[发明专利]氯化氢的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使氢气与氯气反应来制造氯化氢的氯化氢的制造方法。

背景技术

氯化氢被用于硅半导体的干式刻蚀用刻蚀气体、硅晶片的成长炉的清洁用途中。而且，近年来也被用于碳化硅用途中，特别是在半导体领域中的利用有所拓宽。在半导体领域中，由于杂质的混入会大大降低合格率，因此在各工艺中最需要避免杂质的混入，对工艺中使用的全部化合物都要求很高的纯度。进而，还要求能够廉价地进行制造。

作为使氢和氯反应来获得氯化氢的方法，有如下述式所示在氢中燃烧氯而直接生成氯化氢的方法。

H₂＋Cl₂→2HCl＋184.7kJ

由于仅是单单混合氢和氯是不会进行反应的，因此为了促进该反应，需要利用燃烧器等进行加热，反应温度成为约2500℃的高温。另外，在这种高温下，在化学平衡上反应不会结束，在以等摩尔使氢和氯反应时，所添加的氯的约2%以未反应的状态残留。

日本特开平5-105408号公报记载的盐酸的合成装置具备在反应前对氢气和氯气中的至少一方进行冷却的冷却部。另外，日本特开平5-105408号公报记载的合成方法中，使氢气的供给量为理论上所需的供给量的1.2～1.5倍。

在利用冷凝器对高温的反应产物气体进行冷却时，需要提高构成冷凝器的材质的耐热性或改良冷凝器的构成。

包括材质改良在内的冷凝器的改良由于很困难，因此采用用水直接吸收高温的反应产物气体、暂时以盐酸的形式进行回收的方法。为了将氯化氢从该盐酸中分离，例如如日本特开2001-192202号公报记载的那样，使具有盐析效果的盐存在来进行蒸馏。

通过蒸馏将氯化氢从盐酸中分离时，由于氯化氢和水会发生共沸，因此需要使用氯化钙、氯化镁或硫酸等脱水剂从通过蒸馏获得的共沸混合物中进行脱水。因此，在现有的制造方法中，仅实用化了在将反应产物的氯化氢气体以盐酸的形式回收后由盐酸进行蒸馏、脱水、从而获得氯化氢气体的这种能量效率差的制造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供利用更简单的步骤抑制了反应体系的温度上升的氯化氢的制造方法。

本发明为一种氯化氢的制造方法，其特征在于，在氯化氢气体的存在下对氢气及氯气照射光，使氢气及氯气反应，从而生成氯化氢气体。

另外，本发明为一种氯化氢的制造方法，其特征在于，具有下述工序：混合氢气、氯气和氯化氢气体而获得混合气体的混合工序；和对混合气体照射光以使混合气体中所含的氢气及氯气反应而生成氯化氢气体的光照射工序。

另外，本发明为一种氯化氢的制造方法，其特征在于，具有下述工序：将氢气、氯气和氯化氢气体分别连续地供给至反应器的供给工序；和在氯化氢气体的存在下对供给至反应器的氢气及氯气照射光以使氢气及氯气反应而生成氯化氢气体的光照射工序。

如上所述，根据本发明，由氢气和氯气的反应产生的反应热被氯化氢气体吸收，温度上升得以抑制。氯化氢气体由于是反应产物，因此在反应后不需要进行分离。

通过这样使氯化氢气体共存，可以通过更为简单的步骤来抑制反应体系的温度上升。

另外，本发明优选使开始光照射的时间点的氯化氢气体的摩尔数为氢气摩尔数和氯气摩尔数中较少者的摩尔数的5倍以上。

根据本发明，通过使开始光照射的时间点的氯化氢气体的摩尔数为氢气摩尔数和氯气摩尔数中较少者的摩尔数的5倍以上，可以将反应热所带来的反应体系内的温度抑制在800℃以下。

另外，本发明优选使开始光照射的时间点的氢气的摩尔数少于氯气的摩尔数。

根据本发明，可在反应后获得在作为反应产物的氯化氢气体和作为原料供给的氯化氢气体中进一步含有未反应的氢气的混合物，在使氯化氢液化时，可以容易地将氢气作为气相除去，进而可以将已除去的氢气作为原料气体进行再利用。

另外，本发明优选对氢气及氯气照射的光的波长为250～450nm。

根据本发明，通过对氢气及氯气照射波长为250～450nm的光，可以高效地由氯分子生成氯自由基。

附图说明

本发明的目的、特色及优点可由下述的详细说明和附图变得更为明确。

图1A及图1B为表示氯化氢气体的制造方法的例子的工序图。

图2为表示用于实施本发明的氯化氢制造装置的构成的概略图。

具体实施方式

以下参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。