[发明专利]不活泼气体的处理方法和精制方法以及气体处理筒

说明书

技术领域

本发明涉及不活泼气体的处理方法和精制方法以及气体处理筒，更具体地说，涉及使含有难以除去的烃类杂质的不活泼气体在加热的条件下与含金属镍和/或氧化镍的处理剂接触，高效容易地除去难除烃类的处理方法，和进一步使由上述处理所产生的容易除去的杂质与吸气材料或吸附剂接触而除去的精制方法，以及能够高效地实施这些方法的气体处理筒。

背景技术

在半导体工业中，氦气、氖气、氩气、氪气等稀有气体被频繁使用，而这些气体要求具有极高的纯度。这些气体是空气中仅含微量的稀有气体，除了从空气中提取以外，没有其他有效的调制方法，例如，氩气、氪气可以通过液体空气的分馏制得。但是，空气中存在微量的甲烷，由于甲烷的沸点为-164℃，若通过分馏从氩气(沸点：-186℃)或氪气(沸点：-153℃)中除去甲烷至极低浓度，则必须重复进行多次精馏分离，费用很高，否则很困难。

另外，作为从如上所述调制的稀有气体中除去甲烷的方法，有使稀有气体在加热的条件下与锆或钛等吸气材料接触而捕获除去的方法、向稀有气体中充氧气使甲烷燃烧转化成二氧化碳和水，再在常温下使其与合成沸石接触吸附除去二氧化碳和水的方法等。

另外，日本特开平7-270067号公报中公开了使空气冷却、液化后利用沸点差分离各成分。日本特开平10-114508号公报中公开了在极低温度下除去氩气流中所含的氮气和甲烷。日本特开平2003-170018号公报中公开了使含甲烷的氢气与以锆为主要成分的吸气材料在高温下接触而除去甲烷。

发明内容

但是，由于使稀有气体等不活泼气体在加热的条件下与吸气材料接触的方法除去甲烷的能力(相对于每单位量的吸气材料，甲烷的除去量)较低，且吸气材料价格昂贵，因而运行成本高而不适宜。

另外，向稀有气体等不活泼气体中充氧气的方法，相对于甲烷的含量必须充入过量的氧气，除了难以调整氧气的供给量以外，在甲烷转化成二氧化碳和水后，还必须与其一起除去过剩的氧气，因而吸附剂等的消耗量很大，因此不适宜。

于是，本发明所要解决的问题是，提供从如上所述含有难除杂质甲烷(烃)的稀有气体等不活泼气体中低成本高效率地除去甲烷(烃)的不活泼气体处理方法、精制方法以及能够高效地实施这些方法的气体处理筒。

本发明者们为了解决这些问题进行了专门的研究，结果发现，通过使含有甲烷等烃类杂质的不活泼气体在加热的条件下与金属镍和/或氧化镍，优选高比表面积的上述镍接触，能够高效容易地除去烃类(转化成容易除去的杂质)，并且除去能力也很高，从而达成了本发明的不活泼气体处理方法和精制方法以及气体处理筒。

即，本发明是一种不活泼气体的处理方法，其特征在于使含烃类杂质的不活泼气体在加热的条件下与含金属镍和/或氧化镍的处理剂接触，从该不活泼气体中除去烃类。

另外，本发明是一种不活泼气体的精制方法，其特征在于使含烃类杂质的不活泼气体在加热的条件下与含金属镍的处理剂接触，然后再使其与吸气材料接触。

另外，本发明是一种不活泼气体的精制方法，其特征在于使含烃类杂质的不活泼气体在加热的条件下与含氧化镍的处理剂接触，然后再使其与吸附剂或吸气材料接触。

另外，本发明还是一种气体处理筒，其特征在于使含金属镍和/或氧化镍的处理剂与吸气材料通过间隙或者惰性填充材料相互隔离而进行填充，并装有用于加热该处理剂以及该吸气材料的加热器。

本发明的不活泼气体的处理方法和精制方法，由于使用比吸气材料更廉价、且能够期望获得优良的烃类除去能力(相对于每单位量的处理剂，烃类的除去量)的金属镍、氧化镍或者含有它们的镍催化剂作为除去难除杂质烃类的处理剂原料，因此可以使运行成本下降。并且，由于装置结构简单，因而能够高效地进行烃类的除去处理和精制处理。

附图说明

图1a，图1b显示本发明气体处理筒的一个例子的构造图。

具体实施方式

本发明的不活泼气体处理方法和精制方法以及气体处理筒，适用于从至少含有甲烷等烃类杂质的氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等不活泼气体或者选自这些不活泼气体的两种以上混合气体中至少除去烃类的处理方法、精制方法以及气体处理筒。不活泼气体中所含的甲烷等烃类通常为200ppm以下。并且，不活泼气体中，与烃类一起还可以含有氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、水等杂质。