JPH0755807B2 - 三弗化窒素の製造方法 - Google Patents
三弗化窒素の製造方法Info
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- JPH0755807B2 JPH0755807B2 JP62277514A JP27751487A JPH0755807B2 JP H0755807 B2 JPH0755807 B2 JP H0755807B2 JP 62277514 A JP62277514 A JP 62277514A JP 27751487 A JP27751487 A JP 27751487A JP H0755807 B2 JPH0755807 B2 JP H0755807B2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
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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（NF3）の製造方法に関する。更
に詳しくは、NF3を製造するにおいて生成したNF3の液化
・濃縮方法に関する。
に詳しくは、NF3を製造するにおいて生成したNF3の液化
・濃縮方法に関する。
（従来技術及び発明が解決しようとする問題点） NF3は沸点が−129℃、融点が−208℃の物性を示す無色
の気体である。
の気体である。
NF3はフッ素源としてフッ素（F2）よりも適度に活性が
弱くかつ毒性も低いので、従来特にフルオロオレフィン
の調整におけるフッ素源や高エネルギー燃料の酸化剤と
して使用されていた。更に近年では、超LSI用のドライ
エッチングガスとしても使用されるようになってきた。
弱くかつ毒性も低いので、従来特にフルオロオレフィン
の調整におけるフッ素源や高エネルギー燃料の酸化剤と
して使用されていた。更に近年では、超LSI用のドライ
エッチングガスとしても使用されるようになってきた。
NF3の製造方法には種々の方法がある。その主なものを
列記するとアンモニウム酸フッ化物の溶融塩電解法（米
国特許3235474号公報）、アンモニウム酸フッ化物を溶
融状態にて気相状のフッ素と反応させる方法（特公昭55
-8926号公報）、固体状の金属フッ化物のアンモニウム
錯体と元素状F2を反応させる方法（特公昭62-21724号公
報）などがある。
列記するとアンモニウム酸フッ化物の溶融塩電解法（米
国特許3235474号公報）、アンモニウム酸フッ化物を溶
融状態にて気相状のフッ素と反応させる方法（特公昭55
-8926号公報）、固体状の金属フッ化物のアンモニウム
錯体と元素状F2を反応させる方法（特公昭62-21724号公
報）などがある。
これらは、いづれもNF3を生成させる反応工程におい
て、爆発を防止し安全性を向上させるためあるいは反応
を適度に制御する目的で、一般的に不活性ガスをキャリ
ヤーガスとして反応系内に導入しており、この不活性ガ
スとしては安価な窒素（N2）ガスが専ら用いられてい
る。また、キャリヤーガスを使用せずに反応を行なう場
合でも、前記各製造方法においてはN2ガスが副生し、こ
れが生成したNF3ガス中に混在する。
て、爆発を防止し安全性を向上させるためあるいは反応
を適度に制御する目的で、一般的に不活性ガスをキャリ
ヤーガスとして反応系内に導入しており、この不活性ガ
スとしては安価な窒素（N2）ガスが専ら用いられてい
る。また、キャリヤーガスを使用せずに反応を行なう場
合でも、前記各製造方法においてはN2ガスが副生し、こ
れが生成したNF3ガス中に混在する。
従って前記各方法で製造されたNF3を前述の如き各種用
途に使用するためには、含有するN2ガスや亜酸化窒素
（N2O）、二酸化炭素（CO2）などのその他の不純物を除
去する必要がある。しかして、前記各方法で製造される
NF3中には通常相当多量のN2ガスが含有されているの
で、先ずこのN2ガスを除去するため反応工程のあとにN2
ガスを除去するいわゆるNF3の濃縮工程が反応工程に接
続する形で設けられている。（尚、反応工程と濃縮工程
の間には、N2以外の上記N2OやCO2などの不純物及び未反
応または副生する弗化水素（HF）を除去する精製工程が
入る場合もある。） この際のNF3の濃縮方法としては種々の方法があるが、
冷媒を用いてNF3を液化させる方法がコンプレッサーで
圧縮するなどの他の方法と比べて不純物が混入せずしか
も設備的にも簡単であるので、最も効果的な方法として
常用されている。しかしてこの液化用冷媒としては、液
体窒素、液体空気、液体アルゴンなどNF3より沸点の低
い液化ガスが用いられるが、これらの中でも液体窒素を
使用するとNF3の濃縮が容易である、N2は不活性物質で
あるので安全である、しかも廉価であるなどの理由で最
も好ましい。
途に使用するためには、含有するN2ガスや亜酸化窒素
（N2O）、二酸化炭素（CO2）などのその他の不純物を除
去する必要がある。しかして、前記各方法で製造される
NF3中には通常相当多量のN2ガスが含有されているの
で、先ずこのN2ガスを除去するため反応工程のあとにN2
ガスを除去するいわゆるNF3の濃縮工程が反応工程に接
続する形で設けられている。（尚、反応工程と濃縮工程
の間には、N2以外の上記N2OやCO2などの不純物及び未反
応または副生する弗化水素（HF）を除去する精製工程が
入る場合もある。） この際のNF3の濃縮方法としては種々の方法があるが、
冷媒を用いてNF3を液化させる方法がコンプレッサーで
圧縮するなどの他の方法と比べて不純物が混入せずしか
も設備的にも簡単であるので、最も効果的な方法として
常用されている。しかしてこの液化用冷媒としては、液
体窒素、液体空気、液体アルゴンなどNF3より沸点の低
い液化ガスが用いられるが、これらの中でも液体窒素を
使用するとNF3の濃縮が容易である、N2は不活性物質で
あるので安全である、しかも廉価であるなどの理由で最
も好ましい。
しかしながら、前記の如く製造工程からなる装置を用い
てNF3を製造する場合、濃縮工程において生成したNF3を
液体窒素を冷媒として冷却液化させると、キャリヤーガ
スであるN2ガス及び副生するN2ガスも一部NF3と共に液
化するので、この濃縮工程内が減圧となり、ひいては反
応系内の圧力も減圧となる。
てNF3を製造する場合、濃縮工程において生成したNF3を
液体窒素を冷媒として冷却液化させると、キャリヤーガ
スであるN2ガス及び副生するN2ガスも一部NF3と共に液
化するので、この濃縮工程内が減圧となり、ひいては反
応系内の圧力も減圧となる。
NF3の生成反応は連続的に行なわれるので、かかる状態
となると反応工程における反応の制御が極めて困難とな
り、また、安全の面でも問題が生じ、反応を長時間維持
することが不可能となる。
となると反応工程における反応の制御が極めて困難とな
り、また、安全の面でも問題が生じ、反応を長時間維持
することが不可能となる。
これを溶融塩電解法を例として説明すると以下の如くで
ある。例えば酸性フッ化アンモニウムまたはフッ化アン
モニウムと弗化水素を原料とするNH4F・HF系や、これに
更に酸性フッ化カリウムまたはフッ化カリウムを原料と
して加えたKF・NH4F・HF系で溶融塩電解を行ないNF3を
製造する場合、電解槽の陽極からはNF3ガスが発生し陰
極からは副生物としてH2ガスが発生する。
ある。例えば酸性フッ化アンモニウムまたはフッ化アン
モニウムと弗化水素を原料とするNH4F・HF系や、これに
更に酸性フッ化カリウムまたはフッ化カリウムを原料と
して加えたKF・NH4F・HF系で溶融塩電解を行ないNF3を
製造する場合、電解槽の陽極からはNF3ガスが発生し陰
極からは副生物としてH2ガスが発生する。
このNF3ガスとH2ガスは混合すると爆発を引き起こすの
で、この混合を避けるため、電解槽には陽極14と陰極15
を隔離する隔板13が第３図に示すように電解槽の底板よ
り適当な距離を置いた高さの位置より蓋板16に固着する
形で設けられていて、これにより電解槽内は陽極室18と
陰極室19を形成し、（隔板は電解液が電解槽の底部にお
いて陽極室と陰極室を相互に移動することを妨げないよ
うに設けてある。）上記NF3ガスとH2ガスの混合を防止
するようになっている。
で、この混合を避けるため、電解槽には陽極14と陰極15
を隔離する隔板13が第３図に示すように電解槽の底板よ
り適当な距離を置いた高さの位置より蓋板16に固着する
形で設けられていて、これにより電解槽内は陽極室18と
陰極室19を形成し、（隔板は電解液が電解槽の底部にお
いて陽極室と陰極室を相互に移動することを妨げないよ
うに設けてある。）上記NF3ガスとH2ガスの混合を防止
するようになっている。
電解槽の陽極室と陰極室から発生したNF3ガス及びH2ガ
スは系外に導かれ、NF3ガスは、次の工程である濃縮工
程へ接続されており、一方H2ガスは副生成物として利用
するか焼成後大気放出される。従って、陽極室内と陰極
室内の圧力を常に同圧とすることは不可能で、差圧が生
じる。その結果、電解液は陽極室内と陰極室内において
液面の高さが異なって来る。
スは系外に導かれ、NF3ガスは、次の工程である濃縮工
程へ接続されており、一方H2ガスは副生成物として利用
するか焼成後大気放出される。従って、陽極室内と陰極
室内の圧力を常に同圧とすることは不可能で、差圧が生
じる。その結果、電解液は陽極室内と陰極室内において
液面の高さが異なって来る。
上記差圧が大きくなるに従い両電極室の液面の高さも益
々差を生じるが、これが一定限度を越えると遂にNF3ガ
スとH2ガスの何れかが隔板の下を通り抜けて他の一方の
ガスと混合し、爆発限界内のガスを形成することとな
る。これを回避するために、電解槽の陽極室及び陰極室
にそれぞれ不活性なガスをキャリヤーガスとして適当量
導入調節することでこれに対処している。
々差を生じるが、これが一定限度を越えると遂にNF3ガ
スとH2ガスの何れかが隔板の下を通り抜けて他の一方の
ガスと混合し、爆発限界内のガスを形成することとな
る。これを回避するために、電解槽の陽極室及び陰極室
にそれぞれ不活性なガスをキャリヤーガスとして適当量
導入調節することでこれに対処している。
この際のキャリヤーガスとしては、NF3ガス及びH2ガス
に対し不活性でかつ後の精製工程でNF3と分離が容易なN
2、He、Arなどのガスが用いられるが、これらの中でもN
2ガスが廉価であるので常用される。尚、この溶融塩電
解法においては反応工程でN2がかなりの量副生し、これ
が生成したNF3中に混入するのでこの点からもキャリヤ
ーガスはN2ガスが好ましい。
に対し不活性でかつ後の精製工程でNF3と分離が容易なN
2、He、Arなどのガスが用いられるが、これらの中でもN
2ガスが廉価であるので常用される。尚、この溶融塩電
解法においては反応工程でN2がかなりの量副生し、これ
が生成したNF3中に混入するのでこの点からもキャリヤ
ーガスはN2ガスが好ましい。
かくして電解槽において連続的に生成されたNF3ガス
は、前述した通り引き続いて液体窒素で冷却してNF3を
液化し濃縮することになる。（ただし溶融塩電解法の場
合、例えば弗化水素などが主に未反応物として混入して
いるので、反応工程と液化・濃縮工程の間にはこの弗化
水素などを除去する精製工程が入るのが通常である。） しかし、この液化・濃縮工程では、反応工程での電解槽
内に導入したキャリヤーガスであるN2ガスも一部液化す
るので液化・濃縮装置内が減圧となり、これが影響して
電解槽の陽極室も減圧となってしまい陰極室との間に差
圧が生じる。この結果前記したと同様の理由で、陽極室
内に生成したNF3ガスが混入し爆発性ガスを形成する。
は、前述した通り引き続いて液体窒素で冷却してNF3を
液化し濃縮することになる。（ただし溶融塩電解法の場
合、例えば弗化水素などが主に未反応物として混入して
いるので、反応工程と液化・濃縮工程の間にはこの弗化
水素などを除去する精製工程が入るのが通常である。） しかし、この液化・濃縮工程では、反応工程での電解槽
内に導入したキャリヤーガスであるN2ガスも一部液化す
るので液化・濃縮装置内が減圧となり、これが影響して
電解槽の陽極室も減圧となってしまい陰極室との間に差
圧が生じる。この結果前記したと同様の理由で、陽極室
内に生成したNF3ガスが混入し爆発性ガスを形成する。
この爆発性ガス形成の原因である、陽極室内の減圧とな
るのをキャリヤーガスであるN2ガスの陽極室への供給量
の調節のみでは完全に防止することは不可能であるた
め、長時間連続してNF3の製造ができないという重要な
問題点がある。
るのをキャリヤーガスであるN2ガスの陽極室への供給量
の調節のみでは完全に防止することは不可能であるた
め、長時間連続してNF3の製造ができないという重要な
問題点がある。
（問題点を解決するための手段） 本発明者等はかかる問題を解決し、安全でしかも連続し
て長時間NF3を製造できる方法を開発することを目的と
して鋭意検討を重ねた結果、NF3、N2及びキャリヤーガ
スより低沸点でかつNF3と相互溶解性のない第三成分ガ
スの共存下でNF3ガスを液化・濃縮すれば、上記目的が
達成できることを見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
て長時間NF3を製造できる方法を開発することを目的と
して鋭意検討を重ねた結果、NF3、N2及びキャリヤーガ
スより低沸点でかつNF3と相互溶解性のない第三成分ガ
スの共存下でNF3ガスを液化・濃縮すれば、上記目的が
達成できることを見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
すなわち本発明は、三弗化窒素（NF3）の製造において
生成したNF3の液化・濃縮に際し、NF3、N2及びキャリヤ
ーガスより低沸点でかつNF3と相互溶解性のない第三成
分ガスの共存下でNF3を液化・濃縮させることを特徴と
する三弗化窒素の製造方法を提供するものである。
生成したNF3の液化・濃縮に際し、NF3、N2及びキャリヤ
ーガスより低沸点でかつNF3と相互溶解性のない第三成
分ガスの共存下でNF3を液化・濃縮させることを特徴と
する三弗化窒素の製造方法を提供するものである。
（発明の詳細な開示） 本発明を更に詳細に説明する。
本発明は、NF3の製造においてNF3を生成させる反応工
程、特には、溶融塩電解法によってNF3を発生させる反
応工程の後に接続する形で設けてあるNF3の液化・濃縮
工程において、第三成分ガスの共存下で該液化・濃縮を
行なうものであり、該第三成分ガスはNF3、N2及びキャ
リヤーガスより低沸点でかつNF3と相互溶解性のないも
のであることを必須要件とする。
程、特には、溶融塩電解法によってNF3を発生させる反
応工程の後に接続する形で設けてあるNF3の液化・濃縮
工程において、第三成分ガスの共存下で該液化・濃縮を
行なうものであり、該第三成分ガスはNF3、N2及びキャ
リヤーガスより低沸点でかつNF3と相互溶解性のないも
のであることを必須要件とする。
本発明では、かかる第三成分ガスのうちヘリウム（H
e）、ネオン（Ne）などのガスが好適に使用される。ま
た、水素（H2）ガスも下記する理由により使用すること
が可能である。すなわち本発明においては、NF3の液化
・濃縮は反応工程から導かれたN2などを含有したNF3ガ
スをNF3の液化温度である−129℃以下に冷却するもので
あるから、この様に深冷されかつ着火源のない状態で
は、これにH2ガスを共存させても爆発の危険性はなく安
全であるからである。
e）、ネオン（Ne）などのガスが好適に使用される。ま
た、水素（H2）ガスも下記する理由により使用すること
が可能である。すなわち本発明においては、NF3の液化
・濃縮は反応工程から導かれたN2などを含有したNF3ガ
スをNF3の液化温度である−129℃以下に冷却するもので
あるから、この様に深冷されかつ着火源のない状態で
は、これにH2ガスを共存させても爆発の危険性はなく安
全であるからである。
また、この第三成分ガスは単独でもよく二種以上からな
る混合ガスのいずれでもよい。
る混合ガスのいずれでもよい。
本発明においてはNF3を液化・濃縮させる装置として
は、一般にガス挿入口及びガス排出口を備えた液化した
NF3を補集するための密閉容器（以下補集容器と略記す
る）と、該補集容器を冷却するための冷媒槽からなる装
置が使用される。また、ガス排出口の先端には、排気さ
れる第三成分ガス、副生するN2ガス及び反応工程で使用
されたキャリヤーガス（通常N2ガス）の逆流による補集
容器への空気の混入を避けるため、水等のような上記各
ガスに対し不活性な液体を満たしたシール槽を設け、上
記排気ガスはこのシール槽内の液体中をバブリングさせ
た後、大気放出するのが好ましい。
は、一般にガス挿入口及びガス排出口を備えた液化した
NF3を補集するための密閉容器（以下補集容器と略記す
る）と、該補集容器を冷却するための冷媒槽からなる装
置が使用される。また、ガス排出口の先端には、排気さ
れる第三成分ガス、副生するN2ガス及び反応工程で使用
されたキャリヤーガス（通常N2ガス）の逆流による補集
容器への空気の混入を避けるため、水等のような上記各
ガスに対し不活性な液体を満たしたシール槽を設け、上
記排気ガスはこのシール槽内の液体中をバブリングさせ
た後、大気放出するのが好ましい。
本発明では反応工程で生成したN2などキャリヤーガス等
を含むNF3ガスを、第三成分ガスの共存下で冷却しNF3を
液化・濃縮させるわけであるが、この際の圧力は常温な
いし常圧より僅かに高い圧力でかつ反応工程内の圧力よ
り低い圧力で実施され、この圧力の調節は第三成分ガス
の共存量（第三成分ガスの補集容器への導入量）で行な
われる。しかしながら、この第三成分ガスは反応工程か
らキャリヤーガスと共に補集容器の排出口から系外へ排
出される際NF3も一部同伴するので、この同伴によるNF3
の損失を極力防ぐためには第三成分ガスの補集容器への
過度の導入は不都合であり、従って、その量は通常反応
工程で発生するNF3ガスに対し容量比で0.1〜10倍量で実
施される。また、NF3の上記排ガスへの同伴量はNF3の冷
却・濃縮温度によっても影響され、この温度は下記する
範囲内で低い程好ましい。すなわち、その温度範囲はNF
3の液化温度以下でかつキャリヤーガスまたはN2ガスの
液化温度以上である。
を含むNF3ガスを、第三成分ガスの共存下で冷却しNF3を
液化・濃縮させるわけであるが、この際の圧力は常温な
いし常圧より僅かに高い圧力でかつ反応工程内の圧力よ
り低い圧力で実施され、この圧力の調節は第三成分ガス
の共存量（第三成分ガスの補集容器への導入量）で行な
われる。しかしながら、この第三成分ガスは反応工程か
らキャリヤーガスと共に補集容器の排出口から系外へ排
出される際NF3も一部同伴するので、この同伴によるNF3
の損失を極力防ぐためには第三成分ガスの補集容器への
過度の導入は不都合であり、従って、その量は通常反応
工程で発生するNF3ガスに対し容量比で0.1〜10倍量で実
施される。また、NF3の上記排ガスへの同伴量はNF3の冷
却・濃縮温度によっても影響され、この温度は下記する
範囲内で低い程好ましい。すなわち、その温度範囲はNF
3の液化温度以下でかつキャリヤーガスまたはN2ガスの
液化温度以上である。
補集容器へ本発明で使用する第三成分ガスを導入する方
法は、特に限定するものではなく種々の方法が可能であ
るが、例えば、第１図に示す如く反応工程から発生した
ガス（NF3、N2及びキャリヤーガス等からなる混合ガ
ス）の補集容器１への導入管２に第三成分ガスの導入管
３を接続する方法、第２図に示す如く反応ガスの導入管
２と第３成分の導入管３を別々に設けて補集容器１に導
入する方法などで簡単に実施することができる。尚、補
集容器１への上記導入管は、該補集容器１内で液化され
たNF3中に挿入されないようにするのが好ましい。
法は、特に限定するものではなく種々の方法が可能であ
るが、例えば、第１図に示す如く反応工程から発生した
ガス（NF3、N2及びキャリヤーガス等からなる混合ガ
ス）の補集容器１への導入管２に第三成分ガスの導入管
３を接続する方法、第２図に示す如く反応ガスの導入管
２と第３成分の導入管３を別々に設けて補集容器１に導
入する方法などで簡単に実施することができる。尚、補
集容器１への上記導入管は、該補集容器１内で液化され
たNF3中に挿入されないようにするのが好ましい。
（実施例及び比較例） 以下実施例及び比較例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
実施例１ 第３図に示す装置を用いて、溶融塩電解法によりNF3の
製造を行なった。
製造を行なった。
すなわち、電解槽12に原料として酸性フッ化アンモニウ
ムと弗化水素を所定量仕込んだ後、これを130〜135℃の
温度に昇温してNH4F・HF系の電解浴17を形成した。しか
る後、キャリヤーガスとしてN2ガスを、陽極室18へはキ
ャリヤーガス導入管20にて90〜110ml/min.の流量で、ま
た陰極室19へは同じくキャリヤーガス導入管21にて80〜
90ml/min.の流量で夫々導入しながら、電解浴17を上記
温度に維持した状態で、陽極14から陰極15に50アンペア
の電流を流して電解を行なった。陽極からは約80ml/mi
n.のNF3ガスが、陰極からは約350ml/min.のH2ガスが発
生した。
ムと弗化水素を所定量仕込んだ後、これを130〜135℃の
温度に昇温してNH4F・HF系の電解浴17を形成した。しか
る後、キャリヤーガスとしてN2ガスを、陽極室18へはキ
ャリヤーガス導入管20にて90〜110ml/min.の流量で、ま
た陰極室19へは同じくキャリヤーガス導入管21にて80〜
90ml/min.の流量で夫々導入しながら、電解浴17を上記
温度に維持した状態で、陽極14から陰極15に50アンペア
の電流を流して電解を行なった。陽極からは約80ml/mi
n.のNF3ガスが、陰極からは約350ml/min.のH2ガスが発
生した。
陰極から発生したキャリヤーガス（N2）を含んだH2ガス
は、水素ガス放出管25より大気放出した。
は、水素ガス放出管25より大気放出した。
一方、陽極より発生したキャリヤーガス（N2）等を含ん
だNF3ガスは、配管24でHF除去装置31に導き、ここで含
有するHFを除去した後、導入管２により補集容器１へ導
入した。
だNF3ガスは、配管24でHF除去装置31に導き、ここで含
有するHFを除去した後、導入管２により補集容器１へ導
入した。
補集容器１は第３図に示すように、冷媒槽10内に満たさ
れている冷媒（液体窒素）11中に浸漬された状態で予め
冷却されている。
れている冷媒（液体窒素）11中に浸漬された状態で予め
冷却されている。
この冷却されている補集容器１へ、上記通りN2ガス等を
含んだNF3ガスを導入すると共に、第三成分ガスとし
て、Heガスも導入管３より40〜50ml/min.の流量で導入
し、NF3の液化・濃縮を行なった。液化されたNF3は補集
容器１内に貯留され、Heガス及びN2ガス等は排気管４、
シール槽32を経て排ガス大気放出管34より大気放出し
た。
含んだNF3ガスを導入すると共に、第三成分ガスとし
て、Heガスも導入管３より40〜50ml/min.の流量で導入
し、NF3の液化・濃縮を行なった。液化されたNF3は補集
容器１内に貯留され、Heガス及びN2ガス等は排気管４、
シール槽32を経て排ガス大気放出管34より大気放出し
た。
尚、この間電解槽12の陽極室18内のH2濃度を水素ガス濃
度計にてたえず測定したが、電解開始後100時間経過し
た時点でもH2濃度は１％未満であり、電解は引続き十分
続行できる状態であった。
度計にてたえず測定したが、電解開始後100時間経過し
た時点でもH2濃度は１％未満であり、電解は引続き十分
続行できる状態であった。
実施例２ 補集容器１に導入する第三成分ガスをNeガスに変更した
以外は、実施例１と全く同様な方法で電解及びNF3の液
化・濃縮を行なった。
以外は、実施例１と全く同様な方法で電解及びNF3の液
化・濃縮を行なった。
電解開始後100時間経過した時点での電解槽12の陽極室1
8内のH2濃度は、実施例１と同様１％未満であり電解は
引続き十分続行できる状態であった。
8内のH2濃度は、実施例１と同様１％未満であり電解は
引続き十分続行できる状態であった。
比較例１ 補集容器１への第三成分ガスの導入をストップした以外
は、実施例１と全く同様な方法で電解及びNF3の液化・
濃縮を行なったところ、電解開始２時間後に電解槽12の
陽極室18内のH2ガス濃度が約５％に上昇し、爆発限界に
近づいて非常に危険な状態となったので電解を中止せざ
るを得をなかった。
は、実施例１と全く同様な方法で電解及びNF3の液化・
濃縮を行なったところ、電解開始２時間後に電解槽12の
陽極室18内のH2ガス濃度が約５％に上昇し、爆発限界に
近づいて非常に危険な状態となったので電解を中止せざ
るを得をなかった。
以上詳細に説明した如く、本発明はNF3の製造における
反応工程に接続するNF3の液化濃縮工程において、NF3、
N2及び反応工程で使用したキャリヤーガスより低沸点で
かつNF3と相互溶解性のない例えばHe、NeやH2のような
第三成分ガスの共存下で、反応工程で生成したNF3を液
化・濃縮させるという極めて簡単な方法である。
反応工程に接続するNF3の液化濃縮工程において、NF3、
N2及び反応工程で使用したキャリヤーガスより低沸点で
かつNF3と相互溶解性のない例えばHe、NeやH2のような
第三成分ガスの共存下で、反応工程で生成したNF3を液
化・濃縮させるという極めて簡単な方法である。
従来の方法では、生成したNF3ガス中にH2ガスなどが混
入し爆発の危険が伴なうとか、この危険を防止するため
に長時間の連続運転が不可能であったが、本発明の方法
を実施することにより実施例が示す如く、NF3の製造に
おいて上記爆発の危険性を全く解消し安全に長時間の連
続運転が可能となった。
入し爆発の危険が伴なうとか、この危険を防止するため
に長時間の連続運転が不可能であったが、本発明の方法
を実施することにより実施例が示す如く、NF3の製造に
おいて上記爆発の危険性を全く解消し安全に長時間の連
続運転が可能となった。
尚、本発明で付加する装置は極めて簡単であるので、
N2、NeやH2のような第三成分ガスを使用するとしてもさ
ほどのコストアップにはならない。むしろそれよりも本
発明の方法は長時間連続してNF3の製造を可能にしたも
のであり、これによってもたらされる省エネルギー、省
力化による経費節減の方がはるかに大きい。しかもNF3
を安全に製造できるということは単なる経済性以上の大
きな意味を持つものであり、本発明の奏する効果は極め
て大なるものがある。
N2、NeやH2のような第三成分ガスを使用するとしてもさ
ほどのコストアップにはならない。むしろそれよりも本
発明の方法は長時間連続してNF3の製造を可能にしたも
のであり、これによってもたらされる省エネルギー、省
力化による経費節減の方がはるかに大きい。しかもNF3
を安全に製造できるということは単なる経済性以上の大
きな意味を持つものであり、本発明の奏する効果は極め
て大なるものがある。
第１図及び第２図は本発明におけるNF3を液化・濃縮す
るための補集容器に第三成分ガスを導入する方法の実施
態様を示す説明図であり、第３図は実施例及び比較例に
おいて使用した、NF3製造装置の反応装置及び液化・濃
縮装置を示す説明図である。 図において、 １……補集容器、２……反応工程から発生したガスの導
入管、３……第三成分ガス導入管、４……排気管、５…
…液化NF3、６、７、８、９……弁、10……冷媒槽、11
……冷媒、12……電解槽、13……隔板、14……電極（陽
極）、15……電極（陰極）、16……蓋板、17……電解
浴、18……陽極室、19……陰極室、20、21……キャリア
ーガス導入管、22、23……弁、24……配管、25……水素
ガス放出管、26、27……弁、28……水素ガス濃度計、2
9、30……圧力計、31……HF除去装置、32……シール
槽、33……シール液、34……排ガス大気放出管、 を示す。
るための補集容器に第三成分ガスを導入する方法の実施
態様を示す説明図であり、第３図は実施例及び比較例に
おいて使用した、NF3製造装置の反応装置及び液化・濃
縮装置を示す説明図である。 図において、 １……補集容器、２……反応工程から発生したガスの導
入管、３……第三成分ガス導入管、４……排気管、５…
…液化NF3、６、７、８、９……弁、10……冷媒槽、11
……冷媒、12……電解槽、13……隔板、14……電極（陽
極）、15……電極（陰極）、16……蓋板、17……電解
浴、18……陽極室、19……陰極室、20、21……キャリア
ーガス導入管、22、23……弁、24……配管、25……水素
ガス放出管、26、27……弁、28……水素ガス濃度計、2
9、30……圧力計、31……HF除去装置、32……シール
槽、33……シール液、34……排ガス大気放出管、 を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】三弗化窒素の製造において生成した三弗化
窒素を液化・濃縮するに際し、三弗化窒素、窒素及びキ
ャリヤーガスより低沸点でかつ三弗化窒素と相互溶解性
のない第三成分ガスの共存下で三弗化窒素を液化・濃縮
せしめることを特徴とする三弗化窒素の製造方法。 - 【請求項２】三弗化窒素、窒素及びキャリヤーガスより
低沸点でかつ三弗化窒素と相互溶解性のない第三成分ガ
スが、水素、ヘリウム、ネオンの何れか一種以上である
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】三弗化窒素の製造が溶解塩電解法により行
われる特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277514A JPH0755807B2 (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 三弗化窒素の製造方法 |
| EP88909616A EP0345354B1 (en) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Process for purifying nitrogen-fluoride |
| PCT/JP1988/001120 WO1989004444A1 (fr) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Procede de liquefaction, de concentration et de purification de trifluorure d'azote |
| US07/382,788 US4975259A (en) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Method of liquefying and condensing nitrogen trifluoride and a method of purifying nitrogen trifluoride |
| DE8888909616T DE3878228T2 (de) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Verfahren zur reinigung von stickstoff-fluorid. |
| KR1019890701251A KR940001383B1 (ko) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | 삼불화 질소의 액화·농축 및 정제방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277514A JPH0755807B2 (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 三弗化窒素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122910A JPH01122910A (ja) | 1989-05-16 |
| JPH0755807B2 true JPH0755807B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=17584659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62277514A Expired - Lifetime JPH0755807B2 (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 三弗化窒素の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4975259A (ja) |
| EP (1) | EP0345354B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0755807B2 (ja) |
| KR (1) | KR940001383B1 (ja) |
| DE (1) | DE3878228T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989004444A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH01261208A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-18 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
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| US5069690A (en) * | 1991-02-21 | 1991-12-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for kinetic gas-solid chromatographic separations |
| US5426944A (en) * | 1993-08-31 | 1995-06-27 | American Air Liquide, Inc. | Chemical purification for semiconductor processing by partial condensation |
| US5502969A (en) * | 1995-02-16 | 1996-04-02 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system for fluorine compound recovery |
| JPH0929002A (ja) * | 1995-07-17 | 1997-02-04 | Teisan Kk | ガス回収装置 |
| JP3532345B2 (ja) * | 1996-05-14 | 2004-05-31 | 日本エア・リキード株式会社 | 超高純度三弗化窒素製造方法及びその装置 |
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| US5910294A (en) * | 1997-11-17 | 1999-06-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Abatement of NF3 with metal oxalates |
| JP4357046B2 (ja) * | 1999-10-01 | 2009-11-04 | 株式会社東芝 | ガス回収装置 |
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| US7413722B2 (en) * | 2005-08-04 | 2008-08-19 | Foosung Co., Ltd. | Method and apparatus for manufacturing nitrogen trifluoride |
| KR100703875B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2007-04-04 | 주식회사 소디프신소재 | 삼불화질소의 정제방법 |
| KR100742484B1 (ko) * | 2005-12-02 | 2007-07-24 | 주식회사 효성 | 기화되는 불산을 최소화한 고순도 삼불화질소 제조용전해조 및 이를 이용한 삼불화 질소의 제조방법 |
| FR2901713B1 (fr) * | 2006-06-01 | 2008-07-11 | Air Liquide | Procede de distribution de produits precurseurs, notamment pyrophoriques |
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| KR101245497B1 (ko) * | 2011-10-27 | 2013-03-25 | 오씨아이머티리얼즈 주식회사 | 고비점 물질에 포함된 삼불화질소 가스의 회수장치 및 회수방법 |
| JP5201276B1 (ja) | 2012-01-27 | 2013-06-05 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換回路 |
| JP5316656B2 (ja) | 2012-01-27 | 2013-10-16 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換回路 |
| KR101411733B1 (ko) * | 2012-07-02 | 2014-06-25 | 최병구 | 삼불화질소 제조 방법 |
| KR101462752B1 (ko) * | 2013-01-24 | 2014-11-21 | 최병구 | 배가스 중의 삼불화질소 회수 방법 |
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| CN111056540B (zh) * | 2019-12-25 | 2023-09-15 | 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 | 一种电解nf3连续预纯化装置及连续预纯化方法 |
| CN111039267B (zh) * | 2019-12-29 | 2023-09-08 | 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 | 一种预纯化电解制备的三氟化氮粗品的装置及方法 |
| CN113606820B (zh) * | 2021-08-27 | 2022-09-23 | 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 | 一种直接与间接制冷相结合的三氟化氮电解气超低温冷阱装置 |
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|---|---|---|---|---|
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1987
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1988
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