JPH02188414A - 三弗化窒素ガスの精製方法 - Google Patents
三弗化窒素ガスの精製方法Info
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- JPH02188414A JPH02188414A JP1275049A JP27504989A JPH02188414A JP H02188414 A JPH02188414 A JP H02188414A JP 1275049 A JP1275049 A JP 1275049A JP 27504989 A JP27504989 A JP 27504989A JP H02188414 A JPH02188414 A JP H02188414A
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は三弗化窒素ガスの精製方法に関する。更に詳し
くは、三弗化窒素ガス中に含まれる亜酸化窒素(NtO
)、二酸化炭素(Cot)及び二弗化二窒素(N*h)
の除去方法に関する。
くは、三弗化窒素ガス中に含まれる亜酸化窒素(NtO
)、二酸化炭素(Cot)及び二弗化二窒素(N*h)
の除去方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕三弗化
窒素(Npz)ガスは、半導体のドライエツチング剤や
CVD装置のクリーニングガスとして近年注目されてい
る。これらの用途に使用されるNF3ガスは、高純度の
ものが要求されている。
窒素(Npz)ガスは、半導体のドライエツチング剤や
CVD装置のクリーニングガスとして近年注目されてい
る。これらの用途に使用されるNF3ガスは、高純度の
ものが要求されている。
Nhガスは、種々の方法で製造される。たとえば、アン
モニウム酸弗化物の溶融塩を電解する方法、アンモニウ
ム酸弗化物を溶融状態において気相状の弗素と反応させ
る方法、固体状の金属弗化物のアンモニウム錯体と元素
状弗素を反応させる方法、弗化アンモニウムまたは酸性
弗化アンモニウムと弗化水素を原料とするNll4F・
IPや、さらにこれに弗化カリウムまたは酸性弗化カリ
ウムを該原料に加えたKF −NH4F −IP系での
溶融塩電解法などがある。しかしながら、何れの方法で
得られたガスも殆どの場合、NtO、Co□、NtF!
などの不純物を比較的多量に含んでいるので、上記用途
としての高純度のN1ガスを得るためには精製が必要で
ある。
モニウム酸弗化物の溶融塩を電解する方法、アンモニウ
ム酸弗化物を溶融状態において気相状の弗素と反応させ
る方法、固体状の金属弗化物のアンモニウム錯体と元素
状弗素を反応させる方法、弗化アンモニウムまたは酸性
弗化アンモニウムと弗化水素を原料とするNll4F・
IPや、さらにこれに弗化カリウムまたは酸性弗化カリ
ウムを該原料に加えたKF −NH4F −IP系での
溶融塩電解法などがある。しかしながら、何れの方法で
得られたガスも殆どの場合、NtO、Co□、NtF!
などの不純物を比較的多量に含んでいるので、上記用途
としての高純度のN1ガスを得るためには精製が必要で
ある。
従来、NFsガス中のこれらの不純物を除去する精製方
法としては、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等
の吸着剤を使用して、これらの不純物を吸着除去する方
法がよく知られている。
法としては、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等
の吸着剤を使用して、これらの不純物を吸着除去する方
法がよく知られている。
特に、U、S、Pat、Hos、4.156.598が
開示している合成ゼオライト(5ynthetic z
eolite )は上記不鈍物を効率よく吸着するので
、この点では一応好ましい吸着剤ではある。しかしなが
ら合成ゼオライトは、例えば、モレキュラシーブ5Aは
NtOの吸着能力は大きいが、CO3の吸着能力が小さ
いという問題があり、モレキュラシープ13Xは逆にC
O□の吸着能力は大きいが、NJの吸着能力が小さいと
いうように、その種類によって不純物の吸着能力を異に
する。
開示している合成ゼオライト(5ynthetic z
eolite )は上記不鈍物を効率よく吸着するので
、この点では一応好ましい吸着剤ではある。しかしなが
ら合成ゼオライトは、例えば、モレキュラシーブ5Aは
NtOの吸着能力は大きいが、CO3の吸着能力が小さ
いという問題があり、モレキュラシープ13Xは逆にC
O□の吸着能力は大きいが、NJの吸着能力が小さいと
いうように、その種類によって不純物の吸着能力を異に
する。
従って、本発明者らは、合成ゼオライトを上記不純物の
吸着剤に使用する場合には、2種類以上の合成ゼオライ
トを併せ使用しなければならないと云う厄介な問題があ
ることを発見した。
吸着剤に使用する場合には、2種類以上の合成ゼオライ
トを併せ使用しなければならないと云う厄介な問題があ
ることを発見した。
また加うるに、合成ゼオライトは、上記不純物を吸着す
ると同時に製品であるNF、も大きく吸着するので、N
Fsガスの大きな損失を招くという極めて不都合な問題
があることも発見した。
ると同時に製品であるNF、も大きく吸着するので、N
Fsガスの大きな損失を招くという極めて不都合な問題
があることも発見した。
これに対し活性炭、活性アルミナを吸着剤として使用す
る場合、NF、の吸着は比較的少ないものの、合成ゼオ
ライトと比較すると、吸着剤単位体積当たりの不純物の
吸着量が非常に小さいので、吸着能力をきわめて早く喪
失する。従って、吸着剤の更新または再生頻度が多くな
り、この更新または再生時におけるNP、ガスの損失の
ため、結局全体的に見るとNFsガスの損失が多くなる
という大きな問題があることを本発明者らは見出した。
る場合、NF、の吸着は比較的少ないものの、合成ゼオ
ライトと比較すると、吸着剤単位体積当たりの不純物の
吸着量が非常に小さいので、吸着能力をきわめて早く喪
失する。従って、吸着剤の更新または再生頻度が多くな
り、この更新または再生時におけるNP、ガスの損失の
ため、結局全体的に見るとNFsガスの損失が多くなる
という大きな問題があることを本発明者らは見出した。
また、吸着剤の更新または再生頻度の増加は、それだけ
人手を要すると共に、NFsガスの精製能力を時間的に
大きく阻害することになる。
人手を要すると共に、NFsガスの精製能力を時間的に
大きく阻害することになる。
本発明者等はかかる状況に鑑み、Nhガス中に含まれて
いるN、O、CO□またはNtFtの除去方法について
種々の吸着剤を用いて鋭意検討を重ねた結果、驚くべき
ことに、予め特定の温度に加熱処理した天然ゼオライト
層へ特定の温度でNPzガスを通気させれば、NFff
が天然ゼオライトに吸着される量が大幅に少なく、かつ
、NF、ガス中のNtO2COx 、NtFxの吸着能
力も大きいため、上記不純物を効率よく経済的に除去で
きると云うことを見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
いるN、O、CO□またはNtFtの除去方法について
種々の吸着剤を用いて鋭意検討を重ねた結果、驚くべき
ことに、予め特定の温度に加熱処理した天然ゼオライト
層へ特定の温度でNPzガスを通気させれば、NFff
が天然ゼオライトに吸着される量が大幅に少なく、かつ
、NF、ガス中のNtO2COx 、NtFxの吸着能
力も大きいため、上記不純物を効率よく経済的に除去で
きると云うことを見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
即ち、予め250〜700°Cの範囲の温度に加熱して
天然ゼオライト層へ、三弗化窒素ガスを一125〜50
’Cの温度でかつ実質的に水分の混入しない状態で通気
させることを特徴とする三弗化窒素ガスの精製方法であ
る。
天然ゼオライト層へ、三弗化窒素ガスを一125〜50
’Cの温度でかつ実質的に水分の混入しない状態で通気
させることを特徴とする三弗化窒素ガスの精製方法であ
る。
以下本発明の詳細な説明する。
天然ゼオライトには鉱物学的に種々の種類のものがあり
、本発明において使用する天然ゼオライトは特にその種
類に限定はない、しかしながら埋Mffiが豊富である
ことと採掘費用が低度であることから、ホウフッ石(a
nalcime or analcine)、クリノプ
チロライト(cinoptilolite) 、モルデ
ナイト(sordeniLe) 、フェリライト(fe
rrierite)、カイシュウジ石(phillip
site) 、シャバサイト(chabazite)
、エリオナイト(erionite)、ダワフッ石(l
aumontite)等が好ましい。
、本発明において使用する天然ゼオライトは特にその種
類に限定はない、しかしながら埋Mffiが豊富である
ことと採掘費用が低度であることから、ホウフッ石(a
nalcime or analcine)、クリノプ
チロライト(cinoptilolite) 、モルデ
ナイト(sordeniLe) 、フェリライト(fe
rrierite)、カイシュウジ石(phillip
site) 、シャバサイト(chabazite)
、エリオナイト(erionite)、ダワフッ石(l
aumontite)等が好ましい。
更にまた、これらの中でもクリノプチロライト(Na&
(AIOz)a(Stow)so) ・24HxO)
及びモルデナイト(Nag (AIOt)*(SiOz
)n。〕・24H!0)はNa型であり、吸着剤単位体
積当たりのNF、ガス中の不純物の吸着量が大きいので
特に好ましい。
(AIOz)a(Stow)so) ・24HxO)
及びモルデナイト(Nag (AIOt)*(SiOz
)n。〕・24H!0)はNa型であり、吸着剤単位体
積当たりのNF、ガス中の不純物の吸着量が大きいので
特に好ましい。
なお、その他、シュウシュウジフッ石(harmot。
me) 、ジスモンドフ・7石(gis+l1ondi
ne)、ガロナイ) (garroni te) 、レ
ビナイト(Ievyne)、ホージャサイトRauja
site) 、スコレスフッ石(scoIes+te)
、トムソンフッ石(thomson i te)、ニシ
ントンフッ石(edingtonite) 、ダチャー
ダイト(dachiardite)、ハクフッ石(ep
istilbite) 、キフッ石(heulandi
te)、タバフッ石(s ti lbi te)、バレ
ーライト(barrerite) %カウレサイトCc
ow1esite) 、ワイラカイト(wairak
ite) 、アシュクロティン(ashcrofine
)、マーリオナイト(merlinite) 、アジサ
イ) (amici te) 、ポーリンジャイト(p
aulingite)、ニガワラフッ石(yugawa
ralite)、オフレタイト(ONretite)
、マジャイト(+*azzite) 、グメリンフッ石
(gmelinite) 、ソーダフッ石(natro
lite)、メソライト(mesol i te)、ゴ
ナルドフッ石Cgonnardi te)、ビキタイト
(bikitite)、ステラ−ライト(Stelle
rj te)、ブリュースターフッ石(brewste
ri te)、ポリュサイト(polluci Le)
等も均等物質として使用可能である。
ne)、ガロナイ) (garroni te) 、レ
ビナイト(Ievyne)、ホージャサイトRauja
site) 、スコレスフッ石(scoIes+te)
、トムソンフッ石(thomson i te)、ニシ
ントンフッ石(edingtonite) 、ダチャー
ダイト(dachiardite)、ハクフッ石(ep
istilbite) 、キフッ石(heulandi
te)、タバフッ石(s ti lbi te)、バレ
ーライト(barrerite) %カウレサイトCc
ow1esite) 、ワイラカイト(wairak
ite) 、アシュクロティン(ashcrofine
)、マーリオナイト(merlinite) 、アジサ
イ) (amici te) 、ポーリンジャイト(p
aulingite)、ニガワラフッ石(yugawa
ralite)、オフレタイト(ONretite)
、マジャイト(+*azzite) 、グメリンフッ石
(gmelinite) 、ソーダフッ石(natro
lite)、メソライト(mesol i te)、ゴ
ナルドフッ石Cgonnardi te)、ビキタイト
(bikitite)、ステラ−ライト(Stelle
rj te)、ブリュースターフッ石(brewste
ri te)、ポリュサイト(polluci Le)
等も均等物質として使用可能である。
これらの天然ゼオライトは、堆石暑中に産出する鉱物で
あるので、本発明においてこれを吸着剤として使用する
ためには、岩石状として採取された天然ゼオライトを適
当な粒度、例えば4〜100メツシユ、好ましくは8〜
60メツシュ程度に粉砕することが好ましい。
あるので、本発明においてこれを吸着剤として使用する
ためには、岩石状として採取された天然ゼオライトを適
当な粒度、例えば4〜100メツシユ、好ましくは8〜
60メツシュ程度に粉砕することが好ましい。
本発明においては、かくして粉砕され、所望の粒度分布
を有する天然ゼオライトを、次に250°C〜700℃
好ましくは250〜500℃に加熱処理する。
を有する天然ゼオライトを、次に250°C〜700℃
好ましくは250〜500℃に加熱処理する。
上記規定の温度範囲においてゼオライトを加熱処理する
ことによってのみ、吸着剤としての能力が格段に向上し
、本発明の目的を達成する吸着剤とすることができるの
である。
ことによってのみ、吸着剤としての能力が格段に向上し
、本発明の目的を達成する吸着剤とすることができるの
である。
加熱処理温度がこれ未満であると、いくら長時間加熱処
理しても天然ゼオライトの吸着能力が操作開始後急激に
低下し破過時間が大幅に短くなると共に、通気後のNF
sガス中のNzO、Cow 、Nxh等の不純物の含有
量が大幅に高くなるからである。
理しても天然ゼオライトの吸着能力が操作開始後急激に
低下し破過時間が大幅に短くなると共に、通気後のNF
sガス中のNzO、Cow 、Nxh等の不純物の含有
量が大幅に高くなるからである。
その理由は必ずしも明確ではないが、一つは、結晶水を
含有している天然ゼオライトの場合、これを本発明の吸
着剤として使用すると、上記結晶水(以下、水分と記す
)が残存し、該天然ゼオライト層へNF、ガスを通気し
た際に、ゼオライト単位体積当たりのNzO、Cot
、 NzPtの除去能力が低下するためと考えられる。
含有している天然ゼオライトの場合、これを本発明の吸
着剤として使用すると、上記結晶水(以下、水分と記す
)が残存し、該天然ゼオライト層へNF、ガスを通気し
た際に、ゼオライト単位体積当たりのNzO、Cot
、 NzPtの除去能力が低下するためと考えられる。
したがって、天然ゼオライト中の水分を実質的に完全に
除去するためにも、上記温度における加熱処理を行うの
である。
除去するためにも、上記温度における加熱処理を行うの
である。
一方、ゼオライトをこれを越える温度に加熱すると、天
然ゼオライトの結晶構造が変化したり崩れたりする。そ
の結果、吸着能力が著しく損なわれて仕舞い、吸着が行
われなかったり、またガス通気後短時間で破過したりす
るのである。
然ゼオライトの結晶構造が変化したり崩れたりする。そ
の結果、吸着能力が著しく損なわれて仕舞い、吸着が行
われなかったり、またガス通気後短時間で破過したりす
るのである。
天然ゼオライトの加熱処理は、水分を実質的に含有しな
い窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キ
セノンガス等の不活性ガス気流中で行うことが好ましい
、また、該処理は、Cotを予め除去した乾燥空気中で
行うことも出来る。また、減圧下に、これらのガスを吸
引しながら加熱処理を行ってもよい。
い窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キ
セノンガス等の不活性ガス気流中で行うことが好ましい
、また、該処理は、Cotを予め除去した乾燥空気中で
行うことも出来る。また、減圧下に、これらのガスを吸
引しながら加熱処理を行ってもよい。
加熱処理は、上記の加熱温度及びガス気流雰囲気中で1
0分〜80時間、好ましくは1時間〜40時間、さらに
好ましくは3時間〜lO時間行われる。
0分〜80時間、好ましくは1時間〜40時間、さらに
好ましくは3時間〜lO時間行われる。
なお、加熱処理の態様としては、粉砕され、所望の粒度
分布を有する天然ゼオライトを乾燥器内に薄く敷き詰め
て、この薄層の表面上に不活性ガスを流してもよいが、
より好ましくは、ゼオライトにより充填層を形成し、不
活性ガスを、該充填層中に通気しつつ加熱するものであ
る。
分布を有する天然ゼオライトを乾燥器内に薄く敷き詰め
て、この薄層の表面上に不活性ガスを流してもよいが、
より好ましくは、ゼオライトにより充填層を形成し、不
活性ガスを、該充填層中に通気しつつ加熱するものであ
る。
かくして加熱処理が終了した天然ゼオライトは、次の吸
着処理にそなえて、放冷または強制冷却され、30℃以
下の温度に冷却される。勿論、冷却時には、ゼオライト
中への水分の混入を回避することが好ましい。
着処理にそなえて、放冷または強制冷却され、30℃以
下の温度に冷却される。勿論、冷却時には、ゼオライト
中への水分の混入を回避することが好ましい。
本発明においては、該加熱処理したゼオライトにより充
填層を形成し、不純物ガスを含む三弗化窒素ガスを、該
充填層に、−125°C〜50″Cの温度において通気
し、精製処理を行う。
填層を形成し、不純物ガスを含む三弗化窒素ガスを、該
充填層に、−125°C〜50″Cの温度において通気
し、精製処理を行う。
本発明のもっとも好ましい実施の態様は、加熱処理とN
Psガスの吸着精製を同一の容器で行うものである。す
なわち、適当な容器またはカラムに粉砕され、所望の粒
度分布を有する天然ゼオライトを充填して充填層を形成
する。つぎに、不活性ガスを、該充填層中に通気しつつ
加熱処理する。
Psガスの吸着精製を同一の容器で行うものである。す
なわち、適当な容器またはカラムに粉砕され、所望の粒
度分布を有する天然ゼオライトを充填して充填層を形成
する。つぎに、不活性ガスを、該充填層中に通気しつつ
加熱処理する。
加熱処理後、ゼオライトを容器外へ取り出すことなく、
そのままの状態で冷却し、引続きこの天然ゼオライトの
充填層へNF3ガスを=125°C〜50°Cの温度に
おいて通気する方法が好ましい。
そのままの状態で冷却し、引続きこの天然ゼオライトの
充填層へNF3ガスを=125°C〜50°Cの温度に
おいて通気する方法が好ましい。
Nhガスの精製は、上記の通りカラム等に充填された天
然ゼオライト層に通気する方法で実施されるが、この際
の通気温度は重要でso’c以下の温度であることが好
ましい、この温度を越えると、通気後の NFゴガス中
のNfO、Co□、 N、F、の含有量が十分低下せず
、かつ、天然ゼオライト単位体積当たりのNF、ガス中
(7)NzO、COz 、 NtFtの吸着量が大きく
低下するので不都合である。
然ゼオライト層に通気する方法で実施されるが、この際
の通気温度は重要でso’c以下の温度であることが好
ましい、この温度を越えると、通気後の NFゴガス中
のNfO、Co□、 N、F、の含有量が十分低下せず
、かつ、天然ゼオライト単位体積当たりのNF、ガス中
(7)NzO、COz 、 NtFtの吸着量が大きく
低下するので不都合である。
また、温度は低温はど好ましいが、NF、の沸点は一1
29℃であるので、この温度以下では操作が事実上困難
であり、=125°C以上の範囲で実施される。
29℃であるので、この温度以下では操作が事実上困難
であり、=125°C以上の範囲で実施される。
容器やカラムの材質としては、ステンレススチール、銅
、ニッケル、鉄等の通常の材料が使用可能である。なお
、鉄は空気に常時接触するカラム外面が腐食され、錆易
いので防錆処理を施すことが好ましい。
、ニッケル、鉄等の通常の材料が使用可能である。なお
、鉄は空気に常時接触するカラム外面が腐食され、錆易
いので防錆処理を施すことが好ましい。
ゼオライト充填層の通気条件についてさらに詳しく述べ
ると以下の如くである。
ると以下の如くである。
ゼオライト充填層の層径は1cm〜IIl φ程度が好
ましい、所望により、細い径の充填カラムを複数束ねて
使用することも可能である。ここで、層径が50cmを
越える場合には、通気時に発生する吸着熱等を効率よく
除熱出来るように、伝熱フィンをカラム表面に設けたり
、熱交換器を充填層内に挿入することが好ましい、充填
層高は10cm〜311程度であり、ガス流量は10c
c/+in〜100 j!/win程度である。なお、
層径、層高、ガス流量の組合せは1〜500c+*/1
n好ましくは1〜200cm/winと云うガス線速度
を満足する範囲で自由に選択することが可能である。
ましい、所望により、細い径の充填カラムを複数束ねて
使用することも可能である。ここで、層径が50cmを
越える場合には、通気時に発生する吸着熱等を効率よく
除熱出来るように、伝熱フィンをカラム表面に設けたり
、熱交換器を充填層内に挿入することが好ましい、充填
層高は10cm〜311程度であり、ガス流量は10c
c/+in〜100 j!/win程度である。なお、
層径、層高、ガス流量の組合せは1〜500c+*/1
n好ましくは1〜200cm/winと云うガス線速度
を満足する範囲で自由に選択することが可能である。
通気時のNF、ガスの圧力は特に限定はないイ(、例え
ばO〜5 kg/c+a−G程度の圧力が操作しやすい
ので好ましい。
ばO〜5 kg/c+a−G程度の圧力が操作しやすい
ので好ましい。
本発明の対象とするNF3ガス中の不純物ガス量は、N
eo 0.1〜2゜0% 、cot O,3〜2.0%
NtPi 0.2〜0.6%程度であり、これを処理後
それぞれ、10 pp+w未満にすることが要請される
9本発明の精製処理を施されると、ガス中の不純物量は
、 N、OND〜5PIllIIl 、 Co□
ND〜5ppm 、 NzFz N口 〜5 p
flllとすることが出来る。なお、分析法は、ガスク
ロマトグラフィー(検出器:PID )によっておこな
った値であり、NDは検出限界以下(ippm未満)で
あることを示す。
eo 0.1〜2゜0% 、cot O,3〜2.0%
NtPi 0.2〜0.6%程度であり、これを処理後
それぞれ、10 pp+w未満にすることが要請される
9本発明の精製処理を施されると、ガス中の不純物量は
、 N、OND〜5PIllIIl 、 Co□
ND〜5ppm 、 NzFz N口 〜5 p
flllとすることが出来る。なお、分析法は、ガスク
ロマトグラフィー(検出器:PID )によっておこな
った値であり、NDは検出限界以下(ippm未満)で
あることを示す。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
これらはあくまで発明のよりよき理解を目的とするもの
であり、その範囲を限定する意図にでたものでないこと
は明確に理解されなければならない。
これらはあくまで発明のよりよき理解を目的とするもの
であり、その範囲を限定する意図にでたものでないこと
は明確に理解されなければならない。
尚、以下において%及びppmは特記しない限り容量基
準を表わす。
準を表わす。
また、実施例及び比較例において、破過時間とは下記す
ることを意味する。即ち、不純物を含有するガスを吸着
剤層に通気して不純物を吸着除去する場合、ガスの通気
開始直後は得られるガス中の不純物含有量は少なく、か
つ一定食有量かまたは僅かに漸増する状態で推移する。
ることを意味する。即ち、不純物を含有するガスを吸着
剤層に通気して不純物を吸着除去する場合、ガスの通気
開始直後は得られるガス中の不純物含有量は少なく、か
つ一定食有量かまたは僅かに漸増する状態で推移する。
吸着剤が吸着能力を喪失する頃になると、不純物含有量
が急激に増加し始める。この急激に増加し始めるまでの
通気時間を破過時間という、実施例及び比較例において
、比較例1〜4以外は通気後のNhガス中のN20 、
Co□、Nxhの何れかがloppmを越える時間まで
の通気時間を破過時間とした。また、比較例1〜4にお
いては上記不純物の何れかが20pp+*を越える時間
までの通気時間を破過時間とした。
が急激に増加し始める。この急激に増加し始めるまでの
通気時間を破過時間という、実施例及び比較例において
、比較例1〜4以外は通気後のNhガス中のN20 、
Co□、Nxhの何れかがloppmを越える時間まで
の通気時間を破過時間とした。また、比較例1〜4にお
いては上記不純物の何れかが20pp+*を越える時間
までの通気時間を破過時間とした。
実施例1〜4
内径10III11のステンレス製カラムに粒度が24
〜48メツシユの粒状の天然ゼオライト(モルデナイト
)を充填(充填高さ200an) L、た後、該モルデ
ナイトの加熱処理を第1表に示す条件で行なった。しか
る後該モルデナイト層を冷却し、第1表に示す分析値の
NF2ガスを第1表に示す条件で、破過時間まで通気し
た。
〜48メツシユの粒状の天然ゼオライト(モルデナイト
)を充填(充填高さ200an) L、た後、該モルデ
ナイトの加熱処理を第1表に示す条件で行なった。しか
る後該モルデナイト層を冷却し、第1表に示す分析値の
NF2ガスを第1表に示す条件で、破過時間まで通気し
た。
破過時間、破過時間までのN、O、Co□、Nth及び
NFsの吸着量は第1表に示す通りであり、本発明の方
法で精製すれば、NF、の吸着による損失量は後記する
比較例5〜7との比較でも分かる通り、合成ゼオライト
の一種であるモレキュラシーブを使用するよりも格段に
少なく、かつ、N11F、lガス中のN、O、Co□、
NJzは極めて良好に除去される。
NFsの吸着量は第1表に示す通りであり、本発明の方
法で精製すれば、NF、の吸着による損失量は後記する
比較例5〜7との比較でも分かる通り、合成ゼオライト
の一種であるモレキュラシーブを使用するよりも格段に
少なく、かつ、N11F、lガス中のN、O、Co□、
NJzは極めて良好に除去される。
また、活性炭、活性アルミナを使用する場合と比較する
と、破過時間が格段に長く、しかもNF。
と、破過時間が格段に長く、しかもNF。
の吸着による損失量も更に少ないことが分かる。
尚、NFSガスの分析はガスクロマトグラフィーにて行
なった。(以下同様) 実施例5〜8 実施例1〜4で使用したステンレス製カラムを使用し、
天然ゼオライトの種類を粒度が24〜48メツシユの粒
状のクリノプチロライトに変更して、実施例1〜4と同
様にして、該クリノプチロライトの加熱処理とNF、ガ
スの通気による精製を、第2表に示す条件で破過時間ま
で行なった(クリノプチロライトのステンレス製カラム
への充填量は実施例1〜4と同じ)。
なった。(以下同様) 実施例5〜8 実施例1〜4で使用したステンレス製カラムを使用し、
天然ゼオライトの種類を粒度が24〜48メツシユの粒
状のクリノプチロライトに変更して、実施例1〜4と同
様にして、該クリノプチロライトの加熱処理とNF、ガ
スの通気による精製を、第2表に示す条件で破過時間ま
で行なった(クリノプチロライトのステンレス製カラム
への充填量は実施例1〜4と同じ)。
その結果は第2表に示す通りであり、実施例1〜4と同
様にNhの吸着による損失量は少なく、かつ、NFsガ
ス中のNzO、COt SN*hは極めて良好に除去さ
れる。しかも破過時間も長いことが分かる。
様にNhの吸着による損失量は少なく、かつ、NFsガ
ス中のNzO、COt SN*hは極めて良好に除去さ
れる。しかも破過時間も長いことが分かる。
比較例1〜4
第3表に示す種類の粒度が24〜48メツシユの天然ゼ
オライトを使用して、実施例1〜4と同様に該天然ゼオ
ライトの加熱処理とNFSガスの通気による精製を、第
3表に示す条件で破過時間まで行なった(天然ゼオライ
トのステンレス製カラムへの充填量は実施例1〜4と同
じ)。
オライトを使用して、実施例1〜4と同様に該天然ゼオ
ライトの加熱処理とNFSガスの通気による精製を、第
3表に示す条件で破過時間まで行なった(天然ゼオライ
トのステンレス製カラムへの充填量は実施例1〜4と同
じ)。
結果は第3表に示す通りであり、比較例1及び比較例2
のように本発明で特定する条件未満の温度で加熱処理し
た天然ゼオライトを使用した場合は、たとえ長時間加熱
処理しても天然ゼオライトの吸着能力が低下し破過時間
が大幅に短くなると共に、通気後のNhガス中の不純物
の含有量も高くなることが分かる。
のように本発明で特定する条件未満の温度で加熱処理し
た天然ゼオライトを使用した場合は、たとえ長時間加熱
処理しても天然ゼオライトの吸着能力が低下し破過時間
が大幅に短くなると共に、通気後のNhガス中の不純物
の含有量も高くなることが分かる。
また、比較例3及び比較例4のようにNF3ガスの天然
ゼオライト層への通気温度が本発明で特定する温度より
も高いと、比較例1及び比較例2程ではないものの破過
時間が短くなり、かつ、通気後のNhガス中の不純物の
含有量も高くなることが分かる。
ゼオライト層への通気温度が本発明で特定する温度より
も高いと、比較例1及び比較例2程ではないものの破過
時間が短くなり、かつ、通気後のNhガス中の不純物の
含有量も高くなることが分かる。
比較例5〜6
加熱処理温度を800°Cとしたほかは、比較例1また
は比較例2と同様な実験を行った。
は比較例2と同様な実験を行った。
結果は第3表に示す通りであり、比較例5及び6のよう
に本発明で特定する条件を越える高温で加熱処理した天
然ゼオライトを使用した場合は、おそらくその結晶構造
が破壊されるためか、吸着能力が大幅に低下し破過時間
が5分未満と殆ど産業上の利用可能性はなくなって仕舞
う。また破過に到るまでに不純物の吸着も殆ど行われな
いことが分かる。
に本発明で特定する条件を越える高温で加熱処理した天
然ゼオライトを使用した場合は、おそらくその結晶構造
が破壊されるためか、吸着能力が大幅に低下し破過時間
が5分未満と殆ど産業上の利用可能性はなくなって仕舞
う。また破過に到るまでに不純物の吸着も殆ど行われな
いことが分かる。
比較例7〜9
吸着剤として天然ゼオライトの代りに、合成ゼオライト
の一種であるモレキュラシープ5Aと13Xを容量比で
1:1に混合したもの(比較例7)活性炭(比較例8)
、活性アルミナ(比較例9)を使用して、実施例1〜4
と同様に該吸着剤の加熱処理とNFsガスの通気による
精製を、第4表に示す条件で破過時間まで行なった(吸
着剤のステンレス製カラムへの充填量は実施例1〜4と
同じ)。
の一種であるモレキュラシープ5Aと13Xを容量比で
1:1に混合したもの(比較例7)活性炭(比較例8)
、活性アルミナ(比較例9)を使用して、実施例1〜4
と同様に該吸着剤の加熱処理とNFsガスの通気による
精製を、第4表に示す条件で破過時間まで行なった(吸
着剤のステンレス製カラムへの充填量は実施例1〜4と
同じ)。
その結果は第4表に示す通りであり、吸着剤としてモレ
キュラシーブを使用した場合には、Nhの吸着による損
失が大きい。
キュラシーブを使用した場合には、Nhの吸着による損
失が大きい。
活性炭、活性アルミナの場合は不純物の吸着能力が小さ
く、従って破過時間が短い、またNF3の吸着による損
失も本発明の天然ゼオライトを使用する場合よりも大き
いことが分かる。
く、従って破過時間が短い、またNF3の吸着による損
失も本発明の天然ゼオライトを使用する場合よりも大き
いことが分かる。
以上詳細に説明したように本発明は、NF3ガス中のN
zO、COz 、NzFtを吸着剤を使用して除去する
方法において、吸着剤として安価な天然ゼオライトを予
め特定の温度で加熱処理し、この天然ゼオライト層にN
F3ガスを特定の条件で通気するという、極めて簡単な
方法である。
zO、COz 、NzFtを吸着剤を使用して除去する
方法において、吸着剤として安価な天然ゼオライトを予
め特定の温度で加熱処理し、この天然ゼオライト層にN
F3ガスを特定の条件で通気するという、極めて簡単な
方法である。
従来の合成ゼオライトを使用する方法ではNFsの吸着
量が大きく、この吸着による高価なNF2の損失が大で
あった。更に、上記不純物を除去するためには、2種類
以上の合成ゼオライトを併用する必要もあった。
量が大きく、この吸着による高価なNF2の損失が大で
あった。更に、上記不純物を除去するためには、2種類
以上の合成ゼオライトを併用する必要もあった。
また、吸着剤が活性炭や活性アルミナではNF3の吸着
量は少ないものの、不純物の吸着能力が小さく、従って
、破過時間が短く吸着剤の更新または再生の頻度が多い
という問題があった。
量は少ないものの、不純物の吸着能力が小さく、従って
、破過時間が短く吸着剤の更新または再生の頻度が多い
という問題があった。
これに対し天然ゼオライトを使用する本発明の方法は、
NzO、COx 、NJ茸の吸着能力が大きく、かつ、
NF、の吸着による損失が天然ゼオライトを使用する方
法に比べて格段に少ない。
NzO、COx 、NJ茸の吸着能力が大きく、かつ、
NF、の吸着による損失が天然ゼオライトを使用する方
法に比べて格段に少ない。
また、活性炭や活性アルミナを使用する方法よりも更に
NFsの損失が少ない。
NFsの損失が少ない。
以上のように本発明の方法は、安価な天然ゼオ第
表
ライトを使用してNh中のNzO、Cot 、Nzhを
効率よく、かつ経済的に除去することができ、しか“も
高価なNPsの損失も少ないので、本発明の産業上の利
用可能性は極めて大きい。
効率よく、かつ経済的に除去することができ、しか“も
高価なNPsの損失も少ないので、本発明の産業上の利
用可能性は極めて大きい。
以上詳細に説明したように本発明は、NF、ガス中のN
zO、Cot 、Nzhを吸着剤を使用して除去する方
法において、吸着剤として安価な天然ゼオライトを予め
特定の温度に加熱して脱水処理し、この天然ゼオライト
層にNFsガスを特定の条件で通気するという、極めて
簡単な方法である。
zO、Cot 、Nzhを吸着剤を使用して除去する方
法において、吸着剤として安価な天然ゼオライトを予め
特定の温度に加熱して脱水処理し、この天然ゼオライト
層にNFsガスを特定の条件で通気するという、極めて
簡単な方法である。
従来の合成ゼオライトを使用する方法ではNF+の吸着
量が大きく、この吸着による高価なNFzの損失が大で
あった。更に、上記不純物を除去するためには、2種類
以上の合成ゼオライトを併用する必要もあった・ また、吸着剤が活性炭や活性アルミナではNF。
量が大きく、この吸着による高価なNFzの損失が大で
あった。更に、上記不純物を除去するためには、2種類
以上の合成ゼオライトを併用する必要もあった・ また、吸着剤が活性炭や活性アルミナではNF。
の吸着量は少ないものの、不純物の吸着能力が小さく、
従って、破過時間が短く吸着剤の更新または再生の頻度
が多いという問題があった。
従って、破過時間が短く吸着剤の更新または再生の頻度
が多いという問題があった。
これに対し天然ゼオライトを使用する本発明の方法は、
N、O、Co□、N、F、の吸着能力が大きく、かつ、
IIIF、の吸着による損失が天然ゼオライトを使用す
る方法に比べて格段に少ない。
N、O、Co□、N、F、の吸着能力が大きく、かつ、
IIIF、の吸着による損失が天然ゼオライトを使用す
る方法に比べて格段に少ない。
また、活性炭や活性アルミナを使用する方法よりも更に
NF3の損失が少ない。
NF3の損失が少ない。
以上のように本発明の方法は、安価な天然ゼオライトを
使用してNFff中のNtO、Cot 、NtFtを効
率よく、かつ経済的に除去することができ、しかも高価
なNFSの損失も少ないので、本発明の経済的効果は極
めて大なるものがある。
使用してNFff中のNtO、Cot 、NtFtを効
率よく、かつ経済的に除去することができ、しかも高価
なNFSの損失も少ないので、本発明の経済的効果は極
めて大なるものがある。
特許出願人 三井東圧化学株式会社
Claims (1)
- (1)予め250〜700℃の範囲の温度に加熱して天
然ゼオライト層へ、三弗化窒素ガスを−125〜50℃
の温度でかつ実質的に水分の混入しない状態で通気させ
ることを特徴とする三弗化窒素ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1275049A JPH02188414A (ja) | 1988-10-25 | 1989-10-24 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63-267058 | 1988-10-25 | ||
JP26705888 | 1988-10-25 | ||
JP1275049A JPH02188414A (ja) | 1988-10-25 | 1989-10-24 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02188414A true JPH02188414A (ja) | 1990-07-24 |
JPH0474285B2 JPH0474285B2 (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=26547704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1275049A Granted JPH02188414A (ja) | 1988-10-25 | 1989-10-24 | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02188414A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004010478A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Boc Group Inc:The | 吸着精製プロセスを用いるフッ素の回収方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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