KR100249259B1 - 고순도 메틸아민 및 알킬할라이드의 정제방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속함량이 ppb 이하인 고순도의 TMA와 MC를 생산공장에서는 직접생산 할 수 없으므로 특별히 고안된 정제장치를 사용하여 원료중에 포함된 이물질, 미량금속을 제거하는 정제기술의 개발에 관한 것으로, 더욱 상세히는 탄소수 1~3의 알킬로 구성된 알킬아민 또는 탄소수 1~3의 알킬 및 염소 브롬과 같은 할로겐 원자를 지닌 알킬할라이드를 금속이온 및 불순물 제거용 필터에 통과시킨 후, 상단부에 디미스터(Demister)가 설치된 증발기에 일정량 주입하고 서서히 가온하여 알킬아민과 알킬할라이드를 증발시키고, 정제필터를 통과 응축 회수시킴을 특징으로 하는 고순도 알킬아민 또는 알킬할라이드의 정제방법에 관한 것이다.

Description

고순도 메틸아민 및 알킬할라이드의 정제방법
본 발명은 고순도 TMAC(Tetramethyl ammoniumchloride)제조시 기초원료로 공업용 TMA(Trimethylamine) MC(Methylchloride) 및 H2O가 사용되는데 모두 금속함량이 ppb 이하인 고순도의 제품을 사용해야 하므로 TMA와MC의 정제 기술이 필요하게 된다. 이때 기초원료중 H2O는 초순수 제조장치에서 얻을수 있으나 금속함량이 ppb 이하인 고순도의 TMA와MC를 생산공장에서는 직접생산 할 수 없으므로 특별히 고안된 정제장치를 사용하여 원료중에 포함된 이물질, 미량금속을 제거하는 정제기술의 개발에 관한 것이다.
기존의 상업적 생산제품인 메틸아민과 알킬할라이드를 직접 반도체 용제로 사용하거나 4급암모늄염의 기초원료로 사용하는 경우 부산물과 금속함량(100~800 ppm)이 많으며, 미세필터등의 방법으로 원료를 정제한후 사용해도 미량금속이 함유(10~50 ppm)되므로 전자시약으로는 사용할 수 없다.
따라서 본 발명은 기존 미세필터등의 방법으로는 제조하지 못하든 이물질 및 미량금속이 제거된 고순도(미량 금속함량 ppb 이하)의 TMA와 MC를 제조할수 있으므로 전자 시약급 TMAC 제조가 가능하다. 즉 공업적으로 제조된 메틸아민과 알킬할라이드를 특수 정제기슬을 적용하여 전자제품의 용제로 사용 가능한 고순도의 제품으로 제조가 가능하므로 상기 제품을 기초원료로 고순도 할로겐화 4급 암모늄염을 보다 경제적으로 제조할 수 있게한 것이다.
제1도는 종래 방법에 의한 메틸아민 및 알킬클로라이드의 정제방법을 나타낸 도면이다.
제2도는 본 발명의 방법에 의한 메틸아민 및 알킬클로라이드의 정제방법을 나타낸 도면이다.
따라서 본 발명은 탄소수 1~3의 알킬로 구성된 알킬아민 또는 탄소수 1~3의 알킬 및 염소 브롬과 같은 할로겐 원자를 지닌 알킬할라이드를 금속이온 및 불순물 제거용 필터에 통과시킨 후, 상단부에 디미스터(Demister)가 설치된 증발기에 일정량 주입하고 서서히 가온하여 알킬아민과 알킬할라이드를 증발시키고, 정제필터를 통과 응축 회수시킴을 특징으로 하는 고순도 알킬아민 또는 알킬할라이드의 정제방법에 관한 것이다.
또한 이때 미세필터와 증발기의 디미스터는 미세공의 Teflon을 사용하여 금속이온과 불순물을 제거시킴을 특징으로 하고, 증발기의 온도는 10~80℃이고 증발기의 압력은 1~8kg/㎠ 임을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은 다음과 같다.
①공업용 메틸아민과 알킬할라이드를 미세필터로 일차 필터링한다. 미세필터의 재질을 Teflon(P.T.F.E)이고 필터 하우징(Filter Housing)의 재질은 SUS304이나 내부는 금속이 접촉되지 않게 내부도 Teflon으로 코팅한다.
②원료액 접촉부는 전해연마된 스테인레스제 용기와 내장형 열교환기를 설치하고, 증기 접촉부위 및 디미스터(Demister)는 불소수지 고체와 페이킹(Paking)으로 구성한 정제장치를 설치한다. 증발속도는 열교환기에 도입되는 증기량을 조절하여 미세조절한다.
③정제장치를 통과한 메틸아민과 알킬할라이드를 미세필터로 다시 한번 여과하여 응축액은 정제장치로 회수시키고 기체만 제품으로 회수하거나 4급암모늄염 원료로 사용한다.
일반적인 용도의 할로겐화 4급 암모늄염의 합성반응은 미량 함유된 불순물에 크게 영향을 받지 않으나, 반도체 시약 원료용 할로겐화 4급 암모늄염은 반응부산물인 미반응 아민, 메틸클로라이드, 메탄올등은 50 ppm 이하 특히 금속성분은 대부분 10 ppb 이하의 고순도 제품이 요구된다.
본 발명은 하기 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 3급 아민과 하기 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 알킬할라이드를 고순도로 정제하는 기술로 불순물(특히 금속이온)을 완벽히 제거할 수 있다. 하기 일반식(Ⅰ)으로 표시되는 할로겐화 4급 암모늄염을 고순도로 제조하는데 있어 기초원료 정제공정으로 가장 많이 응용된다.
Figure kpo00002
상기식에서 R1,R2,R3는 각각 탄소수가 1~3개의 알킬기이고, R4는 탄소수가 1~3개인 알킬기 또는 페닐기, 벤질기이고, X는 염소, 브롬과 같은 할로겐 원자이다.
본 발명에서는 고순도 할로겐화 4급 암모늄염을 제조하는 경우 미세한 정제필터를 증발기(VAPORIZER) 앞에 설치하여 원료 알킬할라이드와 알킬아민을 일차로 Filtering 한후 상단부에 DEMISTER가 설치된 증발기를 고안하여, 적당한 속도로 원료(알킬할라이드, 알킬아민)을 증발기에 넣어 천천히 기화시키며 미세필터(Fine filter)로 다시 한번 통과시켜 여과를 한 후 반응기에 주입하여 반응시킨다. 이때 정제필터를 통과한 기체 알킬할라이드와 알킬아민은 금속이온 함량이 10 ppb이하 수준까지 정제된 고순도 알킬할라이드와 알킬아민을 제조할 수 있다.
알킬할라이드와 알킬아민의 증발온도는 10~80℃의 범위가 적당하며 가장 좋은 범위는 20~60℃이다. 반응온도가 10℃ 이하 일때는 속도가 너무 느려 차기반응에 부반응을 초래하고, 반응온도가 80℃ 이상 고온일때는 증발속도가 빨라 금속 메탈과 이온이 비말되거나 액체의 알킬할라이드가 필터로 유입된다.
알킬할라이드와 알킬아민의 증발기내 압력은 1~8kg/㎠가 적당하나 가장좋기는 2~6kg/㎠이 가장 좋다. 이러한 반응들은 상압에서 수행하기 어려우므로 반응기 내부가 외부와 차단되어야 하고 증발기내의 증발잠열은 증발기내 압력을 고려하여 외부에서 일정하게 가온한다.
이하 본 발명은 알킬아민 화합물의 하나인 트리메틸아민과 알킬할라이드 화합물의 하나인 메틸클로라이드를 고순도로 제조하는 기술을 예로 하여 소개하면 다음과 같다. 아래의 예를 이용한 본 발명의 설명은 예시적인 의미이며 한정적인 의미는 아니다.
공업용 메틸클로라이드와 트리메틸아민을 금속이온 및 불순물 제거용 필터를 통과시킨 후 기화장치에 일정량 주입하고 서서히 가온하여 메틸클로라이드와 트리메틸아민을 증발시켜 특수 제작용 필터를 통과시킨 후 응축 회수 한다. 회수된 고순도 트리메틸아민은 무수 및 36% 수용액상으로 저장하고 메틸클로라이드는 액상으로 저장용기에 보관한다. 제조된 고순도의 메틸클로라이드와 트리메틸아민은 가스크로마토그라피(G/C), ICP-MASS, AA등 기기분석으로 불순물을 확인한다. 이때 증발기, 필터, 압력반응기등을 세척한 후 깨끗한 질소로 계내의 혼합 기체를 치환한 다음 정제 시스템을 통과시켜야 한다. 액체 일반 공업용 메틸클로라이드와 트리메틸아민을 정제 시스템에 통과시킬때 온도 및 압력으로 증발량을 조절한다. 고순도로 제조된 트리메틸아민과 메틸클로라이드를 고순도 용제로 사용하거나 두제품을 반응시켜 고순도 4급 암모늄염 제조의 기초원료로 사용된다.
[실시예 1]
고순도 트리메틸아민의 제조장치로 증발장치 앞에 원료 주입 라인에 필터(Pleated type)를 설치하고 증발기 상부에 미세 필터(Pleated type)를 설치한다(제2도 참조). 공업용 액체 트리메틸아민을 여과(Pleated type)한후 증발기로 이송하여 40~60℃에서 2~4kg/㎠를 저속으로 4시간 증발시킨다. 증발기의 특수 고안된 기화기의 DEMISTER(Strip Type YORK Mesh No. 421 : Teflon)를 통과시켜 금속 메탈과 이온 및 기타 불순물의 비말을 방지하며 제조된 기체 메틸클로라이드와 트리메틸아민을 다시 미세필터(Teflon 재질 : Pleated type)를 통과시켜 최종 정제 트리메틸아민을 회수 한다. 필터를 통과한 기체 트리메틸아민을 응축시켜 액상 트리메틸아민을 제조하거나 트리메틸아민 수용액(36%)을 제조한다.
정제전 공업용 트리메틸아민의 금속 함량이 Fe ; 90ppm, Si : 80ppm, Ag : 60ppm, Ni : 40ppm, Al : 20ppm, Na : 60ppm, Ba : 40ppm, Cu : 30ppm, K : 40ppm, Cd : 20ppm, Co : 30ppm, Mg : 30ppm, Pb : 40ppm, Zn : 20ppm, Sr : 10ppm 인 제품을 정제후 트리메틸아민의 금속이온 함량(Fe : 0.66ppb, Si : 0.03ppb, Ag : 0.03ppb, Ni : 0.8ppb, Al : 0.24ppb, Na : 0.9ppb, Ba : 0.8ppb, Cu : 2.6ppb, K : 1.2ppb, Cd : 0.04ppb, Co : 0.44ppb, Mg : 0.16ppb, Pb : 0.12ppb, Zn : 2.1ppb, Sr : 0.16ppb)인 고순도의 제품이 회수되었다.
[실시예 2]
고순도 메틸클로라이드 제조를 위하여 실시예 1번과 같은 방법을 통하여 실시하였다. 공업용 액체 메틸클로라이드를 필터(Pleated type)를 통과시킨후 증발기로 이송하여 30~50℃에서 2~6kg/㎠를 저속으로 4시간 증발시킨다. 정제된 기체 메틸클로라이드는 응축시켜 액상 메틸클로라이드를 제조하거나 기체상태로 직접 기초원료에 사용된다. 정제전 공업용 메틸클로라이드의 금속 함량이 Fe : 150ppm, Si : 92ppm, Ag : 63ppm, Ni : 42ppm, Al : 38ppm, Na : 87ppm, Ba : 62ppm, Cu : 98ppm, K : 67ppm, Cd : 42ppm, Co : 43ppm, Mg : 45ppm, Pb : 65ppm, Zn : 34ppm, Sr : 21ppm 인 제품을 정제후 트리메틸아민의 금속이온 함량(Fe : 0.8ppb, Si : 0.06ppb, Ag : 0.07ppb, Ni : 1.1ppb, Al : 0.4ppb, Na : 1.5ppb, Ba : 1.1ppb, Cu : 3.5ppb, K : 1.5ppb, Cd : 0.07ppb, Co : 0.5ppb, Mg : 0.21ppb, Pb : 0.23ppb, Zn : 2.4ppb, Sr : 0.27ppb)인 고순도 제품이 회수되었다.
[실시예 3]
트리메틸아민의 증발속도를 저속으로 증가시킨 것 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 트리메틸아민을 정제하였다. 이때 정제후 트리메틸아민의 금속이온함량(Fe : 2.6ppb, Si : 0.18ppb, Ag : 0.21ppb, Ni : 2.1ppb, Al : 0.9ppb, Na : 2.9ppb, Ba : 2.2ppb, Cu : 6.1ppb, K : 2.8ppb, Cd : 0.16ppb, Co : 1.1ppb, Mg : 0.42ppb, Pb : 0.47ppb, Zn : 4.5ppb, Sr : 0.64ppb)인 제품이 회수되었다.
[실시예 4]
트리메틸아민의 증발속도를 저속으로 증가시킨 것 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 트리메틸아민을 정제하였다. 이때 정제후 트리메틸아민의 금속이온 함량(Fe : 2.6ppb, Si : 0.18ppb, Ag : 0.21ppb, Ni : 2.1ppb, Al : 0.9ppb, Na : 2.9ppb, Ba : 2.2ppb, Cu : 6.1ppb, K : 2.8ppb, Cd : 0.16ppb, Co : 1.1ppb, Mg : 0.42ppb, Pb : 0.47ppb, Zn : 4.5ppb, Sr : 0.64ppb)인 제품이 회수되었다.
[실시예 5]
증발기의 DEMISTER 및 필터의 재질을 Teflon(Strip Type YORK Mesh No.★★★)로 사용한 것 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 트리메틸아민을 정제하였다. 이때 정제후 트리메틸아민의 금속이온 함량(Fe : 2.5ppb, Si : 0.23ppb, Ag : 0.25ppb, Ni : 1.7ppb, Al : 0.64ppb, Na : 2.1ppb, Ba : 1.7ppb, Cu : 5.3ppb, K : 2.6ppb, Cd : 0.7ppb, Co : 1.1ppb, Mg : 0.42ppb, Pb : 0.32ppb, Zn : 4.5ppb, Sr : 0.32ppb)인 제품이 회수되었다.
[비교예 1]
증발기의 DEMISTER 및 필터의 재질을 SUS303로 사용한 것 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 트리메틸아민을 정제하였다. 이때 정제후 트리메틸아민의 금속이온함량(Fe : 21.4ppb, Si : 6.5ppb, Ag : 7.6ppb, Ni : 11.4ppb, Al : 8.5ppb, Na : 12.7ppb, Ba : 11.3ppb, Cu : 18.6ppb, K : 16.4ppb, Cd : 6.9ppb, Co : 8.7ppb, Mg : 6.2ppb, Pb : 8.7ppb, Zn : 12.6ppb, Sr : 6.8ppb)인 제품이 회수되었다.
[비교예 2]
증발기의 DEMISTER와 필터를 장착하지 않고 단순히 증발장치만 설치한후 메틸아민을 기화시켜 실시예 1과 같은 방법으로 트리메틸아민을 정제하였다. 이때 정제후 트리메틸아민의 금속이온함량(Fe : 145.2ppb, Si : 61.4ppb, Ag : 49.2ppb, Ni : 86.7ppb, Al : 48.3ppb, Na : 81.2ppb, Ba : 74.1ppb, Cu : 98.4ppb, K : 56.4ppb, Cd : 32.7ppb, Co : 42.4ppb, Mg : 32.6ppb, Pb : 24.5ppb, Zn : 34.7ppb, Sr : 24.6ppb)인 제품이 회수되었다.
따라서 본 발명의 효과는 고순도 메틸아민과 알킬할라이드를 간편한 방법으로 정제함으로서 원료중에 포함된 이물질 미량 금속을 완벽히 제거하여 생산된 제품을 직접 반도체 용제로 사용하거나 4급 암모늄염의 기초 원료로 사용할 수 있게한 것이다.

Claims (3)

  1. 트리메틸아민 또는 메틸클로라이드를 금속이온 및 불순물 제거용 필터에 통과시킨 후, 상단부에 디미스터(Demister)가 설치된 증발기에 일정량 주입하고 서서히 10~80℃로 가온하여 증발기의 압력을 1~8kg/㎠로 하고 트리메틸아민과 메틸클로라이드를 증발시킨 후, 정제필터를 통과 응축 회수시킴을 특징으로 하는 고순도 트리메틸아민과 메틸클로라이드의 정제방법.
  2. 제1항에 있어서, 미세필터와 증발기의 디미스터는 미세공의 Teflon을 사용하여 금속이온과 불순물을 제거시킴을 특징으로 하는 고순도 트리메틸아민과 메틸클로라이드의 정제방법.
  3. 제1항에 있어서, 증발기의 온도는 20~60℃이고 증발기의 압력은 2~6kg/㎠ 임을 특징으로 하는 고순도 트리메틸아민과 메틸클로라이드의 정제방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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