JPH033876B2 - - Google Patents
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- JPH033876B2 JPH033876B2 JP13897287A JP13897287A JPH033876B2 JP H033876 B2 JPH033876 B2 JP H033876B2 JP 13897287 A JP13897287 A JP 13897287A JP 13897287 A JP13897287 A JP 13897287A JP H033876 B2 JPH033876 B2 JP H033876B2
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はフツ化窒素の精製方法に関する。更に
詳しくは、フツ化窒素中に含まれる酸素、窒素な
どの低沸点成分の分離、除去方法い関する。 フツ化窒素、特に三フツ化窒素（NF3）は、電
子材料分野でCVD装置のクリーニング剤やドラ
イエツチング剤として近年注目されている。しか
してこれらの用途に使用されるフツ化窒素は、近
年更に高純度のものが要求されてきている。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点〕 フツ化窒素は種々の方法で製造されているが、
その殆どの場合亜酸化窒素（N2O）、二酸化炭素
（CO2）、酸素（O2）、窒素（N2）などの不純物を
比較的多量に含んでいるので、従つて、上記用途
に使用するためにはフツ化窒素は上記した種々の
不純物を除去・精製し高純度とする必要がある。 上記の如き不純物を除去する方法として、ゼオ
ライトなどの吸着剤と接触させ除去する方法が、
最も効率が良く簡単な方法であるので常用されて
おり、フツ化窒素（粗フツ化窒素）の精製にも適
用されている〔Chem.Eng.、84、116、（1977）
等〕。 しかし、上記方法を粗フツ化窒素の精製に適用
した場合、N2OやCO2などのように比較的高沸点
の不純物は効率よく除去できるが、O2、N2など
のような低沸点成分は殆んど除去されず、その除
去方法は未だ知られていない。 また、一般に沸点の異なる成分の分離手段とし
て、蒸留法が有効で常用されているが、本発明者
らがフツ化窒素中の低沸点成分の除去にこの方法
を試みたところ、フツ化窒素と低沸点成分とでは
沸点差が充分大きいにもかかわらず効率的な分離
が出来ず。例えば、N2についてはフツ化窒素中
に少なくとも数千ppmも残存することがわかつ
た。 このようなことから、現在市販されているフツ
化窒素の純度は99.9重量％程度が限度であり、超
高純度の要求を満足していないのが実状である。 本発明の目的は、O2、N2などの低沸点成分を
効率よく除去し、超高純度のフツ化窒素を得る方
法を提供することにある。 〔問題を解決する為の手段及び作用〕 本発明者らは、粗フツ化窒素中に含まれるO2、
N2などの低沸点成分の除去方法について鋭意検
討を重ねた結果、特定の条件下で粗フツ化窒素を
深冷蒸留すれば、極めて効率よく、しかも経済的
に除去できることを見出し、本発明を完成するに
至つたものである。 すなわち本発明は、フツ化窒素より低沸点でか
つフツ化窒素と相互溶解性のない第三成分の共存
下で粗フツ化窒素を深冷蒸留することを特徴とす
るフツ化窒素の精製方法である。 以下本発明を詳細に説明する。フツ化窒素ガス
としては三フツ化窒素（NF3）、二フツ化二窒素
（N2F2）、四フツ化二窒素（N2F4）などが挙げら
れるが、本発明の方法はこれらのいずれのフツ化
窒素の精製にも有効である。 本発明は沸点の低いもの同志を低温下で蒸留分
離させる、深冷蒸留を基本としている。この際の
蒸留操作は連続式または回分式のいずれでも差支
えないが、深理量が多い場合は連続式の方がエネ
ルギーコスト面で好ましく、逆に、処理分が少な
い場合は設備コスト及び操作面で回分式が好まし
い。回分操作のうち、還流を伴わない単蒸留は簡
別な方法として有効である。 本発明は上記のとおり、粗フツ化窒素を深冷蒸
留により精製する方法であるので、従つて該粗フ
ツ化窒素を先ず液化させる必要がある。しかして
本発明では冷媒を用いて粗フツ化窒素を液化させ
る。この液化に用いられる冷媒としては液体窒
素、液体空気、液体アルゴン、LNGなど、フツ
化窒素より沸点の低い物質が用いられるが、これ
らの液化ガスの中でも液体窒素が廉価でもあり、
かつ、不活性である点で最も好ましい。 上記以外の方法としては、例えばLNGの気化
プロセスと組合せる方法などは省エネルギーを図
ることが出来るので好都合である。また、冷凍機
の冷媒と粗フツ化窒素を直接熱交換させる方法も
有効に採用することが出来る。 本発明はこのようにして液化された粗フツ化窒
素を深冷蒸留する方法であり、これによつて含有
するN2やO2などの低沸点成分の除去・精製を目
的としているが、本発明では、上記深冷蒸留に際
しフツ化窒素より低沸点でかつフツ化窒素と相互
溶解性のない第三成分を共存させることが必須要
件である。このよううな第三成分としては、ヘリ
ウム、アルゴン、ネオンなどを挙げることができ
る。この第三成分は、単独でもまた二種以上の混
合ガスでもいずれでもよい。 本発明において粗フツ化窒素に第三成分を共存
させる具体的な方法としては、第１図に示すよう
に第三成分を粗フツ化窒素とともに蒸留塔へフイ
ードする方法、第２図に示すように粗フツ化窒素
と第三成分を別々のフイード口から蒸留塔へフイ
ードする方法、第３図に示すようにあらかじめ第
三成分で蒸留塔内を置換させた後粗フツ化窒素を
蒸留塔にフイードする方法、第４図に示すように
蒸留塔の塔底に液化して滞留している粗フツ化窒
素中に気体状の第三成分をバブリングさせる方法
など、種々の方法が採用出来る。これらの方法の
内、蒸留塔の塔底に液化滞留している粗フツ化窒
素中に気体状の第三成分をバブリングさせる方法
が、N2やO2などの低沸点成分の除去効率が特に
高く好ましい。以上第１図〜第４図に示す方法は
何れも連続式で蒸留する方法であるが、回分式で
行なう場合は、第５図に示すように液化された粗
フツ化窒素中に気体状の第三成分をバブリングさ
せる方法、あるいは第６図に示すようにこれに攪
拌機を付加し粗フツ化ガスを攪拌する気泡攪拌方
式は低沸点成分の除去効率が高く好ましい。液体
状のフツ化窒素に気体状の第三成分をバブリング
させる方法を採用する場合は、その気泡が細かく
分散しているほど低沸点成分の除去効率が高いの
で、分散ノズルなどを使用し第三成分をバブリン
グさせる方法が好ましい。 上記各方法において深冷蒸留を常圧で行なう場
合は、蒸留装置系内への空気の混入を防止する必
要がある。第７図は上記各図で示す方法の更に詳
細な実施態様を示す図であるが、常圧で深冷蒸留
を行なう場合は、低沸点成分及び第三成分の排気
は途中に水シール槽を設け、この水シール槽をバ
ブリングさせた後大気中に放出するようにしてあ
り、これにより蒸留装置系内への空気の混入を防
止している。 本発明では、深冷蒸留はフツ化窒素が液体状で
あるような温度、すなわちフツ化窒素の液化温度
以下、凝固温度以上の温度範囲で、かつ、共存さ
せる第三成分が液化しないような任意の温度で実
施される。従つて、粗フツ化窒素は蒸留塔内にお
いては液化した状態でなければならないが、これ
は蒸留塔を液体窒素、液体空気、液体アルゴンな
どの冷媒で冷却・保冷することで実施される。
尚、蒸留塔にフイードする時の粗フツ化窒素の状
態は、必ずしも液化された状態でなくガス状でも
良いが、フツ化窒素の損失を極力防止する上から
は液化された状態で蒸留塔にフイードするのが好
ましい。 本発明においては、蒸留時の蒸留塔内の圧力は
常圧で行なうのが操作としては簡便であるが、低
沸点成分の除去効率をより向上させるためには減
圧下での蒸留が好ましく、高真空になるほど除去
効率が高くなる。蒸留塔内を減圧にする手段とし
ては、例えば真空ポンプあるいはアスピレーター
など通常公知の減圧装置を用いて、蒸留塔塔頂よ
り吸引する方法、あるいは、蒸留塔塔頂より排出
される低沸点成分と第三成分との混合ガスを液体
ヘリウムなどで液化させる方法などが採用され
る。 本発明では深冷蒸留に際し粗フツ化窒素に共存
させる第三成分の量は特に限定されないが、N2、
O2などの低沸点成分の除去効果の点からは、多
ければ多いほど好ましい。しかしながら、この第
三成分はガス化した低沸点成分と共に蒸留塔塔頂
より系外に排出される際、フツ化窒素も一部ガス
状として同伴する。従つて、第三成分の共存量を
増加させるに従いフツ化窒素の損失量が増加する
ので、実際上は液状の粗フツ化窒素に対して、ガ
ス状の第三成分がモル比として１〜100％の範囲
が好ましい。第三成分の蒸留塔への供給方法は特
に限定はなく連続供給、バツチ供給、断続供給の
いずれでもかまわない。 以上詳細に説明した如く、本発明のフツ化窒素
の精製方法は、粗フツ化窒素ガス中に不純物とし
て含まれるN2、O2などの低沸点成分を除去する
方法である。粗フツ化窒素中には、前述の通り上
記低沸点成分の外N2O、CO2などの比較的高沸点
成分も含まれており、この比較的高沸点成分も除
去精製する必要がある。しかし、本発明の方法で
は上記比較的高沸点成分は充分除去されない。従
つて、高純度のフツ化窒素を得るためには、
N2O、CO2などの比較的高沸点成分は、従来公知
の方法であるゼオライトなどの吸着剤と接触させ
て除去・精製し、N2やO2などの低沸点成分は、
本発明の方法によつて除去・精製することにより
達成することができる。しかして上記二つの精製
はいずれを先に実施しても良いが、通常、比較的
高沸点成分を除去した後、本発明の方法により低
沸点成分を除去する方法で実施される。 〔実施例〕 以下、実施例及び比較例により本発明を更に具
体的に説明する。尚、実施例及び比較例において
％、ppmは容量基準を表わす。 実施例 １ 市販のゼオライト（細孔径５Å、24〜48メツシ
ユの粒状品）を用いて、含有するN2O、CO2など
を吸着・除去した表−１に示す品質の粗三フツ化
窒素（NF3）を、第７図に示す装置を用いて深冷
蒸留により精製した。 すなわち、保冷容器６に液体窒素を満たして捕
集容器１（内容量１）を冷却したのち、該捕集
容器に表−１に示す品質のガス状のNF3と第三成
分としてヘリウムガスをそれぞれ50ml／min.及
び３ml／min.の流量で、ライン２及び３を通じ
てフイードした。捕集容器内でNF3は液化し、共
存させたヘリウムガス及び分留したガス状の低沸
点成分（酸素、窒素など）は水シール槽７を通し
て排気された（したがつて系内はほぼ大気圧に保
たれている。）。 NF3ガスのフイード量が100ｇに達した時点で、
バルブ１２及び１３を閉じてNF3ガス及びヘリウ
ムガスのフイードをストツプし、水シール槽７に
至るバルブ１６を閉じたのち、バルブ１７を開い
て真空ポンプ８にて系内のガス状低沸点成分及び
ヘリウムガスを排気した。排気完了後、捕集容器
１を常温に戻して捕集容器１内の液化NF3をガス
化して分析した。その結果は表２に示す如く酸素
及び窒素は大幅に除去されていた。 実施例 ２ 実施例１で使用した装置（第７図）を使用し
て、ヘリウムガス及び深冷蒸留により発生したガ
ス状の低沸点成分の排気を水シール槽７を通して
行なう代わりに、真空ポンプ８を使用してライン
１０により排気し捕集容器１内を減圧とした以外
は、実施例１と同一条件及び方法で表−１に示す
品質の粗NF3の深冷蒸留を行なつた。尚、深冷蒸
留時の系内圧力は10mmHg absであつた。捕集容
器１内のNF3をガス化し分析した結果は、表−２
に示す通り酸素及び窒素の含有量は実施例１より
さらに大きく減少していた。 実施例 ３ 第７図に示す装置において、挿入管１１を捕集
容器１の底部まで延長し、液化したNF3中にヘリ
ウムガスをバブリングできるように改造した。 保冷容器６に液体窒素を満たして捕集容器１を
冷却したのち、この捕集容器１へ表−１に示す品
質のガス状の粗NF3100ｇをフイードして捕集容
器１で液化させた。この液化させた粗NF3中に、
ヘリウムガスを100ml／min.の流量で30分間フイ
ードしバブリングさせた。尚、ヘリウムガス及び
気化した低沸点成分は、実施例１と同様水シール
槽７を通して排気させた（系内圧力は大気圧）。 以下実施例１と同様にして、系内を真空ポンプ
８で排気して共存ガスを除去した。得られた液化
NF3を実施例１と同様気化し分析したところ、そ
の結果は表−２に示す通りで、酸素及び窒素が大
幅に除去された高純度のNF3が得られた。 実施例 ４ 実施例３の方法において、ヘリウムガスのバブ
リング時も真空ポンプ８を使用し、バブリング時
の系内圧力を10mmHg absにした以外は実施例３
と同一な条件及び方法で深冷蒸留を行なつた。得
られたNF3ガスの分析値は表−２に示す通り、酸
素及び窒素の含有量は極めて微量で極めて高純度
のNF3ガスが得られた。 実施例 ５ 第三成分としてヘリウムガスが代りにアルゴン
ガスを用いた以外は、実施例４と同一な条件及び
方法で粗NF3の深冷蒸留を行なつた。得られた
NF3ガスの分析値は表−２に示す通り、酸素窒素
共微量で極めて高純度のNF3ガスが得られた。
詳しくは、フツ化窒素中に含まれる酸素、窒素な
どの低沸点成分の分離、除去方法い関する。 フツ化窒素、特に三フツ化窒素（NF3）は、電
子材料分野でCVD装置のクリーニング剤やドラ
イエツチング剤として近年注目されている。しか
してこれらの用途に使用されるフツ化窒素は、近
年更に高純度のものが要求されてきている。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点〕 フツ化窒素は種々の方法で製造されているが、
その殆どの場合亜酸化窒素（N2O）、二酸化炭素
（CO2）、酸素（O2）、窒素（N2）などの不純物を
比較的多量に含んでいるので、従つて、上記用途
に使用するためにはフツ化窒素は上記した種々の
不純物を除去・精製し高純度とする必要がある。 上記の如き不純物を除去する方法として、ゼオ
ライトなどの吸着剤と接触させ除去する方法が、
最も効率が良く簡単な方法であるので常用されて
おり、フツ化窒素（粗フツ化窒素）の精製にも適
用されている〔Chem.Eng.、84、116、（1977）
等〕。 しかし、上記方法を粗フツ化窒素の精製に適用
した場合、N2OやCO2などのように比較的高沸点
の不純物は効率よく除去できるが、O2、N2など
のような低沸点成分は殆んど除去されず、その除
去方法は未だ知られていない。 また、一般に沸点の異なる成分の分離手段とし
て、蒸留法が有効で常用されているが、本発明者
らがフツ化窒素中の低沸点成分の除去にこの方法
を試みたところ、フツ化窒素と低沸点成分とでは
沸点差が充分大きいにもかかわらず効率的な分離
が出来ず。例えば、N2についてはフツ化窒素中
に少なくとも数千ppmも残存することがわかつ
た。 このようなことから、現在市販されているフツ
化窒素の純度は99.9重量％程度が限度であり、超
高純度の要求を満足していないのが実状である。 本発明の目的は、O2、N2などの低沸点成分を
効率よく除去し、超高純度のフツ化窒素を得る方
法を提供することにある。 〔問題を解決する為の手段及び作用〕 本発明者らは、粗フツ化窒素中に含まれるO2、
N2などの低沸点成分の除去方法について鋭意検
討を重ねた結果、特定の条件下で粗フツ化窒素を
深冷蒸留すれば、極めて効率よく、しかも経済的
に除去できることを見出し、本発明を完成するに
至つたものである。 すなわち本発明は、フツ化窒素より低沸点でか
つフツ化窒素と相互溶解性のない第三成分の共存
下で粗フツ化窒素を深冷蒸留することを特徴とす
るフツ化窒素の精製方法である。 以下本発明を詳細に説明する。フツ化窒素ガス
としては三フツ化窒素（NF3）、二フツ化二窒素
（N2F2）、四フツ化二窒素（N2F4）などが挙げら
れるが、本発明の方法はこれらのいずれのフツ化
窒素の精製にも有効である。 本発明は沸点の低いもの同志を低温下で蒸留分
離させる、深冷蒸留を基本としている。この際の
蒸留操作は連続式または回分式のいずれでも差支
えないが、深理量が多い場合は連続式の方がエネ
ルギーコスト面で好ましく、逆に、処理分が少な
い場合は設備コスト及び操作面で回分式が好まし
い。回分操作のうち、還流を伴わない単蒸留は簡
別な方法として有効である。 本発明は上記のとおり、粗フツ化窒素を深冷蒸
留により精製する方法であるので、従つて該粗フ
ツ化窒素を先ず液化させる必要がある。しかして
本発明では冷媒を用いて粗フツ化窒素を液化させ
る。この液化に用いられる冷媒としては液体窒
素、液体空気、液体アルゴン、LNGなど、フツ
化窒素より沸点の低い物質が用いられるが、これ
らの液化ガスの中でも液体窒素が廉価でもあり、
かつ、不活性である点で最も好ましい。 上記以外の方法としては、例えばLNGの気化
プロセスと組合せる方法などは省エネルギーを図
ることが出来るので好都合である。また、冷凍機
の冷媒と粗フツ化窒素を直接熱交換させる方法も
有効に採用することが出来る。 本発明はこのようにして液化された粗フツ化窒
素を深冷蒸留する方法であり、これによつて含有
するN2やO2などの低沸点成分の除去・精製を目
的としているが、本発明では、上記深冷蒸留に際
しフツ化窒素より低沸点でかつフツ化窒素と相互
溶解性のない第三成分を共存させることが必須要
件である。このよううな第三成分としては、ヘリ
ウム、アルゴン、ネオンなどを挙げることができ
る。この第三成分は、単独でもまた二種以上の混
合ガスでもいずれでもよい。 本発明において粗フツ化窒素に第三成分を共存
させる具体的な方法としては、第１図に示すよう
に第三成分を粗フツ化窒素とともに蒸留塔へフイ
ードする方法、第２図に示すように粗フツ化窒素
と第三成分を別々のフイード口から蒸留塔へフイ
ードする方法、第３図に示すようにあらかじめ第
三成分で蒸留塔内を置換させた後粗フツ化窒素を
蒸留塔にフイードする方法、第４図に示すように
蒸留塔の塔底に液化して滞留している粗フツ化窒
素中に気体状の第三成分をバブリングさせる方法
など、種々の方法が採用出来る。これらの方法の
内、蒸留塔の塔底に液化滞留している粗フツ化窒
素中に気体状の第三成分をバブリングさせる方法
が、N2やO2などの低沸点成分の除去効率が特に
高く好ましい。以上第１図〜第４図に示す方法は
何れも連続式で蒸留する方法であるが、回分式で
行なう場合は、第５図に示すように液化された粗
フツ化窒素中に気体状の第三成分をバブリングさ
せる方法、あるいは第６図に示すようにこれに攪
拌機を付加し粗フツ化ガスを攪拌する気泡攪拌方
式は低沸点成分の除去効率が高く好ましい。液体
状のフツ化窒素に気体状の第三成分をバブリング
させる方法を採用する場合は、その気泡が細かく
分散しているほど低沸点成分の除去効率が高いの
で、分散ノズルなどを使用し第三成分をバブリン
グさせる方法が好ましい。 上記各方法において深冷蒸留を常圧で行なう場
合は、蒸留装置系内への空気の混入を防止する必
要がある。第７図は上記各図で示す方法の更に詳
細な実施態様を示す図であるが、常圧で深冷蒸留
を行なう場合は、低沸点成分及び第三成分の排気
は途中に水シール槽を設け、この水シール槽をバ
ブリングさせた後大気中に放出するようにしてあ
り、これにより蒸留装置系内への空気の混入を防
止している。 本発明では、深冷蒸留はフツ化窒素が液体状で
あるような温度、すなわちフツ化窒素の液化温度
以下、凝固温度以上の温度範囲で、かつ、共存さ
せる第三成分が液化しないような任意の温度で実
施される。従つて、粗フツ化窒素は蒸留塔内にお
いては液化した状態でなければならないが、これ
は蒸留塔を液体窒素、液体空気、液体アルゴンな
どの冷媒で冷却・保冷することで実施される。
尚、蒸留塔にフイードする時の粗フツ化窒素の状
態は、必ずしも液化された状態でなくガス状でも
良いが、フツ化窒素の損失を極力防止する上から
は液化された状態で蒸留塔にフイードするのが好
ましい。 本発明においては、蒸留時の蒸留塔内の圧力は
常圧で行なうのが操作としては簡便であるが、低
沸点成分の除去効率をより向上させるためには減
圧下での蒸留が好ましく、高真空になるほど除去
効率が高くなる。蒸留塔内を減圧にする手段とし
ては、例えば真空ポンプあるいはアスピレーター
など通常公知の減圧装置を用いて、蒸留塔塔頂よ
り吸引する方法、あるいは、蒸留塔塔頂より排出
される低沸点成分と第三成分との混合ガスを液体
ヘリウムなどで液化させる方法などが採用され
る。 本発明では深冷蒸留に際し粗フツ化窒素に共存
させる第三成分の量は特に限定されないが、N2、
O2などの低沸点成分の除去効果の点からは、多
ければ多いほど好ましい。しかしながら、この第
三成分はガス化した低沸点成分と共に蒸留塔塔頂
より系外に排出される際、フツ化窒素も一部ガス
状として同伴する。従つて、第三成分の共存量を
増加させるに従いフツ化窒素の損失量が増加する
ので、実際上は液状の粗フツ化窒素に対して、ガ
ス状の第三成分がモル比として１〜100％の範囲
が好ましい。第三成分の蒸留塔への供給方法は特
に限定はなく連続供給、バツチ供給、断続供給の
いずれでもかまわない。 以上詳細に説明した如く、本発明のフツ化窒素
の精製方法は、粗フツ化窒素ガス中に不純物とし
て含まれるN2、O2などの低沸点成分を除去する
方法である。粗フツ化窒素中には、前述の通り上
記低沸点成分の外N2O、CO2などの比較的高沸点
成分も含まれており、この比較的高沸点成分も除
去精製する必要がある。しかし、本発明の方法で
は上記比較的高沸点成分は充分除去されない。従
つて、高純度のフツ化窒素を得るためには、
N2O、CO2などの比較的高沸点成分は、従来公知
の方法であるゼオライトなどの吸着剤と接触させ
て除去・精製し、N2やO2などの低沸点成分は、
本発明の方法によつて除去・精製することにより
達成することができる。しかして上記二つの精製
はいずれを先に実施しても良いが、通常、比較的
高沸点成分を除去した後、本発明の方法により低
沸点成分を除去する方法で実施される。 〔実施例〕 以下、実施例及び比較例により本発明を更に具
体的に説明する。尚、実施例及び比較例において
％、ppmは容量基準を表わす。 実施例 １ 市販のゼオライト（細孔径５Å、24〜48メツシ
ユの粒状品）を用いて、含有するN2O、CO2など
を吸着・除去した表−１に示す品質の粗三フツ化
窒素（NF3）を、第７図に示す装置を用いて深冷
蒸留により精製した。 すなわち、保冷容器６に液体窒素を満たして捕
集容器１（内容量１）を冷却したのち、該捕集
容器に表−１に示す品質のガス状のNF3と第三成
分としてヘリウムガスをそれぞれ50ml／min.及
び３ml／min.の流量で、ライン２及び３を通じ
てフイードした。捕集容器内でNF3は液化し、共
存させたヘリウムガス及び分留したガス状の低沸
点成分（酸素、窒素など）は水シール槽７を通し
て排気された（したがつて系内はほぼ大気圧に保
たれている。）。 NF3ガスのフイード量が100ｇに達した時点で、
バルブ１２及び１３を閉じてNF3ガス及びヘリウ
ムガスのフイードをストツプし、水シール槽７に
至るバルブ１６を閉じたのち、バルブ１７を開い
て真空ポンプ８にて系内のガス状低沸点成分及び
ヘリウムガスを排気した。排気完了後、捕集容器
１を常温に戻して捕集容器１内の液化NF3をガス
化して分析した。その結果は表２に示す如く酸素
及び窒素は大幅に除去されていた。 実施例 ２ 実施例１で使用した装置（第７図）を使用し
て、ヘリウムガス及び深冷蒸留により発生したガ
ス状の低沸点成分の排気を水シール槽７を通して
行なう代わりに、真空ポンプ８を使用してライン
１０により排気し捕集容器１内を減圧とした以外
は、実施例１と同一条件及び方法で表−１に示す
品質の粗NF3の深冷蒸留を行なつた。尚、深冷蒸
留時の系内圧力は10mmHg absであつた。捕集容
器１内のNF3をガス化し分析した結果は、表−２
に示す通り酸素及び窒素の含有量は実施例１より
さらに大きく減少していた。 実施例 ３ 第７図に示す装置において、挿入管１１を捕集
容器１の底部まで延長し、液化したNF3中にヘリ
ウムガスをバブリングできるように改造した。 保冷容器６に液体窒素を満たして捕集容器１を
冷却したのち、この捕集容器１へ表−１に示す品
質のガス状の粗NF3100ｇをフイードして捕集容
器１で液化させた。この液化させた粗NF3中に、
ヘリウムガスを100ml／min.の流量で30分間フイ
ードしバブリングさせた。尚、ヘリウムガス及び
気化した低沸点成分は、実施例１と同様水シール
槽７を通して排気させた（系内圧力は大気圧）。 以下実施例１と同様にして、系内を真空ポンプ
８で排気して共存ガスを除去した。得られた液化
NF3を実施例１と同様気化し分析したところ、そ
の結果は表−２に示す通りで、酸素及び窒素が大
幅に除去された高純度のNF3が得られた。 実施例 ４ 実施例３の方法において、ヘリウムガスのバブ
リング時も真空ポンプ８を使用し、バブリング時
の系内圧力を10mmHg absにした以外は実施例３
と同一な条件及び方法で深冷蒸留を行なつた。得
られたNF3ガスの分析値は表−２に示す通り、酸
素及び窒素の含有量は極めて微量で極めて高純度
のNF3ガスが得られた。 実施例 ５ 第三成分としてヘリウムガスが代りにアルゴン
ガスを用いた以外は、実施例４と同一な条件及び
方法で粗NF3の深冷蒸留を行なつた。得られた
NF3ガスの分析値は表−２に示す通り、酸素窒素
共微量で極めて高純度のNF3ガスが得られた。
【表】
【表】
比較例 １
第三成分であるヘリウムガスのフイードをスト
ツプする以外は実施例１と同一の操作を行なつた
ところ、得られたNF3ガス中の酸素及び窒素の含
有量は表−３に示す通りであり、ほとんど除去さ
れなかつた。 比較例 ２ ヘリウムガスのフイードをストツプする以外は
実施例２と同一の操作を行なつたところ、得られ
たNF3ガス中の酸素及び窒素の含有量は表−３に
示す通りであり、その除去率は比較例１程ではな
いもののかなり不十分であつた。
ツプする以外は実施例１と同一の操作を行なつた
ところ、得られたNF3ガス中の酸素及び窒素の含
有量は表−３に示す通りであり、ほとんど除去さ
れなかつた。 比較例 ２ ヘリウムガスのフイードをストツプする以外は
実施例２と同一の操作を行なつたところ、得られ
たNF3ガス中の酸素及び窒素の含有量は表−３に
示す通りであり、その除去率は比較例１程ではな
いもののかなり不十分であつた。
以上詳細に説明したように、本発明はヘリウ
ム、アルゴンなどのようなフツ化窒素と相互溶解
性のない第三成分を共存させて、粗フツ化窒素を
深冷蒸留する方法であり、これによつて従来の精
製方法では不可能であつた、粗フツ化窒素中の
O2やN2などの低沸点成分の除去を可能にしたも
のである。 そして、実施例が示す如く上記深冷蒸留におい
て、これを減圧下で実施するとか、第三成分を液
化した粗フツ化窒素中にバブリングする方法を採
用すれば、低沸点成分は極めて効率よく分離・除
去することができる。 尚、粗フツ化窒素中に含まれるN2O、CO2など
のような低沸点成分以外の不純物は、ゼオライト
などの吸着剤と接触させる他の公知の精製方法と
本発明の方法を組合せることによつて、例えば
99.99％以上という極めて高純度で電子材料用途
として好適なフツ化窒素を得ることができるので
ある。 この様な高純度なフツ化窒素は現在迄得られて
おらず、電子材料分野の最近の要望に十分対応で
きるものであり、本発明の意義は極めて大なるも
のがある。
ム、アルゴンなどのようなフツ化窒素と相互溶解
性のない第三成分を共存させて、粗フツ化窒素を
深冷蒸留する方法であり、これによつて従来の精
製方法では不可能であつた、粗フツ化窒素中の
O2やN2などの低沸点成分の除去を可能にしたも
のである。 そして、実施例が示す如く上記深冷蒸留におい
て、これを減圧下で実施するとか、第三成分を液
化した粗フツ化窒素中にバブリングする方法を採
用すれば、低沸点成分は極めて効率よく分離・除
去することができる。 尚、粗フツ化窒素中に含まれるN2O、CO2など
のような低沸点成分以外の不純物は、ゼオライト
などの吸着剤と接触させる他の公知の精製方法と
本発明の方法を組合せることによつて、例えば
99.99％以上という極めて高純度で電子材料用途
として好適なフツ化窒素を得ることができるので
ある。 この様な高純度なフツ化窒素は現在迄得られて
おらず、電子材料分野の最近の要望に十分対応で
きるものであり、本発明の意義は極めて大なるも
のがある。
第１図〜第６図は本発明の各実施態様を示す蒸
留装置を示す概要図であり、第７図は各実施例及
び比較例で使用した蒸留装置を示すフローシート
である。 図において、１……蒸留塔または捕集容器、２
……粗フツ化窒素フイードライン、３……第三成
分フイードライン、４……低沸点成分及び第三成
分排気ライン、５……精製フツ化窒素抜出しライ
ン、６……保冷容器、７……水シール槽、８……
真空ポンプ、９……常圧排気ライン、１０……真
空排気ライン、１１……挿入管、１２，１３，１
４，１５，１６，１７……バルブを示す。
留装置を示す概要図であり、第７図は各実施例及
び比較例で使用した蒸留装置を示すフローシート
である。 図において、１……蒸留塔または捕集容器、２
……粗フツ化窒素フイードライン、３……第三成
分フイードライン、４……低沸点成分及び第三成
分排気ライン、５……精製フツ化窒素抜出しライ
ン、６……保冷容器、７……水シール槽、８……
真空ポンプ、９……常圧排気ライン、１０……真
空排気ライン、１１……挿入管、１２，１３，１
４，１５，１６，１７……バルブを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フツ化窒素より低沸点でかつフツ化窒素と相
互溶解性のない第三成分の共存下で粗フツ化窒素
を深冷蒸留することを特徴とするフツ化窒素の精
製方法。 ２ フツ化窒素より低沸点でかつフツ化窒素と相
互溶解性のない第三成分の共存が液体状のフツ化
窒素への気体状の第三成分のバブリングである特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 深冷蒸留が減圧下に行なわれる特許請求の範
囲第１項ないし第２項記載の方法。 ４ 深冷蒸留が単蒸留である特許請求の範囲第１
項ないし第３項記載の方法。 ５ フツ化窒素より低沸点でかつフツ化窒素と相
互溶解性のない第三成分が、ヘリウム、アルゴ
ン、ネオンの少なくとも一種である特許請求の範
囲第１項ないし第４項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13897287A JPS63306383A (ja) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | フッ化窒素の精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13897287A JPS63306383A (ja) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | フッ化窒素の精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63306383A JPS63306383A (ja) | 1988-12-14 |
| JPH033876B2 true JPH033876B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15234478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13897287A Granted JPS63306383A (ja) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | フッ化窒素の精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63306383A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0755807B2 (ja) * | 1987-11-04 | 1995-06-14 | 三井東圧化学株式会社 | 三弗化窒素の製造方法 |
| CN1252011C (zh) * | 1997-11-10 | 2006-04-19 | 纳幕尔杜邦公司 | 全氟化产物的纯化方法 |
| US6458249B2 (en) | 1997-11-10 | 2002-10-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for purifying perfluorinated products |
| EP1229000A2 (en) * | 1997-11-10 | 2002-08-07 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for purifying perfluorinated products |
-
1987
- 1987-06-04 JP JP13897287A patent/JPS63306383A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63306383A (ja) | 1988-12-14 |
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