JP4334777B2 - Preservation method of ion exchange resin packed tower - Google Patents

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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン交換樹脂塔の保存方法に関する。更に詳しくは、本発明は、不連続運転を可能とし、さらに長期にわたってイオン交換樹脂を繰り返し使用可能とし、高度に過酸化水素水の不純物除去レベルを維持できるイオン交換樹脂塔の保存方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】
半導体の製造プロセスにおいて、ウェハー洗浄液として高純度過酸化水素水が用いられる。このような半導体用途では、半導体洗浄装置の信頼性を向上させるため、不純物含有量が極めて少ないレベルに制御された高純度の過酸化水素水が必要とされている。
【0003】
過酸化水素水の精製方法として、過酸化水素水をイオン交換樹脂塔に充填されたアニオン交換樹脂やカチオン交換樹脂と接触させ、不純物を除去する方法が知られている。
ところで、製品充填バランス等の運転上の都合や工場の定期メンテナンス等により数時間あるいは数日間の期間、稼働中の過酸化水素水精製装置の停止を余儀なくされることがある。
【0004】
従来、このようにいったん停止した過酸化水素水精製装置では、再度、過酸化水素水の精製をスタートさせる際に、精製装置内のイオン交換樹脂に気泡が絡み付いて流量が取れなくなったり、また、不純物の除去レベルが著しく低下してしまうことがあったり、さらには過酸化水素水の急激な分解が発生しイオン交換樹脂の劣化が起こることもあった。このため、それまで精製に使用してきたイオン交換樹脂を再び再生し直すか、場合によっては新しいイオン交換樹脂と交換する操作が行われていた。しかしながら、このように再生をやり直したり、新しいイオン交換樹脂と交換するということは、経済的観点から見ると著しく効率が悪いという欠点があった。
【0005】
このため、特開2000-272908号公報では、過酸化水素水を通液したイオン交換樹脂塔に、イオン交換樹脂量の20倍以上の水を通水することによって、水置換を行い、再度過酸化水素水の精製に使用することが提案されている。
しかしながら、特開2000-272908号公報に記載された方法では、イオン交換樹脂の化学的な保護に重点が置かれ、高度な精製レベルの維持には不充分であった。このためイオン交換バンドが乱れることがあり、再度過酸化水素水の精製を行ったときの不純物除去レベルが低下してしまうことがあった。
【0006】
【発明の目的】
本発明は、前記従来技術に伴う問題点を解消すべくなされたものであり、不連続運転が可能であるとともに、長期にわたってイオン交換樹脂を繰り返し使用することを可能とし、高度に過酸化水素水の不純物除去レベルを維持できるイオン交換樹脂塔の保存方法を提供することを目的としている。
【0007】
【発明の概要】
本発明のイオン交換樹脂塔の保存方法は、
イオン交換樹脂塔に過酸化水素水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、下部液排出口から精製過酸化水素水を得るイオン交換樹脂塔において、
非稼働状態において(精製を中断あるいは終了させる際に)過酸化水素水の供給を停止後、即時に純水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、充填塔内のイオン交換樹脂床を空気と接触させることなく、樹脂塔内の過酸化水素水を追い出し、純水に置換して、イオン交換樹脂床を純水中に浸漬させる
ことを特徴としている。
【0008】
このような本発明によれば、イオン交換樹脂塔内の上部液供給ノズルから、過酸化水素の供給を停止後、即時に、過酸化水素水を処理する場合と同様に、下降流通液によって樹脂塔内の過酸化水素水を追い出し、純水と置換している。このため、イオン交換樹脂に気泡が絡み付くこともなく、また、気泡が成長してイオン交換樹脂を持ち上げて起こすようなイオン交換バンドが乱れることがない。また、イオン交換樹脂床を空気と接触させずに、高純度の純水中に浸漬させているので、イオン交換樹脂の劣化や精製能力の低下を抑制することができる。
【0009】
過酸化水素水通液時の空間速度をSVpとし、純水通液時の空間速度をSVwとするときに、SVw/SVpが0.90〜1.10の範囲にあることが好ましい。このようにして純水を通液すると、イオン交換樹脂床内の交換バンドを乱すことなく、過酸化水素水を追い出し、純水に置換することができる。
前記イオン交換樹脂としてはH型強酸性カチオン交換樹脂、炭酸水素型または炭酸型アニオン交換樹脂、F-型アニオン交換樹脂が使用される。
【0010】
本発明では、通液する純水として17MΩ・cm以上の純度の超純水を使用することが望ましい。
【0011】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るイオン交換樹脂充填塔の保存方法について、具体的に説明する。なお、本明細書中において、%、ppm、ppbおよびpptは、いずれも重量%、重量ppm、重量ppbおよび重量pptを示す。
本発明に係るイオン交換樹脂塔の保存方法は、
イオン交換樹脂塔に過酸化水素水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、下部液排出口から精製過酸化水素水を得るイオン交換樹脂塔において、
非稼働状態において(精製を中断あるいは終了させる際に)、過酸化水素水の供給を停止後、即時に純水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、充填塔内のイオン交換樹脂床を空気と接触させることなく、樹脂塔内の過酸化水素水を追い出し純水に置換して、イオン交換樹脂床を純水中に浸漬させる。
【0012】
このような本発明に係るイオン交換樹脂塔の保存方法で使用されるイオン交換樹脂充填塔としては、たとえば、図1に示される。
図1は、本発明で使用されるイオン交換樹脂塔の概略断面図を示し、図1中、添字1はイオン交換樹脂塔、2は液供給ノズル、3は液排出口、4は充填塔の蓋、5はイオン交換樹脂、6は超純水または過酸化水素水を示す。過酸化水素水および超純水との接液部に使用される材質としては低溶出型塩化ビニル樹脂、PFA、PTFE等のフッ素樹脂等が、過酸化水素水と反応することもなく、また不純物の混入も少ないので好適に使用される。またステンレススチールやカーボンスチールに低溶出型塩化ビニル樹脂、PFA、PTFE等のフッ素樹脂をコーティングあるいはライニングしたものも使用できる。
【0013】
過酸化水素水は、外部のラインより送液ポンプなどの手段によって、液供給ノズル2より、下降流通液される。また水位センサによって、通液と同時に、液排出口3より連続的に外部に抜き出され、水位が常に一定になるように保たれている。通液して、イオン交換樹脂と接触された過酸化水素水は、必要に応じて他のイオン交換樹脂塔に導入され、他のイオン交換樹脂と接触されたのち、タンクに採取され、濃度調整、製品検査ののち、貯蔵され、充填、出荷される。
【0014】
本発明に係る保存方法は、公知のイオン交換樹脂に特に制限なく適用することが可能であり、H型強酸性カチオン交換樹脂などのカチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、炭酸イオン型または炭酸水素イオン型、水酸化物イオン型、フッ化物イオン型などのカチオン交換樹脂に適用が可能であり、さらにはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混床にも適用が可能である。
【0015】
特に、本発明では、イオン交換樹脂が、H型カチオン交換樹脂、炭酸水素型または炭酸型アニオン交換樹脂、F-型アニオン交換樹脂の場合に好適である。
カチオン交換樹脂としては、一般にはスチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体にスルホン酸基を導入した網目状分子構造からなるカチオン交換樹脂が好ましい。このようなH+型カチオン交換樹脂としては、たとえばPK216、SK−1B、IR−120Bなどが使用される。
【0016】
+型カチオン交換樹脂は、上記カチオン交換樹脂を下降流の無機酸水溶液(再生剤)で処理したのち、上昇流の超純水で洗浄する操作を一工程とし、その工程を2回以上繰り返すことによって再生されたものが好ましい。無機酸としては、硫酸、塩酸などの公知の無機酸が使用される。再生剤水溶液中の無機酸濃度としては、5〜15重量%、好ましくは5〜12重量%の範囲にあるものが好適に使用される。このような再生剤の使用量は、処理するカチオン交換樹脂の樹脂量(体積)の3倍以上、好ましくは4〜12倍の範囲にあることが好ましい。
【0017】
通常、カチオン樹脂と再生剤水溶液との接触は、再生剤水溶液を通液したのち、押出し、超純水で水洗することによって行われるが、特に2回以上、再生剤通液・超純水水洗のサイクルを繰り返すことが望ましい。具体的には、特に再生剤水溶液の下降流通液と、超純水の上昇流通液を2回以上繰り返すことが望ましい。このように無機酸水溶液-超純水通液を繰り返すことで、カチオン交換樹脂が収縮・膨潤するため、交換樹脂の内部まで洗浄できる。
【0018】
また、本発明で使用されるアニオン交換樹脂は、一般的にはスチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体をクロロメチル化後、アミノ化をトリメチルアミン、ジメチルエタノールアミンで行い4級化して得られる強塩基性樹脂、スチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体で第1ないし第3級アミンを交換基とする弱塩基性樹脂、アクリル酸系架橋重合体で第3級アミンを交換基とする樹脂、ピリジル基または置換ピリジル基を有するポリマーからなるピリジン系アニオン交換樹脂などを、再生剤によって、所望の塩型に再生して使用される。特に、第4級アンモニウム基を有する強塩基性アニオン交換樹脂が好ましく使用される。このような第4級アンモニウム基のアニオン交換樹脂としては、多くの種類のものが市販されている。たとえばダイヤイオンのPAシリーズ(たとえばPA−316、PA416)、SAシリーズ(たとえばSA−10A、SA−20A)、アンバーライトのIRAシリーズ(たとえばIRA−400、IRA−410、IRA−900、IRA−904)が代表例として挙げられる。これらの樹脂は一般に塩化物イオン型で上市されている。
【0019】
アニオン交換樹脂の再生剤は、目的とするイオン型により適宜選択されるが、炭酸イオンおよび炭酸水素イオン型のアニオン交換樹脂の場合、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどの公知の炭酸塩または炭酸水素塩が再生剤として使用される。フッ化物イオン型のアニオン交換樹脂の場合、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アンモニウムが再生剤として使用される。
【0020】
再生剤水溶液中の塩濃度としては、炭酸イオン型または炭酸水素イオン型では5〜15重量%好ましくは5〜12重量%、フッ化物イオン型では1〜4重量%好ましくは1〜2重量%の範囲にあるものが好適に使用される。このような再生剤水溶液の使用量は、処理するアニオン交換樹脂の樹脂量(体積)の3倍以上、好ましくは4〜8倍の範囲にあることが好ましい。
【0021】
精製される過酸化水素水としては、アントラキノン自動酸化法、水素と酸素を直接反応させる直接合成法など、公知の製造法によって製造されたものが使用される。また、粗過酸化水素水を吸着樹脂、キレート樹脂、逆浸透膜等を使用してあらかじめ精製した過酸化水素水を用いてもよい。
この過酸化水素水中には、通常、不純物が、数ppbから数十ppmのオーダーで含まれている。不純物としては、Ag、Al、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、In、K、Li、Mg、Mo、Na、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sr、Ta、Ti、Tl、V、Zn、Zrなどの金属イオン不純物、酸化ケイ素化合物不純物、有機不純物が挙げられる。この不純物は、たとえばアントラキノンの作動液残査、製造時(抽出、蒸留、希釈)に使用される水、空気中に浮遊している成分、製造設備の材質に由来する。
【0022】
使用される過酸化水素水の濃度については特に制限はないが、通常は1〜70重量%、好ましくは1〜60重量%である。
[イオン交換樹脂の充填]
予めイオン交換樹脂塔には、再生済のイオン交換樹脂が充填されている。充填塔内のイオン交換樹脂は、充填塔内容積の40〜80%、好ましくは45〜75%の体積で充填されていることが望ましい。
【0023】
イオン交換樹脂の充填は、イオン交換樹脂を樹脂塔頭部の蓋4を開けて、純水とともに懸濁液状にして流し込めばよい。イオン交換樹脂を流し込む際には、イオン交換樹脂および純水がイオン交換塔から溢れ出ることを予防するため、必要に応じて、樹脂塔下部の液排出口3から純水を排出してもよい。イオン交換樹脂充填塔にイオン交換樹脂を充填したのち、樹脂塔内上部の液供給ノズルから、下降流通液により、純水を通液する。
【0024】
なお、イオン交換樹脂塔にイオン交換樹脂と純水との懸濁液を流入させる際、および純水を通水する際には、イオン交換樹脂床の最上面よりも、水面を高くし、イオン交換樹脂床が空気に触れないようにしておく。樹脂塔内のイオン交換樹脂床の最上面と水面との差が、10〜20cm、好ましくは12〜18cmの範囲にあるようにしておくことが望ましい。このようにしておけば、イオン交換樹脂床最上面に凹凸が発生することがなく、層流の下降流になり、かつ多少の圧力変動があっても、水面より上に樹脂床が露出することがない。
【0025】
純水が充填塔内を通液する際の空間速度(SVw)は、特に制限はなく、5〜40Hr-1、好ましくは10〜30Hr-1の範囲にあることが望ましい。イオン交換樹脂塔1に導入される純水は、樹脂塔内部の液供給ノズル2から、下方に均等に流される。また純水を通液する際のBVw(bed volume:イオン交換樹脂の体積の何倍量を処理したかを表す単位)は3〜7、好ましくは3〜6の範囲にあることが望ましい。通液する純水としては、純度が17MΩ・cm以上の超純水を使用することが望ましい。
【0026】
[過酸化水素水の通液]
次ぎにこのようなイオン交換樹脂が充填された樹脂塔1内に、過酸化水素水が液供給ノズル2より、下降流通液される。また水位センサによって水位が常に一定になるように保たれ、過酸化水素水通液と同時に、液排出口3より処理された過酸化水素水が連続的に外部に抜き出される。
【0027】
過酸化水素水を通液する際の空間速度(SVp)は、5〜40Hr-1、好ましくは10〜30Hr-1の範囲にあることが望ましい。樹脂塔1に導入される過酸化水素水は、樹脂塔内部の液供給ノズル2から、下方に均等に流される。
液温は一般に常温で良いが、炭酸水素型または炭酸型アニオン交換樹脂に接触させる場合には、過酸化水素水の分解を抑制するため、5℃以下に制御されることが望ましい。
【0028】
過酸化水素水を精製する際には、前記したようなイオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂塔を複数個組み合わせて使用することが望ましい。
好ましいイオン交換樹脂塔の組み合わせてとしては、
1)カチオン交換樹脂塔→アニオン交換樹脂塔
2)カチオン交換樹脂塔→アニオン交換樹脂塔→カチオン交換樹脂塔
3)アニオン交換樹脂塔→カチオン交換樹脂塔
などが例示される。
【0029】
このうち、カチオン交換樹脂充填塔→アニオン交換樹脂充填塔→カチオン交換樹脂充填塔の組み合わせが好適であり、とくに、H+型カチオン交換樹脂充填塔→フッ化物型アニオン交換樹脂充填塔→炭酸または炭酸水素型アニオン交換樹脂充填塔→カチオン交換樹脂充填塔の組み合わせで、過酸化水素処理を行うと不純物を極めて高度に除去できる。
【0030】
このように原料過酸化水素水とカチオン交換樹脂とを接触させたのち、アニオン交換樹脂と接触させ、さらにカチオン交換樹脂と接触させることによって、アニオン交換樹脂中に不純物として含まれる微量のNa+、K+、Al3+などが除去できるので、極めて高レベル(pptないしサブpptオーダー)まで金属イオン不純物を除去できる。また、フッ化物型アニオン交換樹脂を使用すると、過酸化水素水中に含まれるケイ素成分を除去することができる。なお、アニオン交換樹脂として炭酸イオン型または炭酸水素イオン型アニオン交換樹脂を使用すると、除去されるべきNa+、K+、Al3+などのカウンターイオンは炭酸イオンまたは炭酸水素イオンであり、これらはカチオン交換後、二酸化炭素となって揮散し、過酸化水素水中には残存しないため望ましい。
【0031】
前段で、H+型カチオン交換樹脂で処理した場合、過酸化水素水中には、過酸化水素の解離によって生じる以上のH+が含まれていることがあり、このH+とアニオン交換樹脂に吸着しているHCO3 -とが中和反応して、発熱することがある。このため、アニオン交換樹脂で過酸化水素水を処理する場合には、5℃以下の低温に冷却しておくことが望ましい。
【0032】
このように複数のイオン交換樹脂塔を組み合わせる場合にも、本発明に係るイオン交換樹脂充填塔の保存方法は好適である。
[イオン交換樹脂充填塔の水置換]
本発明では、このようにして過酸化水素水の精製を終了したのち、あるいは中断する際、非稼働状態において過酸化水素水の供給を停止したのち、即時に純水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、樹脂塔内のイオン交換樹脂床を空気と接触させることなく、樹脂塔内の過酸化水素水を追い出し純水に置換して、イオン交換樹脂床を純水中に浸漬させる。
【0033】
水置換に使用される水の純度は比抵抗が17MΩ・cm以上の超純水が使用される。通常、水置換は、過酸化水素水を精製したのち、すみやかに行うことが望ましい。
また、中断で保存したイオン交換樹脂塔の精製を再開する場合には、過酸化水素水の通液をする直前に、イオン交換樹脂塔の水洗を行うことが望ましい。これは、イオン交換樹脂保存中にイオン交換バンドから微量に遊離してくるイオンを排出するためである。
【0034】
純水を通液する際の空間速度(SVw)は、5〜40Hr-1、好ましくは10〜30Hr-1の範囲にあることが望ましい。
充填塔1に導入される純水は、樹脂塔内部の液供給ノズル2から、下方に均等に流される。
純水を通液する際のBVw(bed volume:イオン交換樹脂の体積の何倍量を処理したかを表す単位)は、イオン交換樹脂塔の状態によって異なる。たとえば、過酸化水素水の精製が終了した直後の場合、BVwは、5〜40、好ましくは15〜30の範囲にあることが望ましい。また精製を中断したのちに、過酸化水素水の精製を再開する場合における、過酸化水素水の通液直前の純水の通液では、BVwが3〜7、好ましくは3〜6の範囲にすることが望ましい。
【0035】
純水の通水温度は、通常、常温(20〜30℃)で良いが、炭酸水素型または炭酸型アニオン交換樹脂塔では、過酸化水素水の分解を抑制するため、イオン交換樹脂層の水置換初期に、6〜8℃に冷却した純水を使用することが望ましい。なお、過酸化水素水通液時の空間速度をSVpとし、純水通液時の空間速度をSVwとするときに、SVw/SVpが0.90〜1.10、好ましくは0.95〜1.05の範囲にあることが望ましい。
【0036】
イオン交換樹脂塔に純水を通液して、水置換する際には、イオン交換樹脂床の最上面よりも、水面を高くし、イオン交換樹脂床が空気に触れないようにしておく。塔内のイオン交換樹脂床の最上面と水面との差が、10〜20cm、好ましくは12〜18cmの範囲にあるようにしておくことが望ましい。このようにしておけば、イオン交換樹脂床最上面に凹凸が発生することがなく、層流の下降流になり、かつ多少の圧力変動があっても、水面より上に樹脂床が露出することがない。
【0037】
このような保存方法によれば、1〜3日の保存期間であれば、イオン交換樹脂に気泡が絡み付くこともなく、また、気泡が成長してイオン交換樹脂を持ち上げてイオン交換バンドが乱れることがない。また、このようにしてイオン交換樹脂を保存しておけば、いったん停止した過酸化水素水精製装置で、再度、過酸化水素水の精製を再開させる際に、流量が低下することがなく、また精製能力が低下することもないので、高度な不純物の除去レベルを維持することができる。なお、本発明に係る保存方法では、3日以上の長期間保存する場合、イオン交換バンドが乱れることがあるので、3日以内に、過酸化水素水の精製処理を再開することが望ましい。
【0038】
本発明に係る保存方法で保存されたイオン交換樹脂で精製する場合は、イオン交換樹脂の精製能力が終了するまで、再生することなく、その途中で何度も精製を停止し、また再開しても、その精製能力は連続運転したものと変わらない高い除去能力を維持できる。
本発明に係わる保存方法によれば、不連続運転、断続的運転を可能にし、長期にわたってイオン交換樹脂を繰り返し使用可能にし、過酸化水素水の高度な不純物除去レベルの精製処理することを可能にする。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、いったん停止した過酸化水素水精製装置であっても、再生することなく再度、過酸化水素水の精製をスタートさせることができるという不連続運転が可能となる。また再度、精製をスタートさせる際に、新品とほとんど変わらないイオン交換樹脂を過酸化水素水の精製に供することができ、長期間にわたって、繰り返し使用することが可能となる。
【0040】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
イオン交換樹脂塔の準備
交換塔の蓋をあけ、イオン交換樹脂塔の下部から水を抜きながら、再生済みイオン交換樹脂(H+型カチオン交換樹脂、F-型アニオン交換樹脂、HCO3 2-型アニオン交換樹脂)を超純水とともに各イオン交換樹脂塔に入れた。なお、H+型カチオン交換樹脂塔は2本用意し、1段目および2段目の処理用とした。
【0041】
イオン交換樹脂床の上面が水面から露出しないように水位を保つようにした。
蓋をしめ、イオン交換樹脂塔下部液排出口から、水を抜きながら、交換塔内の上部液供給ノズルより均一に超純水(17MΩ・cm以上)を通液した。通水中はイオン交換樹脂の上面から15cm程、水面を高く維持した。
超純水通液時のSVwは22.5Hr-1であり、BVは5であった。
【0042】
過酸化水素水の通液
バルブを切り替えて、超純水の通水を止め、同じ液供給ノズルから下部に向かって、均一に過酸化水素水を、H+型カチオン交換樹脂塔→F-型アニオン交換樹脂塔→HCO3 2-型アニオン交換樹脂塔→H+型カチオン交換樹脂塔の順に通液した。
【0043】
過酸化水素水通液時のSVは、いずれのイオン交換樹脂塔も22.5Hr-1とした。なお、HCO3 2-型アニオン交換樹脂塔への通液は−3℃に冷却しながら行った。通液中はカチオン交換樹脂の上面から15cm程、水面を高く維持した。なお、精製初期の原料過酸化水素水・超純水混液は、各塔を連続して通液することなく回収した。
【0044】
停止作業
精製終了後、各イオン交換樹脂塔のバルブを切り替え、過酸化水素水の通液を停止するとともに、超純水通液に切り替えた。また、液排出口のバルブも切り替え、過酸化水素水と超純水との混液は、他のイオン交換樹脂塔に流さずに回収した。このときのSVwは22.5Hr-1であり、BVwは3.75であった。なお、HCO3 2-型アニオン交換樹脂塔は6〜8℃に冷却した超純水を使用した。
【0045】
過酸化水素水を超純水に置換した後、さらに超純水を通水した。通水時のSVwは22.5Hr-1とし、BVwは、H+型カチオン交換樹脂塔では、1段目、2段目とも11.25であり、F-型アニオン交換樹脂塔では18.25であり、HCO3 2-型アニオン交換樹脂塔では26.25とした。
操作の再開
上記操作により6時間、過酸化水素水を精製したのち、各イオン交換樹脂塔を水置換し、12時間放置した(このとき精製した過酸化水素水を製品▲1▼とする)。再度、同じイオン交換塔で6時間、過酸化水素水を精製したのち、各イオン交換樹脂塔を、再度上記操作により水置換し、12時間放置した(このとき精製した過酸化水素水を製品▲2▼とする)。さらに、同じイオン交換塔で6時間、過酸化水素水をイオン交換樹脂塔を精製した(このとき精製した過酸化水素水を製品▲3▼とする)。
【0046】
得られた製品▲1▼〜▲3▼について、不純物量を分析した。結果を表1に示す。
なおSi量はフレームレス原子吸光により評価し、アニオン・カチオン類はイオンクロマトグラフィーで評価し、その他の金属不純物はICP-MSで評価した。
【0047】
【表1】

Figure 0004334777
【0048】
表1に示されるように、いずれの製品も不純物レベルは同レベルにあった。したがって、本発明に係る保存方法によれば、いったん停止した過酸化水素水精製装置であっても、再生することなく再度、過酸化水素水の精製をスタートさせることができるという不連続運転が可能となる。また再度、精製をスタートさせる際に、新品とほとんど変わらないイオン交換樹脂を過酸化水素水の精製に供することができ、長期間にわたって、イオン交換樹脂を繰り返し使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用されるイオン交換樹脂塔の概略断面図を示す。
【符号の説明】
1………イオン交換樹脂塔
2………液供給ノズル
3………液排出口
4………充填塔の蓋
5………イオン交換樹脂
6………超純水または過酸化水素水[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for storing an ion exchange resin tower. More specifically, the present invention relates to a method for preserving an ion exchange resin tower that enables discontinuous operation, allows the ion exchange resin to be used repeatedly over a long period of time, and maintains a high level of impurity removal of hydrogen peroxide.
[0002]
TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
In a semiconductor manufacturing process, a high-purity hydrogen peroxide solution is used as a wafer cleaning solution. In such a semiconductor application, in order to improve the reliability of the semiconductor cleaning apparatus, a high-purity hydrogen peroxide solution whose impurity content is controlled to a very low level is required.
[0003]
As a method for purifying hydrogen peroxide, a method is known in which hydrogen peroxide is brought into contact with an anion exchange resin or cation exchange resin packed in an ion exchange resin tower to remove impurities.
By the way, there are cases where the hydrogen peroxide purification apparatus in operation is forced to be stopped for a period of several hours or several days due to operational reasons such as product filling balance or regular maintenance of the factory.
[0004]
Conventionally, in the hydrogen peroxide purification apparatus once stopped in this way, when the purification of hydrogen peroxide water is started again, bubbles are entangled with the ion exchange resin in the purification apparatus, and the flow rate cannot be taken. The impurity removal level may be remarkably lowered, or the hydrogen peroxide solution may be rapidly decomposed to deteriorate the ion exchange resin. For this reason, the ion exchange resin that has been used for purification has been regenerated again or, in some cases, replaced with a new ion exchange resin. However, redoing or renewing with a new ion exchange resin in this way has the disadvantage that it is extremely inefficient from an economic point of view.
[0005]
For this reason, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-272908, water replacement is performed by passing 20 times or more of the amount of ion exchange resin through an ion exchange resin tower through which hydrogen peroxide solution is passed. It has been proposed for use in the purification of hydrogen oxide water.
However, the method described in JP-A-2000-272908 focuses on the chemical protection of the ion exchange resin and is insufficient for maintaining a high level of purification. For this reason, the ion exchange band may be disturbed, and the impurity removal level may be lowered when the hydrogen peroxide solution is purified again.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made to solve the problems associated with the above-described prior art, enables discontinuous operation, and enables repeated use of an ion exchange resin over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a method for preserving an ion exchange resin tower that can maintain the impurity removal level.
[0007]
Summary of the Invention
The preservation method of the ion exchange resin tower of the present invention is:
In the ion exchange resin tower in which the hydrogen peroxide solution is supplied to the ion exchange resin tower by flowing down from the upper liquid supply nozzle through the ion exchange resin bed to obtain purified hydrogen peroxide water from the lower liquid discharge port.
In the non-operating state (when refining is interrupted or terminated), after stopping the supply of hydrogen peroxide solution, the purified water is immediately flowed down from the upper liquid supply nozzle through the ion exchange resin bed, and the inside of the packed tower Without bringing the ion exchange resin bed into contact with air, the hydrogen peroxide solution in the resin tower is driven out, replaced with pure water, and the ion exchange resin bed is immersed in pure water.
[0008]
According to the present invention as described above, immediately after stopping the supply of hydrogen peroxide from the upper liquid supply nozzle in the ion exchange resin tower, as in the case of treating the hydrogen peroxide solution, The hydrogen peroxide solution in the tower is expelled and replaced with pure water. For this reason, bubbles do not get entangled with the ion exchange resin, and the ion exchange band that raises and raises the ion exchange resin is not disturbed. Moreover, since the ion exchange resin bed is immersed in high-purity pure water without being in contact with air, it is possible to suppress deterioration of the ion exchange resin and a reduction in purification capacity.
[0009]
The space velocity during hydrogen peroxide liquid passing and SV p, the space velocity during the pure water flow-through when the SV w, SV w / SV p is in the range of 0.90 to 1.10 preferable. When pure water is passed in this way, the hydrogen peroxide solution can be driven out and replaced with pure water without disturbing the exchange band in the ion exchange resin bed.
As the ion exchange resin, an H-type strongly acidic cation exchange resin, a hydrogen carbonate type or a carbonate type anion exchange resin, or an F type anion exchange resin is used.
[0010]
In the present invention, it is desirable to use ultrapure water having a purity of 17 MΩ · cm or more as pure water to be passed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the preservation | save method of the ion exchange resin packed tower which concerns on this invention is demonstrated concretely. In the present specification, “%”, “ppm”, “ppb” and “ppt” all represent “% by weight”, “weight ppm”, “weight ppb” and “weight ppt”.
The preservation method of the ion exchange resin tower according to the present invention is as follows.
In the ion exchange resin tower in which the hydrogen peroxide solution is supplied to the ion exchange resin tower by flowing down from the upper liquid supply nozzle through the ion exchange resin bed to obtain purified hydrogen peroxide water from the lower liquid discharge port.
In a non-operating state (when refining is interrupted or terminated), after stopping the supply of hydrogen peroxide solution, the purified water is immediately flowed down from the upper liquid supply nozzle through the ion exchange resin bed, and the packed tower Without bringing the ion exchange resin bed inside into contact with air, the hydrogen peroxide solution in the resin tower is driven out and replaced with pure water, and the ion exchange resin bed is immersed in pure water.
[0012]
An example of the ion exchange resin packed tower used in the method for storing an ion exchange resin tower according to the present invention is shown in FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an ion exchange resin tower used in the present invention. In FIG. 1, subscript 1 is an ion exchange resin tower, 2 is a liquid supply nozzle, 3 is a liquid outlet, and 4 is a packed tower. Lids, 5 are ion exchange resins, and 6 is ultrapure water or hydrogen peroxide water. The material used for the wetted part of hydrogen peroxide solution and ultrapure water is low elution vinyl chloride resin, fluorine resin such as PFA, PTFE, etc. It is preferably used because of less contamination. Further, stainless steel or carbon steel coated with a low-elution vinyl chloride resin, fluorine resin such as PFA, PTFE or the like can be used.
[0013]
The hydrogen peroxide solution is flowed down from the liquid supply nozzle 2 by means such as a liquid feed pump from an external line. Also, the water level is continuously extracted from the liquid discharge port 3 by the water level sensor, and the water level is always kept constant. The hydrogen peroxide solution that was passed through and contacted with the ion exchange resin was introduced into another ion exchange resin tower as necessary, and after contacted with the other ion exchange resin, collected in a tank to adjust the concentration. After product inspection, it is stored, filled and shipped.
[0014]
The preservation method according to the present invention can be applied to known ion exchange resins without any particular limitation, and includes cation exchange resins such as H-type strongly acidic cation exchange resins, anion exchange resins, carbonate ion types or bicarbonate ion types. The present invention can be applied to cation exchange resins such as hydroxide ion type and fluoride ion type, and can also be applied to mixed beds of anion exchange resins and cation exchange resins.
[0015]
In particular, the present invention is suitable when the ion exchange resin is an H-type cation exchange resin, a hydrogen carbonate type or a carbonate type anion exchange resin, or an F type anion exchange resin.
In general, the cation exchange resin is preferably a cation exchange resin having a network molecular structure in which a sulfonic acid group is introduced into a styrene-divinylbenzene crosslinked copolymer. As such an H + type cation exchange resin, for example, PK216, SK-1B, IR-120B or the like is used.
[0016]
For the H + type cation exchange resin, an operation of treating the cation exchange resin with a downflow inorganic acid aqueous solution (regenerant) and then washing with an upflow ultrapure water is one step, and the step is repeated twice or more. What was reproduced | regenerated by this is preferable. As the inorganic acid, known inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid are used. As the inorganic acid concentration in the aqueous regenerant solution, a concentration in the range of 5 to 15% by weight, preferably 5 to 12% by weight, is suitably used. The amount of such a regenerant used is preferably 3 times or more, preferably 4 to 12 times the amount (volume) of the cation exchange resin to be treated.
[0017]
Usually, the contact between the cationic resin and the regenerant aqueous solution is carried out by passing the regenerant aqueous solution through, then extruding and washing with ultrapure water. It is desirable to repeat the cycle. Specifically, it is particularly desirable to repeat the descending flow solution of the regenerant aqueous solution and the rising flow solution of ultrapure water two or more times. By repeating the aqueous solution of inorganic acid and ultrapure water in this way, the cation exchange resin contracts and swells, so that the inside of the exchange resin can be washed.
[0018]
In addition, the anion exchange resin used in the present invention is generally a strongly basic resin obtained by chloromethylating a styrene-divinylbenzene crosslinked copolymer and then quaternizing it with trimethylamine or dimethylethanolamine. Resin, styrene-divinylbenzene cross-linked copolymer, weakly basic resin with primary to tertiary amine as exchange group, acrylic acid cross-linked polymer with tertiary amine as exchange group, pyridyl group or substituted A pyridine-based anion exchange resin composed of a polymer having a pyridyl group is regenerated to a desired salt form by a regenerant. In particular, a strongly basic anion exchange resin having a quaternary ammonium group is preferably used. Many types of quaternary ammonium group anion exchange resins are commercially available. For example, Diaion PA series (eg PA-316, PA416), SA series (eg SA-10A, SA-20A), Amberlite IRA series (eg IRA-400, IRA-410, IRA-900, IRA-904). ) Is a typical example. These resins are generally marketed in the chloride ion type.
[0019]
The regenerant of the anion exchange resin is appropriately selected depending on the intended ion type, but in the case of carbonate ion and hydrogen carbonate ion type anion exchange resins, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium carbonate Known carbonates or bicarbonates such as ammonium bicarbonate are used as the regenerant. In the case of a fluoride ion type anion exchange resin, sodium fluoride, potassium fluoride, or ammonium fluoride is used as a regenerant.
[0020]
The salt concentration in the aqueous regenerant solution is 5 to 15% by weight, preferably 5 to 12% by weight for the carbonate ion type or bicarbonate ion type, and 1 to 4% by weight, preferably 1 to 2% by weight for the fluoride ion type. Those in the range are preferably used. The amount of the regenerant aqueous solution used is preferably 3 times or more, preferably 4 to 8 times the resin amount (volume) of the anion exchange resin to be treated.
[0021]
As the hydrogen peroxide solution to be purified, those produced by a known production method such as an anthraquinone auto-oxidation method or a direct synthesis method in which hydrogen and oxygen are directly reacted are used. Moreover, you may use the hydrogen peroxide solution which refine | purified crude hydrogen peroxide solution beforehand using adsorption resin, chelate resin, a reverse osmosis membrane, etc.
This hydrogen peroxide solution usually contains impurities in the order of several ppb to several tens of ppm. As impurities, Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Ga, Ge, In, K, Li, Mg, Mo, Na, Nb, Ni, Examples thereof include metal ion impurities such as Pb, Pd, Pt, Sb, Sr, Ta, Ti, Tl, V, Zn, and Zr, silicon oxide compound impurities, and organic impurities. This impurity is derived from, for example, a residual working fluid of anthraquinone, water used during production (extraction, distillation, dilution), components floating in the air, and materials of production equipment.
[0022]
Although there is no restriction | limiting in particular about the density | concentration of the hydrogen peroxide solution used, Usually, 1 to 70 weight%, Preferably it is 1 to 60 weight%.
[Ion exchange resin filling]
The ion exchange resin tower is previously filled with regenerated ion exchange resin. It is desirable that the ion exchange resin in the packed column is packed in a volume of 40 to 80%, preferably 45 to 75% of the packed column internal volume.
[0023]
The ion exchange resin may be filled by opening the lid 4 at the top of the resin tower and pouring the ion exchange resin in a suspension with pure water. When the ion exchange resin is poured, the pure water may be discharged from the liquid discharge port 3 at the bottom of the resin tower as necessary in order to prevent the ion exchange resin and pure water from overflowing from the ion exchange tower. . After the ion exchange resin packed tower is filled with the ion exchange resin, pure water is passed from the liquid supply nozzle in the upper part of the resin tower by the descending flowing liquid.
[0024]
When the suspension of ion exchange resin and pure water is allowed to flow into the ion exchange resin tower and when pure water is passed through, the water surface is made higher than the top surface of the ion exchange resin bed, Keep the replacement resin bed away from the air. It is desirable that the difference between the uppermost surface of the ion-exchange resin bed in the resin tower and the water surface is in the range of 10 to 20 cm, preferably 12 to 18 cm. In this way, there is no unevenness on the top surface of the ion exchange resin bed, and it becomes a laminar downward flow and the resin bed is exposed above the water surface even if there is some pressure fluctuation. There is no.
[0025]
The space velocity (SV w ) when pure water passes through the packed tower is not particularly limited, and is desirably in the range of 5 to 40 Hr −1 , preferably 10 to 30 Hr −1 . The pure water introduced into the ion exchange resin tower 1 is made to flow evenly downward from the liquid supply nozzle 2 inside the resin tower. Further, it is desirable that BV w (bed volume: a unit representing how many times the volume of the ion exchange resin is processed) when passing pure water is in the range of 3 to 7, preferably 3 to 6. As pure water to be passed, it is desirable to use ultrapure water having a purity of 17 MΩ · cm or more.
[0026]
[Hydrogen peroxide solution]
Next, the hydrogen peroxide solution descends from the liquid supply nozzle 2 into the resin tower 1 filled with such an ion exchange resin. Further, the water level is always kept constant by the water level sensor, and simultaneously with the hydrogen peroxide solution passage, the hydrogen peroxide solution treated from the liquid discharge port 3 is continuously extracted to the outside.
[0027]
It is desirable that the space velocity (SV p ) when passing hydrogen peroxide solution is in the range of 5 to 40 Hr −1 , preferably 10 to 30 Hr −1 . The hydrogen peroxide solution introduced into the resin tower 1 is made to flow evenly downward from the liquid supply nozzle 2 inside the resin tower.
The liquid temperature is generally room temperature, but when contacting with a hydrogen carbonate type or carbonate type anion exchange resin, it is preferably controlled to 5 ° C. or lower in order to suppress decomposition of the hydrogen peroxide solution.
[0028]
When purifying the hydrogen peroxide solution, it is desirable to use a combination of a plurality of ion exchange resin towers filled with the ion exchange resin as described above.
As a combination of preferable ion exchange resin towers,
1) Cation exchange resin tower → Anion exchange resin tower
2) Cation exchange resin tower → Anion exchange resin tower → Cation exchange resin tower
3) Anion exchange resin tower → cation exchange resin tower, etc.
[0029]
Among these, a combination of a cation exchange resin packed tower → anion exchange resin packed tower → cation exchange resin packed tower is suitable, and in particular, H + type cation exchange resin packed tower → fluoride type anion exchange resin packed tower → carbonic acid or carbonic acid Impurities can be removed to a very high degree by carrying out hydrogen peroxide treatment in a combination of a hydrogen-type anion exchange resin packed tower and a cation exchange resin packed tower.
[0030]
After contacting the raw hydrogen peroxide solution and the cation exchange resin in this way, contacting with the anion exchange resin, and further contacting with the cation exchange resin, a trace amount of Na + contained as an impurity in the anion exchange resin, Since K + , Al 3+ and the like can be removed, metal ion impurities can be removed to an extremely high level (ppt or sub-ppt order). Moreover, when a fluoride type anion exchange resin is used, the silicon component contained in hydrogen peroxide water can be removed. When a carbonate ion type or hydrogen carbonate ion type anion exchange resin is used as the anion exchange resin, counter ions such as Na + , K + , and Al 3+ to be removed are carbonate ions or hydrogen carbonate ions. After cation exchange, it is volatilized as carbon dioxide, which is desirable because it does not remain in the hydrogen peroxide solution.
[0031]
When treated with an H + type cation exchange resin in the previous stage, the hydrogen peroxide solution may contain more H + than is generated by the dissociation of hydrogen peroxide, and is adsorbed on this H + and anion exchange resin. The generated HCO 3 may neutralize to generate heat. For this reason, when processing hydrogen peroxide solution with an anion exchange resin, it is desirable to cool to a low temperature of 5 ° C. or less.
[0032]
Thus, also when combining several ion exchange resin towers, the preservation | save method of the ion exchange resin packed tower which concerns on this invention is suitable.
[Water replacement of ion-exchange resin packed tower]
In the present invention, after the purification of the hydrogen peroxide solution is completed or interrupted in this way, after the supply of the hydrogen peroxide solution is stopped in the non-operating state, the pure water is immediately ionized from the upper liquid supply nozzle. By flowing down in the exchange resin bed, the hydrogen peroxide solution in the resin tower is driven out and replaced with pure water without bringing the ion exchange resin bed in the resin tower into contact with air. Immerse in pure water.
[0033]
The purity of water used for water replacement is ultrapure water having a specific resistance of 17 MΩ · cm or more. Usually, it is desirable to perform water replacement immediately after purifying the hydrogen peroxide solution.
Further, when refining the ion-exchange resin tower stored after interruption is resumed, it is desirable to wash the ion-exchange resin tower with water just before passing the hydrogen peroxide solution. This is because ions released from a small amount from the ion exchange band during storage of the ion exchange resin are discharged.
[0034]
It is desirable that the space velocity (SV w ) when pure water is passed is in the range of 5 to 40 Hr −1 , preferably 10 to 30 Hr −1 .
The pure water introduced into the packed tower 1 is made to flow evenly downward from the liquid supply nozzle 2 inside the resin tower.
BV w (bed volume: a unit representing how many times the volume of the ion exchange resin has been processed) when pure water is passed differs depending on the state of the ion exchange resin tower. For example, when the hydrogen peroxide solution has just been purified, BV w is desirably in the range of 5 to 40, preferably 15 to 30. Also After interrupting the purification, in the case of restarting the purification of aqueous hydrogen peroxide, in the liquid passage of pure water liquid passage immediately preceding hydrogen peroxide, BV w is 3-7, the range preferably from 3 to 6 It is desirable to make it.
[0035]
The water flow temperature of pure water may normally be room temperature (20-30 ° C.). However, in the hydrogen carbonate type or carbonate type anion exchange resin tower, water in the ion exchange resin layer is used to suppress decomposition of the hydrogen peroxide solution. It is desirable to use pure water cooled to 6-8 ° C. at the beginning of the replacement. Incidentally, the space velocity during hydrogen peroxide liquid passing and SV p, the space velocity during the pure water flow-through when the SV w, SV w / SV p is 0.90 to 1.10, preferably 0 It is desirable to be in the range of .95 to 1.05.
[0036]
When water is replaced by passing pure water through the ion exchange resin tower, the water surface is made higher than the uppermost surface of the ion exchange resin bed so that the ion exchange resin bed does not come into contact with air. It is desirable that the difference between the uppermost surface of the ion-exchange resin bed in the tower and the water surface is in the range of 10 to 20 cm, preferably 12 to 18 cm. In this way, there is no unevenness on the top surface of the ion exchange resin bed, and it becomes a laminar downward flow and the resin bed is exposed above the water surface even if there is some pressure fluctuation. There is no.
[0037]
According to such a storage method, if the storage period is 1 to 3 days, bubbles do not get entangled with the ion exchange resin, and the bubbles grow to lift the ion exchange resin and disturb the ion exchange band. There is no. In addition, if the ion exchange resin is stored in this manner, the flow rate will not decrease when the hydrogen peroxide solution is once again resumed in the hydrogen peroxide solution purifier once stopped. Since the purification capacity is not lowered, a high impurity removal level can be maintained. In the storage method according to the present invention, when storing for a long period of 3 days or longer, the ion exchange band may be disturbed. Therefore, it is desirable to restart the purification process of the hydrogen peroxide solution within 3 days.
[0038]
When purifying with an ion exchange resin stored by the storage method according to the present invention, the purification is stopped and restarted many times in the middle without being regenerated until the purification capacity of the ion exchange resin is completed. However, the purification capacity can maintain a high removal capacity that is the same as that of continuous operation.
According to the storage method according to the present invention, discontinuous operation and intermittent operation are possible, ion exchange resin can be repeatedly used over a long period of time, and it is possible to perform a purification treatment with a high impurity removal level of hydrogen peroxide solution. To do.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if the hydrogen peroxide solution purifier is once stopped, discontinuous operation is possible in which the purification of the hydrogen peroxide solution can be started again without being regenerated. When the purification is started again, an ion exchange resin that is almost the same as a new one can be used for the purification of hydrogen peroxide solution, and can be used repeatedly over a long period of time.
[0040]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this Example at all.
Open the lid of preparation <br/> exchange column of an ion exchange resin column, while water from the bottom of the ion exchange resin column, regenerated ion exchange resin (H + -type cation exchange resin, F - type anion exchange resin, HCO 3 2- type anion exchange resin) was put in each ion exchange resin tower together with ultrapure water. Two H + -type cation exchange resin towers were prepared and used for the first and second stage treatments.
[0041]
The water level was maintained so that the upper surface of the ion exchange resin bed was not exposed from the water surface.
The lid was closed, and ultrapure water (17 MΩ · cm or more) was uniformly passed through the upper liquid supply nozzle in the exchange tower while draining water from the lower liquid outlet of the ion exchange resin tower. During running, the water surface was kept high by about 15 cm from the upper surface of the ion exchange resin.
SV w at the time of ultra-pure water flow-through is a 22.5Hr -1, BV was 5.
[0042]
Hydrogen peroxide solution flow <br/> Stopping the flow of ultrapure water by switching the valve, uniformly hydrogen peroxide solution from the same solution supply nozzle to the bottom, H + type cation exchange resin tower The liquids were passed in the order of → F type anion exchange resin tower → HCO 3 2- type anion exchange resin tower → H + type cation exchange resin tower.
[0043]
The SV at the time of passing hydrogen peroxide water was 22.5 Hr −1 in any ion exchange resin tower. The liquid flow through the HCO 3 2- type anion exchange resin tower was performed while cooling to -3 ° C. During the passage, the water surface was kept high by about 15 cm from the upper surface of the cation exchange resin. In addition, the raw material hydrogen peroxide water / ultra pure water mixed liquid at the initial stage of purification was recovered without continuously passing through each column.
[0044]
Stop operation After purification, the valve of each ion-exchange resin tower was switched to stop the flow of hydrogen peroxide water and switch to ultrapure water flow. Further, the valve of the liquid discharge port was also switched, and the mixed liquid of hydrogen peroxide water and ultrapure water was collected without flowing to other ion exchange resin towers. At this time, SV w was 22.5 Hr −1 and BV w was 3.75. The HCO 3 2- type anion exchange resin tower used ultrapure water cooled to 6-8 ° C.
[0045]
After the hydrogen peroxide solution was replaced with ultrapure water, ultrapure water was further passed. The SV w at the time of water flow is 22.5 Hr −1, and BV w is 11.25 in the first stage and the second stage in the H + type cation exchange resin tower, and 18 in the F type anion exchange resin tower. .25 for the HCO 3 2- type anion exchange resin tower.
Resumption of operation After purifying the hydrogen peroxide solution for 6 hours by the above operation, each ion exchange resin tower was replaced with water and left for 12 hours (the purified hydrogen peroxide solution was used as the product (1)). And). Again, after purifying the hydrogen peroxide solution for 6 hours in the same ion exchange tower, each ion exchange resin tower was again replaced with water by the above operation and left for 12 hours (the purified hydrogen peroxide solution was used as the product ▲ 2)). Further, the ion exchange resin tower was purified with hydrogen peroxide solution for 6 hours in the same ion exchange tower (the purified hydrogen peroxide solution at this time is designated as product (3)).
[0046]
The amount of impurities was analyzed for the obtained products (1) to (3). The results are shown in Table 1.
Si content was evaluated by flameless atomic absorption, anions and cations were evaluated by ion chromatography, and other metal impurities were evaluated by ICP-MS.
[0047]
[Table 1]
Figure 0004334777
[0048]
As shown in Table 1, all the products had the same impurity level. Therefore, according to the storage method according to the present invention, discontinuous operation is possible in which purification of hydrogen peroxide solution can be started again without regeneration, even if the hydrogen peroxide solution purification apparatus has been stopped. It becomes. In addition, when the purification is started again, an ion exchange resin that is almost the same as a new one can be used for the purification of hydrogen peroxide solution, and the ion exchange resin can be used repeatedly over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an ion exchange resin tower used in the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......... Ion-exchange resin tower 2 ......... Liquid supply nozzle 3 ......... Liquid discharge port 4 ......... Cover tower cover 5 ...... Ion exchange resin 6 ...... Ultra pure water or hydrogen peroxide water

Claims (4)

イオン交換樹脂塔に過酸化水素水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、下部液排出口から精製過酸化水素水を得るイオン交換樹脂塔において、
非稼働状態において純水を上部液供給ノズルからイオン交換樹脂床内を下降流通液することにより、充填塔内のイオン交換樹脂床を空気と接触させることなく、樹脂塔内の過酸化水素水を追い出し、純水に置換して、イオン交換樹脂床を純水中に浸漬させることを特徴とするイオン交換樹脂塔の保存方法。
In the ion exchange resin tower in which the hydrogen peroxide solution is supplied to the ion exchange resin tower by flowing down from the upper liquid supply nozzle through the ion exchange resin bed to obtain purified hydrogen peroxide water from the lower liquid discharge port.
In a non-operating state, pure water is flowed down from the upper liquid supply nozzle through the ion exchange resin bed, so that the hydrogen peroxide solution in the resin tower can be reduced without bringing the ion exchange resin bed in the packed tower into contact with air. A method for preserving an ion exchange resin tower, wherein the ion exchange resin bed is immersed in pure water after being driven out and replaced with pure water.
過酸化水素水下降流通液時の空間速度をSVpとし、純水下降流通液時の空間速度をSVwとするときに、SVw/SVpが0.90〜1.10の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のイオン交換樹脂塔の保存方法。The space velocity during hydrogen peroxide descending flow solution and SV p, the space velocity during the pure water descending flow fluid when the SV w, SV w / SV p is in the range of 0.90 to 1.10 The preservation | save method of the ion exchange resin tower | column of Claim 1 characterized by the above-mentioned. イオン交換樹脂がH型強酸性カチオン交換樹脂、炭酸水素型または炭酸型アニオン交換樹脂、F-型アニオン交換樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載のイオン交換樹脂充填塔の保存方法。The ion exchange resin packed tower according to claim 1 or 2, wherein the ion exchange resin is an H-type strongly acidic cation exchange resin, a hydrogen carbonate type or a carbonate type anion exchange resin, or an F - type anion exchange resin. Method. 通液する純水として17MΩ・cm以上の純度の超純水を使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のイオン交換樹脂塔の保存方法。The method for preserving an ion exchange resin tower according to any one of claims 1 to 3, wherein ultrapure water having a purity of 17 MΩ · cm or more is used as pure water to be passed.
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