JP2001343379A - ハロゲン濃度の測定方法、測定装置及びハロゲン化合物の製造方法 - Google Patents
ハロゲン濃度の測定方法、測定装置及びハロゲン化合物の製造方法Info
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Abstract
て、ハロゲン濃度を設定された範囲内に制御するため
に、ハロゲンガスの管理上必要とされる迅速、容易かつ
精度のよい連続測定方法と、加えて構造がコンパクト
な、また部品の交換も迅速、容易にできる連続測定装
置。 【解決手段】 連続的に流れる金属ヨウ化物を含む溶液
にハロゲンを含むガスを連続的に導入してヨウ素を生成
させ、該溶液の特定波長域の可視光線の透過光強度を連
続的に測定してハロゲン濃度を連続的に測定する。
Description
の測定方法、連続測定装置及びそれを用いるハロゲン化
合物の製造方法に関する。
来からヨウ素還元滴定法が知られている。これは、弱い
還元剤であるヨウ素イオンが強い酸化剤であるハロゲン
により酸化されてヨウ素となり、このヨウ素を滴定して
間接的にハロゲンを定量するものであり、最も広く用い
られている滴定の一つであって、塩素、フッ素等のハロ
ゲンおよびこれらの酸素酸塩等を定量することができ
る。
て、特開昭63−247655号公報には、フッ素をヨ
ウ素ガスに変換することによりフッ素ガスよりも光吸収
係数が大きく、可視光に最大吸収係数をもつヨウ素ガス
の特性を用いてフッ素の測定を行う装置が記載され、こ
れはフッ素をヨウ素ガスに変換する変換装置と、この変
換装置によって変換されたヨウ素ガスを光学的に測定す
ることによりフッ素を測定する測定部とを備えたフッ素
検知装置である。フッ素をヨウ素ガスに変換する具体的
な方法は、フッ素をヨウ素ガスに変換する変換装置にお
いて行われ、例えば塩化カリウム粒子を充填した第1の
反応カラムとヨウ化カリウム粒子を充填した第2の反応
カラムによって構成され、フッ素ガスは塩化カリウムを
充填した第1の反応カラムで塩素に変換され、第2の反
応カラムに入った塩素はヨウ化カリウムと反応してヨウ
素(I2)を生成する。
後にそのガスの濃度を測定し、間接的にハロゲン濃度を
測定する方法が知られている。例えば、特開昭63−2
7736号公報には、フッ素ガスを赤外線を吸収する他
の気体に転換させる充填物と、赤外線を透過させる光学
窓を両側に設けた気体セルと、上記光学窓を介して赤外
線を入射する光源と、上記気体セルからの透過光を受光
する検出器と、この検出器からの出力で上記転換された
気体の濃度を演算する濃度計とで構成したガス濃度測定
装置が記載されている。充填物としては例えば結晶性硫
黄を粉砕した硫黄が使われ、フッ素ガスを赤外線を吸収
する六フッ化硫黄ガスに転換する。
ッ素、三フッ化窒素等の酸化性ガスの濃度を測定する方
法および装置が記載され、その方法は、不活性ガスと酸
化性ガスの混合ガスからなるエキシマレーザーガス中の
酸化性ガスの濃度を測定する際に、水素、メタン、水素
化珪素ガス等の還元性ガスをエキシマレーザーガスと接
触させ、酸化性ガスと化学反応する際に生ずる発光(ケ
ミルミネッセンス)の光強度を測定するものである。ま
た、酸化性ガスの濃度を測定する装置は、エキシマレー
ザーガスの循環ラインに枝管を設けてその一部を採取す
る導入管、これに一端を連設し、水素、メタン、水素化
珪素ガスまたはこれらの混合ガスより選択される還元性
ガスを封入した反応容器、該反応容器に前記還元性ガス
を送入する送入管、前記反応容器のレーザーガス導入側
に対向する他端側において酸化性ガスと還元性ガスとの
反応により生じたケミルミネツセンスを検知し電気信号
に変換する検出装置、その電気信号を増幅する増幅器、
その増幅信号を記録保存する記録装置を有する装置であ
る。
旦別の化合物に変換し、変換された化合物の濃度を測定
して間接的にハロゲン濃度を測定するものである。ま
た、測定装置は、例えば反応室の一方より被測定ガス、
反応ガスのそれぞれを導入しつつ、他方より反応したガ
スを吸引、排出するシステムであって、これらのガス導
入量を一定に維持するためには導入、排出をつりあわせ
た精緻なバルブ操作を行わないと精度のよい測定ができ
ないという問題があり、また分析結果が出た時点におい
ては実際にはハロゲンガスはさらに変動しているのでハ
ロゲンガスの濃度を設定値に維持するのは困難であっ
た。
ゲン化反応を効率的に行うためには、ハロゲンガスを基
質に対して過剰にして反応を行い、反応ガス中には常に
ハロゲンガスが残存する条件で反応を行うことが望まし
い場合が多いが、その量が多すぎてもその回収のための
設備が必要となり経済的ではない。ハロゲンガスの量は
反応させる基質や反応温度、あるいは触媒の有無によっ
て好ましい条件が選択されるが、連続製造工程において
はその濃度を適切な範囲に保つことが重要である。その
濃度を連続的に測定する方法で、例えばフッ素ガスの濃
度をプラント内の現場で連続的に分析する方法として、 (1)電気化学セルを用いたフッ素検知器。 (2)ヨウ化カリウム水溶液に対象ガスを吹き込み、フ
ッ素ガスと反応して生成したヨウ素をチオ硫酸ナトリウ
ムで滴定し、これを自動的に行う方法。 が知られている。
素含有ガスを一時的に測定するには有効であるが、フッ
素を含むガスを常時分析すると短時間でセルが劣化する
ため、本発明の目的には有効ではない。また、(2)の
方法は、ガス中のフッ素を分析する一般的方法を自動化
したものであるが、結果を出すまでに時間がかかり、応
答速度が遅いこと、メンテナンスが煩雑であること、機
器設置にかなりのスペースが必要であること等の問題が
ある。
素ガス濃度を連続的に分析する方法が記載されている。
その内容は混合ガス中のフッ素ガス濃度を直接測定して
リアルタイムでフッ素ガス濃度を安定制御する方法であ
る。これは例えば、エキシマレーザー装置に用いるフッ
素ガスを含む混合ガスの濃度を測定するために用いるも
のであり、混合ガス中のフッ素ガスの紫外吸収の変化か
らフッ素ガス濃度を検出する。混合ガス中にはフッ素ガ
スの他に、例えばKrガス、Neガスを含み、フッ素ガ
ス濃度としては例えば、1.0%あるいは9.0%のも
のを使用することが記載されている。
程におけるフッ素ガスの濃度測定に用いるには問題があ
る。ハイドロカーボンあるいはハイドロフルオロカーボ
ンをフッ素ガスでフッ素化してパーフルオロカーボンを
製造する工程では、非常に大きな反応熱を伴い、反応熱
は使用するフッ素のモル数に比例し、フッ素量が多いほ
ど反応熱が大きくなる。このため発熱よるC−C結合の
切断や爆発等が起こりやすく、さらには収率の低下をも
たらし、工業的製造、操業上の問題となる。このため、
フッ素ガスを用いる直接フッ素化反応では、反応熱の急
激な発生を抑える方法として、フッ素ガスを他の不活性
ガス(窒素やヘリウム等)で希釈する。さらに、反応後
のガス中には反応生成物であるパーフルオロカーボンと
置換された水素と等モルのフッ化水素が含まれるため、
フッ素濃度としてはかなり低いものとなる。含有成分ガ
スの吸収極大波長(λmax/nm)とモル吸光係数(単
位はmol-1dm3cm-1)の値にもよるが、フッ素濃度が低
く、他の含有ガスの影響が大きい混合ガスの吸収強度を
連続的に測定することは困難である。
景の下になされたものであって、本発明はハロゲン化合
物を製造するプラントにおいて、ハロゲンガス濃度を設
定された範囲内に制御するために、ハロゲンガスの管理
上必要とされる迅速、容易かつ精度のよい測定方法と、
加えて構造がコンパクトな、また部品の交換も迅速、容
易にできるような測定装置と、それを用いるハロゲン化
合物を製造する方法を提供することを課題とする。
題を解決すべく鋭意検討した結果、連続的に生成するヨ
ウ素を含む溶液に可視光線を照射し、その透過光強度を
連続的に測定すればハロゲンガス濃度を連続的に測定で
きることを見出し、さらに該測定方法に用いる測定装置
とハロゲン化合物の製造方法を見出し、本発明を完成す
るに至った。本発明は以下の(1)〜(22)に示され
るハロゲン濃度の測定方法、連続測定装置及びそれを用
いるハロゲン化合物の製造方法である。
ガスを含むガスを導入してヨウ素を生成させ、該溶液の
特定波長域の可視光線の透過光強度を測定することによ
り生成したヨウ素を定量することを特徴とするハロゲン
濃度の測定方法。 (2)前記金属ヨウ化物を含む溶液がでんぷんを含むも
のである上記(1)に記載のハロゲン濃度の測定方法。 (3)前記特定波長域が460nm〜520nmである
上記(1)に記載のハロゲン濃度の測定方法。 (4)前記特定波長域が580nm〜780nmである
上記(2)に記載のハロゲン濃度の測定方法。 (5)前記可視光線がレーザ光である上記(3)または
(4)に記載のハロゲン濃度の測定方法。
フッ素ガスである上記(1)〜(5)のいずれかに記載
のハロゲン濃度の測定方法。 (7)連続的に流れる金属ヨウ化物を含む溶液にハロゲ
ンガスを含むガスを連続的に導入してヨウ素を生成さ
せ、該溶液の特定波長域の可視光線の透過光強度を測定
することにより生成したヨウ素を連続的に定量すること
を特徴とするハロゲン濃度の連続測定方法。 (8)前記金属ヨウ化物を含む溶液がでんぷんを含むも
のである上記(7)に記載のハロゲン濃度の連続測定方
法。 (9)前記特定波長域が460nm〜520nmである
上記(7)に記載のハロゲン濃度の連続測定方法。 (10)前記特定波長域が580nm〜780nmであ
る上記(8)に記載のハロゲン濃度の連続測定方法。
記(9)または(10)に記載のハロゲン濃度の連続測
定方法。 (12)前記ハロゲンガスが塩素ガスまたはフッ素ガス
である上記(7)〜(11)のいずれかに記載のハロゲ
ン濃度の連続測定方法。 (13)上記(7)に記載のハロゲン濃度の連続測定方
法に用いる測定装置において、ヨウ素を生成させる反応
部と、前記反応部に金属ヨウ化物を含む溶液を連続的に
導入する送液ポンプと、ハロゲン化合物の製造ラインか
らハロゲンガスを含む反応ガスの一部を採取する導入管
と、前記導入管に連結されてハロゲンガスを含むガスを
前記反応部に連続的に導入するガス流量調節器と、不溶
性ガスを分離する気液分離部と、前記反応部で生成した
ヨウ素を測定するための可視光を発する可視光源及び可
視光線の透過光強度を測定する検出器からなる測定部
と、データ処理部と、を備えていることを特徴とするハ
ロゲン濃度の連続測定装置。 (14)上記(8)に記載のハロゲン濃度の連続測定方
法に用いる測定装置において、ヨウ素を生成させる反応
部と、前記反応部に金属ヨウ化物とでんぷんを含む溶液
を連続的に導入する送液ポンプと、ハロゲン化合物の製
造ラインからハロゲンガスを含む反応ガスの一部を採取
する導入管と、前記導入管に連結されてハロゲンガスを
含むガスを前記反応部に連続的に導入するガス流量調節
器と、不溶性ガスを分離する気液分離部と、前記反応部
で生成したヨウ素を測定するための可視光を発する可視
光源及び可視光線の透過光強度を測定する検出器からな
る測定部と、データ処理部と、を備えていることを特徴
とするハロゲン濃度の連続測定装置。 (15)前記可視光源がレーザである上記(13)また
は(14)に記載のハロゲン濃度の連続測定装置。
上記(15)に記載のハロゲン濃度の連続測定装置。 (17)有機化合物とハロゲンガスを気相で反応させる
ハロゲン化合物の製造方法において、請求項7〜12の
いずれかに記載のハロゲン濃度の連続測定方法を用いて
ハロゲン濃度を調整することを特徴とするハロゲン化合
物の製造方法。 (18)前記ハロゲンガスが塩素ガスまたはフッ素ガス
である上記(17)に記載のハロゲン化合物の製造方
法。 (19)前記有機化合物が、一般式(1) CaHbFc (1) (式中、a、b、cはそれぞれ、1≦a≦3、1≦b≦
4、1≦c≦7であり、かつaが1のときb+c=4、
aが2のときb+c=6、aが3のときb+c=8を充
たす整数である)で表されるハイドロフルオロカーボン
の少なくとも1種及び/または一般式(2) CdHeFf (2) (式中、d、e、fはそれぞれ、2≦d≦3、0≦e≦
5、1≦f≦6であり、かつdが2のときe+f=4、
dが3のときe+f=6を充たす整数である)で表され
るフッ化オレフィンの少なくとも1種であり、ハロゲン
ガスがフッ素ガスである上記(17)または(18)に
記載のハロゲン化合物の製造方法。 (20)前記ハイドロフルオロカーボンがトリフルオロ
メタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペン
タフルオロエタン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフ
ルオロプロパンからなる群から選ばれる少なくとも1種
である上記(19)に記載のハロゲン化合物の製造方
法。 (21)前記フッ化オレフィンがテトラフルオロエチレ
ン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロペンか
らなる群から選ばれる少なくとも1種である上記(1
9)に記載のハロゲン化合物の製造方法。 (22)前記フッ素ガスの濃度を爆発範囲以下に調整す
る上記(17)〜(21)のいずれかに記載のハロゲン
化合物の製造方法。
可視光線を照射し、その透過光強度を測定するハロゲン
濃度の測定方法」、「連続的に生成するヨウ素を含む溶
液に可視光線を照射し、その透過光強度を測定するハロ
ゲン濃度の連続測定方法」、「前記連続測定方法に用い
る装置であって、反応部で連続的に生成するヨウ素の量
を可視光線の透過光強度を連続的に測定して定量する装
置」及び「前記測定方法を用いてハロゲン濃度を調製す
るハロゲン化合物の製造方法」である。
用いてハロゲン化反応を行う場合、反応ガス中に残存す
るハロゲンガス濃度を適切な範囲に保つことが重要であ
り、本発明は、以下の(1)〜(3)の性能を有し、ハ
ロゲン化合物の製造プラントにおいて、ハロゲンガス濃
度を連続的に応答よく測定できる。 (1)数千ppm以下のハロゲンガスをメンテナンスフ
リーで長期間にわたって安定して測定できる。 (2)必要な設置スペースが少ない。 (3)応答速度が速く、製造プロセスのコントロールに
フィードバックができる。
発明のハロゲン濃度の測定方法は、金属ヨウ化物を含む
水溶液にフッ素、塩素などの酸化剤が接すると、金属ヨ
ウ化物と酸化剤が反応してヨウ素が生成し、このヨウ素
を定量してハロゲン濃度を間接的に測定するという公知
の反応を応用したものである。金属ヨウ化物はヨウ化カ
リウムが好ましく用いられ、ヨウ素が生成した水溶液は
低濃度では黄色を示し、ヨウ素の濃度が高くなるに従っ
て赤黄色を帯びてくる。また、金属ヨウ化物水溶液にデ
ンプンを添加すると生成したヨウ素にデンプンが作用
し、青色に発色する。これらの黄色から青色に発色した
溶液に青色から赤色の特定波長域の可視光線を照射し、
この発色の強度を可視光線の透過光強度を測定して生成
したヨウ素量を定量し、ガス中のハロゲン濃度を測定す
るものである。
ヨウ素による発色は黄色から赤黄色の領域であり、46
0〜520nmの波長の範囲から選択される青色から緑
色の光を照射し、その透過強度を測定すればヨウ素量を
定量できる。また、ヨウ化カリウム水溶液にデンプンを
添加した場合には、溶液は青色に発色するため、580
〜780nmの波長の範囲から選択される赤色の光を照
射し、その透過強度を測定すればヨウ素量を定量でき
る。
ランプ、キセノンランプあるいは石英ヨウ素ランプ等を
用いることができる。また、各種の用途に使用されてい
る発光ダイオードやレーザダイオードを用いることがで
きる。これらの光源は、そのの種類によって、分光器と
組み合わせて波長を選択する。
法について、フッ素ガスの分析を例に挙げ、光源にレー
ザ光を用いる測定方法について説明する。本発明のハロ
ゲン濃度の測定方法は以下の(1)〜(5)の工程を含
んでいる。 (1)反応部にヨウ化カリウムまたはそれにデンプンを
添加した水溶液を一定流量で流し、そこにフッ素ガスを
含有するプロセスガスを吹き込み、連続的にヨウ素を生
成させる。 (2)液はフッ素ガスとヨウ化カリウムが反応して生成
したヨウ素により黄色から赤黄色を呈し、デンプンを添
加した場合には青色を呈する。 (3)窒素等の水に不溶の希釈ガスを多く含んでいる場
合には、気液分離を行い、液層のみを濃度測定部に導
く。 (4)濃度測定部では透明管の外部から選択されたレー
ザ光を照射し、その反対側にレーザ受光部を置き、溶液
を透過したレーザ光の強度を測定する。 (5)透過したレーザ光の強度と、生成したヨウ素量と
の相関により測定ガス中のフッ素濃度を算出する。
ウ化カリウム水溶液またはそれにデンプンを添加した水
溶液のどちらでも使用できるが、好ましくはヨウ化カリ
ウムにデンプンを加えた水溶液を用いるのがよい。この
場合、ヨウ素溶液は青色に発色し、赤色領域の可視光線
を照射するが、好ましくは指向性がよいレーザ光を用い
ることがよく、光源は半導体レーザであることが好まし
い。また、波長は580〜780nmの波長域から選択
することができ、好ましくは600〜700nmの波長
域から選択されることが好ましい。
L以下がよく、この濃度が高すぎると安定した測定結果
が得られない。従って、反応部に送液される水溶液中の
ヨウ化カリウムとでんぷんの濃度と量、反応部に送られ
るガスの量は上記の範囲を超えないように選択する。ま
た、応答性については反応部に送液される流量により調
整することができ、送液量を増やすことにより応答時間
を短縮することができる。
置について説明する。図1は本発明の実施形態の1つを
示す測定装置概略図である。この実施形態では、金属ヨ
ウ化物としてヨウ化カリウムを用い、でんぷんを添加し
た溶液にハロゲンガスを含むガスを導入し、可視光源と
して波長670nmの半導体レーザを用いている。先
ず、図1において、4は反応部であり、ヨウ化カリウム
とでんぷんの混合溶液が一定流量で流れている。1はガ
ス流量調節器であり、図示されない導入管に接続され、
ハロゲン化合物の製造ラインから前記導入管を用いて採
取されたハロゲンガスを含むプロセスガスの一部を流量
制御しながら反応部4へ導入する。5は気液分離部であ
り、窒素等の水に不溶の希釈ガスを分離して測定値が変
動するのを防止する。7はハロゲン濃度測定部であり、
レーザ発光制御部8、レーザ発光部9、水溶液流通部1
0、レーザ光受光部11、レーザ光透過強度測定部1
2、データ処理部13とを備えている。データ処理部1
3は、ハロゲン濃度を表示する表示部と濃度を記録する
プリンターを接続してもよく、ハロゲン濃度が設定範囲
を超えた場合に警告音を発するようにしてもよい。
る部分と液が流通する部分では腐食性が大きく異なるた
め、それぞれ耐食材料から適宜選択される。ハロゲンガ
スを含むプロセスガスが流通する導入管、流通制御部、
反応部までの表面は金属材料が用いられるが、その表面
は例えばフッ素ガスを用いて不動態化されていることが
好ましい。また、液が流通する部分は濃度が高いハロゲ
ン化水素溶液となっており、特にフッ素の場合にはフッ
化水素溶液の腐食性のため、フッ素樹脂を用いることが
好ましい。また、可視光線が通過する測定部は透明性が
要求されるため、テトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)を用いる
ことが好ましい。
濃度を調製してハロゲン化合物を製造する方法について
説明する。図2は本発明の実施形態の1つを示すフッ素
化合物の製造フロー概略図である。この実施形態では、
2つの反応帯を有する製造プラントで1種または異なる
2種の化合物を製造するフローを示している。先ず、図
2において、21は第一反応帯であり、24から供給さ
れるフッ素ガスと25から供給されるハイドロフルオロ
カーボンを反応させる。22は第二反応帯であり、第一
反応帯で生成した反応ガスを希釈ガスとして用い、28
から供給されるフッ素ガスと29から供給されるハイド
ロフルオロカーボンを反応させる。31は第二反応帯の
出口ガスであり、この一部33は蒸留、精製工程へ導か
れるガスとなり、残部32は希釈ガスとして、第一反応
帯及び/または第二反応帯の希釈ガスとして循環再使用
される。ここで、34は図1に示す測定装置であり、製
造プラント全体のフッ素濃度を測定し、コントロールす
ることができる。図2に示す2段階反応の場合にはそれ
ぞれの工程に測定装置を設置してフッ素濃度を測定すれ
ば、さらに正確にフッ素濃度をコントロールすることが
できる。
(1) CaHbFc (1) (式中、a、b、cはそれぞれ、1≦a≦3、1≦b≦
4、1≦c≦7であり、かつaが1のときb+c=4、
aが2のときb+c=6、aが3のときb+c=8を充
たす整数である)で表されるハイドロフルオロカーボン
の少なくとも1種であり、好ましくはトリフルオロメタ
ン、1,1,1,2−テトラフルロエタン、ペンタフル
オロエタン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフルオロ
プロパンである。
わりに一般式(2) CdHeFf (2) (式中、d、e、fはそれぞれ、2≦d≦3、0≦e≦
5、1≦f≦6であり、かつdが2のときe+f=4、
dが3のときe+f=6を充たす整数である)で表され
るフッ化オレフィンの少なくとも1種を用いることがで
き、好ましくはテトラフルオロエチレン、トリフルオロ
エチレン、ヘキサフルオロプロペンが用いられる。
化オレフィンをフッ素ガスと反応させる場合には、混合
ガスの組成が爆発範囲の中に入らないことが必要であ
り、化合物の種類によって値が異なるが、それぞれ爆発
範囲の下限値以下の安全な範囲に設定される。
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 (ヨウ化カリウム−でんぷん溶液の調製) (1)ヨウ化カリウム溶液:ヨウ化カリウム10gを純
水1Lに溶解した。 (2)でんぷん溶液:でんぷん1gを純水200mlに
入れ、50℃に加熱して攪拌後、30分静置した。上澄
み液100mlを採取し、でんぷん溶液とした。 (3)ヨウ化カリウム−でんぷん溶液:上記のヨウ化カ
リウム溶液99mlにでんぷん溶液1mlを加えてヨウ
化カリウム−でんぷん溶液とした。
い、ヨウ素濃度と赤色レーザ光センサーの出力値との相
関を求め、その結果を表1に示した。また、実際に測定
する条件として、上記ヨウ化カリウム−でんぷん溶液を
2ml/min、プロセスガスを20ml/minそれぞれ反応部に
流して反応させる場合、下記の3種類のヨウ素濃度は特
定のフッ素濃度に相当し、その値も表1に示した。ま
た、これらの値を基準値として図3に示した。 (1)ヨウ化カリウム−でんぷん溶液にフッ素含有ガス
を吹き込み、色合いの異なる溶液を3種類作った。その
溶液をチオ硫酸ナトリウムで滴定し、ヨウ素濃度を測定
した。 (2)上記3種類の溶液を図1の測定部に入れ、波長が
670nmの赤色レーザ光を照射して、光センサーの出
力値を測定した。
−23)を希釈ガスの存在下で直接フッ素化反応により
テトラフルオロメタン(FC−14)を製造する連続プ
ロセスにおいて、図1に示す装置を用いて異なる4種の
条件下で反応させたプロセスガス中のフッ素ガス濃度の
測定を行った。測定は前記の条件と同様に、ヨウ化カリ
ウム−でんぷん溶液を2ml/min、プロセスガスを20ml/
minそれぞれ反応部に流して実施した。フッ素ガスの濃
度分析は光センサーの出力値から求め、同時にチオ硫酸
ナトリウム滴定分析も行ってフッ素濃度を確認した。チ
オ硫酸ナトリウム滴定分析の結果と、光センサーの出力
値の結果を表2と図3に示したが、光センサーの出力値
は図3に示した基準値の直線上にあり、残留フッ素ガス
濃度の測定結果は信頼性が高いものであることを確認し
た。
の製造方法のフローを用いて説明する。ハイドロフルオ
ロカーボン(図中符号25)としてトリフルオロメタン
とフッ素ガス(図中符号24)を希釈ガス(図中符号3
2)と混合し、混合ガス(図中符号26)を第一反応帯
(図中符号21)に導入した。第一反応帯は反応圧力
1.5MPa、反応温度400℃、F2/トリフルオロ
メタンのモル比=1.51およびトリフルオロメタンの
入口濃度2.1モル%の条件で反応させ、第一反応帯の
出口ガス(図中符号27)を得た。
ーボン(図中符号29)として、1,1,1,2−テト
ラフルオロエタンとフッ素ガス(図中符号28)を混合
し、混合ガス(図中符号30)を第二反応帯(図中符号
22)に導入した。第二反応帯は反応圧力1.5MP
a、反応温度370℃、F2/1,1,1,2−テトラ
フルオロエタンのモル比=2.06および1,1,1,
2−テトラフルオロエタンの入口濃度1.35モル%の
条件で反応させ、第二反応帯の出口ガス(図中符号3
1)を得た。この出口ガスを希釈ガス(図中符号32)
と蒸留、精製工程へ導かれるガス(図中符号33)に分
けた。その結果を表3に示す。表のNo.は図2の番号
である。表3中、成分33のフッ素ガス濃度は図1の装
置を用いて測定した値であり、チオ硫酸ナトリウム滴定
分析の結果とよく一致し、低濃度のフッ素ガスを連続的
に測定することができることが分かった。
が金属ヨウ化物溶液と反応する際に生成するヨウ素の量
を可視光線の透過強度を測定することにより間接的にハ
ロゲン濃度を測定するものであるが、これまで難しかっ
た反応ガス中に含まれるハロゲンガスの濃度を連続的に
測定することが可能となった。また、ハロゲン化合物の
製造プラントにおいて、本発明の測定方法を用いれば、
ハロゲン濃度を反応に必要な量に簡単に調整することが
でき経済的である。また本発明の方法は、ハロゲンを含
むガスだけでなく、その酸素酸塩等の水溶液の濃度の連
続測定にも応用できる。
態を示す装置概略図である。
ボンの製造フロー概略図である。
ンサー出力値の相関図である。
ン 26 第一反応帯に供給されるガス成分 27 第一反応帯出口ガス成分 28 第二反応帯に供給されるフッ素ガス 29 第二反応帯に供給されるハイドロフルオロカーボ
ン 30 第二反応帯に供給されるガス成分 31 第二反応帯出口ガス成分 32 希釈ガス 33 蒸留、精製工程へ導かれるガス 34 フッ素ガス濃度測定装置
Claims (22)
- 【請求項1】 金属ヨウ化物を含む溶液にハロゲンガス
を含むガスを導入してヨウ素を生成させ、該溶液の特定
波長域の可視光線の透過光強度を測定することにより生
成したヨウ素を定量することを特徴とするハロゲン濃度
の測定方法。 - 【請求項2】 前記金属ヨウ化物を含む溶液がでんぷん
を含むものである請求項1に記載のハロゲン濃度の測定
方法。 - 【請求項3】 前記特定波長域が460nm〜520n
mである請求項1に記載のハロゲン濃度の測定方法。 - 【請求項4】 前記特定波長域が580nm〜780n
mである請求項2に記載のハロゲン濃度の測定方法。 - 【請求項5】 前記可視光線がレーザ光である請求項3
または4に記載のハロゲン濃度の測定方法。 - 【請求項6】 前記ハロゲンガスが塩素ガスまたはフッ
素ガスである請求項1〜5のいずれかに記載のハロゲン
濃度の測定方法。 - 【請求項7】 連続的に流れる金属ヨウ化物を含む溶液
にハロゲンガスを含むガスを連続的に導入してヨウ素を
生成させ、該溶液の特定波長域の可視光線の透過光強度
を測定することにより生成したヨウ素を連続的に定量す
ることを特徴とするハロゲン濃度の連続測定方法。 - 【請求項8】 前記金属ヨウ化物を含む溶液がでんぷん
を含むものである請求項7に記載のハロゲン濃度の連続
測定方法。 - 【請求項9】 前記特定波長域が460nm〜520n
mである請求項7に記載のハロゲン濃度の連続測定方
法。 - 【請求項10】 前記特定波長域が580nm〜780
nmである請求項8に記載のハロゲン濃度の連続測定方
法。 - 【請求項11】 前記可視光線がレーザ光である請求項
9または10に記載のハロゲン濃度の連続測定方法。 - 【請求項12】 前記ハロゲンガスが塩素ガスまたはフ
ッ素ガスである請求項7〜11のいずれかに記載のハロ
ゲン濃度の連続測定方法。 - 【請求項13】 請求項7に記載のハロゲン濃度の連続
測定方法に用いる測定装置において、ヨウ素を生成させ
る反応部と、前記反応部に金属ヨウ化物を含む溶液を連
続的に導入する送液ポンプと、ハロゲン化合物の製造ラ
インからハロゲンガスを含む反応ガスの一部を採取する
導入管と、前記導入管に連結されてハロゲンガスを含む
ガスを前記反応部に連続的に導入するガス流量調節器
と、不溶性ガスを分離する気液分離部と、前記反応部で
生成したヨウ素を測定するための可視光を発する可視光
源及び可視光線の透過光強度を測定する検出器からなる
測定部と、データ処理部と、を備えていることを特徴と
するハロゲン濃度の連続測定装置。 - 【請求項14】 請求項8に記載のハロゲン濃度の連続
測定方法に用いる測定装置において、ヨウ素を生成させ
る反応部と、前記反応部に金属ヨウ化物とでんぷんを含
む溶液を連続的に導入する送液ポンプと、ハロゲン化合
物の製造ラインからハロゲンガスを含む反応ガスの一部
を採取する導入管と、前記導入管に連結されてハロゲン
ガスを含むガスを前記反応部に連続的に導入するガス流
量調節器と、不溶性ガスを分離する気液分離部と、前記
反応部で生成したヨウ素を測定するための可視光を発す
る可視光源及び可視光線の透過光強度を測定する検出器
からなる測定部と、データ処理部と、を備えていること
を特徴とするハロゲン濃度の連続測定装置。 - 【請求項15】 前記可視光源がレーザである請求項1
3または14に記載のハロゲン濃度の連続測定装置。 - 【請求項16】 前記レーザが半導体レーザである請求
項15に記載のハロゲン濃度の連続測定装置。 - 【請求項17】 有機化合物とハロゲンガスを気相で反
応させるハロゲン化合物の製造方法において、請求項7
〜12のいずれかに記載のハロゲン濃度の連続測定方法
を用いてハロゲン濃度を調整することを特徴とするハロ
ゲン化合物の製造方法。 - 【請求項18】 前記ハロゲンガスが塩素ガスまたはフ
ッ素ガスである請求項17に記載のハロゲン化合物の製
造方法。 - 【請求項19】 前記有機化合物が、一般式(1) CaHbFc (1) (式中、a、b、cはそれぞれ、1≦a≦3、1≦b≦
4、1≦c≦7であり、かつaが1のときb+c=4、
aが2のときb+c=6、aが3のときb+c=8を充
たす整数である)で表されるハイドロフルオロカーボン
の少なくとも1種及び/または一般式(2) CdHeFf (2) (式中、d、e、fはそれぞれ、2≦d≦3、0≦e≦
5、1≦f≦6であり、かつdが2のときe+f=4、
dが3のときe+f=6を充たす整数である)で表され
るフッ化オレフィンの少なくとも1種であり、ハロゲン
ガスがフッ素ガスである請求項17または18に記載の
ハロゲン化合物の製造方法。 - 【請求項20】 前記ハイドロフルオロカーボンがトリ
フルオロメタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ン、ペンタフルオロエタン、ヘキサフルオロプロパン、
ヘプタフルオロプロパンからなる群から選ばれる少なく
とも1種である請求項19に記載のハロゲン化合物の製
造方法。 - 【請求項21】 前記フッ化オレフィンがテトラフルオ
ロエチレン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプ
ロペンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請
求項19に記載のハロゲン化合物の製造方法。 - 【請求項22】 前記フッ素ガスの濃度を爆発範囲以下
に調整する請求項17〜21のいずれかに記載のハロゲ
ン化合物の製造方法。
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- 2001-03-16 JP JP2001075570A patent/JP2001343379A/ja active Pending
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