氧化工艺ppt资料
合集下载
第二章氧化工艺5
• 介电常数：表征电容性能的一个重要参数。 对于MOS电容器，其电容量与结构参数的 关系可用下式表示： C=ε0 εSiO2 S/d
S为金属电极的面积，d为SiO2层的厚度， ε0 真空介电常数， εSiO2 为SiO2的相对介电常数， 其值3.9。
二、性质（化学性质）
二氧化硅膜的化学稳定性极高，不溶于水， 除氢氟酸外，和别的酸不起作用。氢氟酸 腐蚀原理如下： SiO2 + 4HF → SiF 4 ↑ + 2H 2O SiF4 +2 HF →H 2SiF6 六氟化硅溶于水。 • 利用这一性质作为掩蔽膜，光刻出IC 制备 中的各种窗口
• 所生成XSiO2 ,所消耗XSi 的关系：XSi= 0.44XSiO2
氧化前
氧化后
• 热生长3000ÅSiO2，顶部比Si起始表面高出多少？ 3000-3000×0.44 =1680Å
§ 2.4热生长氧化层的方法及原理
一、热生长氧化层 1. 生长机理 1） 干氧氧化法 • 生长机理：高温下的氧分子与硅片表面的硅 原子反应，生成起始层，其反应式为： Si＋O2 ＝SiO2 2）水气氧化法 • 生长机理:高温水气与硅片接触时,水分子与硅 片表面的硅原子反应生成起始层,其反应式为: 2H2O＋Si＝SiO2＋2H2↑
立式炉
立式炉最早出 现在上世纪90 年代，它出现 的主要原因是 利用立式炉减 少净化室的占 地面积并提高 自动化处理的 程度。与卧式 炉相比可更好 的控制温度和 均匀性。
三、氧化工艺流程
• 清洗： 要获得高质量的氧化，硅片的清洗至关重要，如颗粒 和可移动离子沾污等污染物对器件的性能和成品率有严 重的影响。 清洗的方法：去油——去离子——去原子
扩散系数与温度的关系：
S为金属电极的面积，d为SiO2层的厚度， ε0 真空介电常数， εSiO2 为SiO2的相对介电常数， 其值3.9。
二、性质（化学性质）
二氧化硅膜的化学稳定性极高，不溶于水， 除氢氟酸外，和别的酸不起作用。氢氟酸 腐蚀原理如下： SiO2 + 4HF → SiF 4 ↑ + 2H 2O SiF4 +2 HF →H 2SiF6 六氟化硅溶于水。 • 利用这一性质作为掩蔽膜，光刻出IC 制备 中的各种窗口
• 所生成XSiO2 ,所消耗XSi 的关系：XSi= 0.44XSiO2
氧化前
氧化后
• 热生长3000ÅSiO2，顶部比Si起始表面高出多少？ 3000-3000×0.44 =1680Å
§ 2.4热生长氧化层的方法及原理
一、热生长氧化层 1. 生长机理 1） 干氧氧化法 • 生长机理：高温下的氧分子与硅片表面的硅 原子反应，生成起始层，其反应式为： Si＋O2 ＝SiO2 2）水气氧化法 • 生长机理:高温水气与硅片接触时,水分子与硅 片表面的硅原子反应生成起始层,其反应式为: 2H2O＋Si＝SiO2＋2H2↑
立式炉
立式炉最早出 现在上世纪90 年代，它出现 的主要原因是 利用立式炉减 少净化室的占 地面积并提高 自动化处理的 程度。与卧式 炉相比可更好 的控制温度和 均匀性。
三、氧化工艺流程
• 清洗： 要获得高质量的氧化，硅片的清洗至关重要，如颗粒 和可移动离子沾污等污染物对器件的性能和成品率有严 重的影响。 清洗的方法：去油——去离子——去原子
扩散系数与温度的关系：
半导体 氧化工艺(课堂PPT)
▪ 在硅片进出氧化区域的过程中，要注意 硅片上温度的变化不能太大，否则硅片会 产生扭曲，引起很大的内应力。一个氧化 过程的主要步骤如图5所示。
34
▪ 步骤1:硅片送至炉管口，通人N2及少量O2 ▪ 步骤2:硅片被推至恒温区，升温速率为5一30℃/Min步骤
步骤3:通人大量O2 ，氧化反应开始。 ▪ 步骤4:加人一定比例的含氯气体(干氧化方式)，或通人
▪ 在实际的制造工艺中，通常采用干氧一湿氧一干氧这 种多步交替的氧化方法制备氧化层，这样既能保证较好的 SiO2膜质量，又能有较快的氧化速率。
28
▪ 掺氯氧化 ▪ 掺氯氧化是指在干氧氧化通人O2的同时，
通人含氯的化合物气体，从而生成含氯的 SiO2膜。这样能减少SiO2中的钠离子污染 ，提高器件的电学性能和可靠性。
10
图1 MOS场效应晶体管结构
11
图2 场氧化层作为缓冲层
12
热氧化的机制
Si (S) + O2 (V) —> SiO2 (S)
Original Si
O2
O2
<100nm Tox=(B/A)t 线性阶段
O2
受限反应，受限扩散反应
>100nm Tox=(Bt)1/2 抛物线阶段
13
▪ Si的氧化过程是一个表面过程，即氧化剂 是在硅片表面处与Si原子起反应，当表面 已形成的SiO2层阻止了氧化剂与Si的直接 接触，氧化剂就必须以扩散的方式穿过 SiO2层、到达SiO2一Si界面与Si原子反应 ，生成新的SiO2层，使SiO2膜不断增厚， 同时SiO2一Si界面向Si内部推进.
23
6、掺杂物 氧化率：高掺杂 > 低掺杂 n型掺杂物：P、As、Sb p型掺杂物：B 7、多晶硅 与单晶硅相比氧化率更快
34
▪ 步骤1:硅片送至炉管口，通人N2及少量O2 ▪ 步骤2:硅片被推至恒温区，升温速率为5一30℃/Min步骤
步骤3:通人大量O2 ，氧化反应开始。 ▪ 步骤4:加人一定比例的含氯气体(干氧化方式)，或通人
▪ 在实际的制造工艺中，通常采用干氧一湿氧一干氧这 种多步交替的氧化方法制备氧化层，这样既能保证较好的 SiO2膜质量，又能有较快的氧化速率。
28
▪ 掺氯氧化 ▪ 掺氯氧化是指在干氧氧化通人O2的同时，
通人含氯的化合物气体，从而生成含氯的 SiO2膜。这样能减少SiO2中的钠离子污染 ，提高器件的电学性能和可靠性。
10
图1 MOS场效应晶体管结构
11
图2 场氧化层作为缓冲层
12
热氧化的机制
Si (S) + O2 (V) —> SiO2 (S)
Original Si
O2
O2
<100nm Tox=(B/A)t 线性阶段
O2
受限反应，受限扩散反应
>100nm Tox=(Bt)1/2 抛物线阶段
13
▪ Si的氧化过程是一个表面过程，即氧化剂 是在硅片表面处与Si原子起反应，当表面 已形成的SiO2层阻止了氧化剂与Si的直接 接触，氧化剂就必须以扩散的方式穿过 SiO2层、到达SiO2一Si界面与Si原子反应 ，生成新的SiO2层，使SiO2膜不断增厚， 同时SiO2一Si界面向Si内部推进.
23
6、掺杂物 氧化率：高掺杂 > 低掺杂 n型掺杂物：P、As、Sb p型掺杂物：B 7、多晶硅 与单晶硅相比氧化率更快
湿式氧化法.ppt
进入70年代以后，湿式氧化法得到迅速发展，应用范 围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的 处理，尤其是在处理含酚、磷、氰等有毒有害物质方面已有 大量文献报道，研究内容也从初始的适用性和摸索最佳工艺 条件深入到反应机理及动力学，而且装置数目和规模也有所 增大。
在国外，湿式氧化法已实现工业化，主要应用于活 性炭再生、含氰废水、煤气化废水、造纸黑液以及城市污泥 及垃圾渗出液处理。
湿式氧化法
一 概述
湿式氧化
二 湿式氧化的基本原理
三 湿式氧化的主要影响因素
四 湿式氧化工艺流程
五 湿式氧化技术的特点
六 湿式氧化法的工艺进展
七 湿式氧化法的应用
八 湿式氧化法的研究展望
一 概述
湿式氧化(Wet Air Oxidation ， WAO)是在高温、高压
五 湿式氧化技术的特点
应用范围广，几乎可以无选择地有效氧化各类高浓度有机废 水，特别是毒性大，常规方法难降解的废水
处理效率高，在合适的温度和压力下，WAO的COD处理率可达 90%以上
速氧化率快，与生物处理相比，废水在反应器的停留时间要 短了很多，一般在30-60min内，因此WAO处理装置比较小， 占地少，结构简单，易于管理。
3 压力 压力在反应中的作用主要是保证呈液相反应。 在一定温度下，总压不低于该温度下的饱和蒸汽压。
同时，氧分压也应保持在一定范围内，以保证液相中的 高溶解氧浓度。若氧分压不足，供氧过程就会成为反应 的控制步骤。
4 反应时间
有机底物的浓度是时间的函数。为了加快反应速 率，缩短反应时间，可以采用提高反应温度或投加催 化剂等措施。
7 搅拌强度
在高压反应釜内进行反应时，氧气从气相向液相中 的传质与搅拌强度有关。搅拌强度影响传质速率，当搅 拌强度越大，液体的湍流程度越大，氧气在液相中的停 留时间越长，传质速率就越大。
在国外，湿式氧化法已实现工业化，主要应用于活 性炭再生、含氰废水、煤气化废水、造纸黑液以及城市污泥 及垃圾渗出液处理。
湿式氧化法
一 概述
湿式氧化
二 湿式氧化的基本原理
三 湿式氧化的主要影响因素
四 湿式氧化工艺流程
五 湿式氧化技术的特点
六 湿式氧化法的工艺进展
七 湿式氧化法的应用
八 湿式氧化法的研究展望
一 概述
湿式氧化(Wet Air Oxidation ， WAO)是在高温、高压
五 湿式氧化技术的特点
应用范围广，几乎可以无选择地有效氧化各类高浓度有机废 水，特别是毒性大，常规方法难降解的废水
处理效率高，在合适的温度和压力下，WAO的COD处理率可达 90%以上
速氧化率快，与生物处理相比，废水在反应器的停留时间要 短了很多，一般在30-60min内，因此WAO处理装置比较小， 占地少，结构简单，易于管理。
3 压力 压力在反应中的作用主要是保证呈液相反应。 在一定温度下，总压不低于该温度下的饱和蒸汽压。
同时，氧分压也应保持在一定范围内，以保证液相中的 高溶解氧浓度。若氧分压不足，供氧过程就会成为反应 的控制步骤。
4 反应时间
有机底物的浓度是时间的函数。为了加快反应速 率，缩短反应时间，可以采用提高反应温度或投加催 化剂等措施。
7 搅拌强度
在高压反应釜内进行反应时，氧气从气相向液相中 的传质与搅拌强度有关。搅拌强度影响传质速率，当搅 拌强度越大，液体的湍流程度越大，氧气在液相中的停 留时间越长，传质速率就越大。
高级氧化技术培训讲义(PPT 51页)
废水，具有较佳的经济
效益和社会效益
2500 5000 7500 10000
进水COD和所需能量的关系
1.3 湿式空气氧化法的主要影响因素
（1）温度 温度是湿式氧化的主要影响因素。温度越高，反
应速率越快，反应进行得越彻底。同时温度升高 还有助于液体粘度的降低和氧气传质速度的增加。 但过高的温度是不经济的。
离开反应器的物料进入旋风分离器，在此将反 应中生成的无机盐等固体物料从流体相中沉淀 析出。
离开旋风分离器的物料一部分循环进入反应器， 另一部分作为高温高压流体先通过蒸汽发生器， 产生高压蒸汽，再通过高压气液分离器，随N2 和大部分CO2离开分离器，进入透平机，为空气 压缩机提供动力。
液体物料（主要是水和溶在水中的CO2）经排出 阀减压，进入低压气液分离器，分出的气体 （主要是CO2）进行排放，液体则为处理后水， 而作补充水进入水槽。
• ⑤当有机物含量超过2%时，就可以实现自热， 不需要额外供给热量。
超临界水氧化技术的缺点
不过，超临界水氧化技术也存在以下不足： • ①由于超临界水氧化反应是在高温高压条件
下进行的，所以对设备材质要求高； • ②超临界水氧化环境比通常条件更易导致金
属的腐蚀； • ③在超临界水氧化中，为中和反应过程中产
贮存罐
气液分离器
再沸器
高压泵
反应器 循环泵
热交换器 空压机
WAO系统工艺流程
透平机
从工艺的经济性分析， 湿式氧化系统一般适用
于处理高浓度废水
燃烧
生物氧化
湿式氧化
化学氧化
不同处理方法时处理费用和COD浓度的关系
从图中可知，湿式氧化
能处理较宽COD浓度范
5000
高级氧化处理技术ppt课件.ppt
10
7.1.3.1 Fenton反应
Fenton试剂一方面可利用过氧化氢与亚铁离子反 应产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH），可氧化 水中难分解的有机物。另一方面，亚铁离子氧化成铁 离子（Fe3+），铁离子有混凝作用也可去除部分有机 物。
Fenton氧化法在众多相关的废水处理技术中，已 被认为是最有效、最简单且经济的方法之一。
自由羟基·OH是最具活性的氧化剂，在AOPs中起 主要的控制作用，是氧化反应的中间产物，在天然水 体和大多数饮用水中，具有10μs的平均寿命。
如：O3的自由基链式反应分解生成·OH 、光分解 H2O2生成·OH 、Fenton反应生成·OH 等。
2
7.1.2高级氧化工艺的特点
7.1.2.1 高氧化性
9
7.1.3.1 Fenton反应
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- +·OH Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HO2·+ H+ H2O2 + ·OH → HO2·+ H2O Fe3++ HO2·→ Fe2+ + H+ + O2 Fe2++ HO2·→ Fe3+ + HO2Fe2+ + ·OH → Fe3+ + OHFe2++ HO2·+ H+ → Fe3+ + H2O2
21
Fenton试剂对操作条件要求的小结
a. pH 2~4为Fenton反应的最佳范围。
b. 在反应溶液中，加入FeSO4作为亚铁离子的来源， 其加入的铁离子在反应中可视为触媒。
7.1.3.1 Fenton反应
Fenton试剂一方面可利用过氧化氢与亚铁离子反 应产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH），可氧化 水中难分解的有机物。另一方面，亚铁离子氧化成铁 离子（Fe3+），铁离子有混凝作用也可去除部分有机 物。
Fenton氧化法在众多相关的废水处理技术中，已 被认为是最有效、最简单且经济的方法之一。
自由羟基·OH是最具活性的氧化剂，在AOPs中起 主要的控制作用，是氧化反应的中间产物，在天然水 体和大多数饮用水中，具有10μs的平均寿命。
如：O3的自由基链式反应分解生成·OH 、光分解 H2O2生成·OH 、Fenton反应生成·OH 等。
2
7.1.2高级氧化工艺的特点
7.1.2.1 高氧化性
9
7.1.3.1 Fenton反应
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- +·OH Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HO2·+ H+ H2O2 + ·OH → HO2·+ H2O Fe3++ HO2·→ Fe2+ + H+ + O2 Fe2++ HO2·→ Fe3+ + HO2Fe2+ + ·OH → Fe3+ + OHFe2++ HO2·+ H+ → Fe3+ + H2O2
21
Fenton试剂对操作条件要求的小结
a. pH 2~4为Fenton反应的最佳范围。
b. 在反应溶液中，加入FeSO4作为亚铁离子的来源， 其加入的铁离子在反应中可视为触媒。
微电子工艺基础氧化工艺
杂质扩散
在氧化过程中，基底中的杂质可能会扩散到氧化层中，影响器件性能。为解决这一问题，可以采用高纯度的基底材料、优化氧化条件以及后处理技术等手段。
抑制杂质扩散
通过优化氧化条件，如降低温度、减小压力或采用脉冲氧化技术等，可以有效抑制杂质在氧化层中的扩散。同时，后处理技术如退火处理也可以进一步降低杂质含量。
定义与特点
特点
定义
03
提高集成度
在集成电路制造中，氧化工艺是关键步骤之一，可实现高密度集成和微型化。
01
保护作用
形成的氧化膜可以保护半导体材料免受环境中的有害物质和离子影响，提高器件的可靠性和稳定性。
02
控制电子特性
通过控制氧化层的厚度和性质，可以调节半导体器件的电子特性，如电阻、电容等。
氧化工艺的重要性
微电子工艺基础氧化工艺
目录
氧化工艺概述 氧化工艺的原理与技术 氧化工艺的应用领域 氧化工艺的挑战与解决方案 氧化工艺的发展趋势与未来展望
01
氧化工艺概述
氧化工艺是一种在半导体材料表面形成保护氧化膜的过程，以保护内部结构并控制电子特性。
氧化工艺具有简单、成熟、可靠性高的优点，同时可实现大规模生产。
详细描述
VS
传感器制造中，氧化工艺用于形成敏感膜和绝缘层，提高传感器的敏感度和稳定性。
详细描述
在传感器制造过程中，氧化工艺主要用于形成二氧化硅敏感膜和绝缘层。敏感膜可以响应外部环境的变化，如温度、湿度和压力等，并将其转化为电信号。绝缘层则用于隔离不同材料，保证传感器的正常工作。通过优化氧化条件，可以提高敏感膜的敏感度和稳定性，从而提高传感器的性能。
太阳能电池制造
04
氧化工艺的挑战与解决方案
氧化层质量
氧化工艺作业ppt课件
14
（4）泄漏应急处理
应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并 立即隔离150m，严格限制出入。切断火源。建议应 急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。 尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖 住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合 理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围 堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出 气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏 气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
15
（二）二氧化硫氧化制硫酸工艺
硫酸是化学工业的重要产品之一，也是许多工业生 产的重要化工原料，属于基本化学工业。工业制备 硫酸主要有塔式法、铅室法和接触法。下面主要介 绍接触法。
1、反应物的准备及成分要求 在接触法硫酸生产中，利用沸腾炉将硫铁矿进行焚烧， 制得含有二氧化硫的炉气，为了保证氧化反应的顺 利进行，需要对炉气进行除尘、净化和干燥处理， 除去重金属物质、水分及有害物质，余下的主要是 二氧化硫、氧气和氮气。二氧化硫和氧气在钒催化 剂作用下发生氧化反应，制成三氧化硫，称为二氧 化硫的催化氧化，这是生产硫酸过程中的重要一步。 16
①二氧化硫
无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。
浓度高时使人呼吸困难，甚至死亡。易被湿润的粘
膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜
有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水
肿、声带痉挛而致窒息。轻度中毒时，发生流泪、
畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒可在数小时
内发生肺水肿；极高浓度吸入可引起反射性声门痉
8
(2)混合器生产过程的控制 氧化工段另一个不安全因素是混合器。为避免混
合器内氧浓度局部区域过高而发生着火和爆炸,在设 计和制造中,必须使含氧气体从喷嘴高速喷出,其速度 大大超过含乙烯循环气体的火焰传播速度,并使从喷 嘴平行喷出的多股含氧气体各自与周围的循环气体 均匀混合,从而避免产生氧浓度局部过高的现象,尽量 缩小非充分混合区。此外,还应防止含乙烯循环气体 返回到含氧气体的配管中。
（4）泄漏应急处理
应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并 立即隔离150m，严格限制出入。切断火源。建议应 急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。 尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖 住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合 理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围 堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出 气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏 气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
15
（二）二氧化硫氧化制硫酸工艺
硫酸是化学工业的重要产品之一，也是许多工业生 产的重要化工原料，属于基本化学工业。工业制备 硫酸主要有塔式法、铅室法和接触法。下面主要介 绍接触法。
1、反应物的准备及成分要求 在接触法硫酸生产中，利用沸腾炉将硫铁矿进行焚烧， 制得含有二氧化硫的炉气，为了保证氧化反应的顺 利进行，需要对炉气进行除尘、净化和干燥处理， 除去重金属物质、水分及有害物质，余下的主要是 二氧化硫、氧气和氮气。二氧化硫和氧气在钒催化 剂作用下发生氧化反应，制成三氧化硫，称为二氧 化硫的催化氧化，这是生产硫酸过程中的重要一步。 16
①二氧化硫
无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。
浓度高时使人呼吸困难，甚至死亡。易被湿润的粘
膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜
有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水
肿、声带痉挛而致窒息。轻度中毒时，发生流泪、
畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒可在数小时
内发生肺水肿；极高浓度吸入可引起反射性声门痉
8
(2)混合器生产过程的控制 氧化工段另一个不安全因素是混合器。为避免混
合器内氧浓度局部区域过高而发生着火和爆炸,在设 计和制造中,必须使含氧气体从喷嘴高速喷出,其速度 大大超过含乙烯循环气体的火焰传播速度,并使从喷 嘴平行喷出的多股含氧气体各自与周围的循环气体 均匀混合,从而避免产生氧浓度局部过高的现象,尽量 缩小非充分混合区。此外,还应防止含乙烯循环气体 返回到含氧气体的配管中。
氧化工艺资料
物
01
02
03
• 氧化剂：如氧气、氯气、硫
• 工业生产：如化学品制造、
• 氧化物：如二氧化硫、二氧
酸等
冶金、能源等
化氮、氧化铁等
• 氧化反应：提高物质的氧化
• 环境保护：如废水处理、废
态，形成氧化物
气处理等
氧化工艺的分类及特点
化学氧化法：通过化学反应实现物质的氧化
• 特点：反应速度快、选择性高、易于控制
氧化工艺原料应具有良
好的反应性能和稳定性
• 如：化学品合成、冶金、能源等
• 避免在反应过程中产生有毒副产
领域
物
• 避免在反应过程中导致设备腐蚀
氧化工艺原料的来源应
广泛、经济
• 如：工业原料、废弃物等
氧化工艺设备的类型与选择
氧化工艺设备的选择应根据生产工
艺、物料特性和投资成本等因素综合
考虑
氧化工艺设备应具有良
化学品制造：氧化工艺用于
合成各种有机化学品和无机
化学品
冶金工业：氧
化工艺用于提
取金属和合金
能源领域：氧
化工艺用于生
产燃料和能源
环保领域：氧
化工艺用于处
理废水和废气
• 如：醇类、醛类、酸
• 如：氧化铁、氧化铝、
• 如：生物质燃料、燃
• 如：废水中的有毒有
类、酯类等
氧化铜等
料电池等
害物质降解、废气中的有
CREATE TOGETHER
DOCS SMART CREATE
氧化工艺技术与应用
DOCS
01
氧化工艺基本原理及分类
氧化工艺的定义与原理简介
氧化工艺是一
种化学过程，
通过氧化剂的
01
02
03
• 氧化剂：如氧气、氯气、硫
• 工业生产：如化学品制造、
• 氧化物：如二氧化硫、二氧
酸等
冶金、能源等
化氮、氧化铁等
• 氧化反应：提高物质的氧化
• 环境保护：如废水处理、废
态，形成氧化物
气处理等
氧化工艺的分类及特点
化学氧化法：通过化学反应实现物质的氧化
• 特点：反应速度快、选择性高、易于控制
氧化工艺原料应具有良
好的反应性能和稳定性
• 如：化学品合成、冶金、能源等
• 避免在反应过程中产生有毒副产
领域
物
• 避免在反应过程中导致设备腐蚀
氧化工艺原料的来源应
广泛、经济
• 如：工业原料、废弃物等
氧化工艺设备的类型与选择
氧化工艺设备的选择应根据生产工
艺、物料特性和投资成本等因素综合
考虑
氧化工艺设备应具有良
化学品制造：氧化工艺用于
合成各种有机化学品和无机
化学品
冶金工业：氧
化工艺用于提
取金属和合金
能源领域：氧
化工艺用于生
产燃料和能源
环保领域：氧
化工艺用于处
理废水和废气
• 如：醇类、醛类、酸
• 如：氧化铁、氧化铝、
• 如：生物质燃料、燃
• 如：废水中的有毒有
类、酯类等
氧化铜等
料电池等
害物质降解、废气中的有
CREATE TOGETHER
DOCS SMART CREATE
氧化工艺技术与应用
DOCS
01
氧化工艺基本原理及分类
氧化工艺的定义与原理简介
氧化工艺是一
种化学过程，
通过氧化剂的
PTA氧化工艺简介PPT课件
➢ 因此为使物料中尚未氧化的中间产物进一步氧化，提高TA收率， 在 第 一 结 晶 器 中 通 入 少 量 空 气 进 行 二 次 氧 化 ， 可 提 高 TA 产 率 2 － 3%，有害杂质含量能降低至0.1－0.2%，同时燃烧损失也有所减 少，催化剂用量明显节约。
➢ TA结晶过程不仅是物理过程，而且还伴有化学反应过程，这就是 TA 结 晶 过 程 的 主 要 作 用 和 特 点 。
HE-302
HE-303
HE-304
HE-301
M
HT-400
HR301
HE-305
第24页/共40页
P TA 二 线 － 氧 化 反 应 P X 洗 涤 系 统
➢ 反应器排出的尾气温度小于40℃，压力是1.37MPa，合并后一起送入PX洗涤塔 HT-400中回收对二甲苯。 ➢ 在HT-400中用脱水溶剂罐HD-705来的脱水醋酸溶剂，从塔顶逆流吸收反应尾 气中对二甲苯。 ➢ 洗涤后的气体由塔顶排出进入高压吸收塔HT-401。在HT-401用来自HD-702 的水逆流洗涤回收气体中醋酸，经过吸收后的这股洗涤水送往脱水塔HT-701。洗 涤后的反应尾气进入膨胀透平HC-102回收能量，少部分尾气经干燥后作为产品输 送用气。
PTA生产方法与基本原理
粗对苯二甲酸(TA) 生产方法与基本原理 ➢ 以高纯度对二甲苯(PX)为原料，醋酸为溶剂，醋酸钴和醋
酸锰为催化剂，四溴乙烷或氢溴酸为促进剂进行空气催化 氧化，经结晶分离干燥，得到粗对苯二甲酸(TA)。其反应 方程式如下：
第1页/共40页
PTA生产方法与基本原理
➢ 精对苯二甲酸(PTA) 生产方法与基本原理
➢在工艺生产中，醋酸消耗是一个主要经济指标。因此，必须优化 工 艺 条 件 ， 以 便 使 TA 在 达 到 4 － C B A 指 标 要 求 时 ， 能 尽 量 降 低 醋 酸的消耗。
➢ TA结晶过程不仅是物理过程，而且还伴有化学反应过程，这就是 TA 结 晶 过 程 的 主 要 作 用 和 特 点 。
HE-302
HE-303
HE-304
HE-301
M
HT-400
HR301
HE-305
第24页/共40页
P TA 二 线 － 氧 化 反 应 P X 洗 涤 系 统
➢ 反应器排出的尾气温度小于40℃，压力是1.37MPa，合并后一起送入PX洗涤塔 HT-400中回收对二甲苯。 ➢ 在HT-400中用脱水溶剂罐HD-705来的脱水醋酸溶剂，从塔顶逆流吸收反应尾 气中对二甲苯。 ➢ 洗涤后的气体由塔顶排出进入高压吸收塔HT-401。在HT-401用来自HD-702 的水逆流洗涤回收气体中醋酸，经过吸收后的这股洗涤水送往脱水塔HT-701。洗 涤后的反应尾气进入膨胀透平HC-102回收能量，少部分尾气经干燥后作为产品输 送用气。
PTA生产方法与基本原理
粗对苯二甲酸(TA) 生产方法与基本原理 ➢ 以高纯度对二甲苯(PX)为原料，醋酸为溶剂，醋酸钴和醋
酸锰为催化剂，四溴乙烷或氢溴酸为促进剂进行空气催化 氧化，经结晶分离干燥，得到粗对苯二甲酸(TA)。其反应 方程式如下：
第1页/共40页
PTA生产方法与基本原理
➢ 精对苯二甲酸(PTA) 生产方法与基本原理
➢在工艺生产中，醋酸消耗是一个主要经济指标。因此，必须优化 工 艺 条 件 ， 以 便 使 TA 在 达 到 4 － C B A 指 标 要 求 时 ， 能 尽 量 降 低 醋 酸的消耗。