[发明专利]用于处理包含四氟化硅和氯化氢的气流的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于处理包含四氟化硅和氯化氢的气流的方法。例如，本发明涉及处理这样的气流的方法，所述方法包括将气流与和氯化氢反应的金属接触以提供氯化氢含量下降的经处理的气流。本发明还涉及用于使包含四氟化硅和氯化氢的气流经受高压以提供适合运输的气流的方法。

发明背景

在硫酸催化剂的存在下通过氟硅酸(FSA)的分解可以制备包含四氟化硅(STF)的气流。

以这种方式制备的包含STF的气流通常包含含有卤化物的杂质(例如氯化氢)。例如，用于制造四氟化硅的工业化生产过程中利用的FSA通常来源于利用天然存在的磷酸钙的磷酸工厂。由于磷酸钙源通常包含一种或多种污染物，包括例如氯化钙，因此这最终导致氯化氢存在于四氟化硅产物中。不期望在STF产物料流中存在氯化氢，因为它会与同样存在于产物料流中的水分结合而导致STF产物的进一步加工中所用设备(例如管道、反应器、管道拖车等等)的腐蚀。

用于处理包含四氟化硅的气流的方法是已知的，所述方法包括例如包括在洗涤器中吸收和分解一种或多种杂质的方法(即，“湿”法)，而其它方法包括通过将气体穿过填料塔来净化气流的方法(即，“干”法)，所述填料塔包括包含渗透到多孔载体如活性炭中的碱性组分的净化剂。然而，这些干法和湿法通常都具有一种或多种缺点，例如，由于湿法制备的废料是碱性水溶液，因此湿法通常的问题在于进一步处理以及与此相关的费用。

在现有技术中也描述了包括用包含氧化锌、氧化铝和碱性组分的净化剂处理气流以除去有害气体(例如卤化物，如氯化氢和四氟化硅)的方法(例如参见Akita等人的第5,597,540号美国专利)。

亟需提供适当除去污染物以提供适当纯度的STF产物料流的简单和有效的方法。

发明概述

简言之，因此，本发明涉及用于纯化具有一定浓度氯化氢的四氟化硅气流的方法。在多个实施方案中，本发明涉及用于从四氟化硅气体中除去氯化氢的方法。该方法包括将气流与金属源接触，其中所述金属与氯化氢反应，由此优先从气流中除去氯化氢并提供包含四氟化硅且具有下降的氯化氢含量的经处理的气流，所述下降的氯化氢含量不大于约90％(v/v)的初始氯化氢含量。

在其它实施方案中，本发明涉及用于从包含四氟化硅并具有初始压力和初始氯化氢含量的气流中除去氯化氢的方法。该方法包括在一个或多个增加压力的阶段将气流压缩至大于初始压力；并且该方法进一步包括将气流与金属源接触，由此提供具有下降的氯化氢含量的经处理的气流，该下降的氯化氢含量不大于约90％(v/v)的初始氯化氢含量。

附图简述

图1提供本发明方法的示意图。

优选实施方案详述

本发明的方法包括使包含四氟化硅(STF)和氯化氢的气流与可用金属源如锌接触来制备具有一种或多种期望性质的四氟化硅气流。有利地，本发明的方法从STF气流中除去氯化氢，同时提供较高纯度的STF气流。将金属与氯化氢反应，由此从STF气流中除去污染物，并且已经发现金属对于待除去的杂质显示出选择性使得所需的STF保留在经处理的气流中。在这点上，应注意到通过本发明方法实现的杂质除去超出任何附带除去，所述附带除去与气流和包含金属的工艺设备的接触相关。

包含STF的气流通常包含与杂质如氯化氢结合的水分，这通常导致气流加工和运输中使用的设备(例如管道、反应器、管道拖车等等)的腐蚀。通常，使包含STF的气流经受高压以提供适合运输的气流。通过本发明方法制备的STF气流显示有助于减少STF气流的运输和/或进一步加工中使用的设备(例如压缩机、管道、反应器、管道拖车等等)腐蚀的氯化氢的水平。通常使包含STF的气流经历一个或多个高压阶段以提供适合运输的气流。在该加工期间本发明的处理方法可以在多处应用。例如，可以在单阶段高压之前利用该处理方法降低STF气流的氯化氢含量，或者可在多阶段高压的第一阶段之后利用该处理方法减少氯化氢。

耐蚀性材料为市售的(例如多种金属合金如耐热镍铬铁合金(Incoloy)、莫内尔合金(Monel)和哈氏合金(Hastelloy))，但是这些专用材料的成本通常阻碍其广泛应用于包含STF的气流的加工和运输。因此，本发明不仅依靠选择性除去氯化氢来提供高纯度STF料流，而且通过降低或消除加工和运输包含STF的气流中对专用材料使用的需求而提供经济效益。

杂质除去