(57)【要約】  フッ化水素供給ライン（２）に連結された複数の可搬式フッ化水素貯蔵容器（１）を備えるフッ化水素供給装置、およびフッ化水素供給装置を備えた化学プラント。
2013540964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化水素供給ライン（２）に連結された複数の可搬式フッ化水素貯蔵容器（１）を備え、前記フッ化水素貯蔵容器のうちの少なくとも１つの容量が５００Ｌ以上である、フッ化水素供給装置。
【請求項２】
２個から２０個、好ましくは３個から１０個、より好ましくは４個から６個の前記フッ化水素貯蔵容器を具備する、請求項１に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項３】
各フッ化水素貯蔵容器が、マニホルド（３）を介して前記フッ化水素供給ラインに連結されている、請求項１または２に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項４】
各フッ化水素貯蔵容器が、前記フッ化水素供給ラインから個別に隔離可能である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項５】
前記フッ化水素貯蔵容器（１）を、遠隔制御装置（４）、好ましくは遠隔制御弁によって前記フッ化水素供給ライン（２）から隔離することができる、請求項４に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項６】
前記フッ化水素供給容器（１）が、密閉空間（５）に収容され、前記密閉空間（５）が、少なくとも、フッ化水素貯蔵容器を前記密閉空間に入れるかまたは前記密閉空間から取り除くことを可能にする可閉ゲート（６）を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項７】
各フッ化水素貯蔵容器の容量が、５００Ｌから５０００Ｌ、多くの場合５００Ｌから４０００Ｌ、好ましくは１０００Ｌから３０００Ｌである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項８】
好ましくは、前記フッ化水素供給ラインに連結された少なくとも部分的に空のフッ化水素供給容器である、少なくとも１つのフッ化水素非常用容器を、好ましくは恒久的に、さらに具備する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフッ化水素供給装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のフッ化水素供給装置を具備する化学プラント。
【請求項１０】
フッ素の製造用であり、前記フッ化水素供給ライン（２）が、溶融塩電解質のＨＦ電解によりフッ素を生成する電解槽（７）に連結されている、請求項９に記載の化学プラント。
【請求項１１】
前記フッ化水素貯蔵容器の総合容量が、前記化学プラントが化学物質を最大限の能力で生成するために必要とするＨＦの１５日分から６０日分、好ましくは１５日分から３０日分に対応する、請求項９または１０に記載の化学プラント。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の化学プラントの使用を含む、化学物質の製造方法。
【請求項１３】
化学プラントにフッ化水素を供給する方法であって、（ａ）少なくとも１つの可搬式フッ化水素貯蔵容器にフッ化水素を充填するステップと、（ｂ）前記フッ化水素貯蔵容器をフッ化水素供給装置に搬送するステップと、（ｃ）前記フッ化水素貯蔵容器をフッ化水素供給ラインに連結するステップと、（ｄ）前記フッ化水素貯蔵容器から前記フッ化水素供給ラインにフッ化水素を供給するステップとを含む方法。
【請求項１４】
２つ以上のフッ化水素貯蔵容器が、第２容器、好ましくはＩＳＯコンテナに搬送され、前記第２容器におけるフッ化水素貯蔵容器の数が、前記フッ化水素供給装置における前記フッ化水素貯蔵容器の数より少ない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記連結するステップが、１２日を超える、好ましくは１５日を超える周期で行われる、請求項１３または１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
全開示内容がすべての目的で参照により本明細書に組み込まれる、２０１０年９月１６日に出願された欧州特許第１０１７７１８８．９号明細書に対する優先権を主張する本発明は、フッ化水素供給装置、こうした装置を備えた化学プラントおよびフッ化水素供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ化水素は、たとえば半導体産業におけるチャンバクリーニングガスとして有用な、フッ素分子（Ｆ２）の電解による製造、およびフッ素化炭化水素等の他のフッ素化化学物質の製造等、化学製造プロセス用の供給材料として特に有用である。
【０００３】
特許文献１には、フッ化水素の電解によってフッ素を生成する装置および方法が記載されている。この装置は、複数の個別のフッ素生成カセットを備え、前記個別のフッ素生成カセットは、前記フッ素ガスを遠隔で使用しかつ消費するフッ素ガス配給システムに動作可能に連結され、前記フッ素生成カセットは、個別に、前記ガス配給システムから隔離可能であり、かつ遠隔で保守するために本装置から取外し可能である。第２４頁第３２行において、液体フッ化水素の供給源はタンクに保持されると言及されている。フッ化水素蒸発器が、タンクから液体フッ化水素を蒸発させ、それをカセットに供給して電解質の一定の濃度を維持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／００９８７３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、安全性における危険を最小限に抑えながら、ＨＦの安定かつ経済的な供給を可能にするフッ化水素供給装置の提供を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その結果、フッ化水素供給ライン（２）に連結された複数の可搬式フッ化水素貯蔵容器（１）を備えたフッ化水素供給装置に関し、フッ化水素貯蔵容器のうちの少なくとも１つは、容量が５００Ｌ以上である。好ましくは、フッ化水素貯蔵容器のすべてが、容量が５００Ｌ以上である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、貯蔵容器（１）、フッ化水素供給ライン（２）、マニホルド（３）および遠隔制御弁（４）を備えた本発明のフッ化水素供給装置を示す。図１は、貯蔵容器（１）から引き出されるＨＦが、Ｆ２が生成されるＨＦ電解槽（７）に送られる実施形態を提供する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
「フッ化水素」（ＨＦ）は、特に無水フッ化水素を示すものと理解される。フッ化水素は、貯蔵容器に入れられている時、一般に液体である。好ましくは、フッ化水素貯蔵容器には吸収剤が収容されていない。好ましくは、無水ＨＦは、本質的にＨＦから構成される。
【０００９】
本発明によるフッ化水素供給装置は、概して、２個から２０個、好ましくは３個から１０個、より好ましくは４個、５個または６個の貯蔵容器を備えている。
【００１０】
特定の実施形態では、フッ化水素供給装置は、好ましくは恒久的に、少なくとも１つのフッ化水素非常用容器をさらに備えている。こうしたフッ化水素非常用容器は、好ましくは、本明細書に記載する空のフッ化水素貯蔵容器であり、それは好ましくは、フッ化水素供給ラインに連結されている。フッ化水素非常用容器は、好適には、不活性ガスの圧力下でまたは真空下で維持される。フッ化水素非常用容器は、概して、漏れているフッ化水素貯蔵容器からＨＦを受け取るように動作可能である。
【００１１】
漏れているＨＦ貯蔵容器からフッ化水素非常用容器までＨＦを移送する手段は、たとえば、不活性ガス圧またはポンプを含む。
【００１２】
本発明によるフッ化水素供給装置では、フッ化水素貯蔵容器は、概して中空体であり、任意選択的に車輪に取り付けることができ、またはたとえばフォークリフトによって搬送することができる。フッ化水素貯蔵は、概して、少なくとも液体ラインおよびガスラインを有している。その場合、液体ラインを、適切な場合はフッ化水素供給ラインに、たとえばフランジ連結によって連結することができる。ガスラインを、フッ化水素貯蔵容器を加圧することができる不活性ガス（たとえば無水空気または窒素）供給ラインにさらに連結することができる。
【００１３】
本発明によるフッ化水素供給装置では、好ましくは、各フッ化水素貯蔵容器の容量は、概して５００Ｌから５０００Ｌ、より好ましくは５００Ｌから４０００Ｌ、特に好ましくは１０００Ｌから３０００Ｌである。フッ化水素貯蔵容器の特定の例は、ＵＮ  Ｔ２２型または好ましくはＵＮ  Ｔ２０型のＲＩＤ／ＡＤＲ−ＩＭＤＧによって承認されたタンクである。こうしたタンクは、市販されている。
【００１４】
本発明によるフッ化水素供給装置では、各貯蔵容器を、マニホルド（３）を介してフッ化水素供給ラインに好適に連結することができる。
【００１５】
本発明によるフッ化水素供給装置では、各貯蔵容器は、好ましくはフッ化水素供給ラインから個別に隔離可能である。
【００１６】
本発明によるフッ化水素供給装置では、貯蔵容器（１）を、概して、遠隔制御装置（４）、好ましくは遠隔制御弁によってフッ化水素供給ライン（２）から隔離することができる。より好ましくは、各貯蔵容器に、該容器をフッ化水素供給ラインから隔離することができる、遠隔制御装置（４）、好ましくは遠隔制御弁が備えられている。
【００１７】
遠隔制御弁が存在する場合、さらに手動弁が好適に取り付けられる。遠隔制御弁は、たとえば、ＨＦ貯蔵容器を遠隔制御室から操作するのを可能にする。
【００１８】
好ましい実施形態では、ＨＦ貯蔵容器は、自動ＨＦレベルセンサを備えている。特に、ＨＦ貯蔵容器を、重量計に設置することができる。この好ましい実施形態では、好ましくは、プロセス制御システム、特に自動プロセス制御システムは、第１の空のＨＦ容器の遠隔制御弁を閉鎖し、別の第２のＨＦ収容フッ化水素貯蔵容器の遠隔制御弁を開放するように動作可能である。この実施形態は、ＨＦ弁の手動操作を回避し、連続的なＨＦ供給を確実にするのに特に有効である。
【００１９】
好ましい態様では、弁は、たとえばＨＦ供給ラインに連結されたプロセス機器におけるプロセス中断等、異常動作状態の場合に自動的に閉鎖するように動作可能である。
【００２０】
別の好ましい態様では、弁は、本発明によるフッ化水素供給装置におけるＨＦ漏れの場合に自動的に閉鎖するように動作可能である。こうしたＨＦ漏れは、たとえば、ＨＦ貯蔵容器内部の任意選択的なフランジ連結の漏れによってもたらされる可能性がある。これにより、特に、この場合においてフッ化水素供給装置に近づく必要性が回避される。
【００２１】
より好ましくは、貯蔵容器を、閉鎖された隔離空間を有する二重隔離弁によってＨＦ供給ラインから隔離することができる。その場合、本発明によるフッ化水素供給装置は、１つまたは複数の閉鎖された隔離空間と連結されている少なくとも１つの中間（ｉｎｔｅｒｓｐａｃｅ）通気弁をさらに適切に備えている。中間通気弁は、概して、閉鎖した隔離空間から任意選択的に存在するフッ化水素を除去するように動作可能である。除去は、たとえば真空を加えることによって行うことができる。別の態様では、除去は、たとえば閉鎖した隔離空間に不活性ガス、および／またはたとえば無水空気または好ましくは窒素等の加圧パージガスを流し込むことによって行うことができる。一態様では、除去は連続的に行われる。好ましくは、除去は、特にＨＦ貯蔵容器が供給ラインに連結されかつ／または供給ラインから切断される時に、不連続的に行われる。適切である場合、閉鎖した隔離空間から除去されるガスは、好適には、ＨＦ分解装置、たとえばスクラバに排気される。
【００２２】
本発明によるフッ化水素供給装置の好ましい態様では、フッ化水素貯蔵容器（１）は、密閉空間（５）に収容されており、密閉空間（５）は、少なくとも、フッ化水素貯蔵容器をその密閉空間に入れるかまたは密閉空間から取り除くことを可能にする可閉ドア（６）を有している。この態様の一実施形態では、密閉空間は、フッ化水素貯蔵容器とフッ化水素供給ラインへの連結とを収容している。別の実施形態では、密閉空間は、液体ＨＦを蒸発させる蒸発器をさらに収容している。この好ましい態様およびその実施形態では、密閉空間は、好適には、ＨＦ分解システム（１０）への密閉空間の連結をトリガすることが可能なＨＦセンサを備えている。好適には、密閉空間は、ファンに連結された吸気ライン（９）を介してＨＦ分解システムに連結されており、ファンは、密閉空間からＨＦ分解システムにガスを搬送するように動作可能である。ＨＦ分解システムは好ましくはスクラバである。スクラバは、好適には、アルカリ水溶液、たとえばＫＯＨ溶液を収容している。
【００２３】
本発明はまた、本発明によるフッ化水素供給装置を備えた化学プラントに関する。特に好ましい態様では、本発明による化学プラントは、ＨＦの電解によりフッ素を製造するために使用される。その場合、フッ化水素供給ライン（２）は、概して、溶融塩電解質のＨＦ電解によってフッ素を生成する電解槽（７）に連結されている。
【００２４】
この特に好ましい態様では、プラントは、Ｆ２およびＨＦに対して共通の分解システムを備えていることが有利である。こうした共通の分解システムは、たとえば、ＫＯＨ水溶液、任意選択的にＮａ２Ｓ２Ｏ３またはＫ２Ｓ２Ｏ３を収容しているスクラバであり得る。
【００２５】
本発明による化学プラントでは、フッ化水素供給装置におけるフッ化水素貯蔵容器の総合容量は、化学プラントが化学物質、たとえばＦ２をその最大限の能力で生成するために必要とするＨＦの概して５日から６０日分、好ましくは１５日から３０日分に対応する。
【００２６】
図１は、本発明によるフッ素プラントの特定の実施形態を、限定を意図することなく示す。
【００２７】
複数の可搬式フッ化水素貯蔵容器（１）が、マニホルド（３）を介してフッ化水素供給ライン（２）に連結されている。各貯蔵容器（１）を、遠隔制御弁（４）によってフッ化水素供給ライン（２）から個別に隔離することができる。フッ化水素貯蔵容器（１）、マニホルドおよび遠隔制御弁は、密閉空間（５）に収容されており、密閉空間（５）は、その密閉空間に入るかまたは密閉空間からフッ化水素貯蔵容器（１）を取り除くことを可能にする可閉ドア（６）を有している。密閉空間は、密閉空間のＨＦ分解システム（１０）への連結をトリガすることができるＨＦセンサをさらに備えている。密閉空間は、ファン（図示せず）に連結された吸気ライン（９）を介してＨＦ分解システムに連結されており、ファンは、密閉空間からＨＦ分解システムにガスを搬送するように動作可能である。フッ化水素供給ライン（２）は、液体ＨＦを蒸発させるように動作可能であるＨＦ蒸発器（８）に入り、ＨＦ蒸発器（８）は、電解槽（７）に連結されており、電解槽（７）では、ＨＦを電解してフッ素分子（Ｆ２）を生成することができる。
【００２８】
特定の態様では、本発明による化学プラントは、対応する数の本発明によるフッ化水素供給装置を有するＨＦの電解によってフッ素を製造する、いくつかの、たとえば１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つまたは８つの製造ラインを有している。
【００２９】
別の特定の態様では、本発明による化学プラントは、たとえば、ＨＦの電解によってフッ素を製造するために、いくつか、たとえば１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つまたは８つの製造ラインを有し、より少ない、たとえば１つ、２つ、３つまたは４つの本発明によるフッ化水素供給装置を有することができる。
【００３０】
本発明はまた、本発明による化学プラントの使用を含む、化学物質、特にフッ素の製造方法に関する。
【００３１】
本発明はまた、化学プラントにフッ化水素を供給する方法であって、（ａ）少なくとも１つの可搬式フッ化水素貯蔵容器にフッ化水素を充填するステップと、（ｂ）フッ化水素貯蔵容器をフッ化水素供給装置に搬送するステップと、（ｃ）フッ化水素貯蔵容器をフッ化水素供給ラインに連結するステップと、（ｄ）フッ化水素貯蔵容器からフッ化水素供給ラインにフッ化水素を供給するステップとを含む方法に関する。
【００３２】
本発明による方法では、充填するステップを、好ましくはＨＦ生成現場において行うことができ、そこでは、ＨＦは、たとえば蛍石を硫酸と反応させることによって生成される。
【００３３】
本発明による方法では、フッ化水素貯蔵容器をフッ化水素供給装置に搬送するステップは、概して、船、鉄道、または好ましくはトラック等の車両による搬送を含む。通常、フッ化水素貯蔵容器は、たとえばクレーンまたはフォークリフト等の好適な装置によって第２容器に積まれかつ／またはそこから降ろされる。
【００３４】
本発明による方法の好ましい実施形態では、第２容器、好ましくはＩＳＯコンテナに、２つ以上のフッ化水素貯蔵容器が搬送される。その場合、前記第２容器におけるフッ化水素貯蔵容器の数は、好ましくは、フッ化水素供給装置におけるフッ化水素貯蔵容器の数より少ない。
【００３５】
特定の例では、各々容量が２０００Ｌ〜３０００Ｌ、好ましくは約２５００Ｌである３つの同一のフッ化水素貯蔵容器、たとえばＵＮ  Ｔ２０型容器が、１つのＩＳＯコンテナに積まれ、本発明によるフッ化水素供給装置に搬送される。後者のフッ化水素供給装置は、好ましくは、上述したように４つの同一の容器を備えている。
【００３６】
本発明による方法では、連結するステップは概して、１２日を超える周期で行われ、１５日または１８日以上のことも多く、好ましくは、周期は２０日を超える。
【００３７】
フッ化水素貯蔵容器からＨＦ供給ラインに液体ＨＦを供給する好適な方法は、Ｎ２等の不活性ガスで容器を加圧することである。
【００３８】
本発明による方法の好ましい態様では、供給するステップは、異なるフッ化水素貯蔵容器からフッ化水素供給ラインに連続的にフッ化水素を供給することを含む。その場合、概して、１つのフッ化水素貯蔵容器のみが、フッ化水素供給ラインへの開放連結を有している。特定の連続供給方式は、１つを除くフッ化水素貯蔵容器からフッ化水素を連続的に供給することを含む。
【００３９】
本発明によるフッ素供給装置、本発明による化学プラント、および本発明による方法により、保守作業および連結作業の数を低減することができ、したがって、ＨＦに関連する危険の可能性を最小限にできることが分かっている。
【００４０】
参照により本明細書に組み込まれる特許、特許出願および刊行物のいずれかの開示が、用語を不明瞭にしかねない程に本明細書と矛盾する場合、本明細書が優先される。
【００４１】
以下の実施例は、本発明を例示するが限定するものではないことが理解される。
【実施例】
【００４２】
ＨＦ製造プラントにおいて、３つのＵＮ  Ｔ２０型容器の各々が、２５００Ｌの無水ＨＦによって充填され、トラックに積み込まれるＩＳＯコンテナ内にクレーンによって積まれる。トラックは、ＩＳＯコンテナをフッ素製造プラントに搬送し、そこで、ＵＮ  Ｔ２０型容器は、フォークリフトによって降ろされ、ドアを介して海上コンテナの寸法を有するポリマーコーティングされた鋼によって作製されたＨＦ貯蔵室内に搬送され、３つの空のＵＮ  Ｔ２０型容器が貯蔵室から取り除かれ、ＩＳＯコンテナに積まれる。３つのＨＦ収容容器は、オペレータによって標準連結を介してマニホルドに連結され、マニホルドには、さらなるＨＦ収容ＵＮ  Ｔ２０型容器が連結されている遠隔制御弁が備えられている。連結した後、オペレータは、部屋を出てドアを閉じる。制御室から、自動システムが遠隔制御弁を閉鎖しかつ開放して、１つのＨＦ収容ＵＮ  Ｔ２０型に対し、蒸発器を通過するＨＦ供給ラインにＨＦを配給させる。ＨＦ貯蔵容器は重量計の上に設置されており、それにより、ＨＦ容器が空になると、プロセス制御システムが、空の容器の隔離弁を閉鎖し、手動操作なしにかつＨＦ供給を分断することなく、ＨＦを収容している別の容器の弁を開放する。ＨＦガスが、ＫＦ×２ＨＦ含有溶融電解質の電解によりＦ２を生成する電解槽内に供給される。プラントのＦ２容量は、１５０ｔ／年である。約１５日間の最大限の能力でのＦ２生成の後、３つの満杯のＵＮ  Ｔ２０型ＨＦ容器が提供され、上述したように空の容器と交換される。
【図１】
2013540964.tif 000003
【国際調査報告】
2013540964.tif 000004
2013540964.tif 000005
2013540964.tif 000006