KR20200088600A - Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same - Google Patents

Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200088600A
KR20200088600A KR1020190005071A KR20190005071A KR20200088600A KR 20200088600 A KR20200088600 A KR 20200088600A KR 1020190005071 A KR1020190005071 A KR 1020190005071A KR 20190005071 A KR20190005071 A KR 20190005071A KR 20200088600 A KR20200088600 A KR 20200088600A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diborane
gas
reaction
impurities
reaction gas
Prior art date
Application number
KR1020190005071A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102193572B1 (en
Inventor
문흥만
정우찬
이송호
김길수
Original Assignee
대성산업가스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대성산업가스 주식회사 filed Critical 대성산업가스 주식회사
Priority to KR1020190005071A priority Critical patent/KR102193572B1/en
Publication of KR20200088600A publication Critical patent/KR20200088600A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102193572B1 publication Critical patent/KR102193572B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B6/00Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
    • C01B6/06Hydrides of aluminium, gallium, indium, thallium, germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth or polonium; Monoborane; Diborane; Addition complexes thereof
    • C01B6/10Monoborane; Diborane; Addition complexes thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D8/00Cold traps; Cold baffles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for preparing high-purity diborane using a BF_3 simultaneous reaction process, and an apparatus therefor. The method for preparing diborane includes the steps of: 1) dissolving sodium borohydide (NaBH_4) powder in an ether solvent at room temperature in a powder reactor to form a mixed solution; 2) conveying the mixed solution to a main reactor by using gravity and differential pressure, injecting boron trifluoride (BF_3) gas to the main reactor at a predetermined rate to allow its reaction with the mixed solution, thereby producing a first reaction gas including diborane (B_2H_6) gas mixed with impurities; and 3) purifying the first reaction gas by removing the impurities therefrom through a purification process.

Description

삼불화붕소 동시반응공정을 이용한 고순도의 디보레인 제조방법 및 그 제조장치{Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same} Method for generating high purity diborane using the simultaneous reaction process of boron trifluoride and its manufacturing apparatus{Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same}

본 발명은 BF3 동시반응공정 이용한 고순도의 디보레인 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 독성물질의 누출 위험을 최소화하고, 제조비용을 낮출 수 있고, 고순도로 제조가 가능하여 반도체 공정이나 기타 정밀 산업공정에 사용할 수 있는 디보레인을 제조할 수 있는 BF3 동시반응공정을 이용한 고순도의 디보레인 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-purity diborane production method using the BF 3 co-reaction process and a manufacturing apparatus thereof, and more specifically, to minimize the risk of leaking toxic substances, reduce manufacturing costs, and manufacture with high purity. The present invention relates to a high-purity diborane production method using a BF 3 co-reaction process capable of producing diborane that can be used in semiconductor processes or other precision industrial processes, and a manufacturing apparatus thereof.

디보레인(diborane, 디보란 또는 다이보레인)은 B2H6 화학식을 갖는, 붕소와 수소를 이루는 화합물이다. 실내 온도에서는 달콤한 향의 무색의 기체이다. 디보레인은 공기와 잘 섞이기 때문에 폭발 혼합물을 만들기 쉬우며, 습기가 찬 공기에 닿으면 자연 발화하는 특성을 가지며 로켓 추진체로 많이 사용되고 있다. 뿐만 아니라, 디보레인 가스는 반도체 장비의 P타입 도펀트(dopant)로 사용되어 전자산업과 그 응용분야에서 널리 활용되고 있다.Diborane (diborane, diborane or diborane) is a compound of boron and hydrogen having the formula B 2 H 6 . At room temperature, it is a colorless gas with a sweet aroma. Diborane is easily mixed with air, so it is easy to make an explosive mixture. It has the characteristics of spontaneous ignition when it comes in contact with humid air, and is widely used as a rocket propellant. In addition, diborane gas is used as a P-type dopant for semiconductor equipment, and is widely used in the electronics industry and its applications.

디보레인을 제조하기 위한 종래의 기술은 BF3와 LiH를 반응하여 합성하는 방법, BCl3와 LiAlH4를 이용하는 방법, 그리고 NaBH4와 3가지 원료(BF3, 황산, I)를 이용하는 방법 등이 소개되고 있다. 각각의 반응식은 아래와 같다. Conventional techniques for producing diborane are a method of synthesizing by reacting BF 3 and LiH, a method using BCl 3 and LiAlH 4 , and a method using NaBH 4 and three raw materials (BF 3 , sulfuric acid, I), etc. It is being introduced. Each reaction formula is as follows.

1) 8BF3 + 6LiH → 2B2H6 + 6LiBF4 1) 8BF 3 + 6LiH → 2B 2 H 6 + 6LiBF 4

2) 4BCl3 + 3 LiAlH4 → 2B2H6 + 3LiAlCl3 2) 4BCl 3 + 3 LiAlH 4 → 2B 2 H 6 + 3LiAlCl 3

3) 4BF3 + 3NaBH4 → 2B2H6 +3NaBF4 3) 4BF 3 + 3NaBH 4 → 2B 2 H 6 +3NaBF 4

4) 2BH4 - + 2H+(황산) → 2H2 + B2H6 4) 2BH 4 - + 2H + ( sulfuric acid) → 2H 2 + B 2 H 6

5) 4NaBH4 + I2 → 2NaI + H2 + B2H6 5) 4NaBH 4 + I 2 → 2NaI + H 2 + B 2 H 6

그러나 디보레인 제조와 관련된 종래의 기술들은 저순도 디보레인 제조에 중점을 두었기 때문에, 고순도가 필요한 반도체 공정 등에는 적용이 어렵고, 디보레인 가스에는 수소와 고차보레인(higher borane) 등 많은 불순물이 섞여 있기 때문에, 고순도로 제조하는데 필요한 정제시설을 갖추는데 상당한 투자비가 들고 고순도의 디보레인 제조를 위한 비용이 비싸다는 문제점이 있다. However, since the conventional techniques related to diborane production focus on low-purity diborane production, it is difficult to apply to semiconductor processes that require high purity, and diborane gas contains many impurities such as hydrogen and higher borane. Since it is mixed, there is a problem in that it requires a considerable investment cost to prepare a refining facility necessary for manufacturing with high purity, and the cost for manufacturing high purity diborane is expensive.

또한 디보레인 제조를 위해 중간체로 생성되는 BF3-adduct 중간체가 매우 불안정하고 위험한 물질로 알려져 있음에도 별도의 공정으로 다루어지는 등 안전에 상당한 비용이 발생하는 단점이 있다.In addition, despite the fact that the BF 3 -adduct intermediate produced as an intermediate for the production of diborane is known as a very unstable and dangerous material, there is a disadvantage in that a considerable cost to safety is handled as a separate process.

대한민국 등록특허공보 제10-0731836호(2007.06.18.)Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-0731836 (2007.06.18.)

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 BF3 동시반응공정을 이용한 고순도의 디보레인 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high purity diborane production method and a manufacturing apparatus using a BF 3 simultaneous reaction process that can overcome the above-described conventional problems.

본 발명의 다른 목적은 공정을 최소화하고 제조비용을 줄이고 효율을 향상시키며, 안전사고를 원천적으로 방지할 수 있는 BF3 동시반응공정 및 연속식 공정을 이용한 고순도의 디보레인 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention minimizes the steps and reduce the production cost and improve efficiency, manufacturing method of high purity diborane lane with safety the BF 3 simultaneous reaction process and a continuous process that can be fundamentally prevented, and the manufacturing apparatus To provide.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 디보레인 제조방법은, 상온의 파우더 반응기 내에서 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매에 용해시켜 혼합용액을 생성하는 제1단계와; 상기 혼합용액을 중력과 차압을 이용하여 메인반응기로 이송하고, 상기 메인반응기에 BF3(Boron trifluoride) 가스를 일정속도로 주입하여, 상기 혼합용액과 반응시켜 불순물과 디보레인(B2H6:diborane)가스가 혼합된 제1반응가스를 생성하는 제2단계와; 상기 제1반응가스를 정제공정을 통해 불순물을 제거하여 정제하는 제3단계를 구비한다.In accordance with an embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems, the method for manufacturing diborane according to the present invention dissolves NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in an ether-based solvent in a powder reactor at room temperature. A first step of generating a mixed solution; The mixed solution is transferred to the main reactor using gravity and differential pressure, and BF 3 (Boron trifluoride) gas is injected into the main reactor at a constant rate to react with the mixed solution to impurity and diborane (B 2 H 6 : diborane) a second step of generating a first reaction gas mixed with gas; A third step of purifying the first reaction gas by removing impurities through a purification process is provided.

상기 정제공정은, 상기 제1반응가스가 -60 ~ -80℃ 의 냉동트랩(trap)을 통과하도록 하여, BF3(Boron trifluoride)이 상기 에테르계 용매와 반응하여 형성된 불순물 및 에테르 불순물을 포함하는 제1차 불순물을 냉동 또는 액화시켜 제거하여 제2반응가스를 생성하는 단계와; 상기 제2반응가스를 흡착탑으로 유입시켜, 흡착제를 이용하여 고차보레인, 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O), 메탄가스(CH4)를 포함하는 제2차 불순물을 제거하여 제3반응가스를 생성하는 단계와; 상기 제3반응가스를 증류탑으로 유입시켜 비점 차이를 이용한 증류공정을 수행하여 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 포함하는 제3차불순물을 제거하여 99.99% 이상의 고순도의 디보레인(diborane)을 생성하는 단계를 구비할 수 있다.In the refining process, the first reaction gas is passed through a freezing trap of -60 to -80°C, so that BF 3 (Boron trifluoride) reacts with the ether-based solvent to include impurities and ether impurities. Generating a second reaction gas by removing the first impurities by freezing or liquefying; The second reaction gas is introduced into an adsorption tower, and a second impurity containing high-order borane, carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and methane gas (CH 4 ) is removed using an adsorbent to remove the third impurity. Generating a reaction gas; The third reaction gas is introduced into a distillation column to perform a distillation process using a boiling point difference to remove a third impurity containing hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ) to remove high-purity diborane of 99.99% or more ( diborane) may be provided.

상기 증류공정은, 상기 제3반응가스를 증류탑으로 이송하는 이송단계와; 상기 증류탑 내부를 냉매를 이용하여 -100 ~ -140℃ 의 온도로 유지시켜, 디보레인(B2H6:diborane)가스는 액화되어 중력에 의해 증류탑의 하부로 이동하고, 상기 제3차불순물은 기화상태를 유지하여 증류탑의 상부에 모이도록 하여 제거하는 제1차 증류단계와; 액화된 디보레인(diborane)을 기화기를 이용하여 기화시키고 기화된 디보레인(B2H6:diborane)가스를 상기 증류탑에 이송하는 재이송단계와; 상기 증류탑 내부를 냉매를 이용하여 -100 ~ -140℃ 의 온도로 유지시켜, 상기 제1차 증류단계를 통해 제거되지 않은 미세 불순물 가스를 제거하는 제2차 증류단계를 구비할 수 있다.The distillation process includes a transfer step of transferring the third reaction gas to a distillation column; By maintaining the inside of the distillation column at a temperature of -100 to -140°C using a refrigerant, diborane (B 2 H 6 :diborane) gas is liquefied and moves to the bottom of the distillation column by gravity, and the third impurity is A first distillation step of maintaining the vaporized state to collect at the top of the distillation column and removing it; A re-transfer step of vaporizing liquefied diborane using a vaporizer and transferring the vaporized diborane (B 2 H 6 :diborane) gas to the distillation column; A second distillation step of removing the fine impurity gas not removed through the first distillation step may be provided by maintaining the inside of the distillation column at a temperature of -100 to -140°C using a refrigerant.

상기 제2단계의 상기 메인반응기에서 상기 제1반응가스 생성시에, 상기 파우더 반응기는 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매에 용해시켜 혼합용액을 생성하는 공정을 수행하여 상기 메인반응기에 제공할 수 있다.When the first reaction gas is generated in the main reactor in the second step, the powder reactor dissolves NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in an ether-based solvent to perform a process of generating a mixed solution to perform the main reaction. Reactor.

상기 에테르계 용매는 triglyme(Triethylene glycol dimethyl ether; C8H18O4) 또는 tetraglyme(Tetraethylene glycol dimethyl ether; C10H22O5) 일 수 있다.The ether-based solvent is triglyme (Triethylene glycol dimethyl ether; C 8 H 18 O 4 ) Or tetraglyme (Tetraethylene glycol dimethyl ether; C 10 H 22 O 5 ).

상기 제2단계에서 메인반응기는 불순물이 기화하는 것을 최소화하기 위해 반응기 온도가 5~10 ℃ 로 유지될 수 있다.In the second step, the main reactor may be maintained at a temperature of 5 to 10° C. to minimize vaporization of impurities.

상기 제2단계에서 BF3(Boron trifluoride) 가스는 상기 메인 반응기에 3~4kg/hour의 속도로 천천히 주입될 수 있다.In the second step, BF 3 (Boron trifluoride) gas may be slowly injected into the main reactor at a rate of 3 to 4 kg/hour.

상기 흡착탑에는 흡착제로 제올라이트 4A(MS (Molecular sieve) 4A), 활성탄 및 제올라이트 13X(MS 13X)가 1:1:1의 부피비로 하부에서 상부방향으로 순차적으로 충진될 수 있다.In the adsorption tower, zeolite 4A (MS (Molecular sieve) 4A), activated carbon, and zeolite 13X (MS 13X) may be sequentially filled from bottom to top in a volume ratio of 1:1:1 as an adsorbent.

상기 흡착탑은 흡착공정시에는 반응온도가 -30 ~ -20 ℃ 인 저온흡착을 수행하고, 재생공정시에는 반응온도가 200 ~ 350℃ 인 고온재생을 수행할 수 있다.The adsorption tower may perform low temperature adsorption with a reaction temperature of -30 to -20°C during the adsorption process, and high temperature regeneration with a reaction temperature of 200 to 350°C during the regeneration process.

상기 재이송단계에서의 기화기는 불순물이 기화하는 것을 최소화하기 위해 반응 온도가 5~10 ℃ 로 유지될 수 있다.The vaporizer in the re-transfer step may be maintained at a reaction temperature of 5 ~ 10 ℃ to minimize the vaporization of impurities.

상기 제2차 증류단계 이후에 불순물이 제거된 디보레인(diborane)을 액화상태로 저장탱크에 저장하는 저장단계를 구비할 수 있다.After the second distillation step, a storage step of storing the diborane in which impurities are removed in a liquefied state in a storage tank may be provided.

상기 제1단계 내지 제3단계는 대기압보다 낮은 압력 분위기에서 수행될 수 있다.The first to third steps may be performed in a pressure atmosphere lower than atmospheric pressure.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 디보레인 제조장치는, 상온에서 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매에 용해시켜 혼합용액을 생성하는 파우더(powder) 반응기와; 상기 혼합용액이 중력과 차압을 이용하여 이송되고, 이송된 혼합용액에 BF3(Boron trifluoride) 가스를 일정속도로 주입하여, 상기 혼합용액과 반응시켜 불순물과 디보레인(B2H6:diborane)가스가 혼합된 제1반응가스를 생성하는 메인반응기와; 상기 제1반응가스를 정제공정을 통해 불순물을 제거하여 정제하는 정제유닛을 구비한다. According to another embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems, the apparatus for manufacturing diborane according to the present invention dissolves NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in an ether-based solvent at room temperature to prepare a mixed solution. A powder reactor to be produced; The mixed solution is transferred using gravity and differential pressure, and BF 3 (Boron trifluoride) gas is injected into the transferred mixed solution at a constant rate to react with the mixed solution to impurity and diborane (B 2 H 6 :diborane) A main reactor for generating a first reaction gas mixed with gas; And a purification unit for purifying the first reaction gas by removing impurities through a purification process.

상기 정제유닛은, -60 ~ -80℃ 의 온도가 유지되고, 상기 제1반응가스가 통과하면서, BF3(Boron trifluoride)이 상기 에테르계 용매와 반응하여 형성된 불순물 및 에테르 불순물을 포함하는 제1차 불순물을 냉동 또는 액화시켜 제거하여 제2반응가스를 생성하는 냉동트랩(trap)과; 상기 제2반응가스를 유입시켜, 흡착제를 이용하여 고차보레인, 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O), 메탄가스(CH4)를 포함하는 제2차 불순물을 제거하여 제3반응가스를 생성하는 흡착모듈과; 상기 제3반응가스를 유입시켜 비점 차이를 이용한 증류공정을 수행하여 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 포함하는 제3차불순물을 제거하여 디보레인(diborane)을 생성하는 증류탑을 구비할 수 있다.The purification unit, the temperature of -60 ~ -80 ℃ is maintained, while the first reaction gas is passed, BF 3 (Boron trifluoride) is a first including impurities and ether impurities formed by reacting with the ether-based solvent A freezing trap that removes secondary impurities by freezing or liquefying to generate a second reaction gas; By introducing the second reaction gas, a third reaction gas is removed by removing secondary impurities including high-order borane, carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and methane gas (CH 4 ) using an adsorbent. Adsorption module for generating; A distillation column that generates diborane by removing the third impurity containing hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ) by performing the distillation process using the boiling point difference by introducing the third reaction gas It can be provided.

상기 증류탑에서 배출되는 액화된 디보레인(diborane)을 기화시켜 상기 증류탑에서 다시 증류공정을 수행하도록 하는 기화기를 더 구비할 수 있다.A vaporizer for vaporizing the liquefied diborane discharged from the distillation column to perform the distillation process again in the distillation column may be further provided.

상기 흡착모듈은, 서로 교번하여 흡착공정과 재생공정을 수행하는 두 개의 흡착탑과, 상기 두 개의 흡착탑으로 연결되는 밸브들의 개폐를 제어하기 위한 밸브박스를 구비하고, 상기 흡착탑은 흡착제로 제올라이트 4A(MS (Molecular sieve) 4A), 활성탄 및 제올라이트 13X(MS 13X)가 1:1:1의 부피비로 하부에서 상부방향으로 순차적으로 충진되는 구조를 가질 수 있다.The adsorption module includes two adsorption towers alternately performing adsorption and regeneration processes, and a valve box for controlling opening and closing of valves connected to the two adsorption towers, and the adsorption tower is a zeolite 4A (MS) (Molecular sieve) 4A), activated carbon and zeolite 13X (MS 13X) may have a structure that is sequentially filled from bottom to top in a volume ratio of 1:1:1.

상기 흡착탑은 흡착공정시에는 반응온도가 -30 ~ -20 ℃인 저온흡착을 수행하고, 재생공정시에는 반응온도가 200 ~ 350 ℃인 고온재생을 수행할 수 있다.The adsorption tower may perform low temperature adsorption with a reaction temperature of -30 to -20 °C during the adsorption process, and high temperature regeneration with a reaction temperature of 200 to 350 °C during the regeneration process.

상기 흡착제를 통과하는 상기 제2반응가스의 선속도는 0.01~1Nm/sec 로 상기 밸브박스를 통해 제어될 수 있다.The linear velocity of the second reaction gas passing through the adsorbent may be controlled through the valve box at 0.01 to 1 Nm/sec.

상기 메인 반응기에는, BF3(Boron trifluoride) 가스를 상기 메인 반응기에 3~4kg/hour의 속도로 균등주입하기 위한 플로우미터(flowmeter) 또는 MFC(Mass Flow Controller)가 구비될 수 있다. In the main reactor, a flow meter or mass flow controller (MFC) for uniformly injecting BF 3 (Boron trifluoride) gas into the main reactor at a rate of 3 to 4 kg/hour may be provided.

상기 증류탑의 L(length)/D(Depth)는 10~15 일 수 있다.L (length) / D (Depth) of the distillation column may be 10 to 15.

상기 증류탑을 거쳐 불순물이 제거된 디보레인(diborane)을 액화시켜 저장하기 위한 저장탱크와; 상기 저장탱크에 저장된 디보레인(diborane)을 실린더에 충전하는 충전유닛을 더 구비할 수 있다.A storage tank for liquefying and storing diborane from which impurities have been removed through the distillation column; A charging unit for filling the cylinder with diborane stored in the storage tank may be further provided.

본 발명에 따르면, 공정을 최소화하는 것이 가능하고, BF3 동시반응공정 및 연속식 공정으로 제조 효율과 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 전체 제조/정제 공정이 대기압이하(0 barg 이하) 진공 프로세스로 이루어져 내부 발화, 대기 오염 등으로 인한 위험요소를 완전히 제거하여 안전을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 고순도 디보레인(B2H6(99.99% 이상)) 가스 제조가 가능하며 반도체 공정뿐만 아니라 다양한 산업공정에 적용될 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to minimize the process, and the manufacturing efficiency and cost can be drastically reduced by the BF 3 simultaneous reaction process and the continuous process, and the entire manufacturing/purification process is less than atmospheric pressure (below 0 bar g ) and vacuum It has the effect of maximizing safety by completely removing the risk factors caused by internal ignition and air pollution. In addition, high-purity diborane (B 2 H 6 (99.99% or more)) gas production is possible and has an advantage that can be applied to various industrial processes as well as semiconductor processes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 디보레인(B2H6:diborane)을 제조하기 위한 디보레인 제조장치의 개략적 블록도이고,
도 2는 도 1의 구체 블록도이고,
도 3은 각 실시예들 및 대조예에 따른 제조 조건과 생산량 및 회수율을 나타낸 표이다.
1 is a schematic block diagram of a diborane manufacturing apparatus for manufacturing a high purity diborane (B 2 H 6 :diborane) according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a concrete block diagram of FIG. 1,
Figure 3 is a table showing the production conditions and production rates and recovery rates according to the respective examples and control examples.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, without intention other than to provide a thorough understanding of the present invention to those of ordinary skill in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 디보레인(B2H6:diborane)을 제조하기 위한 디보레인 제조장치의 개략적 블록도이고, 도 2는 도 1의 구체 블록도이다. 1 is a schematic block diagram of a diborane manufacturing apparatus for manufacturing high purity diborane (B 2 H 6 :diborane) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a concrete block diagram of FIG. 1.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디보레인(B2H6:diborane) 제조장치는 반응유닛(100)과 정제유닛(200)을 구비한다. 추가적으로 저장유닛(300)을 구비할 수 있다.1 and 2, a diborane (B 2 H 6 :diborane) manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reaction unit 100 and a purification unit 200. In addition, a storage unit 300 may be provided.

본 발명은 NaBH4(Sodium Borohydride)와 BF3(Boron trifluoride)를 반응시켜 불순물이 포함된 디보레인(B2H6:diborane)을 제조하고 흡착과 증류를 통하여 정제하여 고순도의 디보레인(B2H6:diborane)을 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. In the present invention, NaBH 4 (Sodium Borohydride) and BF 3 (Boron trifluoride) are reacted to prepare diborane (B 2 H 6 :diborane) containing impurities, and purified by adsorption and distillation to obtain high purity diborane (B 2 H 6 : diborane).

상기 반응유닛(100)에서는 디보레인(B2H6:diborane)을 제조하기 위해서, ether계열의 용매(예를 들면, triglyme ; Triethylene glycol dimethyl ether; C8H18O4 또는 tetraglyme; Tetraethylene glycol dimethyl ether; C10H22O5, 등)를 사용하였고, 이를 통해 BF3와 에테르(ether)의 adduct 물질인 중간체가 만들어지도록 하였으며, 이러한 공정이 동시에(또는 연속적으로) 한번에 진행되도록 구성하였다. In the reaction unit 100, in order to prepare diborane (B 2 H 6 :diborane), an ether-based solvent (eg, triglyme; Triethylene glycol dimethyl ether; C 8 H 18 O 4 or tetraglyme; Tetraethylene glycol dimethyl ether; C 10 H 22 O 5 , etc.), through which an intermediate, which is an adduct material of BF 3 and ether, was made, and this process was configured to proceed simultaneously (or continuously) at once.

즉 에테르(ether)계열 용매에 NaBH4를 녹이고 BF3를 주입하여 BF3와 에테르(ether)의 adduct 물질인 중간체가 만들어짐과 동시에 디보레인(B2H6)이 제조되도록 하는 공정 및 장치를 사용하고 있다. 이 경우, BF3를 천천히 공급하여 디보레인(B2H6)을 제조하는 동안 다른 반응기(즉 파우더 반응기(110))에서는 NaBH4 solution을 제조하여 단계별로 디보레인(B2H6)을 제조하게 된다.In other words, NaBH 4 is dissolved in an ether-based solvent and BF 3 is injected to form an intermediate, which is an adduct material of BF 3 and ether, and at the same time, diborane (B 2 H 6 ) is produced. I am using it. In this case, by supplying BF 3 slowly diborane lane (B 2 H 6) diborane lane (B 2 H 6) as a step-by-step to produce an NaBH 4 solution in the other reactor (i.e. powder reactor 110) during manufacture of the prepared Is done.

이를 요약하면, 아래 반응식과 같다. In summary, it is shown in the reaction scheme below.

[반응식][Reaction formula]

4BF3(BF3ㆍether) + 3NaBH4 → 2B2H6 + 3NaBF4 (에테르(ether)계열 용매 존재하에서 진행) 4BF 3 (BF 3ㆍ ether) + 3NaBH 4 → 2B 2 H 6 + 3NaBF 4 (proceeds in the presence of ether-based solvent)

상기 반응식을 통한 디보레인(B2H6)의 제조는 반응온도는 0∼40 ℃, 반응압력은 대기압 이하 (0∼-1 barg)에서 진행하는 것을 특징으로 한다.The production of diborane (B 2 H 6 ) through the reaction scheme is characterized in that the reaction temperature is 0-40° C., and the reaction pressure is performed at atmospheric pressure or lower (0--1 barg).

상기 반응유닛(100)을 통해 디보레인(B2H6)이 제조되는 경우, 종래와 달리 한 번에 연속적으로 동시에 반응을 진행하기 때문에 중간에 불순물을 제거할 공정이 없다. 따라서 에테르(ether)계열 용매가 분해하며 발생한 불순물(고차보레인(higher borane), 메탄, CO2, Hydrocarbon, diethylene glycol monomethylether, 알코올류 등)의 비율이 다소 높을 수 있다. 그러나 한 번에 연속적으로 반응을 진행하여 공정이 간단하고 중간체를 따로 다루지 않아 안전하며, 도 3에 나타난 바와 같이, 전환율(대조예1, 약 50.9%→실시예 1, 74.1%)이 상당히 높아짐을 알 수 있다. 이 경우 발생한 불순물은 상기 정제유닛(200)에서 정제공정인 흡착공정(고차보레인(higher borane), CO2 등 제거)과 증류공정(메탄, 수소 등 제거))으로 제거된다. When diborane (B 2 H 6 ) is produced through the reaction unit 100, there is no process to remove impurities in the middle because the reaction proceeds simultaneously and continuously at one time, unlike the prior art. Therefore, the proportion of impurities (higher borane, methane, CO 2 , Hydrocarbon, diethylene glycol monomethylether, alcohols, etc.) generated by the decomposition of ether-based solvents may be rather high. However, the reaction is continuously performed at one time, and the process is simple and it is safe because the intermediates are not separately handled. As shown in FIG. 3, the conversion rate (Control 1, about 50.9% → Example 1, 74.1%) was significantly increased. Able to know. In this case, impurities generated are removed in the purification unit 200 by an adsorption process (removal of higher borane, CO 2, etc.) and a distillation process (removal of methane, hydrogen, etc.), which are purification processes.

상기 정제유닛(200)은 정제공정인 흡착공정 및 증류공정을 통해 고차보레인(higher borane), 이산화탄소(CO2), 메탄, 수소 등의 불순물을 제거하여 고순도의 디보레인(B2H6)을 제조하게 된다.The purification unit 200 removes impurities such as higher borane, carbon dioxide (CO 2 ), methane, and hydrogen through a purification process, an adsorption process, and a distillation process, thereby purifying high-purity diborane (B 2 H 6 ). To manufacture.

상기 저장유닛(300)은 저장탱크와 충전유닛을 구비하여, 고순도로 제조된 디보레인(B2H6)을 저장하고 다양한 목적으로 사용되거나 다양한 가스와 혼합되어 이용되기 위해 충전실린더에 충전되도록 한다. The storage unit 300 is provided with a storage tank and a charging unit, to store the diborane (B 2 H 6 ) manufactured in high purity and to be charged into the filling cylinder to be used for various purposes or mixed with various gases. .

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반응유닛(100)은 파우더(powder) 반응기(110) 및 메인 반응기(120)를 구비한다.2, the reaction unit 100 includes a powder (powder) reactor 110 and the main reactor 120.

상기 파우더 반응기(110)의 부피는 300L이고 상기 메인반응기(120)의 부피는 500L이며 내부는 전해연마처리가 된 구조를 가질 수 있다. 상기 파우더 반응기(110) 및 상기 메인 반응기(120) 내부에는 용액이 잘 섞이도록 믹서가 내장될 수 있다. The volume of the powder reactor 110 is 300L, the volume of the main reactor 120 is 500L, and the inside may have a structure subjected to electropolishing. A mixer may be built in the powder reactor 110 and the main reactor 120 to mix the solution well.

또한 상기 파우더 반응기(110)에는 NaBH4와 에테르(ether)계 용매(예를 들면, triglyme or tetraglyme)를 안정적으로 공급하도록 분체이송펌프(미도시), 액체펌프(미도시) 등이 더 구비될 수 있다.In addition, the powder reactor 110 is further provided with a powder transfer pump (not shown), a liquid pump (not shown), etc. to stably supply NaBH 4 and an ether-based solvent (eg, triglyme or tetraglyme). Can.

디보레인(B2H6)이 제조를 위해, 상온(25℃)의 파우더 반응기(110)에서 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매(예를 들면, triglyme ; Triethylene glycol dimethyl ether; C8H18O4 또는 tetraglyme; Tetraethylene glycol dimethyl ether; C10H22O5, 등)에 충분히(대략 4~5시간) 용해시켜 혼합용액을 생성한다.For diborane (B 2 H 6 ), NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in the powder reactor 110 at room temperature (25° C.) is ether-based solvent (for example, triglyme; Triethylene glycol dimethyl ether) ; C 8 H 18 O 4 or tetraglyme; Tetraethylene glycol dimethyl ether; C 10 H 22 O 5 , etc.) dissolved sufficiently (approximately 4-5 hours) to produce a mixed solution.

에테르계 용매인 triglyme과 tetraglyme에서 NaBH4의 용해도는 상온(25℃)에서 약 4M인 것으로 알려져 있으므로, 상온에서 약간 과량으로 5M 이내(바람직하게는 4.5∼3M)에서 용해되도록 조절하여 공정상에서 파티클(particle)로 인한 밸브 막힘 현상 등의 문제가 발생되지 않도록 한다.The solubility of NaBH 4 in the ether solvents triglyme and tetraglyme is known to be about 4 M at room temperature (25° C.), so it is controlled to dissolve in 5 M (preferably 4.5 to 3 M) at a slight excess at room temperature. Avoid problems such as valve clogging due to particles.

상기 파우더 반응기(110)에서는 내장된 믹서를 통하여 에테르계 용매에 NaBH4가 적절하게 용해되도록 한다. 이때 파우더 반응기(110) 내의 원료 상부는 질소 등 불활성 가스로 불순물을 제거하고 진공 펌프를 이용하여 대기압보다 낮은 압력(게이지 압력으로 0 atmg 이하)으로 한다. In the powder reactor 110, NaBH 4 is properly dissolved in an ether-based solvent through a built-in mixer. At this time, the upper part of the raw material in the powder reactor 110 removes impurities with an inert gas such as nitrogen and uses a vacuum pump to make the pressure lower than atmospheric pressure (0 atm g or less as a gauge pressure).

상기 메인반응기(120)는 상기 파우더 반응기(110)에서 상기 혼합용액이 주입되기 전에, 불활성 가스로 퍼지(perge) 하여 불순물 제거 후 상기 파우더 반응기(110)보다 낮은 압력을 유지하도록 한다. 또한 상기 메인 반응기(120)는 상기 파우더 반응기(110)보다 낮은 위치에 위치하도록 하여 중력을 이용할 수 있도록 한다. Before the mixed solution is injected from the powder reactor 110, the main reactor 120 is purged with an inert gas to remove impurities and maintain a lower pressure than the powder reactor 110. Also, the main reactor 120 is positioned at a lower position than the powder reactor 110 so that gravity can be used.

이에 따라, 상기 혼합용액은 상기 파우더 반응기(110)와 상기 메인 반응기(120) 사이에 연결된 배관라인(L1) 및 밸브(V1) 제어를 통해 중력과 차압을 통하여 상기 파우더 반응기(110)에서 상기 메인 반응기(120)로 이송되게 된다.Accordingly, the mixed solution is the main in the powder reactor 110 through gravity and differential pressure through the control of the pipe line (L1) and valve (V1) connected between the powder reactor 110 and the main reactor 120 It will be transferred to the reactor 120.

상기 메인반응기(120)에서는 BF3(Boron trifluoride) 가스를 일정속도로 주입하여, 상기 혼합용액과 반응시켜 불순물과 디보레인(B2H6:diborane)가스가 혼합된 형태의 제1반응가스가 생성되게 된다. In the main reactor 120, BF 3 (Boron trifluoride) gas is injected at a constant rate to react with the mixed solution to form a first reaction gas in which impurities and diborane (B 2 H 6 :diborane) gas are mixed. Will be created.

상기 메인 반응기(120)에서는 상기 혼합용액에 BF3를 직접 주입하여 반응시킨다. BF3는 가스 상으로 플로우 미터(flowmeter) 혹은 MFC (Mass Flow Controller) 등을 이용하여 반응 당량비 보다 약간 과량으로 주입하는 것이 바람직하다. 상기 BF3는 에테르(ether)계 용매와 adduct 중간체를 합성하도록 유도하기 위하여 천천히 주입(예를들어, 3~4kg/hour 의 속도로 주입)한다. 예를 들어, BF3 전체 주입량이 24.4 kg 인 경우 이를 7시간 이상으로 나누어 균등하게 주입한다. In the main reactor 120, BF 3 is directly injected into the mixed solution to react. It is preferable to inject BF 3 into the gas phase in a slight excess of the reaction equivalent ratio using a flow meter or a mass flow controller (MFC). The BF 3 is slowly injected (eg, injected at a rate of 3 to 4 kg/hour) to induce the synthesis of an ether-based solvent and an adduct intermediate. For example, if the total injection amount of BF 3 is 24.4 kg, it is divided into 7 hours or more and injected evenly.

상기 메인 반응기(120)는 진공상태로 유지한 상태에서 반응이 진행되면 진공 상태의 상기 메인 반응기(120)에는 일부 분순물이 포함되지만 디보레인(B2H6) 가스가 주로 생성되어 채워지게 된다. 이때 상기 메인반응기(120) 온도는 5∼10도로 유지하여 불순물이 기화하는 것을 최소화 한다. 여기서 불순물과 디보레인(B2H6) 가스가 혼합된 혼합가스를 제1반응가스로 칭하기로 한다.When the reaction is performed while the main reactor 120 is maintained in a vacuum state, the main reactor 120 in a vacuum state contains some impurities, but diborane (B 2 H 6 ) gas is mainly generated and filled. . At this time, the temperature of the main reactor 120 is maintained at 5 to 10 degrees to minimize the vaporization of impurities. Here, the mixed gas in which the impurity and diborane (B 2 H 6 ) gas are mixed will be referred to as a first reaction gas.

상기 메인 반응기(120)에서 상기 제1반응가스를 생성하는 동안에 상기 파우더 반응기(110)는 상기 혼합용액을 생성하고 상기 메인 반응기(120)에 제공하는 공정을 계속적으로 수행하게 된다. 이때 상기 파우더 반응기(110)는 질소 등의 불활성 가스를 이용하는 불순물 제거공정을 수행한 이후에 상기 혼합용액을 생성하는 공정을 수행할 수 있다. 즉 혼합용액을 생성하여 상기 메인반응기(120)에 제공하게 되면, 불순물 제거공정을 수행한 이후에 상기 혼합용액을 생성하는 공정을 수행하게 된다. While generating the first reaction gas in the main reactor 120, the powder reactor 110 continuously performs the process of generating the mixed solution and providing it to the main reactor 120. At this time, the powder reactor 110 may perform a process of generating the mixed solution after performing an impurity removal process using an inert gas such as nitrogen. That is, when a mixed solution is generated and provided to the main reactor 120, a process of generating the mixed solution is performed after the impurity removal process is performed.

한편 상기 제1반응가스를 생성하는 반응이 마무리되면 상기 메인 반응기(120)에서는 폐용액은 벤트(vent)하여 폐용액 저장 탱크(미도시)로 이송하고, 상기 제1반응가스는 정제유닛(200)으로 보내게 된다. On the other hand, when the reaction for generating the first reaction gas is completed, the main reactor 120 vents the waste solution and transfers it to the waste solution storage tank (not shown), and the first reaction gas is a purification unit 200 ).

이에 따라 상기 제1반응가스는 상기 파우더 반응기(110)와 상기 메인 반응기(120)에 거쳐 지속적으로 생성되고 정제유닛(200)으로 보내지고, 정제유닛(220)에서 정제된 디보레인은 저장유닛(300)으로 이송되는 연속적 흐름을 가지게 된다. Accordingly, the first reaction gas is continuously generated through the powder reactor 110 and the main reactor 120 and sent to the purification unit 200, and the diborane purified in the purification unit 220 is a storage unit ( 300).

상기 제1반응가스에는 수소와 고차보레인(higher borane) 등 많은 불순물이 섞여 있어서, 고순도를 위해서는 상기 제1반응가스에 대한 정제가 필수적이다.Since the first reaction gas contains many impurities such as hydrogen and higher borane, purification for the first reaction gas is essential for high purity.

정제공정은 상기 정제유닛(200)을 통해 수행된다.The purification process is performed through the purification unit 200.

상기 정제유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 냉동 트랩(210), 흡착모듈(220), 증류탑(240)을 구비한다. 추가적으로, 기화기(250)를 더 구비할 수 있다.The purification unit 200 includes a freezing trap 210, an adsorption module 220, and a distillation column 240, as shown in FIG. Additionally, a vaporizer 250 may be further provided.

상기 냉동트랩(210)은 -60 ~ -80℃ 로 온도가 유지되고, 상기 제1반응가스가 통과하면서, BF3(Boron trifluoride)이 상기 에테르(ether)계 용매와 반응하여 형성된 불순물 및 에테르 불순물을 포함하는 제1차 불순물을 냉동 또는 액화시켜 제거하여 제2반응가스를 생성하게 된다.The frozen trap 210 is maintained at a temperature of -60 to -80°C, and while the first reaction gas passes, impurities and ether impurities formed by BF 3 (Boron trifluoride) reacting with the ether-based solvent The second impurity gas is generated by removing the first impurity containing froze or liquefy.

상기 흡착모듈(220)은 상기 제2반응가스를 유입시켜, 흡착제를 이용하여 고차보레인, 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O), 메탄가스(CH4)를 포함하는 제2차 불순물을 제거하여 제3반응가스를 생성하게 된다. 여기서 고차보레인(higher borane)이란 디보레인(diborane)보다 붕소(B)의 결합수(3 이상)가 많은 물질을 의미할 수 있다. The adsorption module 220 is introduced into the second reaction gas, and a second impurity including high order borane, carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and methane gas (CH 4 ) using an adsorbent. Is removed to generate a third reaction gas. Here, a higher borane may mean a material having more boron (B) bonds (3 or more) than diborane.

상기 흡착모듈(220)은, 서로 교번하여 흡착공정과 재생공정을 수행하는 두 개의 흡착탑(220a,220b)과, 상기 두 개의 흡착탑(220a,220b)으로 연결되는 밸브들의 개폐를 제어하기 위한 밸브박스(222a,222b)를 구비한다. 또한 상기 흡착탑(220a,220b)은 흡착제로 제올라이트 4A(MS (Molecular sieve) 4A), 활성탄 및 제올라이트 13X(MS 13X)가 1:1:1의 부피비로 하부에서 상부방향으로 순차적으로 충진되는 구조를 가질 수 있다. 상기 흡착모듈(220)은 밸브박스(222a,222b)의 밸브개폐제어를 통해 제1흡착탑(220a)과 제2흡착탑(220b)을 번갈아가며 사용하게 된다. 상기 흡착탑(220a,220b)의 부피는 각각 50L로 구비할 수 있다.The adsorption module 220, the valve box for controlling the opening and closing of the valves connected to the two adsorption towers (220a, 220b) and the two adsorption towers (220a, 220b) alternately performing the adsorption process and the regeneration process (222a, 222b). In addition, the adsorption towers 220a and 220b have a structure in which zeolite 4A (MS (Molecular sieve) 4A), activated carbon, and zeolite 13X (MS 13X) are sequentially filled from bottom to top with a volume ratio of 1:1:1 as an adsorbent. Can have The adsorption module 220 alternately uses the first adsorption tower 220a and the second adsorption tower 220b through valve opening and closing control of the valve boxes 222a and 222b. The volumes of the adsorption towers 220a and 220b may be provided as 50 L, respectively.

상기 흡착탑(220a,220b)은 -40∼400℃로 운영되는 열매체유를 사용하여 고온 재생과 저온 흡착을 운영하거나, -30 ~ -20℃의 냉매를 순환하여 저온 흡착하고 히터(224)로 질소를 가열하여 고온 재생(200 ~ 350℃)하는 방식을 운영하여도 된다. 이때 고온으로 인하여 냉매가 기화하지 않도록 냉매를 분리한다. 즉 흡착탑(220a,220b) 각각에서 흡착공정시에는 흡착탑의 반응온도가 -30 ~ -20℃로 저온흡착을 수행하고, 재생공정시에는 흡착탑의 반응온도가 200 ~ 350℃가 되도록 하여 고온재생을 수행하는 것이 가능하다. The adsorption towers 220a and 220b operate at high temperature regeneration and low temperature adsorption using heat medium oil operated at -40 to 400°C, or circulate refrigerant at -30 to -20°C for low temperature adsorption and nitrogen to the heater 224 It may be operated by heating to a high temperature regeneration (200 ~ 350 ℃). At this time, the refrigerant is separated so that the refrigerant does not vaporize due to high temperature. That is, in each of the adsorption towers 220a and 220b, during the adsorption process, the reaction temperature of the adsorption column is low-temperature adsorption to -30 to -20°C. It is possible to perform.

상기 증류탑(240)은 상기 제3반응가스를 유입시켜 비점 차이를 이용한 제1차 증류공정을 수행하여 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 포함하는 제3차불순물을 제거하여 디보레인(diborane)을 생성하게 된다. 상기 증류탑(240) 내부에는 기체와 액체가 잘 만나도록 충진재를 구비할 수 있다. 또한 상기 증류탑의 부피는 150L로하고 길이 대 깊이비(L(length)/D(Depth))를 10 이상(바람직하게는 10∼15)으로 하여 충분히 증류가 일어나도록 할 수 있다. The distillation column 240 performs the first distillation process using the difference in boiling point by introducing the third reaction gas to remove the third impurity including hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ), thereby A lane (diborane) is generated. A filling material may be provided inside the distillation column 240 so that gas and liquid are well met. In addition, the volume of the distillation column is 150L and the length-to-depth ratio (L(length)/D(Depth)) is set to 10 or more (preferably 10 to 15) to sufficiently distill.

상기 기화기(250)는 상기 증류탑(240)에서 배출되는 액화된 디보레인(diborane)을 기화시켜 상기 증류탑(240)에서 다시 증류공정을 수행하는 제2차 증류공정을 수행하도록 한다. The vaporizer 250 vaporizes the liquefied diborane discharged from the distillation column 240 to perform a second distillation process to perform the distillation process again in the distillation column 240.

상기 정제유닛(200)을 통한 정제공정을 간단히 살펴보면, 우선, 상기 반응유닛(100)에서 생성된 상기 제1반응가스는 상기 냉동트랩(210)을 거치게 된다. 상기 냉동트랩(210)은 상기 메인 반응기(120)에서 넘어오는 에테르(ether) 불순물과 BF3-adduct 중간체가 형성되다 분해된 불순물(chain이 짧은 에테르(ether)류 등의 불순물)이 1차적으로 걸러지도록 하여 제2반응가스가 생성되도록 한다.Looking briefly at the purification process through the purification unit 200, first, the first reaction gas generated in the reaction unit 100 passes through the freezing trap 210. The refrigeration trap 210 is primarily formed by the impurities (ether) such as ether impurities and BF 3 -adduct intermediate from the main reactor 120, and decomposed impurities (ethers such as short chains). It is filtered so that a second reaction gas is generated.

상기 제2반응가스는 상기 냉동트랩(210)과 밸브박스(222a)를 연결하는 배관(L3)을 통하여 상기 밸브박스(222a)로 인입된다. 상기 밸브박스(222a,222b)의 제어를 통해 상기 제1흡착탑(220a)이 흡착공정, 상기 제2흡착탑(220b)가 재생공정을 수행하는 경우 상기 제2반응가스는 상기 제1흡착탑(220a)을 통해 흐르게 되고, 흡착제(활성탄을 부피비로 1/3가량 충전하고 MS (Molecular sieve) 4A를 부피로 1/3, 그리고 나머지 1/3을 MS 13X로 충전)를 통해 고차보레인(higher borane), 수증기(H2O), 이산화탄소(CO2), CH4 등의 제2차불순물의 상당량을 제거하는 것이 가능하고, 이에 따라 제3반응가스가 생성되게 된다. 이때 흡착공정을 수행하는 제1흡착탑(220a)의 반응온도는 -30∼-20℃로 유지되며, 이를 위해 냉매가 사용될 수 있다. The second reaction gas is introduced into the valve box 222a through a pipe L3 connecting the refrigeration trap 210 and the valve box 222a. When the first adsorption tower 220a performs an adsorption process and the second adsorption tower 220b performs a regeneration process through the control of the valve boxes 222a and 222b, the second reaction gas is the first adsorption tower 220a. Flow through, and adsorber (higher borane) through adsorbent (activated carbon is filled with 1/3 of the volume ratio, MS (Molecular sieve) 4A is filled with 1/3, and the remaining 1/3 is filled with MS 13X). , It is possible to remove a significant amount of secondary impurities such as water vapor (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ), CH 4 , and thus a third reaction gas is generated. At this time, the reaction temperature of the first adsorption tower 220a performing the adsorption process is maintained at -30 to -20°C, and a refrigerant may be used for this.

흡착제를 통과하는 상기 제2반응가스의 선속도는 약 0.01∼1 Nm/sec가 되도록 상기 밸브박스(222a,222b)가 조절될 수 있다. The valve boxes 222a and 222b may be adjusted so that the linear velocity of the second reaction gas passing through the adsorbent is about 0.01 to 1 Nm/sec.

상기 제2흡착탑(220b)의 경우 재생공정이 수행되며, 이 경우 반응온도를 200∼350℃로 불활성가스를 가열하거나 열매체 등을 사용하여 승온한다. 즉 -40∼400℃까지 사용가능한 열매체유를 사용하거나 각각 독립적으로 사용하는 경우 냉매가 기화하지 않도록 벤트한다. 재생공정이 마무리되면 상기 제1흡착탑(220a)이 재생공정, 상기 제2흡착탑(220b)이 흡착공정을 수행하도록 흡착탑의 교체가 이루어지며, 제1흡착탑(220a)에서 제2흡착탑(220b)으로 교체되기 전에 진공펌프(230)를 이용한 진공공정(대기압 이하 0 ∼ -1 barg)을 거쳐 흡착탑 내부의 불순물을 최종 제거한다. In the case of the second adsorption tower 220b, a regeneration process is performed, and in this case, the reaction temperature is raised to 200 to 350° C. by heating an inert gas or using a heating medium. That is, when heat medium oil that can be used at -40 to 400°C is used or used independently, the refrigerant is vented so that it does not evaporate. When the regeneration process is completed, the adsorption tower is replaced so that the first adsorption tower 220a performs a regeneration process, and the second adsorption tower 220b performs an adsorption process, from the first adsorption tower 220a to the second adsorption tower 220b. Before replacement, impurities in the adsorption tower are finally removed through a vacuum process (0 to -1 bar g below atmospheric pressure) using the vacuum pump 230.

상기 흡착모듈(220)에서 제2차 불순물이 제거되어 생성된 제3반응가스는 배관(L4)를 따라 상기 증류탑(240)으로 이송된다. The third reaction gas generated by removing the second impurities from the adsorption module 220 is transferred to the distillation column 240 along the pipe L4.

상기 증류탑(240)에서는 디보레인(B2H6)의 비점(boiling point : -92.5℃) 차이를 이용하여 통하여 H2(bp : -252.76℃)와 CH4(bp : 161.5℃) 등 제3차 불순물을 제거하는 제1차 증류공정이 수행된다.In the distillation column 240, a third such as H 2 (bp: -252.76°C) and CH 4 (bp: 161.5°C) is used by using a difference in boiling point (-92.5°C) of diborane (B 2 H 6 ). A first distillation process to remove secondary impurities is performed.

상기 증류탑(240) 내부는 냉매(LN2 혹은 냉각할 수 있는 냉매류 등)를 이용하여 -100∼-140℃ 사이를 유지하도록 하여, 디보레인(B2H6)은 액화하여 중력방향 하부로 떨어지고 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 포함하는 제3차불순물은 기화하여 상부에 모이도록 하여 밸브(V5)를 이용하여 외부로 배출한다. The inside of the distillation column 240 is maintained between -100 and -140°C by using a refrigerant (LN 2 or refrigerants that can be cooled, etc.), and diborane (B 2 H 6 ) is liquefied to the bottom of the gravity direction. The third impurity, which falls and contains hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ), vaporizes and collects at the top to discharge to the outside using a valve (V5).

그리고, 증류탑(240) 하부에서는 액화된 디보레인(B2H6)을 상기 기화기(250)를 통해 다시 기화시켜 상기 증류탑(240)으로 보내 다시 증류공정을 수행하는 제2차 증류공정을 수행하도록 하여 미세 불순물을 제거하는 것이 가능하다. 이때 기화기(250) 온도는 상기 반응기(120) 온도와 유사하게 5∼10℃ 정도로 유지하여 고온으로 인한 고차보레인 생성을 억제하는 것이 가능하다. 상기 제2차증류공정은 상기 제1차 증류공정과 동일 방식으로 수행되며, 상기 제2차 증류공정의 수행을 위해 상기 증류탑(240)과 상기 기화기(250)를 연결하는 배관(L6)에는 액화 펌프를 설치 할 수도 있다. Then, in the lower portion of the distillation column 240, the liquefied diborane (B 2 H 6 ) is vaporized again through the vaporizer 250 and sent to the distillation column 240 to perform a second distillation process to perform the distillation process again. By doing so, it is possible to remove fine impurities. At this time, the temperature of the vaporizer 250 is maintained at about 5 to 10° C., similar to the temperature of the reactor 120, and thus it is possible to suppress the generation of high-order borane due to high temperature. The second distillation process is performed in the same way as the first distillation process, and liquefied in a pipe (L6) connecting the distillation column 240 and the vaporizer 250 for performing the second distillation process. You can also install a pump.

상기 증류공정이 수행되어 불순물이 제거된 액화상태의 디보레인(diborane)은 상기 증류탑(240)과 상기 저장탱크(310)를 연결하는 배관(L6)을 통해 상기 저장유닛(300)으로 이송되어 저장되고 필요에 따라 충전되게 된다.Diborane in a liquefied state in which impurities are removed by performing the distillation process is transferred to and stored in the storage unit 300 through a pipe L6 connecting the distillation column 240 and the storage tank 310. And charged as needed.

상기 증류탑(240) 내부에 불순물이 제거되어 정제된 가스상태의 디보레인(diborane)은 상기 증류탑(240)과 상기 저장탱크(310)를 연결하는 상부배관(L5)을 통해 상기 저장탱크(310)로 이송된다. The diborane in the gaseous state purified by removing impurities inside the distillation column 240 is the storage tank 310 through the upper pipe L5 connecting the distillation column 240 and the storage tank 310. Is transferred to.

상기 정제유닛(200)을 통해 정제되어 제조된 고순도의 디보레인(B2H6)은 GC-DID(Gas Chromatograph-Discharge Ionization Detector), GC-MS(Mass Spectrometry), FT-IR(Fourier Transform Infrared), ICP-MS(Inductively Coupled Plasma) 등으로 분석하는 경우 99.99%이상 순도를 가지도록 정제가 가능함을 확인하였다.The high purity diborane (B 2 H 6 ) purified and manufactured through the purification unit 200 is GC-DID (Gas Chromatograph-Discharge Ionization Detector), GC-MS (Mass Spectrometry), FT-IR (Fourier Transform Infrared) ), ICP-MS (Inductively Coupled Plasma), etc., it was confirmed that purification is possible to have a purity of 99.99% or more.

상기 저장유닛(300)은 도 2에 도시된 바와 같이, 저장탱크(310) 및 충전유닛(330)을 구비할 수 있다.2, the storage unit 300 may include a storage tank 310 and a charging unit 330.

상기 저장탱크(310)는 상기 증류탑(240)을 거쳐 불순물이 제거된 디보레인(diborane)을 저장하기 위한 것이고, 상기 충전유닛(330)은 상기 저장탱크(310)에 저장된 디보레인(diborane)을 실린더에 충전하기 위한 것이다.The storage tank 310 is for storing diborane from which impurities have been removed through the distillation column 240, and the filling unit 330 is used to store the diborane stored in the storage tank 310. To fill the cylinder.

상기 저장탱크(310)는 고순도 디보레인(B2H6)을 액화온도(-100∼-140도)에서 저장하며, 부피는 250L로 구비될 수 있다. 또한 냉매(LN2 혹은 냉각할 수 있는 냉매류 등)을 이용하여 저장탱크(310) 온도를 유지하도록 할 수 있고, 기화기(320)를 구비할 수 있다. 기화기(320) 역시 5∼10℃ 정도로 유지하여 고차보레인 생성을 억제하였다.The storage tank 310 stores high-purity diborane (B 2 H 6 ) at a liquefaction temperature (-100 to -140 degrees), and the volume may be provided as 250L. In addition, it is possible to maintain the temperature of the storage tank 310 by using a refrigerant (such as LN 2 or refrigerants that can be cooled), and a vaporizer 320 may be provided. The vaporizer 320 was also maintained at about 5-10°C to suppress high-order borane formation.

상기 충전유닛(330)은 다양한 이용을 위해 다양한 가스와 혼합하거나 단일 가스를 충전하게 된다. The filling unit 330 is mixed with various gases or filled with a single gas for various uses.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 BF3 동시반응공정을 이용한 고순도의 디보레인 제조방법 및 그 제조장치의 구체 실시예 및 대조예는 다음과 같다.The high-purity diborane production method using the BF 3 co-reaction process having the above-described configuration and specific examples and control examples of the manufacturing apparatus are as follows.

[실시예 1](사용용매 : triglyme(Triethylene glycol dimethyl ether; C8H18O4))[Example 1] (Use solvent: triglyme (Triethylene glycol dimethyl ether; C 8 H 18 O 4 ))

NaBH4 9.86kg과 Triglyme 185kg을 상기 파우더 반응기(110)에 도입하고 믹서로 상온에서 충분히(바람직하게는 4∼5시간) 용해시킨다. 용해시킨 후 외부오염 및 안전을 위하여 반응기(110) 내부를 질소로 충분히 퍼지(purge)한 후 대기압보다 낮은(바람직하게는 500 mmHga이하) 압력으로 유지한다. 상기 메인 반응기(120)는 질소로 충분히 퍼지(purge)한 후 대기압보다 낮은(바람직하게는 200 mmHga이하) 압력으로 유지되도록 준비한다. 상기 파우더 반응기(110)에서 용해된 혼합용액(NaBH4 solution)은 중력과 압력차이로 상기 메인반응기(120)로 이송된다. 9.86 kg of NaBH 4 and 185 kg of Triglyme are introduced into the powder reactor 110 and dissolved sufficiently (preferably 4 to 5 hours) at room temperature with a mixer. After dissolving, the inside of the reactor 110 is sufficiently purged with nitrogen for external contamination and safety, and then maintained at a pressure lower than atmospheric pressure (preferably 500 mmHg a or less). The main reactor 120 is sufficiently purged with nitrogen and then prepared to be maintained at a pressure lower than atmospheric pressure (preferably 200 mmHg a or less). The mixed solution (NaBH 4 solution) dissolved in the powder reactor 110 is transferred to the main reactor 120 due to a difference in gravity and pressure.

상기 메인 반응기(120)에서는 믹서로 용액을 혼합하며 용기 바닥까지 투과된 관을 통하여 상기 혼합용액에 직접 BF3를 주입한다. BF3 실린더를 사용하여 7시간 동안 24.4 kg을 천천히 MFC를 통하여 버블시키는 방식(bubbling)으로 주입한다. 상기 메인반응기(120) 다량의 Triglyme과 BF3가 만나 BF3-adduct 중간체를 형성하고, 상술한 반응식에서와 같이, 제1반응가스가 생성되어 상기 메인 반응기(120) 상부에 모이게 된다. 여기서 반응이 급격하게 일어나므로 상기 메인 반응기(120) 온도는 상온보다 낮은 10℃로 유지하고 BF3 공급이 끝난 후에 상온으로 올려 약 한 시간동안 일부 용해된 디보레인(B2H6)을 포집한다. 반응이 완료된 후 폐용액은 폐용액 저장 탱크로 벤트(vent)된다. 이 과정은 증류탑(128)에서 충분히 증류 정제가 일어나도록 1∼5회 반복하여 상기 제1반응가스를 포집한다.In the main reactor 120, a solution is mixed with a mixer, and BF 3 is directly injected into the mixed solution through a tube that is permeated to the bottom of the container. The BF 3 cylinder was used to inject 24.4 kg slowly for 7 hours by bubbling through the MFC. A large amount of Triglyme and BF 3 meet in the main reactor 120 to form a BF 3 -adduct intermediate, and as shown in the above-described reaction formula, a first reaction gas is generated and collected at the top of the main reactor 120. Here, since the reaction occurs rapidly, the temperature of the main reactor 120 is maintained at 10° C. lower than room temperature and raised to room temperature after the supply of BF 3 is finished to collect partially dissolved diborane (B 2 H 6 ) for about an hour. . After the reaction is completed, the waste solution is vented to the waste solution storage tank. This process is repeated 1-5 times so that the distillation column 128 sufficiently undergoes distillation purification to collect the first reaction gas.

상기 정제유닛(200)인 상기 냉동트랩(210)은 초기에 질소로 퍼지(purge)하고 대기압보다 낮은 압력(200 mmHga 이하)로 관리하고, 상기 제1반응가스에 제1차불순물을 제거한다. 상기 제1차 불순물은, 상기 메인 반응기(120)에서 일부 triglyme이 기화하여 상기 제1반응가스와 함께 다음공정으로 넘어가거나 BF3-adduct 중간체를 형성하면서 triglyme이 분해되어 형성된 휘발성 불순물, 상기 반응식을 통하여 부반응이 발생하여 형성된 휘발성 불순물 등을 포함할 수 있다. 이러한 제1차불순물을 액화 응축하기 위하여 상기 냉동 트랩(210)은 -80℃로 운영하였다. The refrigeration trap 210, which is the refining unit 200, is initially purged with nitrogen and managed at a pressure lower than atmospheric pressure (200 mmHg a or less), and removes first impurities from the first reaction gas. . The first impurity is a volatile impurity formed by decomposition of triglyme while the triglyme is vaporized in the main reactor 120 to pass to the next process together with the first reaction gas or to form a BF 3 -adduct intermediate. It may include volatile impurities formed by side reactions. In order to liquefy and condense the primary impurities, the freezing trap 210 was operated at -80°C.

상기 흡착모듈(220)은 초기에는 질소로 퍼지하고 대기압보다 낮은 압력(200 mmHga 이하)로 관리한다. 상기 흡착모듈(220)을 이용하여 가스상 불순물 CO2, 수분(H2O), CH4 등의 제2차 불순물을 제거한다. 상기 제2차 불순물 제거 시 흡착탑 온도는 -30∼-40℃ 바람직하게는 -35℃로 유지하여 저온에서 흡착 제거한다. 7시간 기준으로 한 탑 교환이 이루어지며 재생 시에는 250℃로 4시간 유지하여 질소로 재생한다. -40∼400℃로 운영되는 열매체유를 사용하여 고온 재생과 저온 흡착을 운영하거나 -35도 냉매를 순환하여 저온 흡착하고 히터로 질소를 가열하여 고온 재생하는 방식을 운영하여도 된다. 이때 고온으로 인하여 냉매가 기화하지 않도록 냉매를 분리 한다. 그리고, 밸브박스(222a,222b)를 조절하여 흡착탑 선속도를 경험상으로 0.01∼1 Nm/sec이 되도록 하였다.The adsorption module 220 is initially purged with nitrogen and managed at a pressure lower than atmospheric pressure (200 mmHg a or less). The adsorption module 220 is used to remove secondary impurities such as gaseous impurities CO 2 , moisture (H 2 O), and CH 4 . When removing the second impurity, the adsorption tower temperature is maintained at -30 to -40 °C, preferably -35 °C to adsorb and remove at a low temperature. The tower is exchanged on a 7-hour basis, and when regenerated, it is maintained at 250°C for 4 hours and regenerated with nitrogen. High-temperature regeneration and low-temperature adsorption may be operated using heat medium oil operated at -40 to 400°C, or a low temperature adsorption may be performed by circulating a -35 degree refrigerant, and high temperature regeneration may be performed by heating nitrogen with a heater. At this time, the refrigerant is separated so that the refrigerant does not vaporize due to high temperature. Then, the valve boxes 222a and 222b were adjusted to make the adsorption tower linear velocity 0.01 to 1 Nm/sec in experience.

상기 증류탑(240)의 경우, 상부에는 -130도 이하로 유지할 수 있는 냉매(LN2 혹은 Novec 7200과 같은 Engineered Fluid 등)가 응축기(condenser) 역할을 하도록 별도로 흐르며, 중간에서 인입되는 기상 디보레인(B2H6)이 상부로 올라가다 응축기(condenser)와 만나 액체로 내려가며 상부에서 액체로 내려가 교환이 이뤄지도록 한다. In the case of the distillation column 240, a refrigerant (engineered fluid such as LN 2 or Novec 7200) capable of maintaining below -130 degrees flows separately to act as a condenser, and gaseous diborane introduced in the middle ( B 2 H 6 ) goes up and meets the condenser to go down to the liquid and down to the liquid to exchange.

전체 증류탑(240)은 저온을 잘 유지하도록 진공 하우징 혹은 철저한 보온을 유지하여 하부의 온도가 -100℃ 미만이 되도록 한다. 중간에는 충진재가 채워져 접촉 면적이 넓어지도록 설계하였다. 충진재의 재질은 SUS 316L로 구성된다. 증류탑(240) 하부에는 디보레인(B2H6)이 액화하여 포집되도록 공간을 유지하고 일부 디보레인(B2H6)는 기화기(250)를 통하여 10℃ 부근에서 기화하여 리턴되는 구조를 가진다. 이를 통하여 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 제3차불순물이 불순물이 증류탑(240) 상부에 모일 수 있도록 유도한다. 상부에 모인 제3차불순물(H2,CH4 등)은 진공펌프(230)를 통하여 주기적으로 벤트(vent)하여 고순도를 유지하도록 한다.The whole distillation column 240 maintains a vacuum housing or thorough heat to keep the low temperature well so that the temperature at the bottom is less than -100°C. It was designed so that the filling area was filled in the middle to increase the contact area. The material of the filling material is made of SUS 316L. In the lower portion of the distillation column 240, a space is maintained so that diborane (B 2 H 6 ) is liquefied and collected, and some diborane (B 2 H 6 ) has a structure that is vaporized and returned at around 10° C. through the vaporizer 250. . Through this, the third impurity of hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ) is induced to collect impurities on the top of the distillation column 240. The third impurity (H 2 ,CH 4, etc.) collected at the top is periodically vented through the vacuum pump 230 to maintain high purity.

저장유닛(300)의 경우 증류탑(240)에서 바로 충전유닛(330)으로 연결 가능하며 배관(L6)을 통하여 중력을 이용하거나 혹은 저온 액체 펌프(미도시)를 사용, 저장 탱크(310)로 디보레인(B2H6)을 이송한다. 저장탱크(310) 상부에는 증류탑과 같은 방식으로 상부에는 -130℃ 이하로 유지되도록 하여 전체 저장탱크 내부가 -100℃ 미만이 되도록 보온을 유지한다. 저장탱크에서 고순도 디보레인(B2H6)은 충전유닛(330)으로 연결되어 다양한 가스와 혼합되어 제품을 만든다. In the case of the storage unit 300, the distillation column 240 can be directly connected to the filling unit 330, using gravity through the pipe L6 or using a low-temperature liquid pump (not shown), and debossing it to the storage tank 310. The lane B 2 H 6 is transported. In the same way as the distillation column, the upper portion of the storage tank 310 is maintained at -130°C or lower, thereby maintaining heat so that the entire storage tank is less than -100°C. In the storage tank, high-purity diborane (B 2 H 6 ) is connected to the filling unit 330 and mixed with various gases to make a product.

이러한 방법으로 제조된 디보레인(B2H6)은 순도 99.99% 이상으로 회수율은 74.1%이며 반도체 등 초미세 공정에 적합하고 BF3 동시반응공정과 진공 시스템으로 생산 및 안전비용을 절감할 수 있다.The diborane (B 2 H 6 ) produced in this way has a purity of 99.99% or higher and a recovery rate of 74.1%. It is suitable for ultra-fine processes such as semiconductors, and can reduce production and safety costs with the BF 3 simultaneous reaction process and vacuum system. .

[실시예 2](사용용매 : Tetraglyme (Tetraethylene glycol dimethyl ether; C10H22O5))[Example 2] (Use solvent: Tetraglyme (Tetraethylene glycol dimethyl ether; C 10 H 22 O 5 ))

실시예 1과 조건이 동일하고 Tetraglyme의 양을 230.7kg 사용하여 제조를 진행하였다. 상기 실시예 2에 따라 제조된 고순도 디보레인(B2H6)은 99.99% 순도로 제조하였으며 회수율은 70.5%이다.The conditions were the same as in Example 1, and the production was performed using 230.7 kg of Tetraglyme. The high-purity diborane (B 2 H 6 ) prepared according to Example 2 was prepared with a purity of 99.99%, and the recovery rate was 70.5%.

[대조예 1] (사용용매 : Diglyme (Diethylene glycol dimethyl ether, C6H14O3))[Control Example 1] (Used solvent: Diglyme (Diethylene glycol dimethyl ether, C 6 H 14 O 3 ))

실시예 1 조건과 동일하나 용매를 Diglyme을 사용하고 파우더 반응기(110)와 메인반응기(120) 각각에서 별도로 상기 혼합용액을 생성하는 방식을 사용하였다. 즉 상기 파우더 반응기(110)에서는 혼합용액을 제조하고, 연속하여 상기 메인반응기(120)에서 BF3-adduct 중간체를 형성하고 제1반응가스가 생성되는 본 발명의 BF3 동시반응공정 및 연속적 공정 대신에, 파우더 반응기(110)에서 혼합용액을 생성하고 제1반응가스를 제조하고, 상기 메인반응기(120)에서도 혼합용액을 생성하고 제1반응가스를 제조하는 방식을 사용하였다. The same as in Example 1, but using Diglyme as a solvent, a method of separately generating the mixed solution in each of the powder reactor 110 and the main reactor 120 was used. That is, in the powder reactor 110, a mixed solution is prepared, and the BF 3 -adduct intermediate is continuously formed in the main reactor 120, and instead of the BF 3 simultaneous reaction process and the continuous process in which the first reaction gas is generated. In, a method of producing a mixed solution in the powder reactor 110 and producing a first reaction gas, and also producing a mixed solution in the main reactor 120 and producing a first reaction gas were used.

파우더반응기(110)에서 NaBH4 9.86kg과 diglyme 99.9kg을 혼합하였으나, 상온에서 녹지 않아 외부에서 35도로 승온하여 시도하였으나 일부는 녹지 않았다. 메인반응기(120))에는 Diglyme 42kg에 BF3 24.4kg을 7시간동안 천천히 공급하였다. 이후 메인반응기(120)에 파우더반응기(110)내 혼합용액을 드롭(drop)시켜 제1반응가스를 제조하였다. 이후 정제공정은 상기 실시예 1에 따라 진행하여 제조된 고순도 디보레인(B2H6)은 99.99% 순도이었으나 회수율은 50.9%로 낮았다. In the powder reactor 110, 9.86 kg of NaBH 4 and 99.9 kg of diglyme were mixed, but it was not melted at room temperature, and the temperature was raised to 35 degrees from the outside, but some did not melt. The main reactor 120) was slowly supplied with 24.4 kg of BF 3 to Diglyme 42 kg for 7 hours. Subsequently, a first reaction gas was prepared by dropping the mixed solution in the powder reactor 110 into the main reactor 120. Since the purification process was carried out according to Example 1, the high-purity diborane (B 2 H 6 ) produced was 99.99% pure, but the recovery rate was low at 50.9%.

대조예에서 회수율이 낮은 이유는 사용용매가 Diglyme 이고, NaBH4 의 용해를 위해 온도를 35도로 승온하였음에도 공정상에서 NaBH4 가 충분히 용해되지 않아 반응에 참여하지 못하였기 때문이며, 본 발명의 실시예 1에서 회수율이 높은 이유는 파우더반응기(110)에서 혼합용액을 생성하고 메인반응기(120)에서 BF3-adduct 중간체를 생성하는 BF3 동시반응공정 및 연속적 공정을 사용하였기 때문으로 추정된다.The reason for the low recovery rate in the control example is that the solvent used is Diglyme and NaBH 4 This is because NaBH 4 was not sufficiently dissolved in the process even though the temperature was raised to 35°C for dissolution of the mixture, and the reaction was high in Example 1 of the present invention because the powder reactor 110 produced a mixed solution. It is estimated that the main reactor 120 uses a BF 3 co-reaction process and a continuous process to produce a BF 3 -adduct intermediate.

[대조예 2](사용용매 : Triglyme (Triethylene glycol dimethyl ether; C8H18O4))[Control Example 2] (Used solvent: Triglyme (Triethylene glycol dimethyl ether; C 8 H 18 O 4 ))

상기 대조예 1과 조건이 동일하고 NaBH4 9.86kg과 용매는 Triglyme을 사용하여 제조하였으며 메인반응기(120)에는 Triglyme 55.8kg과 파우더반응기(110)에는 Triglyme 132.7kg을 넣어 제조를 진행하였다. 상기 대조예에 따라 제조된 고순도 디보레인(B2H6)은 99.99% 순도로 제조하였으며 회수율은 33.7%이다.The conditions of the control example 1 are the same, NaBH 4 9.86 kg and the solvent were prepared using Triglyme, and 55.8 kg of Triglyme was added to the main reactor 120 and 132.7 kg of Triglyme was added to the powder reactor 110. The high-purity diborane (B 2 H 6 ) prepared according to the control example was prepared with a purity of 99.99% and the recovery rate was 33.7%.

도 3은 각 실시예들 및 대조예에 따른 제조 조건과 생산량 및 회수율을 나타내었다. Figure 3 shows the production conditions and production rates and recovery rates according to the respective examples and control examples.

도 3에 도시된 바와 같이, 대조예1,2에 비교하는 경우 본 발명에 따른 실시예1 및 실시예2는 약 70%이상의 회수율로 99.99% 고순도 디보레인(B2H6)를 얻을 수 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 3, when compared to Comparative Examples 1 and 2, Examples 1 and 2 according to the present invention can obtain 99.99% high purity diborane (B 2 H 6 ) with a recovery rate of about 70% or more. Can be seen.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공정을 최소화하는 것이 가능하고, BF3 동시반응공정으로 제조 효율과 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 전체 제조/정제 공정이 대기압이하(0 barg 이하) 진공 프로세스로 이루어져 내부 발화, 대기 오염 등으로 인한 위험요소를 완전히 제거하여 안전을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 고순도 디보레인(B2H6(99.99% 이상)) 가스 제조가 가능하며 반도체 공정뿐만 아니라 다양한 산업공정에 적용될 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to minimize the process, and the manufacturing efficiency and cost can be drastically reduced by the BF 3 simultaneous reaction process, and the entire manufacturing/refining process is below atmospheric pressure (below 0 bar g ) It has the effect of maximizing safety by completely removing the risk factors caused by internal ignition, air pollution, etc. as it consists of a vacuum process. In addition, high-purity diborane (B 2 H 6 (99.99% or more)) gas production is possible and has an advantage that can be applied to various industrial processes as well as semiconductor processes.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. The description of the above embodiment is merely an example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that various changes and modifications are possible without departing from the basic principles of the present invention.

110 : 파우더 반응기 120 : 메인 반응기
210 : 냉동트랩 220 : 흡착모듈
240 : 증류탑 310 : 저장탱크
110: powder reactor 120: main reactor
210: frozen trap 220: adsorption module
240: distillation column 310: storage tank

Claims (21)

상온의 파우더 반응기 내에서 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매에 용해시켜 혼합용액을 생성하는 제1단계와;
상기 혼합용액을 중력과 차압을 이용하여 메인반응기로 이송하고, 상기 메인반응기에 BF3(Boron trifluoride) 가스를 일정속도로 주입하여, 상기 혼합용액과 반응시켜 불순물과 디보레인(B2H6:diborane)가스가 혼합된 제1반응가스를 생성하는 제2단계와;
상기 제1반응가스를 정제공정을 통해 불순물을 제거하여 정제하는 제3단계를 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
A first step of dissolving NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in an ether-based solvent in a powder reactor at room temperature to produce a mixed solution;
The mixed solution is transferred to the main reactor using gravity and differential pressure, and BF 3 (Boron trifluoride) gas is injected into the main reactor at a constant rate to react with the mixed solution to impurity and diborane (B 2 H 6 : diborane) a second step of generating a first reaction gas mixed with gas;
And a third step of purifying the first reaction gas by removing impurities through a purification process.
청구항 1에 있어서, 상기 정제공정은,
상기 제1반응가스가 -60 ~ -80℃ 의 냉동트랩(trap)을 통과하도록 하여, BF3(Boron trifluoride)이 상기 에테르계 용매와 반응하여 형성된 불순물 및 에테르 불순물을 포함하는 제1차 불순물을 냉동 또는 액화시켜 제거하여 제2반응가스를 생성하는 단계와;
상기 제2반응가스를 흡착탑으로 유입시켜, 흡착제를 이용하여 고차보레인, 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O), 메탄가스(CH4)를 포함하는 제2차 불순물을 제거하여 제3반응가스를 생성하는 단계와;
상기 제3반응가스를 증류탑으로 유입시켜 비점 차이를 이용한 증류공정을 수행하여 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 포함하는 제3차불순물을 제거하여 99.99% 이상의 고순도의 디보레인(diborane)을 생성하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 1, wherein the purification process,
By allowing the first reaction gas to pass through a freezing trap at -60 to -80°C, BF 3 (Boron trifluoride) reacts with the ether-based solvent to form primary impurities including impurities and ether impurities. Freezing or liquefying to remove, thereby generating a second reaction gas;
The second reaction gas is introduced into an adsorption tower, and a second impurity containing high-order borane, carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and methane gas (CH 4 ) is removed using an adsorbent to remove the third impurity. Generating a reaction gas;
The third reaction gas is introduced into a distillation column to perform a distillation process using a boiling point difference to remove a third impurity containing hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ) to remove high-purity diborane of 99.99% or more ( diborane).
청구항 2에 있어서, 상기 증류공정은,
상기 제3반응가스를 증류탑으로 이송하는 이송단계와;
상기 증류탑 내부를 냉매를 이용하여 -100 ~ -140℃ 의 온도로 유지시켜, 디보레인(B2H6:diborane)가스는 액화되어 중력에 의해 증류탑의 하부로 이동하고, 상기 제3차불순물은 기화상태를 유지하여 증류탑의 상부에 모이도록 하여 제거하는 제1차 증류단계와;
액화된 디보레인(diborane)을 기화기를 이용하여 기화시키고 기화된 디보레인(B2H6:diborane)가스를 상기 증류탑에 이송하는 재이송단계와;
상기 증류탑 내부를 냉매를 이용하여 -100 ~ -140℃ 의 온도로 유지시켜, 상기 제1차 증류단계를 통해 제거되지 않은 미세 불순물 가스를 제거하는 제2차 증류단계를 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 2, The distillation process,
A transfer step of transferring the third reaction gas to a distillation column;
By maintaining the inside of the distillation column at a temperature of -100 to -140°C using a refrigerant, diborane (B 2 H 6 :diborane) gas is liquefied and moves to the bottom of the distillation column by gravity, and the third impurity is A first distillation step of maintaining the vaporized state to collect at the top of the distillation column and removing it;
A re-transfer step of vaporizing liquefied diborane using a vaporizer and transferring the vaporized diborane (B 2 H 6 :diborane) gas to the distillation column;
Debo characterized by having a second distillation step to remove the fine impurity gas not removed through the first distillation step, by maintaining the inside of the distillation column at a temperature of -100 ~ -140 ℃ using a refrigerant. Lane manufacturing method.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계의 상기 메인반응기에서 상기 제1반응가스 생성시에, 상기 파우더 반응기는 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매에 용해시켜 혼합용액을 생성하는 공정을 수행하여 상기 메인반응기에 제공함을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 1,
When the first reaction gas is generated in the main reactor in the second step, the powder reactor dissolves NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in an ether-based solvent to perform a process of generating a mixed solution to perform the main reaction. Diborane production method characterized in that provided to the reactor.
청구항 1에 있어서,
상기 에테르계 용매는 triglyme(Triethylene glycol dimethyl ether; C8H18O4) 또는 tetraglyme(Tetraethylene glycol dimethyl ether; C10H22O5) 임을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 1,
The ether-based solvent is triglyme (Triethylene glycol dimethyl ether; C 8 H 18 O 4 ) Or tetraglyme (Tetraethylene glycol dimethyl ether; C 10 H 22 O 5 ).
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계에서 메인반응기는 불순물이 기화하는 것을 최소화하기 위해 반응기 온도가 5~10 ℃ 로 유지됨을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 1,
The main reactor in the second step is a diborane production method characterized in that the reactor temperature is maintained at 5 ~ 10 ℃ to minimize the vaporization of impurities.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계에서 BF3(Boron trifluoride) 가스는 상기 메인 반응기에 3~4kg/hour의 속도로 천천히 주입됨을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 1,
In the second step, the BF 3 (Boron trifluoride) gas is slowly injected into the main reactor at a rate of 3 to 4 kg/hour.
청구항 2에 있어서,
상기 흡착탑에는 흡착제로 제올라이트 4A(MS (Molecular sieve) 4A), 활성탄 및 제올라이트 13X(MS 13X)가 1:1:1의 부피비로 하부에서 상부방향으로 순차적으로 충진됨을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 2,
The adsorption tower is a zeolite 4A (MS (Molecular sieve) 4A), activated carbon and zeolite 13X (MS 13X) as an adsorbent is sequentially filled from bottom to top in a volume ratio of 1:1:1.
청구항 2에 있어서,
상기 흡착탑은 흡착공정시에는 반응온도가 -30 ~ -20 ℃인 저온흡착을 수행하고, 재생공정시에는 반응온도가 200 ~ 350 ℃인 고온재생을 수행함을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 2,
The adsorption tower is a diborane production method characterized in that the adsorption process performs a low temperature adsorption with a reaction temperature of -30 to -20 °C, and performs a high temperature regeneration with a reaction temperature of 200 to 350 °C during a regeneration process.
청구항 3에 있어서,
상기 재이송단계에서의 상기 기화기는 불순물이 기화하는 것을 최소화하기 위해 반응 온도가 5~10 ℃ 로 유지됨을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 3,
The vaporizer in the re-transfer step is diborane production method characterized in that the reaction temperature is maintained at 5 ~ 10 ℃ to minimize the vaporization of impurities.
청구항 3에 있어서,
상기 제2차 증류단계 이후에 불순물이 제거된 디보레인(diborane)을 액화상태로 저장탱크에 저장하는 저장단계를 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 3,
After the second distillation step, a diborane production method characterized in that it comprises a storage step of storing the diborane (diborane) in which impurities are removed in a storage tank in a liquefied state.
청구항 1에 있어서,
상기 제1단계 내지 제3단계는 대기압보다 낮은 압력 분위기에서 수행됨을 특징으로 하는 디보레인 제조방법.
The method according to claim 1,
The first to third steps are diborane production method characterized in that it is performed in a pressure atmosphere lower than atmospheric pressure.
상온에서 NaBH4(Sodium Borohydride) 분말을 에테르(ether)계 용매에 용해시켜 혼합용액을 생성하는 파우더(powder) 반응기와;
상기 혼합용액이 중력과 차압을 이용하여 이송되고, 이송된 혼합용액에 BF3(Boron trifluoride) 가스를 일정속도로 주입하여, 상기 혼합용액과 반응시켜 불순물과 디보레인(B2H6:diborane)가스가 혼합된 제1반응가스를 생성하는 메인반응기와;
상기 제1반응가스를 정제공정을 통해 불순물을 제거하여 정제하는 정제유닛을 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
A powder reactor that dissolves NaBH 4 (Sodium Borohydride) powder in an ether-based solvent at room temperature to produce a mixed solution;
The mixed solution is transferred using gravity and differential pressure, and BF 3 (Boron trifluoride) gas is injected into the transferred mixed solution at a constant rate to react with the mixed solution to impurity and diborane (B 2 H 6 :diborane) A main reactor for generating a first reaction gas mixed with gas;
And a purification unit that removes and purifies the first reaction gas through a purification process.
청구항 13에 있어서, 상기 정제유닛은,
-60 ~ -80℃ 의 온도가 유지되고, 상기 제1반응가스가 통과하면서, BF3(Boron trifluoride)이 상기 에테르계 용매와 반응하여 형성된 불순물 및 에테르 불순물을 포함하는 제1차 불순물을 냉동 또는 액화시켜 제거하여 제2반응가스를 생성하는 냉동트랩(trap)과;
상기 제2반응가스를 유입시켜, 흡착제를 이용하여 고차보레인, 이산화탄소(CO2), 수증기(H2O), 메탄가스(CH4)를 포함하는 제2차 불순물을 제거하여 제3반응가스를 생성하는 흡착모듈과;
상기 제3반응가스를 유입시켜 비점 차이를 이용한 증류공정을 수행하여 수소가스(H2)와 메탄가스(CH4)를 포함하는 제3차불순물을 제거하여 디보레인(diborane)을 생성하는 증류탑을 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 13, The purification unit,
While the temperature of -60 to -80°C is maintained, and the first reaction gas passes, BF 3 (Boron trifluoride) is reacted with the ether-based solvent to freeze the primary impurities including impurities and ether impurities. A freezing trap that is removed by liquefaction to generate a second reaction gas;
By introducing the second reaction gas, a third reaction gas is removed by removing secondary impurities including high-order borane, carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and methane gas (CH 4 ) using an adsorbent. Adsorption module for generating;
A distillation column that generates diborane by removing the third impurity containing hydrogen gas (H 2 ) and methane gas (CH 4 ) by performing the distillation process using the boiling point difference by introducing the third reaction gas A device for manufacturing diborane, characterized in that it is provided.
청구항 14에 있어서,
상기 증류탑에서 배출되는 액화된 디보레인(diborane)을 기화시켜 상기 증류탑에서 다시 증류공정을 수행하도록 하는 기화기를 더 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 14,
And a vaporizer configured to vaporize the liquefied diborane discharged from the distillation column to perform a distillation process again in the distillation column.
청구항 13에 있어서, 상기 흡착모듈은,
서로 교번하여 흡착공정과 재생공정을 수행하는 두 개의 흡착탑과, 상기 두 개의 흡착탑으로 연결되는 밸브들의 개폐를 제어하기 위한 밸브박스를 구비하고,
상기 흡착탑은 흡착제로 제올라이트 4A(MS (Molecular sieve) 4A), 활성탄 및 제올라이트 13X(MS 13X)가 1:1:1의 부피비로 하부에서 상부방향으로 순차적으로 충진되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 13, The adsorption module,
Equipped with two adsorption towers alternately performing an adsorption process and a regeneration process, and a valve box for controlling opening and closing of valves connected to the two adsorption towers,
The adsorption tower is a devo characterized by having a structure in which zeolite 4A (MS (Molecular sieve) 4A), activated carbon and zeolite 13X (MS 13X) are sequentially filled from bottom to top in a volume ratio of 1:1:1 as an adsorbent. Lane manufacturing equipment.
청구항 16에 있어서,
상기 흡착탑은 흡착공정시에는 반응온도가 -30 ~ -20 ℃인 저온흡착을 수행하고, 재생공정시에는 반응온도가 200 ~ 350 ℃인 고온재생을 수행함을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 16,
The adsorption tower is a diborane production apparatus characterized in that it performs low temperature adsorption with a reaction temperature of -30 to -20 °C during the adsorption process, and performs high temperature regeneration with a reaction temperature of 200 to 350 °C during the regeneration process.
청구항 16에 있어서,
상기 흡착제를 통과하는 상기 제2반응가스의 선속도는 0.01~1Nm/sec 로 상기 밸브박스를 통해 제어됨을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 16,
A device for manufacturing diborane, characterized in that the linear velocity of the second reaction gas passing through the adsorbent is controlled through the valve box at 0.01 to 1 Nm/sec.
청구항 14에 있어서,
상기 메인 반응기에는, BF3(Boron trifluoride) 가스를 상기 메인 반응기에 3~4kg/hour의 속도로 균등주입하기 위한 플로우미터(flowmeter) 또는 MFC(Mass Flow Controller)가 구비됨을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 14,
The main reactor, a flow meter (flowmeter) or mass flow controller (MFC) for injecting BF 3 (Boron trifluoride) gas into the main reactor at a rate of 3 to 4 kg/hour is provided. Device.
청구항 14에 있어서,
상기 증류탑의 길이 대 깊이비(L(length)/D(Depth))는 10~15 임을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 14,
Diborane production apparatus, characterized in that the length of the distillation column to the depth ratio (L (length) / D (Depth)) is 10 to 15.
청구항 14에 있어서,
상기 증류탑을 거쳐 불순물이 제거된 디보레인(diborane)을 액화시켜 저장하기 위한 저장탱크와;
상기 저장탱크에 저장된 디보레인(diborane)을 실린더에 충전하는 충전유닛을 더 구비함을 특징으로 하는 디보레인 제조장치.
The method according to claim 14,
A storage tank for liquefying and storing diborane from which impurities have been removed through the distillation column;
Diborane (diborane) stored in the storage tank diborane manufacturing apparatus characterized in that it further comprises a charging unit for filling the cylinder.
KR1020190005071A 2019-01-15 2019-01-15 Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same KR102193572B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190005071A KR102193572B1 (en) 2019-01-15 2019-01-15 Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190005071A KR102193572B1 (en) 2019-01-15 2019-01-15 Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200088600A true KR20200088600A (en) 2020-07-23
KR102193572B1 KR102193572B1 (en) 2020-12-22

Family

ID=71894242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190005071A KR102193572B1 (en) 2019-01-15 2019-01-15 Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102193572B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220059299A (en) * 2020-11-02 2022-05-10 주식회사 에프알디 Diborane synthesis and purification apparatus comprising raw material buffer tank
KR20240013981A (en) * 2022-07-22 2024-01-31 (주)원익머트리얼즈 High-purity carbonyl sulfide (COS) production reaction system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2759685B2 (en) * 1989-09-05 1998-05-28 住友精化株式会社 Diborane manufacturing method
KR100731836B1 (en) 1998-04-09 2007-06-25 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 Preparation and purification of diborane
JP2011046569A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method for producing diborane
JP2011105528A (en) * 2009-11-13 2011-06-02 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method and apparatus for refining crude diborane
KR101413621B1 (en) * 2013-01-14 2014-07-01 대성산업가스 주식회사 Method for generating high quality geh_4 and apparatus for generating high quality geh_4

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2759685B2 (en) * 1989-09-05 1998-05-28 住友精化株式会社 Diborane manufacturing method
KR100731836B1 (en) 1998-04-09 2007-06-25 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 Preparation and purification of diborane
JP2011046569A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method for producing diborane
JP2011105528A (en) * 2009-11-13 2011-06-02 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method and apparatus for refining crude diborane
KR101413621B1 (en) * 2013-01-14 2014-07-01 대성산업가스 주식회사 Method for generating high quality geh_4 and apparatus for generating high quality geh_4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220059299A (en) * 2020-11-02 2022-05-10 주식회사 에프알디 Diborane synthesis and purification apparatus comprising raw material buffer tank
KR20240013981A (en) * 2022-07-22 2024-01-31 (주)원익머트리얼즈 High-purity carbonyl sulfide (COS) production reaction system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102193572B1 (en) 2020-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1640654B1 (en) Ionic liquid based mixtures for gas storage and delivery
CN101389387B (en) Apparatus and method for the concentration and dilution of specific gas
KR102193572B1 (en) Method for generating high purity diborane using BF3 simultaneous reaction process and apparatus for the same
JP6175439B2 (en) Apparatus and method for the production of trisilylamine by concentrated phase
US9764961B2 (en) Cyclohexasilane
KR20130079363A (en) Method for the supply of fluorine
TWI525043B (en) Recovery method and recovery unit of iodinated iodide compound derived from iodine iodide
JP5373508B2 (en) Production method of diborane
US8382885B2 (en) Fluid filtration for substrate processing chamber
CN111892020A (en) Synthesis method and device of high-purity electronic-grade diborane
KR102084294B1 (en) Method and apparatus for producing high purity nitric oxide for semiconductor using the nitric acid production process
KR101163959B1 (en) Apparatus and method for liquefing nitrogen trifluoride gas
KR101363571B1 (en) Method for generating high quality GeH₄and Apparatus for generating high quality GeH₄
KR101807841B1 (en) Medical grade and ultra high purity nitrous oxide synthesis and purification and efficient system control method
KR20110046380A (en) Fluid Filtration Method for Substrate Processing Chamber
RU2525415C1 (en) Production of silicon and its compounds and production line to this end
KR102581035B1 (en) System and method for solvent recovery in the diborane manufacturing process
CN115403011B (en) Preparation and purification method of high-purity diborane
KR101406197B1 (en) Device for remanufacturing SF6 with high efficiency and mobility and method for remanufacturing SF6 using the same
KR101888550B1 (en) Apparatus for manufacturing high purity neon
CN114348971A (en) Preparation method and device of sulfur tetrafluoride
US3108856A (en) Separation of diborane from an admixture of diborane and hydrogen
JP2023021839A (en) Apparatus for producing high-purity liquefied argon and method for producing high-purity liquefied argon
JP5213408B2 (en) Method for handling alkali borohydride and method for producing borazine compound
JP5456312B2 (en) Specific gas concentrating / diluting device and specific gas concentrating / diluting method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant