高純氯化氫是集成電路生產中硅片蝕刻，鈍化和外延等工藝的重要材料，也可用于金屬冶煉，光導通訊和科學研究等領域。隨著大規模集成電路的發展，對氯化氫純度的要求越來越高，對其中雜質的含量要求越來越苛刻，尤其要求嚴格限制碳氫化合物和碳氧化合物的含量，以防止硅片加工過程中c的形成。國內外對于制備高純氯化氫的方法有很多。

1解吸法。20世紀70年代以前電子工業用高純氯化氫的制備一直是將濃硫酸滴加到濃鹽酸中，將其中的水吸收掉，使過飽和的氯化氫氣體析出 。20世紀8O年代以后制備方法發展到用濃硫酸與焙烘干的氯化鉀反應，生成高純氯化氫氣體，用壓縮機壓入鋼瓶中。即曼海姆法硫酸鉀聯產氯化氫氣體日。此種方法生產的氯化氫氣體純度在99．9％(質量分數)以上。

其工藝流程為：以氯化鉀與98％濃硫酸為原料，按2：1 爾 的比例加入到曼海姆爐中，通過干氣的燃燒間接加熱使爐內物料在500—600'E的高溫下，經耙齒不斷攪拌混合使其反應充分，生成的硫酸鉀經出料口進入密閉的冷卻器，少量的游離硫酸用石灰中和后，經粉碎、冷卻、篩分、包裝即為成品。反應中產生的氯化氫氣體被風機引至吸收工序。氯化氫氣體經過空氣冷卻器和冷卻洗滌塔，在洗滌塔用循環水間接冷卻及濃鹽酸洗滌后，使其降溫并除去雜質，凈化后的氯化氫氣體在降膜吸收塔被來自解吸工序的21％稀鹽酸吸收為35l％濃鹽酸，其中一部分濃鹽酸作洗滌用，其余被送至解吸工序進行解吸。由吸收工序送來的35％濃鹽酸經流量控制進入解吸塔頂部，與再沸器來的120~C的氯化氫氣液混合物進行熱量和質量交換，將濃鹽酸中的HCL氣體脫吸出來，直至塔底及再沸器處達到恒沸物的平衡態為止。脫吸出來的氯化氫由解吸塔頂部進入冷凝器、冷卻器，除去大部分水后，進入濃鹽酸分離器，進一步除去酸霧后，得到高純的氯化氫氣體。解吸塔底的21％稀鹽酸一部分進入再沸器參與解吸作用，其余部分經冷卻降溫后送回吸收工序作為吸收液去吸收氯化氫氣體。

2鹽酸脫析法。將濃鹽酸置于脫析塔中加熱脫析制氯化氫氣體。鹽酸脫吸法制高純氯化氫廣泛應用于PVC、氯丁二烯和高純鹽酸等的生產中。此種方法生產的氯化氫氣體純度在99．9％ (質量分數)以上。

其工藝流程為：將濃鹽酸貯槽之濃酸用濃酸泵打至脫吸塔，脫吸塔下部連接再沸器，濃酸自塔頂噴淋而下，與來自再沸器的稀酸蒸氣逆流傳質傳熱，使氯化氫脫吸。所得之恒沸酸一部分補充再沸器的循環，一部分則經板式冷卻器后流入稀酸貯槽。由脫吸塔出來的含水蒸氣氯化氫氣體，進人石墨列管冷卻器用水冷卻后經過旋風分離器，分離出夾帶酸霧。然后，經過一系列的常溫、低溫干燥、吸附除水及二氧化碳，壓縮至1．2MPa，進行低溫精餾，再經低溫吸附除氮后壓縮至4．2MPa，裝瓶。

3合成法鷴。氫和氯在合成爐中進行燃燒反應生成氯化氫氣體是八十年代初為適應我國電子工業的迅速發展而提出的，在技術上是較先進的方法。此種方法生產的氯化氫氣體純度在99．99％(質量分數)以上。

其工藝流程為：原料氫氣由氫氣處理工序的氫壓機送來，經氫氣緩沖罐后由阻火器進入鋼制合成爐底部的燃燒器(俗稱石英燈頭或鋼套管燈頭)點火燃燒。原料氯氣由氯處理工序的氯壓機加壓后輸送至緩沖罐，按一定的分子比

進入合成爐燈頭的內管，由下而上經由燈頭上的斜孔均勻地和外套管的氫氣混合燃燒。燃燒火焰溫度達到2000 c左右，并放出熱和光，正常火焰呈青白色。合成后的氯化氫氣體利用合成爐夾套冷卻水冷卻，合成爐出口溫度降到400～600 oC時， 經空氣冷卻器自然冷卻，被冷卻至100～150℃ ，經除鐵器進入石墨冷卻器冷卻至40～5O℃ 左右，再進入深冷石墨冷卻器進一步冷卻，冷卻后的氯化氫氣體從石墨冷卻器下部排出，進入酸霧分離器進一步除去氯化氫氣體中的鹽酸霧滴。由合成爐出來的氯化氫氣體經常溫、低溫干燥和吸附凈化，在低溫、低壓下冷凝，排除不凝氣體雜質，以液態裝瓶。

4工業副產酸脫析法 。隨著鹽酸脫析法的逐步推廣，副產酸脫析生產氯化氫的工藝已廣泛應用于生產。它是通過稀酸在絕熱吸收塔吸收有機氯化物生產中的副產氯化氫，提濃后，進入解吸塔脫析出高濃氯化氫氣體。此種方法生產的氯化氫氣體純度在99．99~(質量分數)以上。

其工藝流程為：副產氯化氫經填料式絕熱吸收塔與稀酸泵送來的20％稀鹽酸逆流接觸，通過絕熱吸收，將副產氯化氫制成鹽酸。由塔底可獲得31％以上的濃酸，

經石墨換熱器預熱稀酸后進^濃酸槽，由濃酸泵送往填料式或板式解吸塔。解吸塔底排出的物料經與之相連的再沸器，借管外通人的蒸汽加熱，使氯化氫和少量水蒸氣蒸發與塔頂向下流動的濃鹽酸進行熱量和質量交換，將酸中的氯化氫氣脫吸出去。該氯化氫氣體由塔頂進^石墨一級冷卻器澉管外冷卻水冷卻至室溫，再進入石墨二級冷卻器，用冷凍鹽水冷卻到12～18℃，并經酸霧捕集器除去夾帶的酸霧。解析塔底部出來的稀酸是體積分數為20％--22％的氯化氫與水的恒沸物，經稀酸冷卻器或與濃酸熱交換后，冷卻至4O℃以下，進入稀酸f曹，由稀酸泵送人吸收塔再吸收制取濃酸。

5石油化工副產氯化氫提純法。目前電子級氯化氫出VI國，如美國，主要是以石油化工副產氯化氫作為原料來制備高純氯化氫。石油化工副產氯化氫氣，其中水含量低，對不銹鋼和碳鋼基本無腐蝕，但其中通常含有達lO00ppm甚至更多的乙炔和乙烯雜質。對于此種氣體的凈化通常采用精餾或吸附的方法，但由于其中乙炔和乙烯雜質的沸點與氯化氫沸點相近，很難采用精餾的方法脫除得較干凈，而吸附的方法操作過程煩瑣，需要頻繁的更換吸附劑，生產成本高。美國的方法是在氫氯化反應催化劑存在的條件下艘乙炔與氯化氫反應轉化為相應的相對氯化氫沸點較高的易于脫除的鹵代烴，再進行分離和脫除反應產物。此種方法生產的氯化氫氣體純度在99．998％(質量分數)以上。反應過程：微量乙炔和氯化氫在以氯化汞為活性組分的催化劑上氣相反應生成氯乙烯。

主反應：

H t

Cl于一CH +HCr— — 叫 CHCl

副反應：

CA-I +H20 一CI"I3Ct-IO'

CA-I--CH + 2I-1

C~Hn CHCl+H輕C

CH，一CHCl+FIC卜—·CH3Ck'ICl。

反應機理：

乙炔先與氯化汞發生加成反應生成中間產物氯乙烯氯汞：

CFt-~CH +H

e 1：21．．im CH--H gc 1

氯乙烯氯汞不穩定，和氯化氫反應生成氯乙烯：

C~'k-I--CH--H gcl+HC 卜一+

CH CHCl+H C；

工藝流程：原料氣經過濾、除水、壓縮、蒸餾提純等預處理過程后，制得3．ON化學純氯化氫，即生產電子級氯化氫的原料。該原料閃蒸后，經催化反應脫除不飽和烴，并采用精餾法進一步脫除輕組分N 、0 、Ar、CH 及重組分H20、C2H CI 等雜質，制得4．8N

電子級氯化氫產品。再以該產品為原料，再經閃蒸、反應、精餾，生產制造5．ON氯化氫產品。

結束語

解吸法和鹽酸脫析法制備氯化氫工藝簡單可大規模生產，但制備的氯化氫氣體純度偏低，越來越不能滿足電子工業尤其是集成電路的要求。合成法生產的氯化氫氣體純度較高，但其中水含量高，腐蝕嚴重，對設備要求高，生產成本高。考慮到環保及丁業副產品回收利用等多方面因素，石油化工副產氯化氫提純法生產高純氯化氫確是大勢所趨，而且用這個方法無須外加反應介質，從而避免了其他雜質的引人，而且操作簡單，生產成本低。但是我國在這項技術上還不成熟。我國電子工業所用高純氯化氫大多是從美、日等國進El，且價格昂貴 ，隨著電子工業向著大尺寸、高集成化、高均勻性和高完整性方向的發展，高純氯化氫已廣泛地應用在大規模集成電路制備中，所以我們需要對高純氯化氫的制備方法和生產工藝做進一步的研究和完善。