DE4300638C2 - Reinigung von Fluorwasserstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Fluorwasserstoff.

Fluorwasserstoff fällt bei seiner technischen Herstel­ lung (CaF₂ + H₂SO₄ → 2HF + CaSO₄) im allgemeinen als wasserfreier Fluorwasserstoff an, der in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial (normalerweise Flußspat) einige Verunreinigungen sowie Wasser in geringen Mengen ent­ hält.

Unter wasserfreiem Fluorwasserstoff wird also ein sol­ cher Fluorwasserstoff verstanden, wie er mit üblichen technischen Verfahren erhalten wird. Insbesondere liegt sein Wassergehalt bevorzugt unter 5000 mg/kg.

Die Verunreinigungen sind im wesentlichen Verbindungen der Elemente Phosphor, Bor, Silicium und Schwefel.

Diese Verbindungen sind bei vielen Anwendungen uner­ wünscht, da sie störende Einflüsse haben.

Beim Einsatz von wäßrigen Lösungen des Fluorwasser­ stoffes für die Herstellung von elektronischen Bauteilen sind insbesondere die Verbindungen der Elemente Phosphor, Silicium und Bor unerwünscht.

Bei Anwendungen, bei denen der Fluorwasserstoff und ein Katalysator eingesetzt werden, wie z. B. bei der Her­ stellung der Fluor-Kohlenwasserstoffe, den Ersatzstoffen der Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe, stören besonders Verbindungen des Schwefels.

In US 3 166 379 werden Verbindungen der Elemente Arsen, Phosphor und Schwefel durch Zusatz eines Halogenes ent­ fernt.

In US 4 668 497 werden Verbindungen der Elemente Bor, Silicium, Phosphor, Schwefel, Chlor und Arsen durch ele­ mentares Fluor entfernt.

In US 4 032 621 werden zur Arsen- und Sulfit-Entfernung Permanganate oder Dichromate als Oxidationsmittel zuge­ setzt.

Nachteil der oben genannten Verfahren ist, daß durch den Zusatz von Oxidationsmitteln der Fluorwasserstoff durch diese verunreinigt wird. Zudem sind die eingesetzten Oxidationsmittel teuer und zum Teil, insbesondere bei Einsatz von Halogenen, schwer zu handhaben. Im Anschluß an die Reinigung (Oxidation) muß der Fluorwasserstoff zur Abtrennung vom Oxidationsmittel destilliert werden. In Abhängigkeit vom zugesetzten Oxidationsmittel muß vor der Destillation zur Vernichtung von überschüssigem Oxidationsmittel ein Reduktionsmittel zugesetzt werden (US 4 032 621).

Aufgabe war es daher, ein Verfahren zur Reinigung von wasserfreiem, technischem Fluorwasserstoff zur Verfü­ gung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Rei­ nigung von wasserfreiem, technischen Fluorwasserstoff, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß durch den flüssigen Fluorwasserstoff oder über die Oberfläche des flüssigen Fluorwasserstoffes Inertgas oder ein Gemisch aus Inertgasen geleitet wird.

Insbesondere Verunreinigungen von Verbindungen der Ele­ mente Phosphor, Bor, Silicium und Schwefel lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren entfernen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß dem zu reinigenden Fluorwasserstoff keine anderen Verbindungen zugesetzt werden müssen, die den Fluorwasserstoff zusätzlich verunreinigen und von denen der Fluorwasserstoff anschließend wieder durch Destilla­ tion abgetrennt werden muß. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren ist außerdem technisch einfach durchzuführen und erfordert bei der technischen Realisierung geringe In­ vestitionskosten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird so durchgeführt, daß über die Oberfläche des flüssigen Fluorwasserstoffes oder durch den flüssigen Fluorwasserstoff Inertgas oder ein Gemisch von Inertgasen geleitet wird. Der zu reini­ gende Fluorwasserstoff sollte also in flüssiger Form vorliegen, wobei das Verfahren auch unter Druck bei höheren Temperaturen durchgeführt werden kann.

Als Inertgas wird bevorzugt Stickstoff oder Luft verwen­ det.

Apparate für die Durchführung des Verfahrens können aus Eisen oder aus anderen gegenüber Fluorwasserstoff beständigen Materialien bestehen. Ebenso können kunst­ stoffausgekleidete Behälter eingesetzt werden.

Das Verfahren kann vorzugsweise so durchgeführt werden, daß der Fluorwasserstoff über eine Kolonne mit Füll­ körpern geleitet wird und in dieser Kolonne das Inert­ gas dem Fluorwasserstoff z. B. im Gegenstrom zugeführt wird.

Die Reinigung kann bevorzugt auch in Behältern durch­ geführt werden, in denen der Fluorwasserstoff gelagert wird, wobei das Inertgas durch den Fluorwasserstoff im Lagerbehälter oder über die Fluorwasserstoffoberfläche geleitet werden kann.

Die Menge der Verunreinigungen und der Wirkungsgrad der Inertgas-Reinigung bestimmen die Menge an Inertgas, den benötigten Volumenstrom und die Zeit, die zur Reinigung nötig sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit bekannten Ver­ fahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Fluor­ wasserstoff kombiniert werden.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

In einen Behälter wurden 1500 ml Fluorwasserstoff gegeben. Der eingesetzte Fluorwasserstoff enthielt Ver­ unreinigungen von Verbindungen der folgenden Elemente:

Schwefel:|4,2 g/l
Phosphor:	3,5 mg/l
Silicium:	23,1 mg/l
Arsen:	10,4 mg/l

Über ein Tauchrohr wurden innerhalb von 48 Stunden 960 l Stickstoff durch den Fluorwasserstoff geleitet.

Der Fluorwasserstoff enthielt nach der Stickstoffdurch­ leitung folgende Mengen an Verunreinigungen:

Schwefel:|<0,03 g/l
Phosphor:	<0,25 mg/l
Silicium:	4,3 mg/l
Arsen:	10,4 mg/l

Beispiel 2

In einen Behälter wurden 1500 ml Fluorwasserstoff gegeben. Der eingesetzte Fluorwasserstoff enthielt Ver­ unreinigungen von Verbindungen der folgenden Elemente:

Schwefel:|3,5 g/l
Phosphor:	3,6 mg/l
Silicium:	14,7 mg/l
Bor:	0,44 mg/l

Über die Fluorwasserstoffoberfläche wurden innerhalb von 48 Stunden 960 l Stickstoff geleitet.

Der Fluorwasserstoff enthielt nach der Stickstoffbehand­ lung folgende Mengen an Verunreinigungen:

Schwefel:|<0,03 g/l
Phosphor:	<0,3 mg/l
Silicium:	4,4 mg/l
Bor:	0,40 mg/l

Claims (1)

1. Verfahren zur Reinigung von wasserfreiem, tech­ nischem Fluorwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß durch den flüssigen Fluorwasserstoff oder über die Oberfläche des flüssigen Fluorwasserstoffes Inertgas oder ein Gemisch aus Inertgasen geleitet wird.