[发明专利]一种高效脱除六氟乙烷中含氯化合物杂质的方法

说明书

本发明公开了一种去除六氟乙烷粗品中含氯化合物杂质的方法，包括加氢脱氯反应和精馏操作两个步骤。本发明提供的方法，能够有效去除六氟乙烷粗品中含氯化合物杂质，将六氟乙烷的纯度提高至99.9999％以上。

技术领域

本发明涉及一种去除六氟乙烷粗品中杂质的方法，尤其是涉及一种去除六氟乙烷粗品中含氯化合物杂质的方法。

背景技术

六氟乙烷，简称R116或FC-116，是一种无色、无气味、非易燃的气体，主要应用于低温制冷与电子清洗及蚀刻行业。当被用作半导体行业的刻蚀和清洗气体时，其纯度对组件性能和产品优良率具有决定性影响，即使百万分之一的微量杂质进入工序也会导致产品的不合格率迅速增加，因此需要对六氟乙烷产品中的杂质含量做控制，使其达到高纯的品级，从而满足市场对电子气体纯度的要求。

在FC-116粗产品中，可能的有机杂质包括：一氯三氟甲烷(CFC-13或R13)、三氟甲烷 (HFC-23或R23)、二氟甲烷(HFC-32或R32)、五氟氯乙烷(R115或CFC-115)、五氟乙烷(HFC-125 或R125)、1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a或R143a)he 1,1-二氟乙烷(HFC-152a和R152a)等。在这些有机杂质中，R115、R143、R152a与FC-116沸点相差很大，可用普通精馏方法去除，但 R13等含氯氟化合物杂质易与FC-116形成共沸或类共沸混合物，用普通精馏法难以分离。

为去除FC-116粗产品中的含氯杂质，现有技术做了以下努力：

(1)美国专利US5523499公开了一种吸附剂，用活性炭或0.3～1.5nm的分子筛高效吸附R116粗品中的R13和R23杂质。虽然此方法能够将R116纯度提高至99.999％，但仅能够去除R116粗品中的R13和R23杂质；(2)中国专利申请CN1165509A公开采用两级共沸精馏技术去除R116中杂质的方法，第一级精馏先去除不与R116形成共沸的杂质，并将精馏塔顶部馏分在低于-50℃下液化和冷却，以分离HCl，再经第二级精馏塔精馏，并经树脂床脱酸后得到纯度为99.9999％的R116。此方法能够得到纯度为99.9999％的R116，但会引入新的杂质HCl，会腐蚀设备，给安全生产造成隐患；

因此，需要对六氟乙烷粗品中杂质的去除方法做进一步技术改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除六氟乙烷粗品中含氯化合物杂质的方法，以使六氟乙烷的纯度≥99.9999％，达到半导体设备用蚀刻气或清洗气的要求。

本发明提供如下技术方案：

一种去除六氟乙烷粗品中含氯化合物杂质的方法，所述方法包括：

(1)在加氢催化剂存在下，六氟乙烷粗品中含氯化合物与氢气发生气相加氢脱氯反应，所述含氯化合物转化成相应的氢氟烃或甲烷，得到反应产物，

所述加氢催化剂含有第一活性组分和第二活性组分，所述第一活性组分为Pd，所述第二活性组分选自La、K、Bi和Ni中的一种、两种或三种以上组合，

所述含氯化合物选自C1～C2氢氯氟烃、C1氢氯烃和C2氢氯氟烯烃中的至少一种；

(2)将步骤(1)得到的反应产物通入精馏塔精馏，精馏温度为-20～60℃，精馏压力为 1.0～7.0MPa，塔顶处得到得纯度≥99.9999％的六氟乙烷。

本发明提供的方法，通过加氢催化剂的作用，使六氟乙烷粗品中含氯化合物与氢气发生气相加氢脱氯反应，以得到相应的氢氟烃或甲烷。

使用的加氢催化剂，含有第一活性组分和第二活性组分。所述第一活性组分为Pd。所述第二活性组分选自La、K、Bi和Ni中的一种、两种或三种以上组合。

对于活性组分的用量，满足使所述加氢催化剂能够使六氟乙烷粗品中含氯化合物与氢气发生气相加氢脱氯反应，以得到相应的氢氟烃或甲烷。