一種純化六氟乙烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及六氟乙烷的純化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高純度（99. 999%以上）六氟乙烷主要應(yīng)用在半導(dǎo)體設(shè)備制造工藝上作為等離子 蝕刻劑。在六氟乙烷的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，如四氟化碳（CF 4)、八氟丙烷（C3F8)、 三氟甲烷（CHF3)、二氟二氯甲烷（CF 2Cl2)、三氟一氯甲烷（CF3Cl)或三氯一氟甲烷（CFCl3) 等氟碳烴或氟氯烴。通過常規(guī)吸附、精餾等提純工藝，可以將大部分雜質(zhì)去除，但是還有一 些雜質(zhì)性質(zhì)相對穩(wěn)定，并且能夠與六氟乙烷形成共沸混合物，普通提純方法較難去除。
[0003] 在純化六氟乙烷方面，專利文獻(xiàn)CN1165509A介紹了一種采用共沸蒸餾的方法來 提純六氟乙烷，在塔頂去除HC1 -六氟乙烷共沸或類共沸物，在-5 0 °C以下液化冷卻分離 得到純六氟乙烷和含三氟甲烷或其與HCl的共沸物，以去除六氟乙烷中的氟氯烴，得到的 六氟乙烷純度達(dá)99. 9999 %，但該文獻(xiàn)所采用的去除方法比較復(fù)雜，且蒸餾過程中需添加 HC1，存在一定的危險(xiǎn)。
[0004] CN1464872A中也介紹了提純六氟乙烷的方法，將六氟乙烷中體積含量低于 500ppm的三氟一氯甲烷與氟化氫在氟化催化劑及200?450°C條件下反應(yīng)，使三氟一氯甲 烷氟化成四氟化碳，達(dá)到去除三氟一氯甲烷的目的。最終六氟乙烷純度達(dá)到99. 9997%，三 氟一氯甲烷的含量不大于lppm。但該方法需控制六氟乙烷與HF的比例，過程中需添加 HF， 也增加了過程的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] CN1049295A中介紹了一種催化分解氯氟烷烴的方法，將氯氟烷烴與含有 Al2O3-SiOj^催化劑，在350?650°C溫度下與過量水蒸汽或空氣接觸反應(yīng)，將氯氟烷烴轉(zhuǎn) 化為HF、HC1、C0 2、⑶及1，1，1_三鹵代乙酰鹵。該法需控制Al2O3與3丨02比例，且其分解能 力有限，如〇：1&在570°C時(shí)，其分解率最高僅能達(dá)到51. 8%，且分解能力下降較快，Ih后分 解率僅為46. 1%。分解后產(chǎn)物需進(jìn)一步去除，對生產(chǎn)工藝不利。
[0006] CN102895868A介紹了 一種催化水解氟利昂的方法，將硫酸鋁、磷酸鋁、磷酸鐵裝入 兩段U形反應(yīng)器，分別控制兩段反應(yīng)器的溫度，并控制氟利昂與水蒸汽的流速，使其與催化 劑的接觸時(shí)間控制在3?5min，以達(dá)到分解去除氟利昂的目的，氟利昂的分解率達(dá)到95%。 但該法所用催化劑需控制混配比例，且反應(yīng)裝置較為復(fù)雜，不利于工業(yè)化。
[0007] Karmakar S，Greene H L (Catalyst. J Catal，1995,151 (2) :394 ?406)提及反應(yīng) 溫度為300°C時(shí)，CCl2F2在TiO 2催化劑上的分解轉(zhuǎn)化率高于90%，連續(xù)反應(yīng)4天，CCl 2F2轉(zhuǎn) 化率不低于85 %，但其催化劑催化能力降低較快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的純化六氟乙烷的方法。該方法可使六氟 乙烷中的氟氯烴含量去除至Ippmv以下。
[0009] 本發(fā)明純化六氟乙烷的方法，包括以下步驟：
[0010] 將粗品六氟乙烷依次引入水洗塔和堿洗塔，洗去其中的酸性氣體，洗滌后氣體進(jìn) 入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填有金屬催化劑，反應(yīng)溫度控制在300?800°C，六氟乙烷流量為 15?30kg/h，之后氣體依次經(jīng)過吸附塔吸附C0 2、H20、HF，精餾塔精餾去除H2、02、N2、CH 4、 CF4、SF6、C3F8等雜質(zhì)，可得到純度為99. 999 %的六氟乙烷氣體。
[0011] 所述金屬催化劑為負(fù)載型，載體為活性氧化鋁、沸石分子篩、活性碳等中的一種， 主體為金屬氧化物TiO 2、ZnO、W03、SnO2、Fe2O3或SrTiO 3等中的一種或者幾種。優(yōu)選反應(yīng)器 溫度在400?650°C，六氟乙烷的流量為15?20kg/h。
[0012] 本發(fā)明方法能使六氟乙烷中的氟氯烴含量去除至Ippmv以下，去除過程簡單，易 于操控，能達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)需要，且催化劑使用壽命長，分解產(chǎn)物過吸附塔后均能完全吸收， 不會(huì)對后續(xù)工藝造成影響。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 六氟乙烷先通過水洗塔、堿洗塔，然后經(jīng)過反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝有負(fù)載Fe2O 3和 SrTiO3的活性氧化鋁催化劑，氣體經(jīng)過反應(yīng)器后，先進(jìn)入吸附塔，再進(jìn)入精餾塔精餾。具體 操作步驟：
[0016] (1)將含有 H2、02、N2、CH4、CF4、C0、C0 2、SF6、氟氯烴、C3F8、H20、HF 等雜質(zhì)的六氟乙 烷氣體通入水洗塔和堿洗塔，去除HF ;
[0017] (2)將堿洗塔出口的六氟乙烷氣體通入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝有負(fù)載Fe2O 3和SrTiO 3 的活性氧化鋁催化劑，反應(yīng)器溫度控制在400°C，控制六氟乙烷的流速為15kg/h，過反應(yīng)器 后的氣體中氟氯烴含量降低至Ippm以下；
[0018] (3)步驟（2)處理后的氣體先進(jìn)入吸附塔，再進(jìn)入精餾塔，精餾后C2F 6氣體純度達(dá) 到99. 999%。結(jié)果見表1。
[0019] 實(shí)施例2
[0020] 反應(yīng)器溫度控制在650 °C，反應(yīng)器內(nèi)裝負(fù)載冊3和ZnO的沸石分子篩催化劑，六氟 乙烷流速為15kg/h，其他同實(shí)施例1，結(jié)果見表1。
[0021] 實(shí)施例3
[0022] 反應(yīng)器溫度控制在300°C，反應(yīng)器內(nèi)裝負(fù)載1102的活性炭催化劑，六氟乙烷流速為 20kg/h，其他同實(shí)施例1，結(jié)果見表1。
[0023] 實(shí)施例4
[0024] 反應(yīng)器溫度控制在800°C，反應(yīng)器內(nèi)裝負(fù)載SnOjP SrTiOj^活性炭催化劑，六氟 乙烷流速為20kg/h，其他同實(shí)施例1，結(jié)果見表1。
[0025] 表1六氟乙烷純化參數(shù)
[0026]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種純化六氟乙烷的方法，包括以下步驟： 將粗品六氟乙烷依次引入水洗塔和堿洗塔，洗去其中的酸性氣體，洗滌后氣體進(jìn)入反 應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填有金屬催化劑，反應(yīng)溫度控制在300?800°C，六氟乙烷流量為15? 30kg/h，之后氣體依次經(jīng)過吸附塔吸附C0 2、H20、HF，精餾塔精餾去除H2、02、N2、CH 4、CF4、SF6、 C3F8等雜質(zhì)，得到純度為99. 999%的六氟乙烷氣體；所述金屬催化劑為負(fù)載型，載體為活 性氧化鋁、沸石分子篩、活性碳中的一種，主體為金屬氧化物Ti0 2、ZnO、W03、Sn02、Fe203或 SrTi0 3中的一種或者幾種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化六氟乙烷的方法，其特征是反應(yīng)器溫度在400?650°C， 六氟乙烷的流量為15?20kg/h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種純化六氟乙烷的方法，包括以下步驟：將粗品六氟乙烷依次引入水洗塔和堿洗塔，洗去其中的酸性氣體，洗滌后氣體進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填有金屬催化劑，反應(yīng)溫度控制在300～800℃，六氟乙烷流量為15～30kg/h，之后氣體依次經(jīng)過吸附塔吸附CO2、H2O、HF，精餾塔精餾去除H2、O2、N2、CH4、CF4、SF6、C3F8等雜質(zhì)，可得到純度99.999％的六氟乙烷氣體；所述金屬催化劑為負(fù)載型，載體為活性氧化鋁、沸石分子篩、活性碳中的一種，主體為金屬氧化物TiO2、ZnO、WO3、SnO2、Fe2O3或SrTiO3等中的一種或幾種。該方法可使六氟乙烷中的氟氯烴含量去除至1ppmv以下。
【IPC分類】C07C19-08, C07C17-38
【公開號】CN104529692
【申請?zhí)枴緾N201510020423
【發(fā)明人】袁勝芳, 張金彪, 黃曉磊, 趙國輝, 吳旭飛, 張景利, 李賢武, 湯月貞
【申請人】黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月7日