СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРБУТАДИЕНА Российский патент 2021 года по МПК C07C17/386 C07C21/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения гексафторбутадиена.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] С целью ускорения и энергосбережения были изучены вопросы миниатюризации и использования новых материалов для полупроводниковых приборов. Известно, что фторуглероды пригодны для микрообработки полупроводниковых приборов. Из них гексафторбутадиен (CF₂=CFCF=CF₂, 1,1,2,3,4,4-гексафторбутадиен и др.) привлекает внимание как травильный газ, используемый для формирования современных микроструктур, таких как полупроводники и жидкие кристаллы.

[0003] Для увеличения выхода необходимо максимально уменьшить количество примесей в сухом травильном газе. Чистота газа, используемого для сухого травления, обычно достигает 99,99% (4N) или 99,999% (5N). С другой стороны, в качестве способа получения гексафторбутадиена известна, например, реакция дегалогенирования, в которой соответствующий галогенид взаимодействует с металлическим цинком (см., например, патентную литературу 1).

СПИСОК ПРОТИВОПОСТАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0004] PTL 1: № 1987-26240

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0005] Однако гексафторбутадиен, очищенный реакцией, описанной в патентной литературе 1, включает в качестве дополнительных соединений октафтор-1-бутен, октафтор-2-бутен, гептафтор-1-бутен, гептафтор-2-бутен и тому подобное.

[0006] Гексафторбутадиен имеет структуру и температуру кипения, аналогичную структуре и температуре кипения дополнительных соединений. По этой причине разделение обычным способом дистилляции затруднено, и требуется способ получения гексафторбутадиена с высокой чистотой.

[0007] Настоящее изобретение было сделано для решения вышеуказанной проблемы и направлено на обеспечение способа получения гексафторбутадиена с высокой чистотой.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0008] В результате обширных исследований, направленных на решение вышеуказанной проблемы, авторы настоящего изобретения осуществили настоящее изобретение. Настоящее изобретение включает в себя следующую структуру.

Пункт 1. Способ получения гексафторбутадиена, включающий стадию воздействия на композицию исходного материала, содержащую гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, способа экстракционной дистилляции в присутствии экстрагирующего растворителя для снижения концентрации дополнительного соединения.

Пункт 2. Способ получения согласно п. 1, в котором экстрагирующим растворителем, используемым при экстракционной дистилляции, является по меньшей мере один растворитель, выбранный из группы, состоящей из кислородсодержащих углеводородов и галогенсодержащих углеводородов.

Пункт 3. Способ разделения гексафторбутадиена и по меньшей мере одного дополнительного соединения, выбранного из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, включающий стадию воздействия на композицию, содержащую гексафторбутадиен и дополнительное соединение, способа экстракционной дистилляции в присутствии экстрагирующего растворителя.

Пункт 4. Способ по п. 3, в котором экстрагирующий растворитель содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из кислородсодержащих углеводородов и галогенсодержащих углеводородов.

Пункт 5. Композиция, содержащая гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, причем дополнительное соединение содержится в количестве менее 0,1 моль% на 100 моль% от общего количества композиции.

Пункт 6. Азеотропная композиция, содержащая гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена.

Пункт 7. Композиция по п. 5 или 6, предназначенная для использования в травильном газе, хладагенте, теплоносителе, пенообразователе или смоляном мономере.

ВЫГОДА, ПОЛУЧАЕМАЯ ОТ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Согласно настоящему изобретению можно получить гексафторбутадиен с высокой чистотой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] На фиг. 1 показан пример устройства для осуществления способа разделения (способа получения гексафторбутадиена) по настоящему изобретению.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ СПОСОБОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0011] Настоящее изобретение представляет собой способ получения гексафторбутадиена с более высокой концентрацией из композиции, содержащей гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, причем способ включает стадию воздействия на композицию способа экстракционной дистилляции в присутствии экстрагирующего растворителя для снижения концентрации дополнительного соединения.

[0012] Поскольку гексафторбутадиен имеет структуру и температуру кипения, сходную с температурой кипения дополнительных соединений, его разделение обычным способом дистилляции затруднено. Например, температура кипения гексафторбутадиена составляет 6°C, в то время как температура кипения октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена составляет соответственно 4°C, 1,2°C, 20°C и 8°C. Для разделения этих веществ путем обычной перегонки требуется ректификационная колонна, имеющая много тарелок, и разделение практически невозможно. Даже если разделение возможно, возникает большая сумма потерь, что экономически неэффективно. Напротив, в настоящем изобретении концентрация дополнительного соединения может быть уменьшена экстракционной дистилляцией, и может быть получен гексафторбутадиен, имеющий высокую концентрацию.

[0013] Композиция исходного материала

Композиция исходного материала содержит гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена (CF₂=CFCF₂CF₃), октафтор-2-бутена (CF₃CF=CFCF₃), гептафтор-1-бутена (CF₂=CFCF₂CF₂H, CF₂=CFCFHCF₃, CF₂=CHCF₂CF₃, CFH=CFCF₂CF₃ и др.) и гептафтор-2-бутена (CF₃CF=CFCF₂H, CF₃CF=CHCF₃ и др.).

[0014] Такая композиция исходного материала может быть получена способом, условно известным как способ получения гексафторбутадиена. Композиция исходного материала может быть также синтезирован другими способами.

[0015] В одном из примеров других способов синтез может быть осуществлен способом, включающим стадию реакции добавления азотсодержащего соединения в раствор соединения, представленного формулой (1): X¹CF₂-CFX²-CF₂-CF₂X¹ (1), где X¹ может быть одинаковым или различным, и каждый представляет собой атом галогена, отличный от фтора, а X² представляет собой атом галогена.

[0016] В формуле (1) X¹ - это атом галогена, отличный от фтора, а примеры включают хлор, бром, йод и тому подобное. Из них хлор или йод предпочтительнее с точки зрения получения гексафторбутадиена с более высоким выходом. X¹ может быть одним и тем же или отличаться.

[0017] В формуле (1) Х² - это атом галогена, а примеры включают фтор, хлор, бром, йод и тому подобное. Из них с точки зрения получения гексафторбутадиена с более высоким выходом предпочтительнее фтор или хлор, и хлор более предпочтителен.

[0018] Примеры соединения, представленного формулой (1), которая удовлетворяет вышеуказанным условиям, включают ClCF₂-CFCl-CF₂-CF₂I, ICF₂-CF₂-CF₂-CF₂I и тому подобное. С точки зрения получения гексафторбутадиена с более высоким выходом предпочтительнее ClCF₂-CFCl-CF₂-CF₂I.

[0019] В этом способе получения, например, азотсодержащее соединение (амидное соединение, такое как N, N-диметилформамид и N, N-диизопропилформамид, аминное соединение, такое как триэтиламин, пиридиновое соединение, такое как пиридин, метилпиридин, N-метил-2-пирролидон, хинолиновое соединение, такое как хинолин и метилхинолин и т. д.) добавляют к раствору соединения, представленного формулой (1) в неполярном органическом растворителе, таком как гептан, гексан, бензол, толуол или ксилол, чтобы стимулировать реакцию. В качестве азотсодержащего соединения включаются те вещества, которые являются жидкими при нормальной температуре, однако использование этого соединения (в небольшом количестве) в качестве добавки, а не растворителя, предпочтительно для получения гексафторбутадиена с более высоким выходом. Остальные условия реакции соответствующим образом определяются в соответствии с обычным способом.

[0020] Таким образом, когда гексафторбутадиен получают обычным способом производства или вышеуказанным способом производства, дополнительные соединения, такие как октафтор-1-бутен (CF₂=CFCF₂CF₃), октафтор-2-бутен (CF₃CF=CFCF₃), гептафтор-1-бутен (CF₂=CFCF₂CF₂H, CF₂=CFCFHCF₃, CF₂=CHCF₂CF₃, CFH=CFCF₂CF₃, и т.д.), а также гептафтор-2-бутен (CF₃CF=CFCF₂H, CF₃CF=CHCF₃ и др.) тоже могут быть произведены в качестве побочных продуктов. Поскольку гексафторбутадиен и эти дополнительные соединения имеют сходную температуру кипения и сходную структуру, их трудно отделить обычной перегонкой или чем-то подобным. В частности, поскольку температура кипения гексафторбутадиена очень близка к температуре кипения гептафтор-2-бутена, их разделение чрезвычайно затруднено. Хотя композиционное соотношение каждого компонента не ограничено, при получении композиции исходного материала обычным способом производства, описанным выше, во многих случаях получается композиция, содержащая гексафторбутадиен в количестве от 73 до 99,9 моль% и дополнительные соединения в количестве от 0,1 до 27 моль% на 100 моль% всей композиции исходного материала. Вышеуказанный диапазон предпочтителен в качестве композиции, подлежащей разделению экстракционной дистилляцией.

[0021] Экстракционная дистилляция

В настоящем изобретении композиция исходного материала подвергается экстракционной дистилляции. Это позволяет отделить гексафторбутадиен от октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена, гептафтор-2-бутена и т. п., причем каждый из них имеет температуру кипения, близкую к температуре кипения гексафторбутадиена, и можно получить гексафторбутадиен с более высокой чистотой.

[0022] Поскольку такое разделение возможно, октафтор-1-бутен, октафтор-2-бутен, гептафтор-1-бутен или гептафтор-2-бутен, являющиеся дополнительными соединениями, могут быть использованы в других реакциях. Подобно гексафторбутадиену, дополнительные соединения могут быть эффективно использованы для различных целей, включая травильные газы для формирования современных микроструктур, таких как полупроводники и жидкие кристаллы, хладагенты, теплоносители, пенообразующие реагенты, смоляные мономеры и т. д.

[0023] Экстракционная дистилляция может быть достигнута путем увеличения или уменьшения относительной летучести обоих компонентов (гексафторбутадиена и дополнительного соединения) от 1. В этом случае, чем дальше относительная летучесть от 1, тем легче происходит разделение гексафторбутадиена и дополнительного соединения экстракционной дистилляцией. Когда относительная летучесть равна 1, состав каждой фазы становится одинаковым, что предотвращает разделение путем дистилляции.

[0024] Относительная летучесть определяется как отношение коэффициентов равновесия компонентов в жидкой смеси. Если компонентами являются гексафторбутадиен (А) и дополнительное соединение (В), то относительная летучесть (А/В) гексафторбутадиена (А) по отношению к дополнительному соединению (В) представляется следующим уравнением.

[0025] Относительная летучесть (A/B) = X/Y

X указывает на (мольную долю газовой фазы/мольную долю жидкой фазы) с участием A.

[0026] Y представляет собой (мольную долю газовой фазы/мольную долю жидкой фазы) с участием B.

[0027] При отгонке гексафторбутадиена обычно предпочтительно использовать экстрагирующий растворитель, имеющий относительную летучесть более 1, в частности в диапазоне от 1,10 до 2,00. Когда относительная летучесть превышает 1, мольная доля газовой фазы гексафторбутадиена увеличивается. Это увеличивает содержание гексафторбутадиена в газовой фазе, позволяя проводить разделение путем дистилляции.

[0028] В отличие от этого, когда дополнительное соединение отгоняется, предпочтительно использовать экстрагирующий растворитель, имеющий относительную летучесть менее 1, в частности в диапазоне от 0,10 до 0,90. Когда относительная летучесть меньше 1, мольная доля жидкой фазы гексафторбутадиена увеличивается. Это увеличивает содержание гексафторбутадиена в жидкой фазе, что позволяет проводить дистилляцию дополнительного соединения.

[0029] В настоящем изобретении предпочтительно использовать экстрагирующий растворитель, который может легко отделить гексафторбутадиен от дополнительного соединения.

[0030] В настоящем изобретении кислородсодержащие углеводороды (спирты, кетоны, эфиры и др.), галогенсодержащие углеводороды (галогенированные насыщенные углеводороды, галогенированные ненасыщенные углеводороды и др.), и им подобные могут быть использованы в качестве экстрагирующих растворителей.

[0031] Примеры спиртов включают метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол, трет-бутиловый спирт и тому подобное. Из них метанол и этанол предпочтительны с точки зрения относительной летучести.

[0032] Примеры кетонов включают ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон, метил изобутилкетон и тому подобное. Из них метилэтилкетон является предпочтительным с точки зрения относительной летучести.

[0033] Примеры эфиров включают диалкиловые эфиры, такие как диметиловый эфир, метилэтиловый эфир и диэтиловый эфир; моноалкиловые эфиры этиленгликоля, такие как монометиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля и монобутиловый эфир этиленгликоля; диалкиловые эфиры этиленгликоля, такие как диметиловый эфир этиленгликоля, диэтиловый эфир этиленгликоля и дибутиловый эфир этиленгликоля и тому подобное. С точки зрения относительной летучести предпочтительны моноалкиловые эфиры этиленгликоля, а более предпочтителен монометиловый эфир этиленгликоля.

[0034] Примеры галогенированных насыщенных углеводородов включают 1,1,1-трифтор-2,2-дихлорэтан (HCFC-123) и тому подобное.

[0035] Примеры галогенированных ненасыщенных углеводородов включают трихлорэтилен, тетрахлорэтилен (перхлорэтилен) и тому подобное.

[0036] Эти экстрагирующие растворители можно использовать как отдельно, так и в смеси из двух или более компонентов.

[0037] Водорастворимый экстрагирующий растворитель можно смешать с водой и использовать в качестве экстрагирующего растворителя. Например, можно использовать водный раствор ацетона, метанола или тому подобного. Соотношение смешивания органического соединения и воды предпочтительно таково, что вода содержится в количестве менее 50 мас.% в экстрагирующем растворителе, с точки зрения эффективности экстракции. Когда количество воды в органическом соединении (растворителе) увеличивается, температура кипения композиции растворителя становится высокой, что вызывает такие проблемы, как плохая энергоэффективность.

[0038] Что касается температурного диапазона стандартной температуры кипения экстрагирующего растворителя, то разница температур предпочтительно составляет такую степень, что экстрагирующий растворитель может быть отделен от соединения, подлежащего отделению в настоящем изобретении, простой перегонкой, очисткой или тому подобным образом, т. е. разница температур обычно составляет 20°C или более. Однако если стандартная температура кипения слишком высока, то сам экстрагирующий растворитель может разложиться. Таким образом, удельный диапазон стандартной температуры кипения экстрагирующего растворителя предпочтительно составляет от 30 до 150°C, а еще более предпочтительно от 30 до 80°С.

[0039] Количество экстрагирующего растворителя, используемого в настоящем изобретении, не ограничено. Поскольку высокая эффективность достигается, если доля используемого экстрагирующего растворителя относительно исходного материала (композиции, содержащей гексафторбутадиен и дополнительное соединение) высока (т. е. концентрация экстрагирующего растворителя высока), то экстрагирующий растворитель, например, предпочтительно содержится в количестве 0,1-100 моль, более предпочтительно 0,5-50 моль и еще более предпочтительно 1-20 моль на моль исходного материала (композиции, содержащей гексафторбутадиен и дополнительное соединение).

[0040] Способ разделения по настоящему изобретению может быть осуществлен, например, путем введения композиции F11, содержащей гексафторбутадиен и дополнительное соединение, в дистилляционную колонну T1 и проведения экстракционной дистилляции в дистилляционной колонне T1 для извлечения гексафторбутадиена S11, как показано на фиг. 1. Однако также возможно обеспечить колонну восстановления растворителя T2 на нижней стороне дистилляционной колонны T1, а также восстановить экстрагирующий растворитель S14 и повторно использовать экстрагирующий растворитель S14 в дистилляционной колонне T1. В этом случае число тарелок ректификационной колонны Т1 и колонны рекуперации растворителя Т2 может быть соответствующим образом выбрано путем предварительного изучения зависимости чистоты дистиллятного компонента, скорости рекуперации и т. п. На фиг. 1 показан пример, в котором используется экстрагирующий растворитель с относительной летучестью, превышающей 1. Даже если используется экстрагирующий растворитель с относительной летучестью менее 1, разделение может быть выполнено таким же образом, однако существует разница в том, что материал, извлекаемый в ректификационной колонне Т1, представляет собой гексафторбутадиен или дополнительное соединение.

[0041] Условия эксплуатации, такие как температура в каждой части ректификационной колонны Т1 и колонны рекуперации растворителя Т2, тарелка, на которую подается исходный материал, и количество подаваемого экстрагирующего растворителя не ограничены. Однако условия эксплуатации варьируются в зависимости от производительности ректификационной колонны Т1 и колонны извлечения растворителя Т2, соотношения содержания гексафторбутадиена в необработанном продукте (исходном материале) к дополнительному соединению, типа и количества используемого экстрагирующего растворителя и т. п. Эти условия могут быть определены путем проведения предварительных испытаний. Кроме того, экстрагирующий растворитель может быть добавлен к исходному материалу для поддержания стабильного процесса перегонки. Способ по настоящему изобретению может быть осуществлен в виде периодического процесса или непрерывного процесса, с промышленной точки зрения способ предпочтительно осуществляется в виде непрерывного процесса. Кроме того, за счет увеличения числа теоретических тарелок экстракционной ректификационной колонны и фактического увеличения числа колонн дистиллятный компонент может быть дополнительно очищен. В потоке извлечения продукта может быть предусмотрен каплеуловитель для удаления экстрагирующего растворителя, который может быть захвачен в очень небольшом количестве, или может быть установлена колонна для удаления растворителя, заполненная адсорбентом, таким как активированный уголь или молекулярное сито.

[0042] Реактор, используемый в настоящем изобретении, предпочтительно выполнен из углеродистой стали, облицованной по меньшей мере одним стеклом, нержавеющей сталью, этилентетрафторидной смолой, хлортрифторэтиленовой смолой, винилиденфторидной смолой, смолой PFA и т. д.

[0043] Гексафторбутадиеновая композиция

Таким образом, может быть получен гексафторбутадиен высокой чистоты, что также позволяет получить гексафторбутадиеновую композицию, в которой содержание дополнительного соединения составляет менее 0,1 моль% (в частности, 0,001-0,05 моль%, более предпочтительно 0,001-0,01 моль%) на 100 моль% от общего количества гексафторбутадиеновой композиции. Эта гексафторбутадиеновая композиция также может быть получена в виде азеотропной или азеотропоподобной композиции. Например, композиция, состоящая из гексафторбутадиена и 0,05 моль% CF₃CF=CHCF₃ (C₄F₇H), имеет газофазный состав 99,95% и жидкофазный состав 99,95% при давлении 0,05 МПа и 15,7°С.

[0044] Такая гексафторбутадиеновая композиция по настоящему изобретению может быть эффективно использована для различных целей, в том числе для травильных газов для формирования современных микроструктур, таких как полупроводники и жидкие кристаллы, хладагенты, теплоносители, пенообразующие реагенты, смоляные мономеры и др.

ПРИМЕРЫ

[0045] Особенности настоящего изобретения уточняются путем ссылки на приведенные ниже примеры. Настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.

[0046] Ссылочный пример 1

Продолговатую колбу с конденсатором, к которому подсоединена ловушка, охлаждали до -78°C; в продолговатую колбу добавляли 40 г (0,16 моль) ксилола, 7,25 г (0,12 моль) цинка и 20 г (0,05 моль) исходного материала (ClCF₂CFClCF₂CF₂I). Смесь нагревали при перемешивании до внутренней температуры 140°С. После того, как внутренняя температура стала постоянной, N, N-диметилформамид (DMF) добавляли по каплям при нагревании с обратным холодильником со скоростью добавления по каплям равной 0,04 моль/час (0,8 моль/час на моль исходного материала (ClCF₂CFClCF₂CF₂I)) в течение 1 часа, и нагрев обратного потока флегмы продолжали при перемешивании. После завершения реакции собранную в ловушке жидкость анализировали методом газовой хроматографии. Результаты показали, что количество CF₂=CFCF=CF₂ составляет 89 моль%, количество CF₂=CFCF₂CF₂H составляет 3 моль%, а также количество других дополнительных соединений (октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена, помимо CF₂=CFCF₂CF₂H, гептафтор-2-бутена и др.) составило в общей сложности 8 моль%. В частности, количество дополнительных соединений составляло 11 моль%.

[0047] Ссылочный пример 2

Обработка проводилась таким же образом, как и в ссылочном примере 1, за исключением того, что в качестве исходного материала (субстрата) вместо ClCF₂CFClCF₂CF₂I использовался ICF₂CF₂CF₂CF₂I. После завершения реакции собранную в ловушке жидкость анализировали методом газовой хроматографии. Результаты показали, что количество CF₂=CFCF=CF₂ составляло 73 моль%, количество CF₂=CFCF₂CF₂H составляло 20 моль%, количество других дополнительных соединений (октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена, помимо CF₂=CFCF₂CF₂H, гептафтор-2-бутена и др.) составляло 2 моль%, а количество другого побочного продукта - 5 моль%. В частности, количество дополнительных соединений составляло 22 моль%.

[0048] Ссылочный пример 3

Следующие растворители были индивидуально добавлены к сырой части гексафторбутадиена, полученного в ссылочном примере 1 (далее иногда именуемом «C₄F₆»). Наблюдая за изменением концентрации побочного продукта (CF₃CF=CHCF₃, далее иногда именуемого «C₄F₇H»), каждый растворитель был подтвержден на предмет того, оказывает ли он воздействие в качестве экстрагирующего растворителя. В таблице 1 ниже приведены результаты, полученные при расчете относительной летучести гексафторбутадиена и CF₃CF=CHCF₃ по результатам газожидкостного равновесия. Для того чтобы использовать растворитель в качестве экстрагирующего растворителя, удельная летучесть должна быть далека от 1. Из результатов таблицы 1 можно понять, что в качестве экстрагирующих растворителей можно использовать монометиловый эфир этиленгликоля, перхлорэтилен (тетрахлорэтилен), метанол, этанол и метилэтилкетон, а также что гексафторбутадиен может быть получен с высокой чистотой.

[0049] Таблица 1

Растворитель Удельная летучесть Нет 1,05 Монометиловый эфир этиленгликоля 1,11 Тетрахлорэтилен 0,68 Метанол 1,30 Этанол 1,50 МЕК (Метилэтилкетон) 1,70

[0050] Пример 1

Оценка с использованием моделирования проводилась способом разделения по настоящему изобретению.

[0051] Был установлен способ экстракционной дистилляции с использованием метанола в качестве экстрагирующего растворителя. Метанол был добавлен в 4-кратном молярном количестве по отношению к сырой части гексафторбутадиена. Гексафторбутадиен, содержащий 500 ppm C₄F₇H, подвергался стадии экстракционной дистилляции для отделения C₄F₇H от гексафторбутадиена.

[0052] На фиг. 1 показана схема процесса. Число теоретических тарелок дистилляционной колонны составляет 14 для экстракционной дистилляционной колонны Т1 и 8 для колонны извлечения растворителя Т2. Колонна экстракционной дистилляции и колонна рекуперации растворителя имели рабочее давление 0,05 МПа отн. (Отн. означает относительное давление). Кубовая температура составляла 72,4°C для колонны экстракционной дистилляции и 75,1°C для колонны рекуперации растворителя.

[0053] В таблице 2 ниже представлен материальный баланс.

[0054] Таблица 2

Молярная скорость потока (кмоль/час) F11 С11 С12 S13 С14 C₄F₆ 0,0857 0,08566 8,57⋅E-05 8,57⋅E-05 0 C₄F₇H 3,82⋅E-05 3,82⋅E-08 3,81⋅E-05 3,81⋅E-05 0 Метанол 0 8,09⋅E-07 0,139 1,39⋅E-05 0,139 Композиция в молях C₄F₆ 99,95 99,99 0,06 62,24 0 C₄F₇H 0,05 40 ppm 0,03 27,69 0 Метанол 0 0 99,91 10,07 100

[0055] Сравнительный пример 1

Расчет был выполнен для случая, когда гексафторбутадиен, содержащий 500 ppm C₄F₇H в качестве примеси, был отделен только обычной перегонкой, без использования стадии экстракционной дистилляции.

[0056] Было установлено, что для достижения чистоты 4N и той же скорости извлечения продукта, что и в примере 1, необходима ректификационная колонна с числом теоретических тарелок равным 120.

[0057] Таким образом, независимо от того, какой растворитель был использован, желаемая чистота 99,99% или более (4N) может быть достигнута экстракционной дистилляцией с использованием оборудования, удивительно меньшего, чем то, которое используется для обычной дистилляции.

[0058] Пример 2

В условиях травления ICP (индуктивно связанной плазмой) при мощности разряда 600 Вт, мощности смещения 200 Вт, давлении 3 мторр (0,399 Па), электронной плотности от 8•10¹⁰ до 2•10¹¹ см^-3 и электронной температуре от 5 до 7 эВ полупроводниковую подложку, имеющую пленку SiO₂ толщиной около 1 мкм на подложке Si и рисунок в резисте с отверстием диаметром 0,21 мкм на ней, травили циклическим C₄F₈ (обычный продукт) или C₄F₆ (со структурой CF₂=CFCF=CF₂), произведенным в справочном примере 1. В таблице 3 ниже приведены показатели скорости и селективности травления.

[0059] C₄F₆ (структура CF₂=CFCF=CF₂) имел более высокую селективность по отношению к резисту для электронно-лучевой литографии и более высокую селективность по отношению к кремнию, чем c-C₄F₈.

[0060] Таблица 3

Газ Скорость травления SiO₂ Скорость травления резиста Селективность по отношению к резисту Скорость травления Si Селективность по отношению к кремнию Å/мин Å/мин ЅіО₂/резист Å/мин SiO₂/Si c-C₄F₈ (обычный продукт) 6776 5061 1,34 2748 2,47 C₄F₆ 5470 2442 2,24 870 6,29

Изобретение относится к способу получения гексафторбутадиена, включающему стадию воздействия на композицию исходного материала, содержащую гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, способом экстракционной дистилляции в присутствии экстрагирующего растворителя для снижения концентрации дополнительного соединения, где экстрагирующий растворитель имеет относительную летучесть в диапазоне от 1,10 до 2,00. Также изобретение относится к способу разделения гексафторбутадиена и композиции. Настоящее изобретение позволяет получать гексафторбутадиен высокой чистоты. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 2 пр.

1. Способ получения гексафторбутадиена, включающий стадию воздействия на композицию исходного материала, содержащую гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, способом экстракционной дистилляции в присутствии экстрагирующего растворителя для снижения концентрации дополнительного соединения, где экстрагирующий растворитель имеет относительную летучесть в диапазоне от 1,10 до 2,00.

2. Способ получения по п. 1, в котором экстрагирующий растворитель содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из кислородсодержащих углеводородов и галогенсодержащих углеводородов.

3. Способ разделения гексафторбутадиена и по меньшей мере одного дополнительного соединения, выбранного из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена, гептафтор-1-бутена и гептафтор-2-бутена, включающий стадию воздействия на композицию, содержащую гексафторбутадиен и дополнительное соединение, способом экстракционной дистилляции в присутствии экстрагирующего растворителя, где экстрагирующий растворитель имеет относительную летучесть в диапазоне от 1,10 до 2,00.

4. Способ по п. 3, в котором экстрагирующий растворитель содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из кислородсодержащих углеводородов и галогенсодержащих углеводородов.

5. Композиция для использования в травильном газе, хладагенте, теплоносителе, пенообразующем реагенте или смоляном мономере, содержащая гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена и гептафтор-2-бутена, причем дополнительное соединение содержится в количестве менее 0,1 моль% на 100 моль% от общего количества композиции.

6. Азеотропная композиция для использования в травильном газе, хладагенте, теплоносителе, пенообразующем реагенте или смоляном мономере, содержащая гексафторбутадиен и по меньшей мере одно дополнительное соединение, выбранное из группы, состоящей из октафтор-1-бутена, октафтор-2-бутена и гептафтор-2-бутена.