(chǎn)品。本實用新型的技術(shù)方案是一種去除四氯化鍺中含氫雜質(zhì)的裝置，其特征是在精餾釜(3)上部的精餾塔塔柱頂部有根管路I (I)，管路II 一端與尾氣吸收裝置(I)內(nèi)聯(lián)接， 管路II另一端與冷卻系統(tǒng)(10)和電磁鐵(YAl)聯(lián)接，管路I(I)依次與冷卻系統(tǒng)(10)、出料電磁擺頭(4)、過渡瓶(5)、鼓泡瓶￠)、緩沖瓶A(ll)、緩沖瓶B(12)、緩沖瓶C(13)、緩沖瓶D (14)和真空泵(M)聯(lián)接后，真空泵(M)另一端再與尾氣吸收裝置⑴聯(lián)接接通；過渡瓶(5)的另一尾氣出口通過管路III依序與液位瓶(7)和尾氣吸收裝置(I)聯(lián)接；出料電磁擺頭(4)通過管路I⑴分別與廢料瓶⑶、取樣口(9)和產(chǎn)品罐(2)接通。本實用新型精餾塔使用精餾釜為行業(yè)內(nèi)使用的普通精餾塔。其步驟(I)將純度為4N 5N的四氯化鍺加入到精餾釜(3)中，將精餾釜(3)升溫至75 83°C之間進(jìn)行精餾，使四氯化鍺處于亞沸騰狀態(tài)，通入流量為30 40L/h氮氣，啟動真空泵 (M)，同時依次打開閥門(YV201e、YV201f、YV201c、YV201b、YV201a 和 YV201d)，抽真空系統(tǒng)運行，使含氫雜質(zhì)通過管路(I)進(jìn)入尾氣吸收裝置(I)，抽真空時間為6-10小時；(2)完成抽真空作業(yè)過程后，繼續(xù)升高精餾釜溫度，待精餾釜(3)上部的精餾塔塔柱內(nèi)所有篩板都呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象時，開始計時進(jìn)行全回流作業(yè)，全回流時間為3-6h ；(3)待全回流作業(yè)過程結(jié)束后，同時開啟電磁鐵(YAl和YA2)，調(diào)整回流比，回流比控制在8 : I 12 : I之間，時間6-8小時，將三通電磁閥閥門(YV202)調(diào)整至取樣口
(9)一側(cè)，對產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測，如所檢測四氯化鍺產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，則將三通電磁閥閥門(YV202)調(diào)整至四氯化鍺產(chǎn)品罐(2) —側(cè)，合格的四氯化鍺產(chǎn)品轉(zhuǎn)入罐裝工序。所述回流比是指回流比一般是指塔內(nèi)下流液體量與上升蒸氣量之比，它又稱為液氣比。本專利中回流比為塔頂冷卻下流經(jīng)過電磁擺頭(YA1、YA2)到精餾釜(3)內(nèi)的四氯化鍺和餾出到產(chǎn)瓶罐(2)的四氯化鍺的比值。所述抽真空系統(tǒng)操作步驟如下(I)將管路⑴依次與出料電磁擺頭⑷、過渡瓶(5)、鼓泡瓶(6)、緩沖瓶(11)、 緩沖瓶(12)、緩沖瓶(13)、緩沖瓶(14)和真空泵(M)聯(lián)接后，真空泵(M)出另一端再與尾氣吸收裝置聯(lián)接；過渡瓶(5)的另一尾氣出口通過管路依序與液位瓶(7)和尾氣吸收裝置
(I)聯(lián)接；(2)將精餾釜(3)升溫至75 83°C之間，使四氯化鍺處于亞沸騰狀態(tài)；(3)通入流量為30 40L/h高純氮氣，啟動真空泵(M)，依次打開閥門YV201e、 YV201f、YV201c、YV201b、YV201a和YV201d，運行抽真空系統(tǒng)，同時觀察液位瓶(7)的液位變化及其系統(tǒng)真空度的變化；(4)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(FI17)和真空泵(M)壓力調(diào)節(jié)閥，使液位瓶(7)的液位差保持在 20-30cm ；(5)隨著加熱中溫度的升高，觀察精餾塔內(nèi)氣液的狀態(tài)變化，通過調(diào)節(jié)氮氣轉(zhuǎn)子流量計(FI17)，適時調(diào)整系統(tǒng)的真空度和氮氣流量；(6)當(dāng)光纖用四氯化鍺制備結(jié)束，先關(guān)閉閥門(YV202)，后關(guān)閉精餾塔加熱系統(tǒng)， 加大氮氣流量控制系統(tǒng)內(nèi)充入氮氣，將管道內(nèi)殘留的四氯化鍺吹進(jìn)尾氣吸收裝置，然后依次關(guān)閉閥門(YV201d、YV201a、YV201b、YV201c、YV201f、YV201e)，最后關(guān)閉真空泵(M)。所述氮氣為純度5N-6N的高純氮氣。工作原理四氯化鍺在常溫、常壓下為液體，容易揮發(fā)，具有很強(qiáng)的腐蝕性，暴露在空氣中，即吸收空氣中的水份而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)水的摩爾數(shù)不同，發(fā)生如下反應(yīng)
GeCl4+H20^ Ge(OH)Cl3+HCl (C(H2o)<lxlO'2mol/L)； GeCl4+nH20 與
Ge(OH)nCl4-n+nHCl (n=2, 3) (C(H2O)>lxl0-2mol/L)。由此整個系統(tǒng)必須不斷通入高純氮氣，以避免空氣進(jìn)入系統(tǒng)而污染四氯化鍺。根據(jù)HANS的研究成果，HCl溶解在GeCl4溶液中的最大摩爾分?jǐn)?shù)可以達(dá)到X(HCl) =O. 028，滿足亨利定律x (HCl) = Cp (HCl) Iog10 (CPa) = -8. 270+439 (K/T)，升高 GeCl4 溶液溫度，可以降低其中所溶解的HCl的含量，當(dāng)HCl的量降低到一定程度，氣液達(dá)到平衡，此時，如果可以破壞此平衡狀態(tài)，不斷降低氣相中的HCl含量，則可以使溶液中的HCl不斷析出，并不斷帶走，最終達(dá)到去除HCl的目的。因此，采用抽真空的措施可以實現(xiàn)此目的。本實用新型的優(yōu)點是工藝過程簡單，操作方便，可以很好地去除四氯化鍺中的含氫雜質(zhì)，具有較高的工業(yè)使用價值。

圖I為本實用新型去除四氯化鍺中含氫雜質(zhì)的方法及裝置中的光纖負(fù)壓系統(tǒng)圖。圖中1_尾氣吸收裝置；2_產(chǎn)品罐；3_精餾釜；4_出料電磁擺頭；5_過渡瓶；6-鼓泡瓶；7_液位瓶；8_廢料瓶；9_取樣口 ； 10-冷卻系統(tǒng)；11-緩沖瓶、12-緩沖瓶、13-緩沖瓶、14-緩沖瓶；15-高純氮氣；16-四氯化鍺進(jìn)料口 ；17_精餾塔；M-真空泵；I-管路;YV201a、YV201b、YV201c、YV201d、YV201e、YV201f-閥門； YV202-三通電磁閥閥門；YA1、YA2-電磁鐵；FI17_轉(zhuǎn)子流量計。
具體實施方式
實施例I :(I)將純度為4N 5N的四氯化鍺加入到石英精餾釜中，將精餾釜升溫至75 83°C之間進(jìn)行精餾，使四氯化鍺處于亞沸騰狀態(tài)，通入流量為30 40L/h氮氣，啟動真空泵，同時依次打開閥門YV201e、YV201f、YV201c、YV201b、YV201a和YV201d，運行抽真空系統(tǒng)，使含氫雜質(zhì)通過管路I進(jìn)入尾氣吸收裝置，抽真空時間為6-10小時；(2)完成抽真空作業(yè)過程后，繼續(xù)升高精餾釜溫度，待精餾塔 塔柱內(nèi)所有篩板都呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象時，開始計時進(jìn)行全回流作業(yè)，全回流時間為3-6h ；(3)待全回流作業(yè)過程結(jié)束后，同時開啟電磁鐵YA1、YA2，調(diào)整回流比，回流比控制在8 : I 12 : I之間，時間6—8小時，將三通電磁閥YV202調(diào)整至取樣口一側(cè)，對產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測，如所檢測四氯化鍺產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，則將三通電磁閥YV202調(diào)整至罐裝產(chǎn)品一側(cè)，將合格的四氯化鍺產(chǎn)品轉(zhuǎn)入罐裝工序。其中光纖用四氯化鍺的生產(chǎn)工藝所用的氮氣為純度5N—6N的高純氮氣。(I)將20L純度為4N 5N的四氯化鍺加入到石英精餾釜3中進(jìn)行精餾，將精餾釜3溫升至80°C，使四氯化鍺處于亞沸騰狀態(tài)，通入流量為30L/h、純度6N的高純氮氣，啟動真空泵M，同時依次打開閥門YV201e、YV201f、YV201c、YV201b、YV201a和YV201d，抽真空系統(tǒng)運行，使含氫雜質(zhì)通過管路I進(jìn)入尾氣吸收裝置1，抽真空時間為6小時；(2)完成抽真空作業(yè)過程后，繼續(xù)升高精餾釜3溫度，待精餾釜3塔柱內(nèi)所有篩板都呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象時，開始計時進(jìn)行全回流作業(yè)，全回流時間為3h ；(3)全回流作業(yè)過程結(jié)束后，同時開啟電磁鐵YA1、YA2，調(diào)整回流比，回流比控制在8 I之間，時間為6小時，將三通電磁閥YV202調(diào)整至取樣口 9 一側(cè)，對產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測，如所檢測四氯化鍺產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，則將三通電磁閥YV202調(diào)整至裝產(chǎn)品罐2 —側(cè)， 將合格的四氯化鍺產(chǎn)品轉(zhuǎn)入罐裝工序。實施例2 (I)將25L純度為4N 5N的四氯化鍺加入到石英精餾釜3中進(jìn)行精餾，將精餾釜3溫升至75°C，使四氯化鍺處于亞沸騰狀態(tài)，通入流量為35L/h、純度5N的高純氮氣，啟動真空泵，同時依次打開閥門YV201e、YV201f、YV201c、YV201b、YV201a和YV201d，運行抽真空系統(tǒng)，使含氫雜質(zhì)通過管路I進(jìn)入尾氣吸收裝置1，抽真空時間為10小時；(2)完成抽真空作業(yè)過程后，繼續(xù)升高精餾釜溫度，待精餾塔塔柱內(nèi)所有篩板都呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象時，開始計時進(jìn)行全回流作業(yè)，全回流時間為4h ；(3)全回流作業(yè)過程結(jié)束后，同時開啟電磁鐵YA1、YA2，調(diào)整回流比，回流比控制在10 I之間，時間為7小時，將三通電磁閥YV202調(diào)整至取樣口一側(cè)，對產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測，如所檢測四氯化鍺產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，則將三通電磁閥YV202調(diào)整至罐裝產(chǎn)品一側(cè)，將合格的四氯化鍺產(chǎn)品轉(zhuǎn)入罐裝工序。實施例3:[0042](I)將30L純度為4N 5N的四氯化鍺加入到石英精餾釜中進(jìn)行精餾，將釜溫升至 83°C，使四氯化鍺處于亞沸騰狀態(tài)，通入流量為40L/h、純度5. 5N的高純氮氣，啟動真空泵， 同時依次打開閥門YV201e、YV201f、YV201c、YV201b、YV201a和YV201d，運行抽真空系統(tǒng)，使含氫雜質(zhì)通過管路I進(jìn)入尾氣吸收裝置，抽真空時間為10小時；(2)完成抽真空作業(yè)過程后，繼續(xù)升高精餾釜溫度，待精餾塔塔柱內(nèi)所有篩板都呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象時，開始計時進(jìn)行全回流作業(yè)，全回流時間為5h ；(3)全回流作業(yè)過程結(jié)束后，同時開啟電磁鐵YA1、YA2，調(diào)整回流比，回流比控制在12 : I之間，時間為8小時，將三通電磁閥YV202調(diào)整至取樣口一側(cè)，對產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測，如所檢測四氯化鍺產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，則將三通電磁閥YV202調(diào)整至產(chǎn)品罐一側(cè)，將合格的四氯化鍺產(chǎn)品轉(zhuǎn)入罐裝工序。原有技術(shù)與本實用新型所獲得的四氯化鍺中含氫雜質(zhì)透過率)見下表
權(quán)利要求1.一種去除四氯化鍺中含氫雜質(zhì)的裝置，其特征是在精餾釜(3)上部的精餾塔塔柱頂部有根管路I (I)，管路II 一端與尾氣吸收裝置(I)內(nèi)聯(lián)接，管路II另一端與冷卻系統(tǒng)(10)和電磁鐵(YAl)聯(lián)接，管路I(I)依次與冷卻系統(tǒng)(10)、出料電磁擺頭(4)、過渡瓶(5)、鼓泡瓶(6)、緩沖瓶A(ll)、緩沖瓶B(12)、緩沖瓶C(13)、緩沖瓶D(14)和真空泵(M)聯(lián)接后，真空泵(M)另一端再與尾氣吸收裝置(I)聯(lián)接接通；過渡瓶(5)的另一尾氣出口通過管路III依序與液位瓶(7)和尾氣吸收裝置(I)聯(lián)接； 出料電磁擺頭(4)通過管路I (I)分別與廢料瓶(8)、取樣口(9)和產(chǎn)品罐(2)接通。
專利摘要本實用新型公開了一種去除四氯化鍺中含氫雜質(zhì)的方法和裝置，其特征是在精餾釜上部的精餾塔塔柱頂部有根管路I，管路II一端與尾氣吸收裝置內(nèi)聯(lián)接，管路另一端與冷卻系統(tǒng)和電磁鐵YA1聯(lián)接，管路I依次與冷卻系統(tǒng)、出料電磁擺頭、過渡瓶、鼓泡瓶、緩沖瓶A、緩沖瓶B、緩沖瓶C、緩沖瓶D和真空泵M聯(lián)接后，真空泵(M)另一端再與尾氣吸收裝置聯(lián)接接通；過渡瓶的另一尾氣出口通過管路依序與液位瓶和尾氣吸收裝置聯(lián)接；出料電磁擺頭通過管路I分別與廢料瓶、取樣口和產(chǎn)品罐接通。本實用新型的優(yōu)點是工藝過程簡單，操作方便，可以很好地去除四氯化鍺中的含氫雜質(zhì)，具有較高的工業(yè)使用價值。
文檔編號C01G17/04GK202358933SQ20112024766
公開日2012年8月1日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者何斌, 侯明, 匡子登, 周廷熙, 方錦, 王少龍, 王瑞山 申請人:云南馳宏鋅鍺股份有限公司