(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い成分としての亜酸化窒素及び／又はフッ化水素、及びＮＦ3より揮発性の高い成分としての窒素及び／又は酸素を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法であり、おのおのに塔頂部と塔底部とがある第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用するＮＦ3の回収方法であって、
当該多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所で供給する工程、
第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より上方の箇所で、液体窒素、液体アルゴン、液体ヘリウム及びそれらの混合物からなる群より選ばれる低温の液を還流として供給する工程、
第１の蒸留塔の塔頂部からＮＦ3より揮発性の高い成分を取り出す工程、
ＮＦ3及びＮＦ3より揮発性の低い成分を含有している混合物を第１の蒸留塔から第１の供給箇所より下方の箇所で抜き出す工程、
この混合物を第２の蒸留塔へ第２の供給箇所で供給する工程、
第２の蒸留塔において当該混合物からＮＦ3を分離する工程、及び
第２の蒸留塔の塔頂部からＮＦ3の流れを取り出す工程、
を含む、多成分流体からＮＦ3を回収する方法。
【請求項２】
第２の蒸留塔の塔底部からＮＦ3より揮発性の低い成分を含有している流れを取り出す更なる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
下記の更なる工程、すなわち
第２の蒸留塔から第２の供給箇所で又はその近くで液の流れを抜き出す工程、
この液の流れを第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より下方の箇所で供給する工程、及び
第１の蒸留塔の塔底部からＮＦ3より揮発性の低い成分を含有している流れを取り出す工程、
を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い成分としての亜酸化窒素及び／又はフッ化水素、及びＮＦ3より揮発性の高い成分としての窒素及び／又は酸素を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法であり、おのおのに塔頂部と塔底部とがある第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用するＮＦ3の回収方法であって、
当該多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所で供給する工程、
第１の蒸留塔の塔底部から揮発性がＮＦ3より低い成分を取り出す工程、
ＮＦ3及び揮発性がＮＦ3より高い成分を含有している混合物を第１の蒸留塔から第１の供給箇所より上方の箇所で抜き出す工程、
この混合物を第２の蒸留塔へ第２の供給箇所で供給する工程、
第２の蒸留塔へ第２の供給箇所より上方の箇所で、液体窒素、液体アルゴン、液体ヘリウム及びそれらの混合物からなる群より選ばれる低温の液を還流として供給する工程、
第２の蒸留塔の塔頂部からＮＦ3より揮発性の高い成分を取り出す工程、及び
第２の蒸留塔の塔底部からＮＦ3の流れを取り出す工程、
を含む、多成分流体からＮＦ3を回収する方法。
【請求項５】
第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い成分としての亜酸化窒素及び／又はフッ化水素、及びＮＦ3より揮発性の高い成分としての窒素及び／又は酸素を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法であり、おのおのに塔頂部と塔底部とがある第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用するＮＦ3の回収方法であって、
当該多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所で供給する工程、
液体窒素、液体アルゴン、液体ヘリウム及びそれらの混合物からなる群より選ばれる低温の液を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より上方の第２の供給箇所で還流として供給する工程、
第１の蒸留塔の塔頂部から揮発性がＮＦ3より高い成分を取り出す工程、
ＮＦ3を含有している混合物を第１の蒸留塔から第１の供給箇所と第２の供給箇所との間の中間の箇所で抜き出す工程、
この混合物を第２の蒸留塔へ第２の蒸留塔の塔頂部で又はその近くで供給する工程、
第２の蒸留塔の塔頂部から蒸気流を取り出す工程、
この蒸気流を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より上方の箇所で供給する工程、
第２の蒸留塔の塔底部からＮＦ3の流れを取り出す工程、及び
第１の蒸留塔の塔底部からＮＦ3より揮発性の低い成分を取り出す工程、
を含む、多成分流体からＮＦ3を回収する方法。
【請求項６】
第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い成分としての亜酸化窒素及び／又はフッ化水素、及びＮＦ3より揮発性の高い成分としての窒素及び／又は酸素を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法であり、おのおのに塔頂部と塔底部とがある第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用するＮＦ3の回収方法であって、
当該多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の蒸留塔の塔頂部より下方の第１の供給箇所で供給する工程、
第１の蒸留塔又は第２の蒸留塔へ当該第１又は第２の蒸留塔の塔頂部に隣接するところで、液体窒素、液体アルゴン、液体ヘリウム及びそれらの混合物からなる群より選ばれる低温の液を還流として供給する工程、
第１の蒸留塔からＮＦ3を含有している混合物を抜き出す工程、
この混合物を第２の蒸留塔へ第２の供給箇所で供給する工程、
第２の蒸留塔において当該混合物からＮＦ3を分離する工程、及び
第２の蒸留塔からＮＦ3の流れを取り出す工程、
を含む、多成分流体からＮＦ3を回収する方法。
【請求項７】
前記多成分流体のＮＦ3濃度が５モル％より高い、請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素化合物を含有している多成分流体からフッ素化合物を分離及び回収することに関し、詳しく言えば連続の低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）蒸留による三フッ化窒素（ＮＦ3）の精製に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
フッ素化合物は半導体の製造において広く用いられている。これらの化合物は費用がかかることがあり、そして放出されると環境にとって有害になりかねない。三フッ化窒素は、エッチングガスやチャンバークリーニングガスとして用いられている。
【０００３】
三フッ化窒素を製造する過程では、三フッ化窒素、窒素、酸素、亜酸化窒素、フッ化水素及びその他の成分を含有するガス混合物が作られる。窒素と酸素は三フッ化窒素よりも揮発性である一方、亜酸化窒素とフッ化水素はそれよりも揮発性が少なく、且つ低温及びより高い濃度では固形物を生成することがある。このガス混合物は、その後、高純度の三フッ化窒素が必要とされる場合、バルクレベルの活性フッ化物と重質成分の除去後に三フッ化窒素を得るため低温蒸留により精製されることがある。
【０００４】
バッチ蒸留は、単純でありかなりの操作上の融通性があるので、比較的少量の製品を精製する原価効率的な方法である。この経済的利点は、大量の製品を精製しなくてはならない場合には喪失する。これは、バッチ蒸留は製造バッチ間の原料及び中間製品の貯蔵設備を必要とするからである。大量のガスの貯蔵はやっかいである。それは貯蔵容器への圧入によるかあるいは液化により行うことができる。両方の方法とも、大きな貯蔵容器の資本費のためと頻繁なバッチ輸送につきまとう運転費のために費用が高くつく。
【０００５】
バッチ処理はまた、頻繁な移送、プロセス管路のパージ、及び貯蔵容器のガス抜きの際における、フッ素化合物の環境上有害な放出源でもある。
【０００６】
洗浄液を追加してのフッ素化合物の低温蒸留が、米国特許第５５０２９６９号明細書（Ｊｉｎら）、同第５６２６０２３号明細書（Ｆｉｓｈｅｒら）、及び同第５７７１７１３号明細書（Ｆｉｓｈｅｒ）に開示されている。洗浄液は、キャリヤガスからフッ素化合物を吸収するため、又は一部の成分が固化するのを防止するために加えられる。一つ（あるいは二つ又は三つ）の低温蒸留塔を使って、洗浄液から高揮発性のフッ素化合物を分離する。（あるいはまた、その後の塔で洗浄液から又は残留重質成分からより低揮発性のフッ素化合物を分離する。）これらの蒸留装置の全てはバッチ処理を伴う。
【０００７】
超高純度三フッ化窒素の製造のための連続法が、米国特許第５８３２７４６号明細書（ナガムラ）に開示されている。この方法は、三フッ化窒素原料ガスを昇圧し、原料ガスから湿分、ＣＯ2を除去しそして部分的にＣＦ4を除去し、原料ガスを冷却し、そしてそれを低温吸着器を通過させてＮ2Ｆ2、Ｎ2Ｆ4、Ｎ2Ｏを除去し且つＣＦ4含有量を更に低下させ、中圧蒸留塔の塔底リボイラー／コンデンサーで原料ガスを液化し、そして供給された熱を使ってその塔内で原料ガスのうちの重質成分を分離することを含む。次に、得られた混合物を、第２のリボイラー／コンデンサーにより中圧蒸留塔と熱的に複合化された低圧蒸留塔へ送り、そこでそれを蒸留して超高純度ＮＦ3を塔底生成物として得、また廃棄蒸気塔頂生成物を得る。この方法は、ＮＦ3原料ガスの昇圧が必要なために、比較的費用がかかるものになりかねない。この方法はまた、二重の複合化（原料ガスと中圧蒸留塔とのもの及び中圧蒸留塔と低圧蒸留塔とのもの）のために、制御が難しくなりかねない。
【０００８】
これらの従来技術の蒸留法の全てにおいて、還流は塔頂生成物の蒸気のうちの一部を低温の液との、例えば液体窒素との熱交換で凝縮させて供給している。これは、コンデンサー及び関連する制御機器の使用を必要とする。
【０００９】
所定の成分を取り除いてＮＦ3原料ガスを浄化する一つの方法が、いくつかの特許文献に開示されている。米国特許第５０６９８８７号明細書（スエナガら）では、モレキュラーシーブでの吸着法を使ってＣＦ4からＮＦ3を分離している。米国特許第５１８３６４７号明細書（ハラダら）には、ＮＦ3原料ガスからのＮ2Ｆ2の化学分解に有利な条件が開示されている。米国特許第５７７９８６３号明細書（Ｈａら）には、３又は４の蒸留塔を含む蒸留塔装置を使って、ＮＦ3を含めたパーフルオロ化合物（ＰＦＣ類）を分離及び精製するための方法が開示されている。
【００１０】
三フッ化窒素を精製するための安全で且つ経済的な連続の低温蒸留法を手に入れることが求められている。
フッ素化合物を環境へ少しも放出することなく、最高の回収率で所望される分離を行うそのような方法を手に入れることが、更に求められている。
従来技術の難点と不都合を克服してより良好で且つより有利な結果をもたらす、多成分流体から三フッ化窒素を回収するための方法を手に入れることが、なお更に求められている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＮＦ3（三フッ化窒素）を含有している多成分流体（原料流）から連続蒸留によりＮＦ3を回収するための方法である。
【００１２】
本発明の第１の態様は、第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い１又は２種以上の成分、及びＮＦ3より揮発性の高い１又は２種以上の成分を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法である。この方法は、第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用し、各蒸留塔は塔頂部と塔底部とを有する。この方法は多数の工程を含む。第１の工程は、上記の多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所で供給するものである。第２の工程は、第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より上方の箇所で低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）の液を供給するものである。第３の工程は、第１の蒸留塔の塔頂部からＮＦ3より揮発性の高い成分を取り出すものである。第４の工程は、ＮＦ3とＮＦ3より揮発性の低い成分とを含有している混合物を第１の蒸留塔から第１の供給箇所より下方の箇所で抜き出すものである。第５の工程は、この混合物を第２の蒸留塔へ第２の供給箇所で供給するものである。第６の工程は、第２の蒸留塔においてこの混合物からＮＦ3を分離するものである。第７の工程は、第２の蒸留塔の塔頂部からＮＦ3の流れを取り出すものである。
【００１３】
第１の態様の変形において、上記の方法は追加の工程を含む。この追加の工程は、第２の蒸留塔の塔底部からＮＦ3より揮発性の低い成分を含有している流れを取り出すものである。
【００１４】
第２の態様は、第１の態様と同じ多数の工程を有するが、３つの追加工程を包含している。第１の追加工程は、第２の蒸留塔から第２の供給箇所で又はその近くで液の流れを抜き出すものである。第２の追加工程は、この液の流れを第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より下方の箇所で供給するものである。第３の追加工程は、第１の蒸留塔の塔底部からＮＦ3より揮発性の低い成分を含有している流れを取り出すものである。
【００１５】
第３の態様は、第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い１又は２種以上の成分、及びＮＦ3より揮発性の高い１又は２種以上の成分を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法である。この方法は、第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用し、各蒸留塔は塔頂部と塔底部とを有する。この方法は多数の工程を含む。第１の工程は、上記の多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所で供給するものである。第２の工程は、第１の蒸留塔の塔底部から揮発性がＮＦ3より低い成分を取り出すものである。第３の工程は、ＮＦ3と揮発性がＮＦ3より高い成分とを含有している混合物を第１の蒸留塔から第１の供給箇所より上方の箇所で抜き出すものである。第４の工程は、この混合物を第２の蒸留塔へ第２の供給箇所で供給するものである。第５の工程は、第２の蒸留塔へ第２の供給箇所より上方の箇所で低温の液を供給するものである。第６の工程は、第２の蒸留塔の塔頂部からＮＦ3より揮発性の高い成分を取り出すものである。第７の工程は、第２の蒸留塔の塔底部からＮＦ3の流れを取り出すものである。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い１又は２種以上の成分、及びＮＦ3より揮発性の高い１又は２種以上の成分を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法である。この方法は、第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用し、各蒸留塔は塔頂部と塔底部とを有する。この方法は多数の工程を含む。第１の工程は、上記の多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所で供給するものである。第２の工程は、低温の液を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より上方の第２の供給箇所で供給するものである。第３の工程は、第１の蒸留塔の塔頂部から揮発性がＮＦ3より高い成分を取り出すものである。第４の工程は、ＮＦ3を含有している混合物を第１の蒸留塔から第１の供給箇所と第２の供給箇所との間の中間の箇所で抜き出すものである。第５の工程は、この混合物を第２の蒸留塔へ第２の蒸留塔の塔頂部で又はその近くで供給するものである。第６の工程は、第２の蒸留塔の塔頂部から蒸気流を取り出すものである。第７の工程は、この蒸気流を第１の蒸留塔へ第１の供給箇所より上方の箇所で供給するものである。第８の工程は、第２の蒸留塔の塔底部からＮＦ3の流れを取り出すものである。第９の工程は、第１の蒸留塔の塔底部からＮＦ3より揮発性の低い成分を取り出すものである。
【００１７】
第５の態様は、第１の揮発性を有するＮＦ3、ＮＦ3より揮発性の低い１又は２種以上の成分、及びＮＦ3より揮発性の高い１又は２種以上の成分を含有している多成分流体からＮＦ3を回収するための方法である。この方法は、第１の蒸留塔と第２の蒸留塔を使用し、各蒸留塔は塔頂部と塔底部とを有する。この方法は多数の工程を含む。第１の工程は、上記の多成分流体を第１の蒸留塔へ第１の蒸留塔の塔頂部より下方の第１の供給箇所で供給するものである。第２の工程は、第１の蒸留塔又は第２の蒸留塔へ当該第１又は第２の蒸留塔の塔頂部に隣接するところで低温の液を供給するものである。第３の工程は、第１の蒸留塔からＮＦ3を含有している混合物を抜き出すものである。第４の工程は、この混合物を第２の蒸留塔へ第２の供給箇所で供給するものである。第５の工程は、第２の蒸留塔においてこの混合物からＮＦ3を分離するものである。第６の工程は、第２の蒸留塔からＮＦ3の流れを取り出すものである。
【００１８】
本発明の上述の種々の態様の変形がいくつかある。例えば、低温の液は、液体窒素、液体アルゴン、液体ヘリウム、及びそれらの混合物からなる群より選ぶことができる。一つの変形では、多成分流体中のＮＦ3の濃度は約５モル％より高い。もう一つの変形では、ＮＦ3より揮発性の低い成分は酸化窒素及び／又はフッ化水素を包含し、そしてＮＦ3より揮発性の高い成分は窒素及び／又は酸素を包含する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照して一例として本発明を説明することにする。
【００２０】
本発明は、ＮＦ3を含有している多成分流体（原料流）からＮＦ3を回収するための方法である。
【００２１】
ＮＦ3よりも揮発性の成分とそれよりも揮発性の低い成分とを含有しているＮＦ3原料流を、低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）まで冷却しそして随意に凝縮後に、少なくとも２つの蒸留塔を含む蒸留塔装置の第１の蒸留塔へ導入し、そこへは液体の低温流（例えば液体窒素）も導入して、そして（ｉ）ＮＦ3よりも揮発性の成分を第１の蒸留塔の塔頂部から取り出し、且つ第１の蒸留塔から原料供給箇所より下方で抜き出されたＮＦ3とそれより揮発性の低い成分とを含有している混合物を第２の蒸留塔へ送り、そこでＮＦ3を塔頂生成物として取り出すか、又は、（ｉｉ）ＮＦ3よりも揮発性の低い成分を第１の蒸留塔の塔底部から取り出し、且つ第１の蒸留塔から原料供給箇所より上方で抜き出されたＮＦ3とそれよりも揮発性の成分とを含有している混合物を第２の蒸留塔へ送り、そこでＮＦ3を塔底生成物として取り出す。
【００２２】
ＮＦ3原料流中のより揮発性の成分の例は、窒素及び／又は酸素であり、より揮発性の低い成分の例は亜酸化窒素とフッ化水素である。融点が蒸留装置の運転温度より高い、より揮発性の低いいずれの不純物も、原料流中の濃度を蒸留装置の全ての点においてその溶解度限界未満にあることを保証するレベルまで低下させなくてはならない。より揮発性の低い不純物の濃度を低下させるための典型的な方法には、吸収と吸着が含まれる。例えば、水は、ＮＦ3原料流を低温まで冷却する前にそれから除去される。一般に、水は適切な吸着剤での吸着により除去される。この吸着法では、Ｎ2Ｏの含有量とＨＦの含有量も低下させられる。
【００２３】
ＮＦ3原料流中のＮＦ3の濃度に制約はないとは言うものの、蒸留法が経済的に魅力的であるためには、ＮＦ3原料流中のＮＦ3の濃度はより高い方が好ましい。一般に、ＮＦ3原料流中のＮＦ3の濃度は５モル％より高く、好ましくは１０モル％より高く、より好ましくは３０モル％より高い。
【００２４】
低温の液体、例えば液体窒素の如きもの、の導入は、蒸留塔への液体の還流を提供する。（このほかの低温液体、例えば液体アルゴン、液体ヘリウム、あるいはそれらの混合物といったものを、液体窒素の代わりに使用してもよい。）液体窒素は一般に、蒸留塔の塔頂部へ導入される。液体窒素は、ＮＦ3よりも揮発性の成分が除かれる蒸留塔へ、すなわち蒸留塔の塔頂部から出てゆく蒸気がＮＦ3の乏しいものであってより揮発性の成分に富んでいるものである蒸留塔へ導入される。
【００２５】
このように、オプション（ｉ）では、ＮＦ3より揮発性の成分が第１の蒸留塔の塔頂部から取り出される場合に、液体窒素が第１の蒸留塔の塔頂部へ導入される。オプション（ｉｉ）では、より揮発性の成分が第２の蒸留塔の塔頂部から取り出される場合に、液体窒素が第２の蒸留塔の塔頂部へ導入される。同様に、オプション（ｉｉ）では、より揮発性の成分が第１の蒸留塔の塔頂部から取り出される場合に、液体窒素が第１の蒸留塔の塔頂部へ導入される。好ましい様式においては、液体窒素は蒸留塔の塔頂部へ直接導入され、コンデンサーは使用されない。
【００２６】
オプション（ｉ）による本発明の態様を図１に示す。原料流１０１を第１の蒸留塔１０３へ導入し、そこでこの原料流を、ＮＦ3より揮発性である成分を含有している塔頂蒸気流１０５と、ＮＦ3及びそれより揮発性の低い成分を含有している塔底生成物流１０７とに分離する。流れ１０７は第１の蒸留塔１０３から、液として、又は蒸気として、又は２相流として抜き出される。次に、流れ１０７は第２の蒸留塔１０９へ導入され、そこで純粋ＮＦ3の塔頂製品流１１１と、ＮＦ3中にそれより揮発性の低い成分が溶解したものを含有している塔底製品流１１３とに分離される。純粋ＮＦ3の塔頂製品流１１１、又はその一部分は、蒸気又は液として抜き出すことができる。流れ１１３は、蒸留装置の上流の精製工程（図示せず）、例えば吸着プロセスといったようなものへ、再循環して戻してもよい。
【００２７】
第１の蒸留塔１０３にはリボイラー１０６があり、一方、第２の蒸留塔１０９にはリボイラー１１２とコンデンサー１１０がある。好ましくは、第１の蒸留塔１０３にコンデンサーはなく、還流として液体窒素流１１５が第１の蒸留塔１０３の塔頂部へ直接導入される。随意に、第１の蒸留塔１０３にはコンデンサーがあってもよく、そして液体窒素流１１５を、還流として第１の蒸留塔１０３の塔頂部へ直接向かうのに代えて、この随意のコンデンサーにおける冷却媒体として使用してもよい。とは言え、この随意の方法は通常は好ましくはない。
【００２８】
オプション（ｉ）による本発明のもう一つの態様を図２に示す。これは、ＮＦ3より揮発性の低い成分を含有している塔底製品流１１３を、第１の蒸留塔１０３（第２の蒸留塔１０９ではなく）の塔底部から抜き出す点で、先の態様と異なる。流れ１１３は、蒸留装置の上流の精製工程（図示せず）、例えば吸着プロセスといったようなものへ、再循環して戻してもよい。第２の蒸留塔１０９への原料流１１７は、第１の蒸留塔１０３から側流として抜き出される。原料流１１７の抜き出し箇所は、原料流１０１の供給箇所より下方にある。第１の蒸留塔１０３にはリボイラー１０６がある。第２の蒸留塔１０９にはコンデンサー１１０があるが、リボイラーはない。第２の蒸留塔１０９からの塔底液流１２７は第１の蒸留塔１０３へ戻される。好ましくは、還流として液体窒素流１１５が第１の蒸留塔１０３の塔頂部へ直接導入される。随意に、第１の蒸留塔１０３にはコンデンサー（図示せず）があってもよく、そして液体窒素流１１５を、還流として第１の蒸留塔１０３の塔頂部へ直接向かうのに代えて、この随意のコンデンサーにおける冷却媒体として使用してもよい。とは言え、この随意の方法は通常は好ましくはない。
【００２９】
オプション（ｉｉ）による本発明の態様を図３に示す。原料流１０１を第１の蒸留塔１０３へ導入し、そこで原料流を、ＮＦ3及びＮＦ3より揮発性の全部の成分を含有している塔頂生成物流１３７と、ＮＦ3及びそれより揮発性の低い成分を含有している塔底生成物流１１３とに分離する。流れ１１３は、蒸留装置の上流の精製工程（図示せず）、例えば吸着プロセスといったようなものへ、再循環して戻してもよい。第１の蒸留塔１０３から、流れ１３７を蒸気流、液体流、又は２相流として抜き出すことができる。流れ１３７は第２の蒸留塔１０９へ導入され、そこで分離して、ＮＦ3より揮発性の成分を含有している塔頂生成物流１０５と純粋ＮＦ3の塔底生成物流１１１にされる。流れ１１１は液又は蒸気として抜き出すことができる。第１の蒸留塔１０３にはリボイラー１０６とコンデンサー１０８がある。第２の蒸留塔１０９にはリボイラー１１２がある。好ましくは、液体窒素流１１５を還流として第２の蒸留塔１０９の塔頂部へ直接導入する。随意に、第２の蒸留塔１０９にはコンデンサー（図示せず）があってもよく、そして液体窒素流１１５を、還流として第２の蒸留塔１０９の塔頂部へ直接向かうのに代えて、この随意のコンデンサーにおける冷却媒体として使用してもよい。とは言え、この方法は通常それほど好ましくはない。
【００３０】
オプション（ｉｉ）による本発明の更にもう一つの態様を図４に示す。それは、第１の蒸留塔１０３の塔頂部からＮＦ3より揮発性の成分を含有している塔頂生成物流１０５を抜き出す点で、先の態様（図３）と異なる。第２の蒸留塔１０９への原料流１４７は、第１の蒸留塔１０３から側流として抜き出される。原料流１４７の抜き出し箇所は、原料流１０１の箇所より上方に位置している。第１の蒸留塔１０３にはリボイラー１０６があり、第２の蒸留塔１０９にはリボイラー１１２があるが、どちらにもコンデンサーはない。第２の蒸留塔１０９からの塔頂蒸気流１５７は第１の蒸留塔１０３へ戻される。好ましくは、液体窒素流１１５を還流として第１の蒸留塔１０３の塔頂部へ直接導入し、そしてこの塔にはコンデンサーがない。随意に、第１の蒸留塔１０３にはコンデンサー（図示せず）があってもよく、そして液体窒素１１５を、還流として第１の蒸留塔１０３へ直接向かうのに代えて、この随意のコンデンサーにおける冷却媒体として使用してもよい。とは言え、この方法は通常それほど好ましくはない。
【００３１】
図４に示した態様についてのコンピュータシミュレーションの例を表１に示す。各塔の区画部分には、８理論段に相当するトレイか充填物のいずれかがある。表中の［］内の数値は、それらの項目について［］内に表示した単位で表した数値である。
【００３２】
【表１】
0003653006.tif 000002
【００３３】
本発明は、バッチ蒸留法よりも環境にやさしい連続蒸留法を提供しそしてより大規模な生産にとってむだを省くことになるので、価値があるものである。バッチ蒸留法では、原料と中間製品はそれらを使用するまで貯蔵しておかなくてはならない。生産規模がかなり大きくなると、多数の容器に貯蔵するのが複雑になり、そして多数の貯蔵タンクから大量の物質を移送するのが大変であり、またそれが環境への制御できない放出又は漏出の機会を多くする。同様に、バッチ蒸留塔の頻繁な始動と停止は、製品仕様を満たさずに中間貯蔵器へ移送し再循環させる必要があり且つ環境へたやすく放出されかねない分の物質を多くする。
【００３４】
本発明は、三フッ化窒素を精製するための安全で且つ経済的な連続の低温蒸留法を提供する。最高の回収率で、且つフッ素化合物の環境への放出なしに、所望の分離が達成される。液体窒素の直接の還流の使用が、三フッ化窒素が環境へ放出されるのを防止する。また、重質成分とＮＦ3とを含有している流れを連続的に再循環させてプロセスへ戻すことができるので、ＮＦ3は環境へ放出されない。本発明の方法の作業性は従来技術の方法のそれよりも優れている。
【００３５】
ここでは特定の具体的態様を参照して例示及び説明してはいるが、本発明をここに示した細目に限定しようとするものではない。それどころか、特許請求の範囲に記載された事項と同等のものの範囲内で、且つ本発明の精神から逸脱することなしに、それらの細目に様々な改変を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一態様の模式図である。
【図２】本発明の第２の態様の模式図である。
【図３】本発明の第３の態様の模式図である。
【図４】本発明の第４の態様の模式図である。
【符号の説明】
１０１…原料流
１０３…第１の蒸留塔
１０６、１１２…リボイラー
１０９…第２の蒸留塔
１０８、１１０…コンデンサー
１１１…ＮＦ3の流れ
１１５…液体窒素流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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