JP3616647B2 - 弗化水素から炭素化合物を分離する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、弗化水素から水及び／又は炭素化合物を分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弗化水素は、化学工業では広範囲で使用されている、例えば、弗素含有無機又は有機化合物の製造のために使用されている。弗化水素酸の形の弗化水素は、例えば腐食剤として使用されている。いくつかの使用範囲、例えば電子工学および光学においては、実質的に水不含でかつ／または実質的に炭素化合物不含であるべき精製された弗化水素が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、実質的に水及び／又は炭素化合物不含の弗化水素を得ることができる方法を提供することであった。この課題は本発明の方法により解決される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
弗化水素から水及び／又は炭素化合物を分離する本発明の方法は、弗化水素と元素状弗素とを接触させることを包含する。
【０００５】
本発明の方法によれば、弗化水素から水又は炭素化合物は多かれ少なかれ大きな純度で分離できる。有利に、この方法を低くても９５％の純度の弗化水素に使用する。
【０００６】
もちろん、本発明の方法を用いて、１種の炭素化合物又は数種の炭素化合物の混合物を含有する弗化水素を精製することができる。
【０００７】
「炭素化合物」の概念には、特に、有機炭素化合物、殊に炭化水素、例えば脂肪族、脂環式又は芳香族炭化水素並びに１個又は数個の置換基を有する脂肪族、脂環式又は芳香族炭化水素を包含する。例えば、脂肪族炭化水素、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン又はヘキサン、環状炭化水素、例えばシクロヘキサン又はメチルシクロヘキサン並びに芳香族炭化水素、例えばベンゾール、トルオール、キシロール又はメシチレンを分離することができる。
【０００８】
ヘテロ原子を有する炭素化合物も同様に分離できる。例えば、１個以上のハロゲン原子又は１個以上のヘテロ原子含有置換基で置換された脂肪族、環状、又は芳香族炭化水素又は炭素鎖中に１個以上のヘテロ原子を有する炭化水素も同様に分離することができる。
【０００９】
精製すべき弗化水素中に存在する水は、元素状弗素で、弗化水素と酸素に分解される。炭素化合物は、通例、分解されて弗素化されたメタンになる。炭化水素は例えば四弗化炭素に変換される。ハロゲン化炭素化合物は反応して、弗素及びハロゲン含有メタン化合物になる
含有水及び／又は含有炭素化合物もしくは炭素化合物類の完全な分離のために、少なくとも化学量論的な量の元素状弗素を使用するのが有利である。弗素を過剰の量で、例えば水又は場合によっては他の不純物の分離のために化学量論的に必要なな量の２〜８倍の量で使用するのが有利である。
【００１０】
弗素は、純粋な形で又は不活性ガスとの混合物として、この方法に導入することができる。例えば、弗素と希ガス又は窒素との混合物を使用することができる。更に、弗素と弗化水素との混合物も使用できる。
【００１１】
本発明の方法は、有利に−２０℃〜１５０℃、有利に２０℃〜１００℃の温度で実施される。
【００１２】
この方法は、減圧で、常圧で又は過圧で実施することができる。例えば、０．５〜１０バール及びそれ以上で操作することができる。常圧で、又は過圧で、例えば、常圧〜７バールの範囲で操作するのが有利である。
【００１３】
殊に、炭素化合物から生ずる分解生成物は、引き続く蒸留又はむしろ単なる減圧により、精製された弗化水素から分離することができる。
【００１４】
本発明の方法で得られる精製された弗化水素は、そのもの自体として電気工業で使用することができる。本発明の方法の実施の後に、これを適当なガラス瓶中に詰めるのが有利である。もちろん、本発明で精製された弗化水素を弗化水素酸の製造のために使用することができる。このために、本発明で精製された弗化水素を相応する純粋な水と混合すると、実質的に炭素化合物不含の多かれ少なかれ濃縮された弗化水素酸が得られる。
【００１５】
更に、本発明方法で精製された弗化水素を弗素化合物の製造のための中間体として使用することができる。例えば、自体公知の方法で、本発明の方法で得られた高純度の弗化水素の使用下に、高純度の弗化物又は弗素含有炭素化合物を製造することができる。
【００１６】
初めて、弗化水素中の水及び（有機）炭素化合物の含分を、簡単な方法で検出限度まで低めることができた。
【００１７】
【実施例】
次の実施例につき、本発明の方法を更に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００１８】
例１
常圧での弗化水素の精製
装置として、取り付けられた還流冷却器を備えた反応容器及び蒸留装置よりなる装置を使用した。この反応器中で、工業用弗化水素ガス１０００ｇを導入凝縮させた。この弗化水素のＨＦの純度は、９９．９９重量％であった。この弗化水素は、不純物として、水８０ｐｐｍ、硫酸塩としての硫黄２０ｐｐｍ及び砒素約５００ｐｐｍを含有した。金属性不純物の合計は、約１０ｐｐｍであった。試験のために、弗化水素ガスにｎ−ペンタン１０ｐｐｍを混入した。この反応器中に、なお、弗化リチウム７５０００ｐｐｍを加えた。次いで、この反応混合物に窒素と弗素との混合物（窒素対弗素の容量比は約９：１）を導入した。導入された弗素の全量は約０．１６モルであった。化学量論的に必要な量は約０．０３モルである。この導入の終了後に、弗化水素を蒸留させ、引続き分析した。水分含量は、カール−フィッシャ−の方法で検査し、残りの成分は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＧＦ−ＡＡＳ（Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｆｕｒｎａｃｅ Ａｔｏｍｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｋｔｒ．）及び質量分光分析と組み合わされたヘッドスペ−ス−ガスクロマトグラフィ−（Ｈｅａｄｓｐａｃｅ−Ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｅ）により検査した。水及び他の不純物の含有率は、それぞれ検出限度を下回った。
【００１９】
例２
加圧下での弗素を用いる弗化水素の精製
この場合には、装置として３．８ｌの内容積を有する圧力円筒（Ｄｒｕｃｋｚｙｌｉｎｄｅｒ）を使用した。この圧力円筒は、閉鎖可能で、遮断可能な導管を介して蒸留装置と連結していた。
【００２０】
圧力円筒中に工業用弗化水素２ｌを充填した。この弗化水素は、例１で使用された弗化水素と同じ組成を有した。次いで、この圧力円筒中に、弗化リチウムを、弗化リチウム含分が１５０００ｐｐｍになるまで加えた。引続きこの円筒に元素状弗素を、円筒内の圧力が約５．３バールになるまで吹き込んだ。この圧力円筒中には約０．４３モルのＦ_２が存在した；化学量論的に必要な量は、０．０６モルである。次いで、この圧力円筒の内容物を１００℃にし、この温度で１２時間保持した。良好な混合のために、この圧力円筒を機械的に前後運動させた。ついで、この圧力円筒を室温まで冷却し、易揮発性成分を放出させた。引続き、この圧力円筒の内容物を蒸留させた。留出物を再び分析した。水及び炭素化合物の含分は、１ｐｐｍより小さかった。他の不純物も、僅かな痕跡濃度で存在しただけであった。硫酸塩の濃度は、例えば、０．１ｐｐｍより小さく、砒素の濃度は、０．００１ｐｐｍより小さく金属性不純物の濃度は０．００５ｐｐｍより小さかった。
【００２１】
例３
例２を繰り返した。但し、この場合には、弗化リチウムを添加しなかった。得られた弗化水素は、水及び炭素化合物の含分に関するその純度において、、例２で得られた生成物に相当した。

Claims (4)

1. 弗化水素から炭素化合物及び場合により含有する他の不純物を分離する場合に、弗化水素に、元素状弗素を接触させ、この弗素を、炭素化合物及び場合により含有する他の不純物の分離に必要な化学量論的量の２〜８倍の量で使用することを特徴とする、弗化水素から炭素化合物及び場合により含有する他の不純物を分離する方法。
2. 弗化水素と弗素との接触を、−２０℃〜１５０℃の温度で実施する、請求項１記載の方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法で精製された弗化水素を水と混合することを特徴とする、実質的に炭素化合物不含の弗化水素酸の製法。
4. 製造の際に、請求項１又は２に記載の方法で精製された弗化水素を使用する、弗素含有化合物の製法。