CN101080362B - 碳酰氟的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供将一氧化碳和氟作为原料，不存在剧烈的发热、副反应引起的收率下降等问题的碳酰氟的制造方法。所述碳酰氟的制造方法中，将一氧化碳气体和氟气导入液体中，在液体中使一氧化碳和氟反应，得到碳酰氟。

Description

碳酰氟的制造方法
技术领域
本发明涉及碳酰氟的制造方法。
背景技术
碳酰氟(COF2)被用作半导体制造装置等的清洗气和蚀刻气、有机化合物的氟化剂和原料。这些用途、特别是半导体制造装置的清洗气的用途中，需要高纯度的碳酰氟。
作为碳酰氟的合成方法之一，以往已知使一氧化碳气体和氟气在气相中混合并反应的方法(参照非专利文献1)。
然而，上述方法存在爆炸的危险性、副反应引起的碳酰氟的反应收率的低下、剧烈的发热等问题。以下，进行详细说明。
首先，将一氧化碳和氟作为起始原料的情况下，碳酰氟的生成热极大。此外，使用氟的一氧化碳的直接氟化反应在常温下也极快地进行。因此，如果该反应热不被充分除去，则生成的碳酰氟的温度上升。
碳酰氟在300℃以上被分解为四氟化碳和二氧化碳(参照非专利文献2～4)。因此，如果该反应热不被充分除去，则产生四氟化碳和二氧化碳的副产物。
二氧化碳和碳酰氟由于分子直径接近，因此难以将两者吸附分离。此外，由于它们都容易与碱性物质反应，因此也不可以通过中和分离。另外，由于两者的沸点接近，因此也难以蒸馏分离(参照专利文献1)。因此，为了获得高纯度的碳酰氟，反应时通过除热来抑制二氧化碳副产物的生成是非常重要的。
为此，为了解决上述问题，专利文献2中提出了碳酰二氟的制造方法，其特征在于，通过一氧化碳和氟气的反应连续制造碳酰二氟时，至少添加1种以上选自N2、He、Ne、Ar的第3成分气体，使气体在动态且减压的状态下流通的同时进行反应。
专利文献1：日本专利特开2003-212525号公报
专利文献2：日本专利特开2003-267712号公报
非专利文献1：《无机化学制备手册(Handbook of preparative inorganicchemistry)I》，206，第二版，Georg Brauer著，Academic Press，纽约，1965
非专利文献2：Ruff；Li，Z.Anorg.Allg.Chem.，242(1939)，272
非专利文献3：Li，J.chin，Chem.Soc.，11(1944)，14
非专利文献4：Chem.Abstr.，(1945)，1099
发明的揭示
然而，专利文献2所记载的方法中，虽然通过选自N2、He、Ne、Ar的第3成分气体稀释，但一般气体的导热系数小，除热效率低，因此例如根据反应装置和反应条件(例如连续地大量制造碳酰氟的情况)，会无法充分除热，碳酰氟的反应收率变低，而且难以分离的杂质二氧化碳作为副产物生成，与碳酰氟的分离变得困难。
针对这样的问题，考虑有使用适合于高温气体的除热的反应装置、例如反应空间和冷却介质的界面的面积(导热面积)相对于反应空间的容积较大的装置的方法以及为了抑制反应热量而抑制反应的量的方法等，但存在装置的费用相对于生产量变高的问题，变得对工业上的大量生产不利。
如上所述，尚未确立以一氧化碳和氟作为原料的碳酰氟的工业制造方法。
因此，本发明的目的在于提供将一氧化碳和氟作为原料，不存在剧烈的发热、副反应引起的收率下降等问题的碳酰氟的制造方法。
本发明者认真研究后发现，通过使一氧化碳气体和氟气在液体中接触而进行反应，可以高效地进行除热，由此可以高收率地获得碳酰氟，从而完成了本发明。
即，本发明提供以下的(1)～(9)。
(1)碳酰氟的制造方法，其中，将一氧化碳气体和氟气导入液体中，在液体中使一氧化碳和氟反应，得到碳酰氟。
(2)碳酰氟的制造方法，其中，使一氧化碳气体和氟气在液体中接触而进行反应，得到碳酰氟。
(3)上述(1)或(2)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体实质上不溶解前述一氧化碳气体和前述氟气中的至少一方。
(4)上述(3)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体实质上不溶解前述一氧化碳气体和前述氟气这两者，而且使前述一氧化碳气体和前述氟气这两者以气泡的状态分散于前述液体中，使前述气泡相互撞击，从而使两者接触。
(5)上述(3)或(4)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体为不含C-H键而含有C-F键的含氟化合物。
(6)上述(1)或(2)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述液体为在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物。
(7)上述(6)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物为在末端具有-CF(CF3)COF基的化合物。
(8)上述(7)所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物为以C2F5[CF2OCF(CF3)]nCOF(其中，n为1～4的整数)表示的化合物。
(9)上述(1)～(8)中任一项所述的碳酰氟的制造方法，其中，前述一氧化碳气体和前述氟气中的至少一方以选自碳酰氟气体、氮气、氦气、氖气和氩气中的至少1种稀释用气体稀释。
如果采用本发明的碳酰氟的制造方法，将一氧化碳和氟作为原料，不存在剧烈的发热、副反应引起的收率下降等问题，可以高效地制造高纯度的碳酰氟。
附图的简单说明
图1为表示碳酰氟的制造装置的模式图。
图2为表示另一种碳酰氟的制造装置的模式图。
符号的说明
1、2碳酰氟的制造装置
10反应器
12第1插管
14第2插管
16搅拌翼
18搅拌机
20、56冷却夹套
22、58冷却水供给管
24、60冷却水排出管
26、62气体排出管
28双层管型热交换器
30冷却水供给管
32冷却水排出管
34液体
36反应器的上部空间
50气相反应器
52第1气体导入管
54第2气体导入管
实施发明的最佳方式
以下，对本发明进行详细说明。
本发明的碳酰氟的制造方法中，将一氧化碳气体和氟气导入液体中，在液体中使一氧化碳和氟反应，得到碳酰氟。此外，使一氧化碳气体和氟气在液体中接触而进行反应，得到碳酰氟。
本发明所用的一氧化碳气体可以直接使用一氧化碳气体，也可以通过稀释用气体稀释后使用。通过这样将一氧化碳气体稀释后使用，可以使反应速度降低，抑制副反应。
作为一氧化碳气体，较好是使用高纯度的气体，具体较好是在99.5体积％以上，特别好是在99.9体积％以上。因此，作为原料的一氧化碳气体中含有大量杂质的情况下，较好是通过纯化处理将该杂质分离除去。
但是，该杂质实质上对反应没有影响且容易与作为目标生成物的碳酰氟纯化分离的情况下，可以不将杂质降低至上述范围内。
一氧化碳气体中可含的杂质的种类根据其制造方法的不同而不同。例如，通过蒸汽裂化法制造一氧化碳的情况下，作为杂质生成二氧化碳。该情况下，可以通过使生成的一氧化碳气体与碱石灰等碱接触后，以硅胶等脱水，从而除去二氧化碳。
本发明所用的氟气可以直接使用作为单质的氟(F2)的氟气，但较好是通过稀释用气体稀释后使用。通过这样将氟气稀释后使用，可以使反应速度降低，抑制副反应。此外，可以有效地防止氟气与后述的液体反应。稀释较好是使氟气浓度达到80体积％以下，更好是达到60体积％以下。
此外，与一氧化碳气体一样，作为氟气也较好是使用高纯度的气体，具体较好是使用在99.0体积％以上、特别好是在99.5体积％以上的气体。因此，作为原料的氟气中含有大量杂质的情况下，较好是通过纯化处理将该杂质分离除去。
作为稀释一氧化碳气体和氟气中的至少一方的稀释用气体，较好是选自碳酰氟气体、氮气、氦气、氖气和氩气中的至少1种。
稀释用气体为碳酰氟的情况下，可以省去从制造的碳酰氟中除去稀释用气体的工序。此外，稀释用气体为选自氮气、氦气、氖气和氩气中的至少1种的情况下，由于碳酰氟和稀释用气体的沸点的差异大，因此容易通过蒸馏分离。
本发明中，使一氧化碳气体和氟气在液体中接触而反应。由此，可以通过液体高效地除去由一氧化碳气体和氟气的反应产生的碳酰氟的生成热，可以在没有剧烈的发热、副反应引起的收率下降等问题的状态下制造碳酰氟。
本发明所用的液体的优选形态之一是实质上与氟气不反应的物质。如果氟气与液体反应而被消耗，则碳酰氟的收率下降，而且可能产生大量的反应热，所以是不理想的。
作为实质上与氟气不反应的物质，可以例举例如不含C-H键而含有C-F键的含氟化合物等。具体来说，可以例举例如全氟烷烃类(例如3M公司制的Fluorinert FC-72)、全氟醚类(例如3M公司制的Fluorinert FC-75和FC-77)、全氟聚醚类(例如杜邦公司制的Krytox、Ausimont公司制的Fomblin和Galden、大金工业公司制的DEMNUM等)、全氟酯类、氯氟烃类、氯氟聚醚类、全氟烷基胺(例如全氟三烷基胺)、惰性流体(例如3M公司制的各种Fluorinert)。此外，也可以使用以C2F5[CF2OCF(CF3)]mCF2OC2F5(其中，m为1～4的整数)表示的化合物，其中较好是C3F7OCF(CF3)CF2OC2F5。
此外，还可以例举将在结构中具有选自氯原子、氮原子和氧原子的至少1种原子的公知的有机溶剂全氟化而得到的有机溶剂。
这些液体可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
液体更好是在与氟气反应的情况下生成碳酰氟的物质。
此外，虽然如上所述本发明所用的液体较好是实质上与氟气不反应的物质，但是前述液体与氟气反应而生成碳酰氟的情况下，可优选使用这样的液体。这样的情况下，由反应生成的物质为碳酰氟，因此得到的碳酰氟的纯度不含下降。
作为在与氟气反应的情况下生成碳酰氟的物质，较好是末端具有-CF(CF3)COF基的化合物，更好是不含C-H键的含氟化合物。例如，较好是以C2F5[CF2OCF(CF3)]nCOF(其中，n为1～4的整数)表示的化合物，具体可以例举C3F7OCF(CF3)COF、C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COF等全氟酰氟类。
然而，前述液体和氟气的转化率过高的情况下，可能产生发热的问题，所以转化率较好是在0.4摩尔％以下，特别好是0.2摩尔％以下。
此外，本发明所用的液体较好是实质上不溶解碳酰氟。该情况下，可以高效地作为气体收集生成的碳酰氟。
一氧化碳气体和氟气在液体中可以不溶解，也可以部分或全部溶解。两者都不溶于液体的情况下，形成两者以气体的状态接触并反应的气相反应；任一方不溶于液体而另一方溶解的情况下，形成一方以气体的状态、另一方以溶存于液体的状态接触并反应的于气液界面的反应；两者都溶于液体的情况下，形成两者以溶存于液体的状态接触并反应的液相反应。这些气相反应、于气液界面的反应和液相反应可以同时进行。
一氧化碳气体和氟气实质上都不溶于液体的情况下，较好是使两种气体形成微细的气泡，分散于液体中，使气泡相互撞击，从而使两者接触并反应。
如后所示的碳酰氟的制造装置中，生成的碳酰氟暂时被贮存于反应器内的空间中，但如果未反应的一氧化碳气体和氟气被供给到这样的空间中，则会无法充分除去反应热。因此，较好是上述反应实质上在液体中终结。
如上所述，使一氧化碳气体和氟气分别形成微细的气泡，分散于液体中，使气泡相互撞击而进行反应的情况下，反应效率提高。
气泡的大小越小，各气泡的撞击产生的反应热越小，除热越容易，因此越小越好。作为使气泡变小的方法，可以例举例如使用吹入管将原料气体供给到液体中的方法，使原料气体通过烧结滤器、气体透过膜、气液混合器等的方法，使用混合反应器内的液体的搅拌装置的方法等。
此外，为了使上述反应实质上在液体中终结，较好是设定反应条件和装置，延长气泡在液体中的存在时间。
一氧化碳气体和氟气实质上都不溶于液体的情况下，混合的一氧化碳气体和氟气的量比(摩尔比)较好是理论上为1：1，但由于实际上需要考虑流量控制的误差，因此从防止未反应的氟气残存的角度来看，较好是设为1.01:1～1.05:1。
此外，一氧化碳气体和氟气中的至少一方溶于液体的情况下，作为提高溶解的效率的方法，可以例举使用如吹入喷嘴那样使气泡变小的装置混合上述气泡和液体的方法。作为混合气泡和液体的方法，可以例举例如使用混合反应器内的液体的搅拌装置的方法、通过循环管道和泵使液体循环的方法。
液体的温度只要在沸点以下，没有特别限定，但如果温度低，则反应变慢，未反应的一氧化碳气体和氟气会在反应器内的空间中以气相反应，因此较好是-50～250℃，更好是-30～230℃，特别好是-10～200℃。为了将液体的温度调整至上述范围内，较好是进行冷却。冷却的方法可以使用例如冷却夹套等公知的方法。
反应压力可以根据原料气体向液体的溶解、气泡存在于液体中时的气泡直径、气泡在液体中的滞留时间等适当确定，但一般以表压计，较好是0～1MPa，更好是0～0.8MPa，特别好是0～0.5MPa。压力越高，原料气体向液体的溶解越多，气泡越小，气泡的液中滞留时间越长。
本发明的碳酰氟的制造方法可以以分批式实施，也可以以连续式实施。以连续式实施的情况下，可优选使用将原料气体吹入加入了液体的反应器的方法、将原料气体吹入通过循环管道和泵循环的液体中的方法。
为了除去副产物以达到更高的纯度或者在通过稀释用气体稀释的情况下为了除去稀释用气体，如上得到的碳酰氟较好是进行纯化。纯化的方法没有特别限定，例如可以使用以往公知的方法。具体来说，较好是蒸馏。
以下，参照附图，对本发明的碳酰氟的制造方法的优选实施方式进行说明。
图1为表示碳酰氟的制造装置的模式图。图1所示的碳酰氟的制造装置1基本上具备反应器10、用于向反应器10供给气体的第1导入管12及第2导入管14、用于搅拌反应器10的内容物的具有搅拌翼16的搅拌机18、用于冷却反应器10的冷却夹套20、用于向冷却夹套20供给冷却水(冷却介质即可，下同)的冷却水供给管22、用于从冷却夹套20中排出冷却水的冷却水排出管24、用于将气体从反应器10中排出的气体排出管26、设于气体排出管26的中途的双层管型热交换器28、用于向双层管型热交换器28供给冷却水的冷却水供给管30、用从双层管型热交换器28排出冷却水的冷却水排出管32。
首先，较好是在将反应器10脱气后，加入液体34。
接着，通过马达使搅拌机18的搅拌翼16旋转，剧烈搅拌液体34。同时，从冷却水供给管22向冷却夹套供给冷却水，使其从冷却水排出管24排出。
在上述状态下，先从第1导入管12向反应器10供给氟气稀释用的稀释气体，控制反应器10内的压力。接着，在稀释气体流通的状态下，再从第1导入管12向反应器10供给氟气。然后，迅速从第2导入管14向反应器10供给一氧化碳气体。由此，液体34中，从第1导入管12供给的氟气的气泡和从第2导入管14供给的一氧化碳气体的气泡撞击，生成反应气体。
生成的反应气体和在反应中未被利用的气体(以下将两者统称为“反应粗制气体”)被暂时贮存在反应器10的上部空间36中后，通过气体排出管26被排出，以设于气体排出管26的中途的双层管型热交换器28冷却。双层管型热交换器28中，冷却水从冷却水供给管30供给，从冷却水排出管32排出。
最后，将得到的反应粗制气体通过蒸馏装置(未图示)纯化，获得高纯度的碳酰氟。
本发明的碳酰氟的制造方法中，由于通过液体高效地进行除热，可以在不产生爆炸的危险性、副反应引起的收率下降、剧烈的发热等问题的状态下大量制造碳酰氟。
通过本发明制造的碳酰氟的用途没有特别限定，优选用作例如半导体制造装置等的清洗气和蚀刻气、有机化合物的氟化剂和原料。其中，由于纯度高，特别好是用于半导体制造装置的清洗气的用途。
实施例
以下，示例实施例，对本发明进行具体说明。但是，本发明并不局限于这些实施例。
1.碳酰氟的制造
(实施例1)
使用图1所示的碳酰氟的制造装置，如下制成碳酰氟。图1所示的碳酰氟的制造装置中，反应器10为不锈钢制，内径为150mm，深度为315mm，内容积为约5L，第1导入管12和第2导入管14的内径分别为6mm。
首先，将反应器10脱气，加入7kg以化学式C3F7OCF(CF3)CF2OCF(CF3)COF表示的化合物(沸点114℃)的液体34。
接着，通过马达使搅拌机18的搅拌翼16以600rpm旋转，剧烈搅拌液体34。同时，从冷却水供给管22向冷却夹套20供给17℃的冷却水，使其从冷却水排出管24排出。冷却水的流量为400升/小时。
在上述状态下，先从第1导入管12向反应器10以5000SCCM的流量供给氟气稀释用的氮气，控制反应器10内的压力为0.09MPa(表压)。接着，在氮气流通的状态下，再从第1导入管12向反应器10以1000SCCM的流量供给氟气(氟浓度16.7体积％)。然后，迅速从第2导入管14向反应器10以1000SCCM的流量供给一氧化碳气体。由此，液体34中，从第1导入管12供给的氟气的气泡和从第2导入管14供给的一氧化碳气体的气泡撞击，生成反应气体。
反应粗制气体被暂时贮存在反应器10的上部空间36中后，通过气体排出管26被排出，以设于气体排出管26的中途的双层管型热交换器28冷却。双层管型热交换器28中，冷却水从冷却水供给管30供给，从冷却水排出管32排出。
这样进行操作，连续进行反应60分钟。反应终止时，反应器10的气相温度为83℃，液体34的温度为34℃，冷却水排出管24中的冷却水的温度为22℃。
将经基于双层管型热交换器28的冷却从气体排出管26排出的反应粗制气体导入气相色谱，分析组成。
其结果，一氧化碳气体的转化率为100％，碳酰氟气体的选择率为97.3％，二氧化碳气体的选择率为2.7％。未检出四氟化碳。在这里，选择率(摩尔％基准)以碳酰氟/(碳酰氟+二氧化碳+四氟化碳)×100表示。
(实施例2)
除了将供给到冷却夹套20的冷却水的温度设为-10℃，将氟气稀释用的氮气的流量设为3360SCCM，将反应器10内的压力设为0.1MPa(表压)，将氟气的流量设为2000SCCM(氟浓度37.3体积％)，将一氧化碳气体的流量设为2000SCCM之外，通过与实施例1同样的方法，制成碳酰氟。
反应终止时，反应器10的气相温度为27.1℃，液体34的温度为18.1℃，冷却水排出管24中的冷却水的温度为-8℃。
将经基于双层管型热交换器28的冷却从气体排出管26排出的反应粗制气体导入气相色谱，分析组成。
其结果，一氧化碳气体的转化率为100％，碳酰氟气体的选择率为99.0％，二氧化碳气体的选择率为0.9％，四氟化碳的选择率为0.1％。
(实施例3)
除了将供给到冷却夹套20的冷却水的温度设为-10℃，将氟气稀释用的碳酰氟的流量设为2450SCCM，将反应器10内的压力设为0.1MPa(表压)，将氟气的流量设为2000SCCM(氟浓度45体积％)，将一氧化碳气体的流量设为2000SCCM之外，通过与实施例1同样的方法，制成碳酰氟。
反应终止时，反应器10的气相温度为50℃，液体34的温度为27℃，冷却水排出管24中的冷却水的温度为-6℃。
将经基于双层管型热交换器28的冷却从气体排出管26排出的反应粗制气体导入气相色谱，分析组成。
其结果，一氧化碳气体的转化率为100％，碳酰氟气体的选择率为99.89％，二氧化碳气体的选择率为0.08％，四氟化碳的选择率为0.03％。
(实施例4)
除了加入反应器的液体采用7.38kgC3F7OCF(CF3)CF2OC2F5之外，通过与实施例3同样的方法，制成碳酰氟。
反应终止时，反应器10的气相温度为42.4℃，液体34的温度为21.5℃，冷却水排出管24中的冷却水的温度为-5℃。
将经基于双层管型热交换器28的冷却从气体排出管26排出的反应粗制气体导入气相色谱，分析组成。
其结果，一氧化碳气体的转化率为100％，碳酰氟气体的选择率为99.9％，二氧化碳气体的选择率为0.09％，四氟化碳的选择率为0.01％。
(实施例5)
除了加入反应器的液体采用8.0kg3M公司制的Fluorinert FC-77之外，通过与实施例3同样的方法，制成碳酰氟。
反应终止时，反应器10的气相温度为57.6℃，液体34的温度为18.2℃，冷却水排出管24中的冷却水的温度为-7℃。
将经基于双层管型热交换器28的冷却从气体排出管26排出的反应粗制气体导入气相色谱，分析组成。
其结果，一氧化碳气体的转化率为100％，碳酰氟气体的选择率为99.9％，二氧化碳气体的选择率为0.06％，四氟化碳的选择率为0.02％。
(比较例1)
使用图2所示的碳酰氟的制造装置，如下制成碳酰氟。
图2为表示另一种碳酰氟的制造装置的模式图。图2所示的碳酰氟的制造装置2基本上具备气相反应器50(不锈钢制，内径25mm)、用于向气相反应器50供给气体的第1气体导入管52及第2气体导入管54(内径分别为10mm)、用于冷却气相反应器50的冷却夹套56、用于向冷却夹套56供给冷却水的冷却水供给管58、用于从冷却夹套56中排出冷却水的冷却水排出管60、用于将气体从气相反应器50中排出的气体排出管62。
首先，从冷却水供给管58向冷却夹套56供给17℃的冷却水，使其从冷却水排出管60排出。冷却水的流量为400升/小时。
在上述状态下，先从第1气体导入管52向气相反应器50以5000SCCM的流量供给氟气稀释用的氮气，控制气相反应器50内的压力为0.02MPa(表压)。接着，在氮气流通的状态下，再从第1气体导入管52向气相反应器50以1000SCCM的流量供给氟气(氟浓度16.7体积％)。然后，迅速从第2气体导入管54向气相反应器50以1000SCCM的流量供给一氧化碳气体。由此，气相反应器50内，从第1气体导入管52供给的氟气和从第2气体导入管54供给的一氧化碳气体撞击，生成反应气体。
这样进行操作，连续进行反应60分钟。反应终止时，气相反应器50的内部温度最高达到400℃，冷却水排出管60中的冷却水的温度为18℃。
将从气体排出管60排出的反应粗制气体导入气相色谱，分析组成。
其结果，一氧化碳气体的转化率为100％，碳酰氟气体的选择率为95.1％，二氧化碳气体的选择率为4.3％，四氟化碳的选择率为0.6％。
由这些结果可知，如果采用本发明的碳酰氟的制造方法(实施例1～3)，与不使一氧化碳气体和氟气在液体中接触的情况(比较例1)相比，可以大量地制造高纯度的碳酰氟。
产业上利用的可能性
通过本发明以高收率得到的高纯度的碳酰氟优选使用于半导体制造装置等的清洗气和蚀刻气、有机化合物的氟化剂和原料等广阔的领域中。
另外，在这里引用2004年12月16日提出申请的日本专利申请2004-364183号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (7)

1.碳酰氟的制造方法，其特征在于，使一氧化碳气体和氟气在实质上不溶解前述一氧化碳气体和前述氟气中的至少一方的液体中接触而进行反应，得到碳酰氟。
2.如权利要求1所述的碳酰氟的制造方法，其特征在于，前述液体实质上不溶解前述一氧化碳气体和前述氟气这两者，而且使前述一氧化碳气体和前述氟气这两者以气泡的状态分散于前述液体中，使前述气泡相互撞击，从而使两者接触。
3.如权利要求1或2所述的碳酰氟的制造方法，其特征在于，前述液体为不含C-H键而含有C-F键的含氟化合物。
4.如权利要求1所述的碳酰氟的制造方法，其特征在于，前述液体为在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物。
5.如权利要求4所述的碳酰氟的制造方法，其特征在于，前述在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物为在末端具有-CF(CF3)COF基的化合物。
6.如权利要求5所述的碳酰氟的制造方法，其特征在于，前述在与氟反应的情况下生成碳酰氟的化合物为以C2F5[CF2OCF(CF3)]nCOF表示的化合物，其中，n为1～4的整数。
7.如权利要求1～6中任一项所述的碳酰氟的制造方法，其特征在于，前述一氧化碳气体和前述氟气中的至少一方以选自碳酰氟气体、氮气、氦气、氖气和氩气中的至少1种稀释用气体稀释。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4997975B2 (ja) 2004-12-16 2012-08-15 旭硝子株式会社 フッ化カルボニルの製造方法
EP2591851A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Alfa Laval Corporate AB A tube module
US8932406B2 (en) * 2012-09-04 2015-01-13 Matheson Tri-Gas, Inc. In-situ generation of the molecular etcher carbonyl fluoride or any of its variants and its use
CN105967166B (zh) * 2016-06-16 2018-11-09 邯郸净化设备研究所 一种碳酰氟的纯化方法和制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1126502A (zh) * 1993-06-30 1996-07-10 美国3M公司 全氟链烷磺酰氟的制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000026106A (ja) * 1998-07-09 2000-01-25 Seiko Epson Corp 反応性フッ化ガスの生成方法及び装置、並びに表面処理方法及び装置
JP4112198B2 (ja) 2000-09-11 2008-07-02 財団法人地球環境産業技術研究機構 クリーニングガス及びエッチングガス、並びにチャンバークリーニング方法及びエッチング方法
JP4136378B2 (ja) 2002-01-18 2008-08-20 セントラル硝子株式会社 Ｃｏｆ２の精製方法
JP4166025B2 (ja) * 2002-03-18 2008-10-15 セントラル硝子株式会社 二フッ化カルボニルの製造方法
JP4505680B2 (ja) * 2003-03-14 2010-07-21 旭硝子株式会社 フッ化カルボニルの製造方法
CN100434358C (zh) * 2003-12-11 2008-11-19 旭硝子株式会社 碳酰氟的制造方法及制造装置
JP4997975B2 (ja) 2004-12-16 2012-08-15 旭硝子株式会社 フッ化カルボニルの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1126502A (zh) * 1993-06-30 1996-07-10 美国3M公司 全氟链烷磺酰氟的制备方法

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