CN115322074A - 一种异丙醇的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异丙醇的提纯方法，该方法采用构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质，其以工业级异丙醇为原料,先通过渗透汽化膜和分子筛脱水，再通过初级颗粒控制，改性聚酰亚胺膜控制金属阳离子，然后经过两级精馏塔去除轻组分和重组分，再经过阴离子树脂去除阴离子，再经过低温处理和精馏对产品进行重整，然后通过离子交换滤芯去除金属阳离子，最后通过纳滤滤芯控制颗粒，可以得到半导体级的异丙醇；该方法能够避免现有技术中为了达到指标而重复进行每个提纯步骤的操作方式，能够逐级递进且连续的获得高质量产品，工艺流程合理、生产效率高、产品质量稳定，成本相对低廉。
Description
技术领域
本发明涉及超高纯试剂提纯技术领域，具体涉及一种异丙醇的提纯方法。
背景技术
随着半导体生产中晶圆尺寸的不断增大，芯片集成度越来越高，对高纯溶剂的要求也越来越高。超高纯试剂是集成电路生产过程中重要的原材料，其中超高纯异丙醇作为有机溶剂，主要用于半导体行业晶圆表面有机物的清洗及水分的去除。
随着集成电路集成度的提高，对电子化学品的纯度要求也日益提高。目前普遍采用的异丙醇提纯方法为：工业级异丙醇经分子筛处理后直接精馏，所使用的装置主要包括精馏塔和微滤器，分子筛会对后续的提纯带来离子污染，增加后续提纯的成本，无法达到高纯产品的要求；同时目前的方案基本以结果为导向，即针对每一步都提出了指标要求，然后不计成本地重复进行每个步骤直至达到指标为止，成本太高，产品质量不够稳定，难以适于工业化应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的一个或多个不足，提供一种改性的异丙醇的提纯方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种异丙醇的提纯方法，该方法以工业级异丙醇为原料，且该方法采用构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质，所述的多级处理工序至少包含脱水处理工序、颗粒处理工序以及杂质联合处理工序；
其中，所述颗粒处理工序包括颗粒预处理步骤和纳滤步骤；
所述脱水处理工序、所述颗粒预处理步骤、所述杂质联合处理工序和所述纳滤步骤依次且连续地进行；
所述脱水处理工序包括将原料依次通过渗透汽化膜、分子筛进行脱水处理；所述颗粒预处理步骤采用滤芯进行过滤处理；
所述杂质联合处理工序至少包含依次且连续进行的如下步骤：
(ⅰ)膜处理：使经所述颗粒预处理步骤处理的原料进入有机硅酮改性的聚酰亚胺膜进行金属阳离子和颗粒的去除；
(ⅱ)精馏提纯：经步骤(ⅰ)膜处理后的原料依次进行脱轻精馏、脱重精馏；所述脱氢精馏采用的萃取剂为乙二醇，所述脱重精馏采用的萃取剂为三甘醇；
(ⅲ)阴离子去除：经步骤(ⅱ)精馏提纯处理的原料通过阴离子树脂去除阴离子；
(ⅳ)重整：将经步骤(ⅲ)去除阴离子后的原料进行低温重整和精馏重整；
所述低温重整采用-60～-40℃的低温对原料进行降温处理以使原料中的部分杂质发生固化，然后过滤去除；
所述精馏重整从侧线采出异丙醇，其工艺参数为：塔板数为70-80，原料的进料口在第50-60个塔板处，塔顶温度为75-85℃，侧线温度为77-83℃，塔釜温度为140-220℃，回流比为2-6；
(ⅴ)阳离子去除：将经步骤(ⅳ)重整后的原料通过离子交换滤芯或者离子交换树脂对其中的金属阳离子进行去除。
本发明方法能够避免现有技术中为了达到指标而重复进行每个提纯步骤的操作方式，能够逐级递进且连续的获得高质量产品，工艺流程合理、生产效率高、产品质量稳定，成本相对低廉。
根据本发明的一些优选方面，所述渗透汽化膜选用NaA型膜。
根据本发明的一些优选方面，所述分子筛选用3埃硅铝酸盐分子筛或者4埃硅铝酸盐分子筛。
根据本发明的一些优选方面，所述颗粒预处理步骤采用的滤芯的孔径为1-40μm、材质为聚丙烯或聚四氟乙烯。根据本发明的一个具体方面，所述颗粒预处理步骤采用不同孔径的滤芯进行多次过滤，例如可以分别采用孔径为40μm、10μm的滤芯进行2级过滤，可以对分子筛脱落的大颗粒及异丙醇原料自带的大颗粒杂质进行过滤。
根据本发明的一些优选方面，所述纳滤步骤采用中空纤维纳滤膜进行处理，该中空纤维纳滤膜的材质为聚四氟乙烯、孔径为1-40nm，所述纳滤步骤采用不同孔径的多级中空纤维纳滤膜进行处理。根据本发明的一个具体方面，所述纳滤步骤的实施方式为：使经过阳离子去除后的原料依次经过40nm、10nm、5nm、2nm、1nm五级聚四氟乙烯滤芯进行颗粒去除。
根据本发明的一些优选方面，所述膜处理中，流速为100-500L/h，压力为1-5MPa。
在本发明的一些实施方式中，所述膜处理中，采用多级有机硅酮改性的聚酰亚胺膜串联进行依次处理。
在本发明的一些实施方式中，有机硅酮改性的聚酰亚胺膜为购自赢创科技的PuraMem Performance。
根据本发明的一些优选方面，所述精馏提纯中，精馏提纯的溶剂比为0.6-1.4，回流比为1-3，塔板数为40-60，原料的进料口在塔板数为35-45位置处(即原料的进料口在第35-45中任一个塔板处)，塔顶温度为76-84℃，塔底温度为160-180℃，萃取剂的进料口在塔板数为10-20位置处。
进一步地，所述精馏提纯中，萃取精馏塔内胆采用316L不锈钢，表面电解抛光，填料采用碳纤维四氟填料。
进一步地，所述脱轻精馏中，溶剂比为0.6-1.0，回流比为1.0-2，塔板数为45-60，原料的进料口在塔板数为35-45位置处，萃取剂的进料口在塔板数为10-14位置处，塔顶位置温度为80-83℃，塔釜温度为160-165℃。
进一步地，所述脱重精馏中，溶剂比为0.6-1.2，回流比为1-2.2，塔板数为45-60，原料的进料口在塔板数为42-44位置处，萃取剂的进料口在塔板数为12-14位置处，塔顶温度为82.5-84.5℃，塔釜温度为168-180℃。
根据本发明的一些优选方面，所述脱轻精馏中，操作压强为0.07-0.09MPa。
根据本发明的一些优选方面，所述脱重精馏中，操作压强为0.10-0.12MPa。
根据本发明的一些优选方面，所述阴离子去除中，所述阴离子树脂为强碱性凝胶型离子交换树脂，例如可以选用Amberlite IRA402 Cl。
根据本发明的一些优选方面，所述阳离子去除中，离子交换树脂采用凝胶苯乙烯基阳离子交换树脂，离子交换树脂可以选用杜邦AMBERLYST 36WET，杜邦AmberTec UP1400H等。
根据本发明的一些优选方面，所述阳离子去除中，离子交换滤芯采用表面磺酸基团改性的聚四氟乙烯膜，例如可以为科百特Chemphobic ultrapure chemical filter等。
根据本发明的一些优选方面，所述精馏重整的操作压强为0.05-0.09MPa。
根据本发明的一些优选方面，所述低温重整中，过滤采用的滤芯材质为聚酰亚胺、孔径为10-40nm。
根据本发明，提纯后获得的异丙醇产品中，异丙醇的重量含量≥99.990％、色度APHA≤3、水分≤50ppm、各单项金属离子≤50ppt、各单项非金属离子≤8ppb、颗粒(粒径>0.04μm)＜55pcs/mL。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明以工业异丙醇为原料，采用多种纯化工艺相结合，构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质，颗粒预处理步骤对颗粒的预处理会大大缓解后续滤芯的处理压力，更好地发挥纳滤滤芯的精度优势，尤其是构建并采用了特定的杂质联合处理工序，在脱轻、脱重精馏前，使用有机硅酮改性的聚酰亚胺膜对金属阳离子和颗粒进行处理，将减轻精馏的压力，同时提高去除有机杂质的效率，在低温重整和精馏重整之前，使用阴离子对原料的阴离子进行去除，进一步提高有机杂质的去除效率，低温重整将进一步有助于高沸点有机杂质及水分的去除，整体工艺相互协同作用，可高效高质量地去除杂质，无需为了某个指标不计成本地重复进行单一操作，易实现连续化，产品质量稳定，适于工业化、规模化生产，产品质量可超过半导体级电子化学品SEMI Tier D的标准要求。
附图说明
图1为本发明实施例异丙醇的提纯方法采用的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
下述实施例中未作特殊说明，所有原料可以来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
NaA型分子筛膜，购自国初科技，牌号GC-PV-003；3埃分子筛购于上海久宙；有机硅酮改性的聚酰亚胺膜(PuraMem Performance)，购自赢创科技；阴离子树脂AmberliteIRA402 Cl，购自杜邦公司；阳离子交换树脂，AmberTec UP1400 H，购自杜邦公司；40μm、10μm的PP材质滤芯，购自科百特公司；脱轻萃取精馏塔、脱重萃取精馏塔的内胆分别采用316L不锈钢，表面电解抛光，填料采用碳纤维四氟填料；工业级异丙醇为商购(执行标准为GB/T7814-2017)。
实施例1
本例提供一种异丙醇的提纯方法，以工业级异丙醇为原料，该方法采用构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质。
具体地，结合工艺流程图1，该方法包括：
脱水处理工序：将重量含量在99.0％的工业级异丙醇作为异丙醇原料并以120L/h的流量经过分子筛渗透汽化膜和分子筛罐，渗透汽化膜为NaA型分子筛膜，分子筛为3埃分子筛，经处理后，水分≤50ppm；
颗粒预处理步骤：经脱水后的异丙醇原料进行颗粒预处理，使用40μm、10μm的滤芯(PP材质)对分子筛脱落的大颗粒及异丙醇原料自带的大颗粒杂质进行依次过滤；
膜处理：经过滤后的异丙醇原料进入有机硅酮改性的聚酰亚胺膜，流速为100L/h，压力为1.5MPa；
精馏提纯：经过膜处理后的异丙醇原料依次进行脱轻精馏、脱重精馏，脱轻精馏采用脱轻萃取精馏塔，萃取剂为乙二醇，溶剂比为0.6，塔板数为50，回流比为1.0，异丙醇原料的进料口在第40个塔板处，萃取剂的进料口在第10个塔板处，塔顶温度为82℃，塔釜温度为162℃，操作压强0.08MPa；脱重精馏采用脱重萃取精馏塔，萃取剂为三甘醇，溶剂比为0.6，塔板数为50，回流比为1.5，异丙醇原料的进料口在第42个塔板处，萃取剂的进料口在第12个塔板处，塔顶温度为83℃，塔釜温度为170℃，操作压强为0.11MPa；
阴离子去除：经过脱轻、脱重精馏塔处理后的异丙醇原料进入阴离子处理罐，使用Amberlite IRA402 Cl进行阴离子去除；
重整：经过阴离子去除后的溶液进入重整单元(依次进行低温重整和精馏重整)，低温重整中，温度为-40℃，进行降温处理以使原料中的部分杂质发生固化后，依次采用40nm、10nm滤芯(材质为：聚酰亚胺，购自：宇部化学)进行过滤；
精馏重整，塔板数为80，回流比为2，异丙醇原料的进料口在第60个塔板处，塔顶温度为80℃，塔釜温度为170℃，压强为0.07MPa，侧线温度为82.2℃，重整后的异丙醇原料从精馏塔侧线取出；
阳离子去除：重整后的异丙醇原料进入阳离子去除罐，阳离子去除采用树脂，AmberTec UP1400 H。
纳滤步骤：经过阳离子去除后，依次经过40nm、10nm、5nm、2nm、1nm五级聚四氟乙烯滤芯(购自：颇尔公司，下述相同)进行颗粒去除，在进行颗粒控制后，得到超纯异丙醇，达到了半导体级别。
对比例1
与实施例1相比，其区别仅在于：去除重整步骤，具体是去除低温重整和精馏重整，在采用阴离子处理罐处理之后直接进入阳离子去除罐进行处理，其他同实施例1。
对比例2
与实施例1相比，其区别仅在于：去除低温重整，具体是在阴离子去除之后直接进行精馏重整，其他同实施例1。
对比例3
与实施例1相比，其区别仅在于：调换阴离子去除和重整步骤的先后顺序，即先进行重整步骤然后再进行阴离子去除，其他同实施例1。
实施例2
本例提供一种异丙醇的提纯方法，以工业级异丙醇为原料，该方法采用构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质。
具体地，结合工艺流程图1，该方法包括：
脱水处理工序：将重量含量在99.0％的工业级异丙醇作为异丙醇原料并以200L/h的流量经过分子筛渗透汽化膜和分子筛罐，渗透汽化膜为NaA型分子筛膜，分子筛为3埃分子筛，经处理后，水分≤50ppm；
颗粒预处理步骤：经脱水后的异丙醇原料进入颗粒预处理，使用40μm、10μm的滤芯(PP材质)依次对分子筛脱落的大颗粒及异丙醇原料自带的大颗粒杂质进行依次过滤；
膜处理：经过滤后的异丙醇原料进入有机硅酮改性的聚酰亚胺膜，流速200L/h，压力1.5MPa；
精馏提纯：经过膜处理后的异丙醇原料依次进行脱轻精馏、脱重精馏，脱轻精馏采用脱轻萃取精馏塔，萃取剂为乙二醇，溶剂比为1.0，塔板数为60，回流比为2，异丙醇原料的进料口在第35个塔板处，萃取剂的进料口在第14个塔板处，塔顶温度为80℃，塔釜温度为170℃，操作压强为0.08MPa；脱重精馏采用脱重萃取精馏塔，萃取剂为三甘醇，溶剂比为1.0，塔板数为60，回流比为2，异丙醇原料的进料口在第44个塔板处，萃取剂的进料口在第12个塔板处，塔顶温度为84℃，塔釜温度为172℃，操作压强为0.11MPa；
阴离子去除：经过脱轻、脱重精馏塔处理后的异丙醇原料进入阴离子处理罐，使用Amberlite IRA402 Cl进行阴离子去除；
重整：经过阴离子去除后的溶液进入重整单元(依次进行低温重整和精馏重整)，低温重整，温度为-60℃，进行降温处理以使原料中的部分杂质发生固化后，依次采用40nm、10nm滤芯(材质为：聚酰亚胺)进行过滤；精馏重整，塔板数为80，回流比为3，异丙醇原料的进料口在第50个塔板处，塔顶温度为82℃，塔釜温度为140℃，压强为0.07MPa，侧线温度为82.4℃，重整后的异丙醇原料从精馏塔侧线取出；
阳离子去除：重整后的异丙醇原料进入阳离子去除罐，阳离子去除采用表面嫁接交换基团的膜滤芯，滤芯选用Ionkleen SL系列，购自颇尔公司；
纳滤步骤：经过阳离子去除后，依次经过40nm、10nm、5nm、2nm、1nm五级聚四氟乙烯滤芯进行颗粒去除，在进行颗粒控制后，得到超纯异丙醇，达到了半导体级别。
实施例3
本例提供一种异丙醇的提纯方法，以工业级异丙醇为原料，该方法采用构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质。
具体地，结合工艺流程图1，该方法包括：
脱水处理工序：将重量含量在99.0％的工业级异丙醇作为异丙醇原料并以150L/h的流量经过分子筛渗透汽化膜和分子筛罐，渗透汽化膜为NaA型分子筛膜，分子筛为3埃分子筛，经处理后，水分≤50ppm；
颗粒预处理步骤：经脱水后的异丙醇原料进入颗粒预处理，使用40μm、10μm的滤芯(PP材质)对分子筛脱落的大颗粒及异丙醇溶液自带的大颗粒杂质进行依次过滤；
膜处理：经过滤后的异丙醇原料进入有机硅酮改性的聚酰亚胺膜，流速为150L/h,压力为1.25MPa；
精馏提纯：经过膜处理后的异丙醇原料依次进行脱轻精馏、脱重精馏，脱轻精馏采用脱轻萃取精馏塔，萃取剂为乙二醇，溶剂比为0.8，塔板数为50，回流比为0.8，异丙醇原料的进料口在第45个塔板处，萃取剂的进料口在第12个塔板处，塔顶温度为83℃，塔釜温度为164℃，操作压强为0.08MPa；脱重精馏采用脱重萃取精馏塔，萃取剂为三甘醇，溶剂比为0.8，塔板数为50，回流比为1.0，异丙醇原料的进料口在第42个塔板处，萃取剂的进料口在第14个塔板处，塔顶温度为83℃，塔釜温度为180℃，操作压强为0.11MPa；
阴离子去除：经过脱轻、脱重精馏塔处理后的异丙醇原料进入阴离子处理罐，使用Amberlite IRA402 Cl进行阴离子去除；
重整：经过阴离子去除后的溶液进入重整单元(依次进行低温重整和精馏重整)，低温重整，温度为-50℃，进行降温处理以使原料中的部分杂质发生固化后，依次采用40nm、10nm滤芯(材质为：聚酰亚胺)进行过滤；精馏重整，塔板数为80，回流比为2，异丙醇原料的进料口在第60个塔板处，塔顶温度为80℃，塔釜温度为220℃，压强为0.07MPa，侧线温度为82.0℃，重整后的异丙醇原料从精馏塔侧线取出；
阳离子去除：重整后的异丙醇原料进入阳离子去除罐，阳离子去除采用树脂，树脂采用AmberTec UP1400 H；
纳滤步骤：经过阳离子去除后，依次经过40nm、10nm、5nm、2nm、1nm五级聚四氟乙烯滤芯进行颗粒去除，在进行颗粒控制后，得到超纯异丙醇，达到了半导体级别。
性能测试
下表1-2分别为实施例1-3以及对比例1-3所得异丙醇的检测结果。
其中，产品质量含量采用气相色谱分析，水分重量含量采用卡尔费休水分测定仪分析，阴离子采用液相离子色谱(IC)分析，金属离子重量含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析。颗粒采用激光颗粒测试仪测试，色度采用比色法测试，酸度采用滴定法测试。
表1
表2
提纯后获得的异丙醇产品中，异丙醇的重量含量≥99.990％、色度APHA≤3、水分≤50ppm、各单项金属离子≤50ppt、各单项非金属离子≤8ppb、颗粒(粒径>0.04μm)＜55pcs/mL。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
Claims (10)
1.一种异丙醇的提纯方法，该方法以工业级异丙醇为原料，其特征在于，该方法采用构建多级处理工序逐级对所述原料进行处理，每级处理工序分别除去部分杂质，所述的多级处理工序至少包含脱水处理工序、颗粒处理工序以及杂质联合处理工序；
其中，所述颗粒处理工序包括颗粒预处理步骤和纳滤步骤；
所述脱水处理工序、所述颗粒预处理步骤、所述杂质联合处理工序和所述纳滤步骤依次且连续地进行；
所述脱水处理工序包括将原料依次通过渗透汽化膜、分子筛进行脱水处理；所述颗粒预处理步骤采用滤芯进行过滤处理；
所述杂质联合处理工序至少包含依次且连续进行的如下步骤：
(ⅰ)膜处理：使经所述颗粒预处理步骤处理的原料进入有机硅酮改性的聚酰亚胺膜进行金属阳离子和颗粒的去除；
(ⅱ)精馏提纯：经步骤(ⅰ)膜处理后的原料依次进行脱轻精馏、脱重精馏；所述脱氢精馏采用的萃取剂为乙二醇，所述脱重精馏采用的萃取剂为三甘醇；
(ⅲ)阴离子去除：经步骤(ⅱ)精馏提纯处理的原料通过阴离子树脂去除阴离子；
(ⅳ)重整：将经步骤(ⅲ)去除阴离子后的原料进行低温重整和精馏重整；
所述低温重整采用-60～-40℃的低温对原料进行降温处理以使原料中的部分杂质发生固化，然后过滤去除；
所述精馏重整从侧线采出异丙醇，其工艺参数为：塔板数为70-80，原料的进料口在第50-60个塔板处，塔顶温度为75-85℃，侧线温度为77-83℃，塔釜温度为140-220℃，回流比为2-6；
(ⅴ)阳离子去除：将经步骤(ⅳ)重整后的原料通过离子交换滤芯或者离子交换树脂对其中的金属阳离子进行去除。
2.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述渗透汽化膜选用NaA型膜，所述分子筛选用3埃硅铝酸盐分子筛或者4埃硅铝酸盐分子筛；和/或，所述颗粒预处理步骤采用的滤芯的孔径为1-40μm、材质为聚丙烯或聚四氟乙烯；所述纳滤步骤采用中空纤维纳滤膜进行处理，该中空纤维纳滤膜的材质为聚四氟乙烯、孔径为1-40nm，所述纳滤步骤采用不同孔径的多级中空纤维纳滤膜进行处理。
3.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述膜处理中，流速为100-500L/h，压力为1-5MPa；和/或，所述膜处理中，采用多级有机硅酮改性的聚酰亚胺膜串联进行依次处理。
4.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述精馏提纯中，精馏提纯的溶剂比为0.6-1.4，回流比为1-3，塔板数为40-60，原料的进料口在塔板数为35-45位置处，塔顶温度为76-84℃，塔底温度为160-180℃，萃取剂的进料口在塔板数为10-20位置处。
5.根据权利要求4所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述精馏提纯中，萃取精馏塔内胆采用316L不锈钢，表面电解抛光，填料采用碳纤维四氟填料；
其中，所述脱轻精馏中，溶剂比为0.6-1.0，回流比为1.0-2，塔板数为45-60，原料的进料口在塔板数为35-45位置处，萃取剂的进料口在塔板数为10-14位置处，塔顶位置温度为80-83℃，塔釜温度为160-165℃；
所述脱重精馏中，溶剂比为0.6-1.2，回流比为1-2.2，塔板数为45-60，原料的进料口在塔板数为42-44位置处，萃取剂的进料口在塔板数为12-14位置处，塔顶温度为82.5-84.5℃，塔釜温度为168-180℃。
6.根据权利要求5所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述脱轻精馏中，操作压强为0.07-0.09MPa；所述脱重精馏中，操作压强为0.10-0.12MPa。
7.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述阴离子去除中，所述阴离子树脂为强碱性凝胶型离子交换树脂；所述阳离子去除中，离子交换树脂采用凝胶苯乙烯基阳离子交换树脂，离子交换滤芯采用表面磺酸基团改性的聚四氟乙烯膜。
8.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述精馏重整的操作压强为0.05-0.09MPa。
9.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，所述低温重整中，过滤采用的滤芯材质为聚酰亚胺、孔径为10-40nm。
10.根据权利要求1所述的异丙醇的提纯方法，其特征在于，提纯后获得的异丙醇产品中，异丙醇的重量含量≥99.990％、色度APHA≤3、水分≤50ppm、各单项金属离子≤50ppt、各单项非金属离子≤8ppb、颗粒(粒径>0.04μm)＜55pcs/mL。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1660735A (zh) * | 2004-02-27 | 2005-08-31 | 上海化学试剂研究所 | 超纯异丙醇的制备方法 |
| CN102249850A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-23 | 无锡市东风化工厂 | 高纯度异丙醇的生产方法 |
| CN102452897A (zh) * | 2010-12-06 | 2012-05-16 | 江苏达诺尔半导体超纯科技有限公司 | 超高纯异丙醇的生产工艺 |
| CN102898275A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-01-30 | 苏州晶瑞化学有限公司 | 一种高纯异丙醇的制备方法 |
| CN103613486A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-05 | 上海化学试剂研究所有限公司 | 一种超纯异丙醇的制备方法 |
| CN109206298A (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 西安慧泽知识产权运营管理有限公司 | 一种超纯电子级盐酸和异丙醇的生产方法 |
| CN111205168A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-29 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种利用树脂提纯法生产超高纯异丙醇的方法 |
| CN111517917A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-11 | 浙江建业微电子材料有限公司 | 一种电子级异丙醇的生产系统 |
| CN113735697A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-03 | 晶瑞电子材料股份有限公司 | 一种半导体级丙酮的连续生产方法 |
| CN113773173A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-10 | 常州大学 | 一种超纯异丙醇的生产工艺及装置 |
| CN115894175A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超净高纯异丙醇的制备方法 |
| CN219032050U (zh) * | 2022-10-17 | 2023-05-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超净高纯异丙醇的生产系统 |
-
2022
- 2022-07-06 CN CN202210796333.4A patent/CN115322074B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1660735A (zh) * | 2004-02-27 | 2005-08-31 | 上海化学试剂研究所 | 超纯异丙醇的制备方法 |
| CN102452897A (zh) * | 2010-12-06 | 2012-05-16 | 江苏达诺尔半导体超纯科技有限公司 | 超高纯异丙醇的生产工艺 |
| CN102249850A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-23 | 无锡市东风化工厂 | 高纯度异丙醇的生产方法 |
| CN102898275A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-01-30 | 苏州晶瑞化学有限公司 | 一种高纯异丙醇的制备方法 |
| CN103613486A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-05 | 上海化学试剂研究所有限公司 | 一种超纯异丙醇的制备方法 |
| CN109206298A (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 西安慧泽知识产权运营管理有限公司 | 一种超纯电子级盐酸和异丙醇的生产方法 |
| CN111205168A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-29 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种利用树脂提纯法生产超高纯异丙醇的方法 |
| CN111517917A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-11 | 浙江建业微电子材料有限公司 | 一种电子级异丙醇的生产系统 |
| CN113735697A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-03 | 晶瑞电子材料股份有限公司 | 一种半导体级丙酮的连续生产方法 |
| CN113773173A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-10 | 常州大学 | 一种超纯异丙醇的生产工艺及装置 |
| CN115894175A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超净高纯异丙醇的制备方法 |
| CN219032050U (zh) * | 2022-10-17 | 2023-05-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超净高纯异丙醇的生产系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 史春英: "电子级试剂生产中应用的纯化技术", 《贵州化工》, vol. 37, no. 01, pages 11 - 14 * |
| 朱斌: "工业级异丙醇连续生产电子级异丙醇", 《天然气化工(C1化学与化工)》, vol. 34, no. 02, pages 67 - 69 * |
| 梁凯: "超净高纯电子化学试剂——异丙醇制备方法", 《化学工程师》, vol. 25, no. 07, pages 63 - 64 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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