JPH08309146A

JPH08309146A - ガス流れからペルフルオロカーボン類を分離除去する方法

Info

Publication number: JPH08309146A
Application number: JP7122731A
Authority: JP
Inventors: Satish S Tamhankar; サティシュ・エス・タムハンカー; Ramakrishnan Ramachandran; ラマクリシュナン・ラマチャンドラン; Martin Buelow; マルティーン・ビューロー; R Garika Theodore; シアドア・アール・ガリカ
Original assignee: BOC Group Inc
Current assignee: Messer LLC
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス流れからペルフルオロカーボン類を吸着
によって除去するための効率的な方法を提供する。【構成】ガス流れを、ＦＡＵ構造の高シリコン吸着
剤、ＢＥＡ構造の高シリコン吸着剤、ＭＯＲ構造の高シ
リコン吸着剤のような１種または２種以上のエネルギー
的に均質な吸着剤床を用いる吸着工程に供することによ
って、ガス流れからペルフルオロカーボン類を回収す
る。吸着工程は好ましくは圧力スイング吸着または温度
スイング吸着である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス流れの浄化に関し、
特にペルフルオロ化炭化水素をガス流れから吸着によっ
て除去する方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】十分にフルオロ化（フッ素化）された炭
化水素誘導体（ペルフルオロカーボン類）は、様々な家
庭用および工業用分野で世界的に使用されている。その
ような使用の結果、ガス状のペルフルオロ化炭化水素類
が環境中に現在放出されている。一例として、低分子量
のペルフルオロカーボン類が、半導体製造業において酸
素と組み合わせて、シリコンチップのエッチングおよび
化学蒸着室の浄化のために使用されている。これらの工
程は典型的には真空下で行われる。室からの排気ガス
は、ペルフルオロカーボン類の他に、未反応の蒸着化合
物とフッ化水素や三フッ化窒素などの様々な反応生成物
を含んでいる。これらの化合物は大気中に安全に放出す
ることはできないので、排気ガスは一般に、有害と考え
られる化合物を破壊するかまたはそれらを大気中に放出
できる化合物に変化させるために処理される。一つの手
順によれば、ガス流れは、反応器例えばガス反応塔（製
造者：ＢＯＣＧroup のＥdwards Ｈigh Ｖacuum Ｉnte
rnational Ｄivision（商号：ＥＤＷＡＲＤＳＧＲ
Ｃ））に導入され、その中でガス流れの成分は高温で反
応し、廃棄可能な固体物質に変換される。しかし、ペル
フルオロカーボン類は高度に非反応性であり、反応器を
影響を受けずに通過する。ペルフルオロカーボン類は無
毒性で、地球を取り巻くオゾン層に対して有害であると
は考えられていないので、それらは現在大気中に放出さ
れている。

【０００３】しかし、ペルフルオロカーボン類は、それ
らの高度な安定性と熱的な特性の故に、地球を温暖化さ
せるもの（global warmers）であると考えられている。
従って、世界中の産業界は現在、環境中へのペルフルオ
ロ化炭化水素類の放出を最少化するかまたは停止するた
めの努力を行っている。これらの化合物を廃棄ガスから
回収するのに現在利用可能なプロセスは、費用がかさ
み、また必ずしも実際的ではないので、それらを破壊す
る方法が考えられている。破壊するために提案された一
つの方法は燃焼である。これは、それらを１０００℃以
上の温度に加熱することによって行われ、その温度は、
水素と酸素をペルフルオロカーボン類の存在下で燃焼す
ることによって達せられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ペルフルオロカーボン
類の破壊は廃棄の問題に対する最良の解決法ではない。
というのは、それは費用がかさみ、不完全燃焼によって
他の有害な副生成物が生じるからである。さらに、ペル
フルオロカーボン類は高い価値のある生成物であり、も
しそれらをガス流れから高くない費用で回収することが
できれば、有益に再利用できるであろう。本発明は、こ
の目的を達成するために費用的に有効で効率の良い方法
を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の広い態様によれ
ば、ガス流れを、１種もしくは２種以上の特定のエネル
ギー的に均質な高シリコン（高ケイ素）の微孔質の吸着
剤および／または１種もしくは２種以上の特定のエネル
ギー的に均質な中孔質の（mesoporous）吸着剤に通すこ
とによって、１種もしくは２種以上のガス状のペルフル
オロカーボン類が、少なくとも１種の永久気体を含んで
いる前記ガス流れから分離される。ペルフルオロカーボ
ン類は、これらの吸着剤によってガス流れのその他の成
分よりも強く吸着される。ペルフルオロカーボン類は吸
着剤から通常の再生手順によって回収される。

【０００６】好ましい吸着剤は、脱アルミニウム型のＹ
型ゼオライト、脱アルミニウム型のベータ型ゼオライ
ト、および脱アルミニウム型のモルデナイト（モルデン
フッ石）であり、これらの全てについてシリコン対アル
ミニウム比が５０以上である。最も好ましい吸着剤は、
シリコン対アルミニウム比が１００以上の脱アルミニウ
ム型のＹ型ゼオライトである。

【０００７】本発明の方法は、吸着温度においてガス状
のまたは蒸気の状態のあらゆるペルフルオロカーボン類
を回収するのに用いることができる。本発明は、飽和ま
たはエチレン不飽和ペルフルオロカーボン類の回収に特
に適していて、特に炭素原子を８個まで有しているペル
フルオロカーボン類、例えばペルフルオロメタン、ペル
フルオロエタン、ペルフルオロエチレン、ペルフルオロ
ヘキサン、ペルフルオロオクタンなどの回収に適してい
る。

【０００８】用いられる吸着プロセスを特定することは
本発明においては重要ではなく、一般にあらゆる吸着手
順を用いることができる。循環式の吸着プロセスが一般
に用いられ、圧力スイング吸着法（ＰＳＡ）および温度
スイング吸着法（ＴＳＡ）のサイクル、またはこれらの
組み合わせが好ましい。吸着は、平行に配置されている
一組になった２つまたは３つ以上の吸着床において、少
なくとも１つの床が吸着に供されているときに別の床が
再生されるように非同調式に運転されるのが好ましい。

【０００９】上述したような単なる吸着プロセスに加え
て、本発明は特定の循環処理プロセスを変更するのに用
いることができる。本発明を組み込むことができる特定
の循環処理プロセスには、真空蒸着、エッチング室浄化
プロセス、およびペルフルオロエチレン重合化プロセス
がある。

【００１０】蒸着およびエッチング室の浄化において
は、蒸着物またはエッチング化学蒸着物を含んでいる室
が、室中にペルフルオロカーボンと酸素をプラズマ条件
下で導入することによって清浄化される。ペルフルオロ
カーボンおよび酸素が蒸着物と反応し、種々の気体生成
物を形成する。反応生成物、未反応蒸着化学物質、ペル
フルオロカーボン、および酸素からなるガス混合物が蒸
着室から（好ましくは排気によって）取り出され、任意
に窒素またはアルゴンで希釈され、次いで反応器に高温
で通される。それによって蒸着化学物質は無害な固体に
変化する。ペルフルオロカーボンは反応器内で変化しな
いが、ガス反応塔流出物から上述の吸着プロセスによっ
て取り出され、蒸着室またはエッチング室へ再循環され
るか、あるいは将来の使用のために貯蔵される。ペルフ
ルオロカーボンは、その純度を高める必要がある場合、
凝縮や低温蒸留のようなさらなる浄化工程に付すことが
できる。

【００１１】ペルフルオロエチレンの重合においては、
ペルフルオロエチレンが反応器中で重合し、それによっ
てポリマーと未反応モノマーの混合生成物が生じる。未
反応モノマーは混合生成物からストリッピングによっ
て、好ましくは不活性ガスを用いて除去される。次い
で、ストリッピングされたモノマーは上述の吸着工程に
付され、それによってペルフルオロエチレンが吸着され
る。ペルフルオロエチレンは、吸着床から脱着された
後、重合反応器へ再循環されるか、貯蔵場所へ送られる
か、あるいは廃棄処分される。

【００１２】

【発明を実施するための好ましい態様】ペルフルオロカ
ーボン類は、１つまたは２つ以上の永久気体から本発明
の方法によって分離される。本発明の目的上、永久気体
には、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリ
プトン、キセノン、水素、および一酸化炭素が含まれ
る。本発明は特に、窒素、酸素、アルゴン、およびこれ
らの混合物からペルフルオロカーボン類を分離するのに
適している。

【００１３】本発明で用いることのできる吸着剤には、
特定のエネルギー的に均質な物質であって、少なくとも
約４.５オングストローム単位の空孔径を有する微孔質
のおよび中孔質の物質がある。この説明の目的上、微孔
質の物質とは、約２０オングストローム単位未満の平均
の空孔サイズを有する物質と定義され、中孔質の物質と
は、平均の空孔サイズが約２０〜約５００オングストロ
ーム単位の範囲にある物質と定義される。エネルギー的
に均質な吸着剤において、全ての吸着位置の吸着エネル
ギーは実質的に同等である。この定義は、実験的に測定
可能な吸着の熱が実質的に一定であり、吸着された化合
物の濃度が変化するときであってもそうである、という
ことを意味する。ここで用いられる ”実質的に一定の
吸着の熱”とは、上記物質の吸着の熱が約１０％以上で
は変化しない、ということを意味する。

【００１４】適当な微孔質の吸着剤には、高シリコンの
改質ＦＡＵ構造クラス・ゼオライト、例えば脱アルミニ
ウム型のＹ型のもの；高シリコンの改質ＢＥＡ構造クラ
ス・ゼオライト、例えば脱アルミニウム型のベータ型ゼ
オライト；および高シリコンの改質ＭＯＲ構造クラス・
ゼオライト、例えば脱アルミニウム型のモルデナイト、
およびカーボンモレキュラーシーブ（ＣＭＳ）で少なく
とも約４.５オングストローム単位の空孔径を有するも
の、がある。

【００１５】ここで用いられている ”高シリコン（sil
icon-rich）”という言葉は、モレキュラーシーブのシ
リコン対アルミニウム比が約５０以上であることを意味
する。最も好ましい態様においては、モレキュラーシー
ブのシリコン対アルミニウム比が約１００：１以上であ
る。適当な高シリコンモレキュラーシーブは例えば、直
接合成によって、あるいは所望のクラスのモレキュラー
シーブを脱アルミニウム化することによって製造するこ
とができる。高シリコンモレキュラーシーブおよびそれ
らを調製する方法は良く知られていて、それらの構造と
製造方法は本発明のいかなる部分も構成しない。

【００１６】適当な中孔質の吸着剤には、重合炭質吸着
剤、例えば部分的に熱分解した（炭化した）スルホン化
スチレン-ジビニルベンゼン・コポリマー（例えばＲohm
andＨaas 社からＡmbersorb の商標で市販されている
製品）；およびＭ４１Ｓ構造クラスの中孔質シリケー
ト、がある。

【００１７】本発明のプロセスによって分離することの
できるペルフルオロカーボン類は、通常はガス状のもの
である、すなわち周囲温度および大気圧においてガス状
のもの、あるいは吸着工程が実施される温度と圧力にお
いて蒸気質のものである。”ペルフルオロ化炭化水素”
という言葉は、水素原子の全てがフッ素原子で置換され
た脂肪族炭化水素誘導体を意味する。このクラスの化合
物に含まれるものとしては、約１００℃以下の沸点を有
する飽和およびエチレン不飽和ペルフルオロカーボン類
があり、それには８個以下の炭素原子を有するペルフル
オロカーボン類が含まれる。本発明のプロセスによって
回収することのできるペルフルオロカーボン類の代表的
な例としては、ペルフルオロメタン、ペルフルオロエタ
ン、ペルフルオロプロパン、ペルフルオロヘキサン、ペ
ルフルオロオクタン、ペルフルオロエチレンなどがあ
る。

【００１８】本発明が良く理解されるように、添付図面
を参照して説明する。図面において同じ参照符号は装置
の同じもしくは類似の構成要素を示している。本発明の
理解のために必要でない補助装置、例えば圧縮機、熱交
換器、バルブなどは、本発明の説明を平易にするために
図面から省かれている。

【００１９】図１を参照すれば、Ａはペルフルオロカー
ボン貯蔵容器、Ｂは一つのもしくは一組の真空蒸着室ま
たはエッチング室、Ｃは真空手段、Ｄは反応器、および
Ｅは吸着装置を示す。これらのユニットの構成と作動の
詳細は良く知られていて、それらは本発明のいかなる部
分も構成しない。

【００２０】ペルフルオロカーボンと酸素は、室Ｂへそ
れぞれライン２および４を通して供給され、室はライン
６を通して排気される。ライン６は室Ｂを真空手段Ｃの
入り口に連結する。真空手段Ｃは典型的には真空ポンプ
である。真空手段Ｃはその終端部分で反応器Ｄにライン
１０を通して連結されている。反応器Ｄは、ガス状のプ
ロセス流れの成分と反応する１種または２種以上の物質
と、このガス反応塔を所望の反応温度に加熱するための
手段（図示せず）とを有している。ガス反応塔Ｄの細部
は本発明のいかなる部分も構成せず、従ってそれらはこ
の説明の中では明らかにされない。ガス反応塔Ｄは、そ
の出口端においてユニットＥにライン１２によって連結
されている。

【００２１】ユニットＥには、廃棄ガス排出ライン１４
とペルフルオロカーボン排出ライン１６が設けられてい
る。図示された実施例において、ライン１６は、ペルフ
ルオロカーボン再循環ライン１８（これは浄化されたペ
ルフルオロカーボンを容器Ａに戻すために設けられてい
る）と、ペルフルオロカーボン排出ライン２０に連結さ
れている。

【００２２】所望によって、種々のガス処理ユニット、
例えばフィルターまたは溶剤洗浄スクラバーを装置のユ
ニットＣとＤの間、ユニットＤとＥの間、あるいはライ
ン１４に配置して、粒子状物質や可溶性の成分を装置か
ら取り除くようにしてもよい。しかし、それらは本発明
については重要ではないので、図示していない。

【００２３】ユニットＥの主な目的は、ガス反応塔Ｄか
らのガス状流出物からペルフルオロカーボン類を分離す
ることである。ユニットＥは典型的には圧力スイング吸
着装置または温度スイング吸着装置であり、好ましく
は、上述した種類の１種または２種以上のエネルギー的
に均質なモレキュラーシーブ吸着剤を充填した２つ以上
の静置した床からなる。床は一般に平行に配置され、吸
着と脱着からなる循環プロセスで作動するように調整さ
れる。通常行われるように、吸着が行われる装置は非同
調式の２つ以上の吸着床からなり、１つまたは２つ以上
の吸着床がサイクルの吸着段階で作動しているときに、
１つまたは２つ以上の他の吸着床は再生される。

【００２４】図１に示す本発明の方法を実施する際に
は、ペルフルオロカーボンと酸素がそれぞれライン２お
よび４を通して、化学蒸着またはエッチング操作が完了
したばかりの装置の室Ｂの中に導入される。室は様々な
化学的廃棄蒸着物質を含んでいて、室が次の化学蒸着ま
たはエッチング操作のために準備されるように、それら
の物質を室から除去する必要がある。ペルフルオロカー
ボンと酸素は廃棄蒸着物質と接触してそれらと反応し、
ガス状の廃棄生成物が生成する。ガス状の生成物は、未
反応のペルフルオロカーボンおよび酸素とともに、真空
手段Ｃによって生じる吸引によって蒸着室から取り出さ
れる。ガス状の生成物と未反応の酸素は易燃性の混合物
を形成するので、生成ガスの早期の燃焼を防ぐために、
不活性ガス、例えば窒素、アルゴン、二酸化炭素が、ラ
イン８を通してライン６に導入される。ライン１０を通
過したガス混合物は、次いで反応器Ｄの中に導入され、
その中で混合物は約６００℃以上に加熱される。加熱さ
れた混合物の種々の成分は塔の中で反応物質と接触し、
環境中へ安全に排出できるかあるいは以後の化学的処理
によって容易に回収できる生成物に変化する。ライン１
０の中の未反応のペルフルオロカーボンは、変化しない
でユニットＤを通過する。ガス反応塔からの流出ガスは
次いで装置Ｅに入り、その中でガス吸着を受ける。

【００２５】吸着プロセスは、吸着工程と床の再生工程
を繰り返すことからなる。好ましい態様において、吸着
プロセスは圧力スイング吸着、温度スイング吸着、また
はこれら２つの組み合わせであり、特定の吸着方法はプ
ロセスガスの化学組成によって決定される。吸着プロセ
スが実施される際の特定の条件が吸着プロセスの効率を
決定するが、それらは本発明の一部分を構成しない。こ
れらの条件はガス吸着プロセスの分野の当業者に良く知
られていて、吸着プロセスで用いられる広く変化する作
動条件のあらゆる組み合わせを、本発明の方法で用いる
ことができる。

【００２６】一般に、吸着工程は通常、約−１００℃ま
たはそれ以下から約＋１００℃までの範囲の温度と約
０.５から約２０バールまでの範囲の絶対圧力で行わ
れ、好ましくは約１５℃から約７５℃までの範囲の温度
と約１から約１０バールまでの範囲の絶対圧力で行われ
る。温度が低いほど吸着剤の分離性能が良い。プロセス
の吸着工程の間、供給ガスが吸着装置の中に導入され、
それはサイクルの吸着段階にある床の各々の中を流れ
る。ガスが床の中を流れるときに、ペルフルオロカーボ
ンが吸着剤に吸着される。吸着工程が進行するときに、
吸着されたペルフルオロカーボンの前方端に形成される
吸着の前線が、吸着されていないガスの出口の方向へ前
進する。ガス流れの残りは床を通過し、廃棄ガスとして
ライン１４を通って装置Ｅを出る。廃棄ガスは、もしそ
れが環境に有害な成分を含んでいないならば、大気中に
排出してもよい。あるいは、それをさらなる処理のため
に下流の装置へ送ってもよい。吸着の前線が吸着床の所
望の位置に達したとき、床の中への供給ガスの流れは停
止する。これは分離プロセスの吸着段階の終了を示す。

【００２７】吸着段階を完了した床は、次に再生を受け
る。床の再生が行われるための条件は、本発明の実施に
おいて好結果を得るためには、同様に重要ではない。Ｐ
ＳＡ床の再生は約１００ミリバール以下の絶対圧力で行
うことができるが、しかしそれは約１００から約１００
０ミリバールの範囲の絶対圧力で通常行われる。ＴＳＡ
床の再生は、吸着工程が行われる温度よりも高い温度ま
で吸着剤を加熱することによって行われ、その温度は代
表的には約０から約２００℃の範囲の温度、好ましくは
約２０から約１５０℃の範囲の温度である。脱着は、ヒ
ーターによって、および／または蒸気もしくは加熱され
た不活性ガスを床の中に通すことによって、行うことが
できる。ＴＳＡサイクルの再生工程の間、吸着容器内の
圧力は、吸着工程の間に容器内で維持されていた圧力と
同程度かあるいはそれよりも低くすることができる。温
度スイングプロセスを、大気圧またはその近傍で行うの
がしばしば好ましい。圧力スイング吸着サイクルと温度
スイング吸着サイクルの組み合わせが用いられるとき、
床の再生工程の間は、サイクルが吸着工程にあるときよ
りも、温度は高く、また圧力は低い。

【００２８】再生の間、ペルフルオロカーボンはユニッ
トＥからライン１６を通して脱着される。回収されたペ
ルフルオロカーボンは、もしそれが装置に再循環させる
のに適した純度のものならば、ライン１８を通して貯蔵
容器Ａに戻すことができる。あるいは、それを、さらな
る浄化のためにライン２０を通して装置から排出するこ
とができる。

【００２９】図２に示す本発明の態様において、Ｆは重
合反応器、Ｇはポリマー回収ユニット、そしてＨはテト
ラフルオロエチレン吸着装置を示す。これらのユニット
と装置の全てが良く知られていて、それらの構成と作動
の具体的な細部は本発明の一部分を構成しない。

【００３０】反応器Ｆには、モノマー供給ライン３０と
ポリマー排出ライン３２が付属している。反応器Ｆは典
型的なバッチ式のもしくは連続式のテトラフルオロエチ
レン重合反応器であり、それはテトラフルオロエチレン
・モノマーの重合化のために必要なあらゆる標準的な特
徴、例えば触媒供給ライン、重合が行われる間に反応器
の内容物を撹拌するための手段、反応器の内容物を加熱
するための手段などを備えているが、これらのいずれも
図示しない。

【００３１】ポリマー排出ライン３２は、ポリマー回収
ユニットＧの入り口に接続されている。ユニットＧは典
型的にはストリッピング・ユニットであり、それにはス
トリッピング・ガス入り口ライン３４、ポリマー回収ラ
イン３６、およびストリッピングされたガスの出口ライ
ン３８が付属している。ライン３８は吸着ユニットＨの
入り口に接続されているが、吸着ユニットＨは図１のユ
ニットＥに類似しているかもしくは同一のものである。
ユニットＨには、廃棄ガスライン４０とテトラフルオロ
エチレン回収ライン４２が付属している。

【００３２】図２の装置によって本発明を実施する際に
は、テトラフルオロエチレンおよびその他の所望の添加
剤、例えば触媒やポリマー改質剤などが、ライン３０も
しくは別の供給ラインを通して反応器Ｆの中に導入され
る。重合化は、バッチ式もしくは連続式に、液相もしく
は気相において行うことができる。ポリマー生成物と未
反応のモノマーとの混合物は、ライン３２を通して反応
器Ｆから取り出され、ポリマー回収ユニットＧの中に導
入される。ユニットＧにおいて、ポリマーは不活性ガ
ス、例えば窒素またはアルゴンを用いてストリッピング
され、それによって未反応のモノマーがポリマーからス
トリッピングされる。ストリッピングされたポリマーは
ユニットＧから取り出され、図２の装置の下流にあるさ
らなる処理ユニットへ送られ、ストリッピング・ガスと
未反応のテトラフルオロエチレンとを含むストリッピン
グされたガス流れはライン３８を通してユニットＧから
排出され、次いで吸着回収ユニットＨの中に導入され
る。ユニットＨにおいて、未反応のテトラフルオロエチ
レンは、図１の装置に関して上述した方法で、供給流れ
から吸着される。次いで、吸着されたテトラフルオロエ
チレンは吸着剤から脱着され、もし重合プロセスが連続
式のものである場合はライン４２を通して反応器Ｆへ再
循環され、あるいは重合プロセスがバッチ式のものであ
る場合はテトラフルオロエチレン貯蔵容器へ送られる。

【００３３】

【実施例】本発明を以下の実施例によってさらに説明す
るが、特に示さない限り、部、百分率、および比率は、
容積基準で表されている。

【００３４】実施例１直径１/４インチ（６.３５ｍｍ）で長さ２フィート（６
１ｃｍ）のガスクロマトグラフ塔に、脱アルミニウム型
のＹ型ゼオライトの押出し成形されたペレット（これは
Ｄegussa ＡＧ社からＤegussa Ｗessalith ＤＡＹ型ゼ
オライトの商標で市販されている）を充填した。０℃の
温度に維持された塔を用いて、キャリヤーガスとしての
ヘリウムを３０ｍｌ/ｍｉｎの流量で塔の中に通した。
窒素と１％のテトラフルオロメタン（ＣＦ₄）と２％の
ヘキサフルオロエタン（Ｃ₂Ｆ₆）からなるガス混合物の
試料をキャリヤーガスの中に注入し、吸着剤を充填した
塔の中に通した。各々の成分の溶離時間を表１に示す。
各々の試験についてのＣＦ₄/Ｎ₂およびＣ₂Ｆ₆/Ｎ₂の分
離係数が測定され、これらも表１に示す。上述の手順が
２０℃と３０℃の温度において繰り返された。これらの
試験の結果も表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】実施例２本実施例においては、供給物として種々の窒素−ヘキサ
フルオロエタン（Ｃ₂Ｆ₆）ガス混合物を用いて、一連の
圧力スイング吸着試験を行った。試験１、２、３、およ
び５についての供給流れは窒素とＣ₂Ｆ₆ からなる。試
験４についての供給流れは、窒素とＣ₂Ｆ₆ の他に４％
の酸素を含む。全ての試験が、長さ２０インチ（５０.
８ｃｍ）で直径１.２５インチ（３１.８ｍｍ）の一対の
円筒形の吸着容器の中で行われた。試験１〜４において
は吸着床にＤegussa Ｗessalith ＤＡＹ型ゼオライトを
充填し、試験５においては床にＡmbersorb ５６３（商
標）吸着剤を充填した。吸着容器を３０分の吸着サイク
ルによって互いに非同調式に運転した。このサイクル
は、供給物の加圧＝３秒；吸着＝４４７秒；床の均等
化、減圧＝３秒；床の排気＝４４７秒；床の均等化、再
加圧＝３秒；生成物の埋め戻し（backfill）＝３秒；の
各工程を有する。１、２、および５の試験において、床
の均等化は順方向に（top-to-top）、また３および４の
試験において、床の均等化は逆方向に（top-to-botto
m）行った。吸着は３.７７バールの圧力で行われ、また
表２に示す種々の温度と流量で行われた。排気工程の
間、吸着容器を真空ポンプによって１００ミリバールの
絶対圧力まで排気した。吸着温度、供給流量（リットル
／分）、供給ガス流れ中と生成物ガス流れ中のヘキサフ
ルオロエタンの濃度、およびＣ₂Ｆ₆ の回収率を表２に
示す（試験１〜４）。

【００３７】

【表２】

【００３８】本発明を特定の実施例における特定の実験
をもって説明したが、実施例は本発明の単なる例示にす
ぎず、種々の変更が可能であると考えられる。例えば、
吸着床を上述のタイプの２種または３種以上の吸着剤の
混合物で構成するか、あるいは２種または３種以上の吸
着剤を直列に並べて用いることもできる。さらに、本発
明を、単に吸着プロセスとして、あるいは蒸着室の清浄
化プロセスまたはエッチングプロセスの一部分として、
あるいはまたペルフルオロカーボン類を回収するのに望
ましいその他のプロセスの一部分として実施することが
できる。例えば、本発明を、アルミニウム精製操作の間
に形成されるペルフルオロカーボン類を回収するため
に、あるいはレーザー用ガス（lasing gas）からペルフ
ルオロカーボン類を分離するために、あるいは冷却ガス
を回収するために用いることができる。本発明の範囲は
請求の範囲によってのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図２】本発明の方法を実施するための装置の別の実施
例を示すブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ラマクリシュナン・ラマチャンドランアメリカ合衆国ニュージャージー州07401, アレンデール，ヒルサイド・アベニュー 232 (72)発明者マルティーン・ビューローアメリカ合衆国ニュージャージー州07920 −3043，バスキング・リッジ，ジェームズタウン・ロード 54 (72)発明者シアドア・アール・ガリカアメリカ合衆国ニュージャージー州08826, グレン・ガードナー，トール・ティンバー・ドライブ 14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペルフルオロ化炭化水素と１種または２
種以上の永久気体を含んでいるガス流れから少なくとも
１種のガス状の前記ペルフルオロ化炭化水素を分離する
方法であって、前記ガス流れを、ＦＡＵ構造の高シリコ
ン吸着剤、ＢＥＡ構造の高シリコン吸着剤、ＭＯＲ構造
の高シリコン吸着剤、少なくとも４.５オングストロー
ム単位の空孔径を有するカーボンモレキュラーシーブ、
炭化したスルホン化スチレン-ジビニルベンゼン・コポ
リマー、Ｍ４１Ｓ構造クラスの中孔質シリケート、およ
びこれらの混合物から選択された吸着剤に通し、それに
よって前記少なくとも１種のペルフルオロ化炭化水素を
前記ガス流れから吸着する方法。
【請求項２】前記少なくとも１種のガス状のペルフル
オロ化炭化水素は１〜８個の炭素原子を有している、請
求項１に記載の方法。
【請求項３】前記少なくとも１種のガス状のペルフル
オロ化炭化水素は、テトラフルオロメタン、ヘキサフル
オロエタン、オクトフルオロプロパン、テトラフルオロ
エチレン、およびこれらの混合物から選択される、請求
項２に記載の方法。
【請求項４】前記１種または２種以上の永久気体は、
窒素、酸素、アルゴン、およびこれらの混合物から選択
される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記１種または２種以上の永久気体は、
窒素、酸素、アルゴン、およびこれらの混合物から選択
される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】前記吸着剤はＦＡＵ構造の高シリコン吸
着剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】前記吸着剤は脱アルミニウム型のＹ型ゼ
オライトである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】前記脱アルミニウム型のＹ型ゼオライト
は、少なくとも約１００のシリコン対アルミニウム比を
有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】窒素を含んでいるガス流れから１種また
は２種以上のガス状のペルフルオロカーボン類を分離す
るための循環式吸着方法であって：（ａ）前記ガス流れ
を、ＦＡＵ構造の高シリコン吸着剤、ＢＥＡ構造の高シ
リコン吸着剤、ＭＯＲ構造の高シリコン吸着剤、少なく
とも４.５オングストローム単位の空孔径を有するカー
ボンモレキュラーシーブ、炭化したスルホン化スチレン
-ジビニルベンゼン・コポリマー、Ｍ４１Ｓ構造クラス
の中孔質シリケート、およびこれらの混合物から選択さ
れた少なくとも１つの吸着剤床に通し、それによって前
記１種または２種以上のガス状のペルフルオロカーボン
類を前記ガス流れから吸着し、次いで（ｂ）吸着された
１種または２種以上のガス状のペルフルオロカーボン類
を前記吸着剤から脱着することからなる方法。
【請求項１０】前記循環式吸着方法は、圧力スイング
吸着法、温度スイング吸着法、およびこれらの組み合わ
せから選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】前記循環式吸着方法の吸着工程は、約
−１００〜約１００℃の範囲の温度、および約０.５〜
２０バールの範囲の絶対圧力で行われる、請求項９に記
載の方法。
【請求項１２】前記１種または２種以上のガス状のペ
ルフルオロカーボン類は、テトラフルオロメタン、ヘキ
サフルオロエタン、オクトフルオロプロパン、テトラフ
ルオロエチレン、およびこれらの混合物から選択され
る、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】前記吸着剤は脱アルミニウム型のＹ型
ゼオライトである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】前記脱アルミニウム型のＹ型ゼオライ
トは、少なくとも約１００のシリコン対アルミニウム比
を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】シリコン蒸気処理による化学的残留物
を含んでいる室を清浄化する方法であって：（ａ）ガス状のペルフルオロカーボンと酸素を室中に通
し、それによって反応生成物と酸素と未反応のペルフル
オロカーボンとを含むガス混合物を形成し；（ｂ）前記ガス混合物中に、窒素、アルゴン、およびこ
れらの混合物から選択される不活性ガスを導入し；（ｃ）前記ガス混合物を、前記反応生成物と反応する化
合物を含んでいる反応器の中に通し、それによって前記
ガス混合物から前記反応生成物を実質的に除去し、しか
しこの場合前記ペルフルオロカーボンには著しい影響を
与えないようにして；そして（ｄ）前記の実質的に反応生成物を含んでいないガス混
合物を、ＦＡＵ構造の高シリコン吸着剤、ＢＥＡ構造の
高シリコン吸着剤、ＭＯＲ構造の高シリコン吸着剤、少
なくとも４.５オングストローム単位の空孔径を有する
カーボンモレキュラーシーブ、炭化したスルホン化スチ
レン-ジビニルベンゼン・コポリマー、Ｍ４１Ｓ構造ク
ラスの中孔質シリケート、およびこれらの混合物から選
択された少なくとも１つの吸着剤床を用いる循環式の吸
着工程に供し、それによって前記の実質的に反応生成物
を含んでいないガス混合物から前記ペルフルオロカーボ
ンを分離する；これら各工程を含む方法。
【請求項１６】分離されたペルフルオロカーボンを前
記室に再循環させることをさらに含む、請求項１５に記
載の方法。
【請求項１７】工程（ｃ）に先立って、前記ガス混合
物中に含まれている少なくとも１種の反応生成物のため
の溶剤を用いて前記ガス混合物をスクラビングすること
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】前記室は、蒸着室またはシリコンチッ
プエッチング室である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】前記吸着剤は脱アルミニウム型のＹ型
ゼオライトである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】前記脱アルミニウム型のＹ型ゼオライ
トは、少なくとも約１００のシリコン対アルミニウム比
を有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】テトラフルオロエチレンを重合させる
方法であって：（ａ）テトラフルオロエチレンを重合反応器の中で触媒
と接触させ、それによってポリテトラフルオロエチレン
と未反応のテトラフルオロエチレンとを含む生成混合物
を形成し；（ｂ）前記生成混合物を不活性ガスを用いてストリッピ
ングし、それによってストリッピングガスと未反応のテ
トラフルオロエチレンとを含むストリッピングされたガ
ス混合物を形成し；そして（ｃ）前記のストリッピングされたガス混合物を、ＦＡ
Ｕ構造の高シリコン吸着剤、ＢＥＡ構造の高シリコン吸
着剤、ＭＯＲ構造の高シリコン吸着剤、少なくとも４.
５オングストローム単位の空孔径を有するカーボンモレ
キュラーシーブ、炭化したスルホン化スチレン-ジビニ
ルベンゼン・コポリマー、Ｍ４１Ｓ構造クラスの中孔質
シリケート、およびこれらの混合物から選択された少な
くとも１つの吸着剤床を用いる循環式の吸着工程に供
し、それによって前記のストリッピングされたガス混合
物から未反応のテトラフルオロエチレンを分離する；こ
れら各工程を含む方法。
【請求項２２】工程（ｃ）からの未反応のテトラフル
オロエチレンを前記重合反応器に再循環させることをさ
らに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】前記吸着剤は脱アルミニウム型のＹ型
ゼオライトである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】前記脱アルミニウム型のＹ型ゼオライ
トは、少なくとも約１００のシリコン対アルミニウム比
を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】前記不活性ガスは窒素、アルゴン、お
よびこれらの混合物から選択される、請求項２１に記載
の方法。