惰性气体的精制方法技术

一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的１种以上的杂质，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的１种以上的金属氧化物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
惰性气体的精制方法
本专利技术涉及惰性气体的精制方法。进而详细地是涉及高能力地除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳、水，可将这些杂质除到极低浓度的惰性气体的精制方法。
技术介绍
在半导体制造工序中，频繁地使用氦、氮、氩等的惰性气体。氮等的惰性气体在工业上是通过分馏液态空气的方法制造的，但在这些惰性气体中含有数ppm～数百ppm左右的氧、二氧化碳、水等。在半导体领域中，随着成膜技术的进步强烈地要求这些惰性气体是极高纯度，同时从大量使用看，要求一种惰性气体的精制方法，它可以高纯度连续地供给到半导体制造工序。为此，以往研究了各种惰性气体的精制方法，本申请的申请人中也开发了如下精制方法，即，①将稀有气体与由铁及锆组成的金属吸气剂接触，除去稀有气体中的杂质的精制方法(日本专利公开1992-160010号公报)、②将稀有气体与由钒及锆组成的金属吸气剂接触，除去稀有气体中的杂质的精制方法(日本专利公开1993-4809号公报)等。另外，作为由本申请的申请人以外的人开发了的惰性气体精制方法，有③将含有氧和/或一氧化碳的惰性气体与含有铜及锰的混合氧化物(赫普卡莱特)等的多孔质金属氧化物的吸附剂接触，除去-->上述杂质气体的精制方法(日本专利公开1998-137530号公报)等。精制剂在下述方面也较理想，即在精制惰性气体后，进行再生后再利用，这样不仅可有效利用资源，而且大幅度地减少精制剂的更换充填和预处理的操作麻烦，可以连续地容易供给高纯度惰性气体。本申请的申请人开发了④将惰性气体与还原了的金属镍接触，除去作为杂质含在惰性气体中的氧的精制方法(日本专利公告1975-6440号公报)，在这样的精制方法中，可再生精制剂(金属镍)。
技术实现思路
可是，在使用上述的①及②的金属吸气剂的精制方法，一般在精制惰性气体时必须加热金属吸气剂，另外，由于再生金属吸气剂困难，必需交换吸气剂，存在运转成本高的缺点。另外，③及④的精制方法，原来惰性气体中的杂质的除去能力(单位精制剂量的杂质除去量)低，特别是二氧化碳的除去能力低，有必要加大精制筒。进而，③的精制方法若反复进行精制剂的再生时，有精制剂劣化，除去能力更降低的缺点。因此，本专利技术要解决的课题在于提供惰性气体的精制方法，该方法高能力地除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳及水，可将含在惰性气体中微量的上述杂质除去直到低浓度的同时，即使反复进行精制剂的再生，杂质的除去能力也不降低，可容易连续地供给高纯度惰性气体。本专利技术者们为了解决这些课题进行锐意地研究结果发现，在使用可再生的吸附剂的惰性气体的精制方法中，通过作为精制剂(吸附剂)的有效成分，含有(1)氧化锰和、由(2)氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种-->以上的金属氧化物，极大提高除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳及水的能力，即使反复进行精制剂的再生，精制剂也不劣化，可显著地延长精制剂的寿命，从而完成本专利技术的惰性气体的精制方法。进而，发现了上述构成的精制剂，可将作为杂质含在惰性气体中的氧、一氧化碳、二氧化碳、水的除去到极低的浓度，通过将上述构成的精制剂和合成沸石组合，在除去水时，大幅度地延长1次惰性气体精制时间，在将精制系列配置成2系列时，有充裕的时间容易地实施惰性气体的精制和吸气剂的再生，从而完成了本专利技术的惰性气体的精制方法。即，本专利技术是一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。另外，本专利技术是一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂及合成沸石接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。本专利技术是一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，进而将再生气体与该精制剂接触再生该精制剂，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。-->进而，本专利技术是惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂及合成沸石接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，进而将再生气体与该精制剂及该合成沸石接触再生该精制剂及合成沸石，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。用本专利技术的惰性气体的精制方法，换算为每单位量的精制剂的除去杂质量，可比以往的精制方法更多地除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳、水。另外，可将含在惰性气体中的微量的杂质除去到极低浓度的同时，即使反复进行精制剂的再生，杂质的除去能力也不降低，比以往的精制方法可显著地延长精制剂的寿命。附图说明图1是表示实施本专利技术的惰性气体的精制方法的精制系列的一个例子的构成图。图2(A)和图2(B)是表示实施本专利技术的惰性气体的精制方法的精制系列的图1以外例子的构成图。图3是表示实施本专利技术的惰性气体的精制装置的一个例子的构成图。具体实施方式本专利技术的惰性气体的精制方法，适用于除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳及水。另外，本专利技术的惰性气体的精制方法特别是在可显著延长用于惰性气体的精制的精制剂的寿命上发挥效果。-->本专利技术的惰性气体的精制方法，是将惰性气体与精制剂接触，优选的进而与合成沸石接触，除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳及水的精制方法，上述精制剂作为有效成分含有(1)氧化锰和(2)从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。另外，本专利技术的惰性气体的精制方法，是将惰性气体与精制剂接触，优选的是进而与合成沸石接触，除去作为杂质含在惰性气体中的氧、二氧化碳及水，进而将再生气体与精制剂(及合成沸石)接触再生精制剂(及合成沸石)的精制方法，上述精制剂作为有效成分含有(1)氧化锰和(2)从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。在本专利技术的惰性气体的精制方法中，作为精制剂的一种效成分使用的氧化锰是MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnO2等。在本专利技术中，氧化锰不受制造方法等的限制，但优选的是BET比表面积是10～500m2/g的。在使用BET比表面积不足10m2/g的氧化锰时，担心单位精制剂量的杂质除去量变小。另外，BET比表面积超过500m2/g的氧化锰在工业上制造是困难的。这些氧化锰也可直接使用市售品，另外也可使用公知的方法制造的。作为制造氧化锰的方法，例如有MnO在无氧下在约500℃下加热MnCO3、Mn(OH)2或者在H2或CO气流中还原高价锰氧化物的方法。Mn3O4是通过将含有锰的化合物(氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐等)在空气中或者氧气流中强热到约1000℃可容易地得到的。另外，Mn2O3是通过在空气中、600～800℃下加热锰盐(除去硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。2.一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂及合成沸石接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。3.一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，进而将再生气体与该精制剂接触再生该精制剂，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。4.一种惰性气体的精制方法，其特征是将惰性气体与精制剂及合成沸石接触，除去含在该惰性气体中的氧、二氧化碳及水选出的1种以上的杂质，进而将再生气体与该精制剂及该合成沸石接触再生该精制剂及合成沸石，上述精制剂作为有效成分含有氧化锰和从氧化钒、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锆、氧化铋、氧化铌及氧化钽选出的1种以上的金属氧化物。5.根据权利要求1～4任何一项所述的惰性气体的精制方法，其中锰原子数对于上述总有效成分的金属原子数的比例是80～99％。6.根据权利要求1～4任何一项所述的惰性气体的精制方法，其中有效成分对于精制剂总量的含有率是70wt％以上。7.根据权利要求1～4任何一项所述的惰性气体的精制方法，其中氧化锰是MnO、Mn3...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚健二，冈本淳，古森丈雄，
申请(专利权)人：日本派欧尼株式会社，
类型：发明
国别省市：