CN106242944B - 一种电子级六氟乙烷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子级六氟乙烷的制备方法，氟化氢气体与一氯五氟乙烷气体进入装有新型催化剂的反应器中反应，氟化氢气体与一氯五氟乙烷的摩尔比为1～3∶1，反应温度为300～500℃，空速1～5BV/h，制得六氟乙烷粗品。六氟乙烷粗品经过精馏精制，再进入吸附剂的吸附塔，吸附后得到高纯的六氟乙烷产品。

Description

一种电子级六氟乙烷的制备方法
技术领域
本发明涉及一种含氟气体的制备方法，特别是一种电子级六氟乙烷的制备方法。
背景技术
近年来，随着半导体行业的迅猛发展，对电子特气的纯度要求越来越高，而六氟乙烷由于具有边缘侧向侵蚀现象极微、高蚀刻率及高精确性的优点，解决了常规湿法腐蚀不能满足0.18-0.25m的深亚微米集成电路高精度细线蚀刻的问题，可以极好地满足此类线宽较小的制程的要求。在以SiH为基础的各种CVD制程中，六氟乙烷作为清洗气体，与甲烷相比具有排放性低、气体利用率高、反应室清洁率和设备产出率高等特点。高纯六氟乙烷是超大规模集成电路所必需的介质，对半导体行业的发展起着重要的作用。
CN103130607公开了一种以一氯五氟乙烷为原料制备六氟乙烷的方法，在Cr催化剂、Cr-Mg催化剂、Cr-Al催化剂或Cr-Mg-Al催化剂作用下，一氯五氟乙烷气体流与氟化氢气体流进行气相反应生成六氟乙烷。本发明使用的一氯五氟乙烷气体流可以含有5％以下杂质。
CN102766015涉及一种六氟乙烷的制备方法，属于氟化工技术领域，其特征在于以下步骤：(1)将五氟乙烷副产物与氯气混合气体在光化塔内接触反应；(2)将步骤(1)中制得的产物一氯五氟乙烷与氟化氢混合液体在装有催化剂的反应器内接触反应，催化剂是锑的氟化物。
JP 208236提供了一种制造六氟乙烷的方法，包括将含有各具有两个碳原子的氯化合物的粗制六氟乙烷蒸馏以便将六氟乙烷作为顶流从蒸馏塔顶部馏出并将含有氯化合物的六氟乙烷混合物作为底流从蒸馏塔底部分离的步骤，和在氟化催化剂的存在下、在300至500℃的温度下将底流与氟化氢在气相中接触以便将氯化合物氟化的步骤。该方法提供了可主要在半导体器件生产过程中用作清洁气体的六氟乙烷。
现有专利及文献技术所使用催化剂，使用金属或金属氟化物，和有机气体接触面积小，不利于气体通过，影响了反应的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电子级六氟乙烷的制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种电子级六氟乙烷的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：催化剂的制备
将三氧化二锑，占三氧化二锑质量百分比含量为500～1000的水，占三氧化二锑质量百分比含量为10～30的双氧水(质量百分比浓度30-50)，在25-60℃搅拌2-5h，过滤，烘干即得制得聚锑酸；再加入占三氧化二锑质量百分比含量为50-200的活性白土，占三氧化二锑质量百分比含量为1-5的分子筛，在25-60℃搅拌2-5h，挤出造粒，在200-500℃干燥5-10h，得到催化剂载体，再加入占三氧化二锑质量百分比含量为1～5的偏铝酸钠，占三氧化二锑质量百分比含量为0.1～1的1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，占三氧化二锑质量百分比含量为50～150的氟化氢吡啶络合物，在25-60℃反应5-10h，再经100-200℃干燥5-10h。得到催化剂。
步骤(2)：合成反应
氟化氢气体与一氯五氟乙烷气体进入装有本催化剂的反应器中反应，氟化氢气体与一氯五氟乙烷的摩尔比为1～3∶1，反应温度为300～500℃，空速1～5BV/h，制得六氟乙烷粗品。
步骤(3)：精制
六氟乙烷气体经过公知的提纯技术，包括精馏分离技术，脱除低沸物，再脱除高沸物，再进入装有吸附剂的吸附塔，温度-40～-10℃，流速1～5BV/h；吸附后得到高纯的六氟乙烷气体。
步骤(1)所述的分子筛包括β分子筛和γ分子筛。
步骤(1)所述的氟化氢吡啶络合物，HF含量70％以上，为市售产品，如广州和为化工有限公司生产的产品；所述的1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐为市售产品，如--中科院兰州化学物理研究所生产的产品。
步骤(3)所述的吸附剂包括X型分子筛，A型分子筛，活性炭，吸附剂可以在使用前经过预处理，例如酸处理，热处理和蒸汽处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
经本专利新型杂质分解剂采用聚锑酸胶体以及活性白土，分子筛复合造粒的催化剂载体，并负载1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，偏铝酸钠，再经过氟化氢吡啶络合物氟化制得，相比于金属氟物，该催化剂具有吸附一氯五氟乙烷气体效果好，一氯五氟乙烷转化率高，易装填在反应器中，可以得到电子级六氟乙烷。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明，但这些实施例仅用于解释本发明，而不是用于限制本发明的范围。
水解物为市售产品，如浙江氟硅材料有限公司产品，含量99％。
实施例1
步骤(1)：催化剂的制备
将100Kg三氧化二锑，700Kg的水，20Kg的双氧水(质量百分比含量浓度40)，在30℃搅拌4h，过滤，烘干即得制得聚锑酸；再加入100Kg的活性白土，2Kg的分子筛，在30℃搅拌4h，反应结束挤出造粒，在300℃干燥7h，得到催化剂载体，再加入2Kg的偏铝酸钠，0.3Kg的1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，78Kg的氟化氢吡啶络合物，在43℃反应6h，再经150℃干燥8h。得到催化剂。
步骤(2)：合成反应
氟化氢气体与一氯五氟乙烷气体进入装有本催化剂的反应器中反应，氟化氢气体与一氯五氟乙烷的摩尔比为2∶1，反应温度为400℃，空速3BV/h，制得六氟乙烷粗品。
步骤(3)：精制
六氟乙烷气体经过公知的提纯技术，包括精馏分离技术，脱除低沸物，再脱除高沸物，再进入装有5A分子筛的吸附塔，温度-20℃，流速3BV/h；吸附后得到高纯的六氟乙烷气体。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
实施例2
步骤(1)：催化剂的制备
将100Kg三氧化二锑，500Kg的水，10Kg的双氧水(质量百分比含量浓度30)，在25℃搅拌2h，过滤，烘干即得制得聚锑酸；再加入50Kg的活性白土，1Kg的分子筛，在25℃搅拌2h，反应结束挤出造粒，在200℃干燥5h，得到催化剂载体，再加入1Kg的偏铝酸钠，0.1Kg的1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，50Kg的氟化氢吡啶络合物，在25℃反应5h，再经100℃干燥5h。得到催化剂。
步骤(2)：合成反应
氟化氢气体与一氯五氟乙烷气体进入装有本催化剂的反应器中反应，氟化氢气体与一氯五氟乙烷的摩尔比为1∶1，反应温度为400℃，空速1BV/h，制得六氟乙烷粗品。
步骤(3)：精制
六氟乙烷气体经过公知的提纯技术，包括精馏分离技术，脱除低沸物，再脱除高沸物，再进入装有5A分子筛的吸附塔，温度-40℃，流速1BV/h；吸附后得到高纯的六氟乙烷气体。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
实施例3
步骤(1)：催化剂的制备
将100Kg三氧化二锑，1000Kg的水，30Kg的双氧水(质量百分比含量浓度50)，在60℃搅拌5h，过滤，烘干即得制得聚锑酸；再加入200Kg的活性白土，5Kg的分子筛，在60℃搅拌5h，反应结束挤出造粒，在500℃干燥10h，得到催化剂载体，再加入5Kg的偏铝酸钠，1Kg的1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，150Kg的氟化氢吡啶络合物，在60℃反应10h，再经200℃干燥10h。得到催化剂。
步骤(2)：合成反应
氟化氢气体与一氯五氟乙烷气体进入装有本催化剂的反应器中反应，氟化氢气体与一氯五氟乙烷的摩尔比为3∶1，反应温度为500℃，空速5BV/h，制得六氟乙烷粗品。
步骤(3)：精制
六氟乙烷气体经过公知的提纯技术，包括精馏分离技术，脱除低沸物，再脱除高沸物，再进入装有5A分子筛的吸附塔，温度-10℃，流速3BV/h；吸附后得到高纯的六氟乙烷气体。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
对比例1
步骤(1)不加入偏铝酸钠，其它同实施例1。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
对比例2
步骤(2)不加入1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，其它同实施例1。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
对比例3
步骤(2)不加入氟化氢吡啶络合物，其它同实施例1。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
对比例4
取消步骤一，催化剂使用氟化锑，其它同实施例1。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
对比例5
取消步骤3，其它同实施例1。一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
表1：实施例1-3及对比例1-5的一氯五氟乙烷转化率及产物中六氟乙烷的含量见表1。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)催化剂的制备
将三氧化二锑，占三氧化二锑质量百分比含量为500～1000的水，占三氧化二锑质量百分比含量为10～30的双氧水，在25-60℃搅拌2-5h，过滤，烘干即得制得聚锑酸；再加入占三氧化二锑质量百分比含量为50-200的活性白土，占三氧化二锑质量百分比含量为1-5的分子筛，在25-60℃搅拌2-5h，挤出造粒，在200-500℃干燥5-10h，得到催化剂载体，再加入占三氧化二锑质量百分比含量为1～5的偏铝酸钠，占三氧化二锑质量百分比含量为0.1～1的1，2-二甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐，占三氧化二锑质量百分比含量为50～150的氟化氢吡啶络合物，在25-60℃反应5-10h，再经100-200℃干燥5-10h;得到催化剂；
步骤(2)合成反应
氟化氢气体与一氯五氟乙烷气体进入装有本催化剂的反应器中反应，反应温度为300～500℃，空速1～5BV/h，制得六氟乙烷粗品；
步骤(3)精制
六氟乙烷气体经过精馏分离技术提纯脱除低沸物，再脱除高沸物，再进入装有吸附剂的吸附塔，温度-40～-10℃，流速1～5BV/h；吸附后得到高纯的六氟乙烷气体。
2.根据权利要求1所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的双氧水质量百分比浓度30-50。
3.根据权利要求1所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的分子筛包括β分子筛和γ分子筛。
4.根据权利要求1所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的氟化氢吡啶络合物中HF含量70％以上。
5.根据权利要求1所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的氟化氢气体与一氯五氟乙烷的摩尔比为1～3∶1。
6.根据权利要求1所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的提纯选自多级精馏和单级精馏。
7.根据权利要求1所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的吸附剂包括X型分子筛，A型分子筛，活性炭，吸附剂在使用前经过预处理。
8.根据权利要求7所述的一种电子级六氟乙烷的制备方法，其特征在于预处理选自酸处理，热处理和蒸汽处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107243351B (zh) * 2017-06-27 2019-12-10 山东东岳化工有限公司 用于五氟一氯乙烷氟化转化六氟乙烷的催化剂、制备方法及在纯化五氟乙烷中的应用
CN109970509A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 浙江蓝天环保高科技股份有限公司 一种工业级六氟乙烷的提纯方法
CN110590493A (zh) * 2019-09-24 2019-12-20 浙江三美化工股份有限公司 一种高纯六氟乙烷的制备方法
CN112979409B (zh) * 2019-12-13 2022-09-30 浙江省化工研究院有限公司 一种气相催化氯化制备3,3,3-三氯-1,1,1-三氟丙烷的方法
CN111018662B (zh) * 2019-12-26 2021-07-23 福建德尔科技有限公司 一种从四氟化碳生产工业废气中回收提纯电子级六氟乙烷的生产方法
CN112358377A (zh) * 2020-11-19 2021-02-12 福建省清流县东莹化工有限公司 一种氟化氢催化氟化法合成六氟乙烷的生产工艺
CN113578285B (zh) * 2021-08-06 2022-04-19 福建德尔科技有限公司 一种高内聚能氟化物吸附剂、制备及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766258A (en) * 1985-01-09 1988-08-23 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing hydrocarbon fluoride
EP0439338A1 (en) * 1990-01-25 1991-07-31 Imperial Chemical Industries Plc A catalyst for halogen exchange in halohydrocarbons and for acid/base reactions
CN102923673A (zh) * 2012-11-21 2013-02-13 四川众力氟业有限责任公司 一种六氟化硫的纯化工艺
CN103754834A (zh) * 2013-12-17 2014-04-30 福建省邵武市永晶化工有限公司 一种用于电子级六氟化硫生产的精馏装置及精馏工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766258A (en) * 1985-01-09 1988-08-23 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing hydrocarbon fluoride
EP0439338A1 (en) * 1990-01-25 1991-07-31 Imperial Chemical Industries Plc A catalyst for halogen exchange in halohydrocarbons and for acid/base reactions
CN102923673A (zh) * 2012-11-21 2013-02-13 四川众力氟业有限责任公司 一种六氟化硫的纯化工艺
CN103754834A (zh) * 2013-12-17 2014-04-30 福建省邵武市永晶化工有限公司 一种用于电子级六氟化硫生产的精馏装置及精馏工艺

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