[0001]

本發(fā)明涉及三氯化硼的制造方法。

背景技術：

[0002]

作為三氯化硼(bcl3)的制造方法之一，已知使碳化硼(b4c)和氯氣(cl2)反應的方法。該反應能夠用以下的反應式表示。

[0003]

b4c+6cl2→

4bcl3+c

[0004]

例如在專利文獻1中公開了下述方法：將平均粒徑為1～4mm的碳化硼裝入到反應容器中，加熱至600～1200℃后導入氯氣，來合成三氯化硼。

[0005]

在先技術文獻

[0006]

專利文獻

[0007]

專利文獻1：日本國專利公開公報2009年第227517號

技術實現(xiàn)要素：

[0008]

然而，在專利文獻1所公開的制造方法中，有與氯氣反應的碳化硼的溫度局部地達到超過1200℃的高溫的情況，但由于碳化硼被固定于反應容器內的固定的位置，不會在反應中移動，因此在反應容器中容易發(fā)生蓄熱。其結果，根據(jù)反應容器的材質而有可能產生損傷。

[0009]

本發(fā)明的課題是提供反應容器難以產生損傷的三氯化硼的制造方法。

[0010]

為了解決上述課題，本發(fā)明的技術方案如以下的[1]～[7]所示。

[0011]

[1]一種三氯化硼的制造方法，具有下述工序：在粉粒體狀的碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)下，進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。

[0012]

[2]根據(jù)[1]所述的三氯化硼的制造方法，一邊向反應容器內連續(xù)地供給所述含有氯氣的氣體和所述碳化硼、并且從所述反應容器連續(xù)地排出其反應生成物，一邊連續(xù)地進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。

[0013]

[3]根據(jù)[1]或[2]所述的三氯化硼的制造方法，所述碳化硼的體積基準的平均粒徑d50小于500μm。

[0014]

[4]根據(jù)[1]～[3]的任一項所述的三氯化硼的制造方法，在600℃以上的溫度下進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。

[0015]

[5]根據(jù)[1]～[4]的任一項所述的三氯化硼的制造方法，在-0.050mpag以上且0.500mpag以下的壓力下進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。

[0016]

[6]根據(jù)[1]～[5]的任一項所述的三氯化硼的制造方法，所述含有氯氣的氣體由50體積％以上且100體積％以下的氯氣和余量的惰性氣體構成。

[0017]

[7]根據(jù)[1]～[6]的任一項所述的三氯化硼的制造方法，所述含有氯氣的氣體的水蒸氣含量小于1體積％。

[0018]

根據(jù)本發(fā)明，反應容器難以產生損傷。另外，通過連續(xù)地反應，能夠以低成本制造

三氯化硼。

附圖說明

[0019]

圖1是用于說明本發(fā)明的一個實施方式涉及的三氯化硼的制造方法的三氯化硼制造裝置的概略圖。

[0020]

圖2是對粉粒體狀的碳化硼進行干燥的干燥設備的概略圖。

[0021]

圖3是在比較例中使用的三氯化硼制造裝置的概略圖。

具體實施方式

[0022]

對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。再者，本實施方式表示本發(fā)明的一例，本發(fā)明并不被本實施方式限定。另外，能夠對本實施方式進行各種的變更或改良，進行了那樣的變更或改良后的方式也能包含在本發(fā)明中。例如，在本實施方式中例示的材料、尺寸等為一例，本發(fā)明并不被其限定，能夠在能獲得本發(fā)明的效果的范圍內適當變更而實施。

[0023]

本實施方式的三氯化硼的制造方法，具有下述工序：在粉粒體狀的碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)下，進行含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應。

[0024]

如果在反應容器內在碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)下進行含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應，則碳化硼不會被固定在反應容器內的固定的位置而在反應中移動，因此在反應容器中難以產生由反應熱引起的蓄熱。因此，反應容器內不會局部地成為高溫，難以產生反應容器的損傷。

[0025]

在反應容器內形成為碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)的方法，并不特別限定。例如，可以通過向裝入到反應容器內的碳化硼供給含有氯氣的氣體來將碳化硼吹起而使其流動。另外，也可以通過向反應容器內同時供給碳化硼和含有氯氣的氣體來使碳化硼流動?；蛘撸部梢酝ㄟ^向填充有含有氯氣的氣體的反應容器內供給碳化硼來使碳化硼流動。例如，如果從填充有含有氯氣的氣體的反應容器的上部供給碳化硼、并使碳化硼從反應容器的上部向底部落下，則能夠形成為碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)。

[0026]

即，要是能夠形成為碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)的話，則碳化硼向反應容器中的導入形態(tài)可以是立式導入形態(tài)，也可以是臥式導入形態(tài)。

[0027]

向反應容器中供給碳化硼的方法，只要是能夠穩(wěn)定地供給粉粒體狀的碳化硼，就并不特別限定，可列舉例如使其從料斗自然落下的方法、使用螺桿給料機、振動給料器、圓盤給料機(circle feeder)等給料機的方法。

[0028]

在向反應容器中導入含有氯氣的氣體時，含有氯氣的氣體的導入方向(即，含有氯氣的氣體流動的方向)并不特別限定，但優(yōu)選沿與碳化硼的移動方向相反的方向(即，對向的方向)導入。如果那樣的話，則能夠延長碳化硼的滯留時間，碳化硼變得容易反應。

[0029]

本實施方式的三氯化硼的制造方法，能應用于分批式(間歇式)的反應，也能應用于連續(xù)式的反應。在進行分批式的反應的情況下，反復進行以下操作：向反應容器內裝入含有氯氣的氣體和碳化硼，含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應結束后就將包含三氯化硼的反應生成物從反應容器排出，向反應容器內重新裝入含有氯氣的氣體和碳化硼，再次進行反應。

[0030]

另一方面，在進行連續(xù)式的反應的情況下，一邊向反應容器內連續(xù)地供給含有氯

氣的氣體和碳化硼、并且從反應容器連續(xù)地排出包含三氯化硼的反應生成物，一邊連續(xù)地進行含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應。即，原料的投入、反應、生成物的回收全部同時且連續(xù)地進行。

[0031]

間歇式的反應，需要在反應結束后將作為反應殘渣的碳化硼等從反應容器排出、并重新投入作為原料的碳化硼，因此有時生產率不充分。與此相對，如上述那樣的連續(xù)式的反應，能夠連續(xù)地制造三氯化硼，因此低成本且生產率優(yōu)異。因此，適合于三氯化硼的工業(yè)性制造。

[0032]

以下，對本實施方式的三氯化硼的制造方法進行更詳細的說明。

[0033]

粉粒體狀的碳化硼的粒子的尺寸并不特別限定，但將體積基準的平均粒徑d50優(yōu)選設為小于500μm，更優(yōu)選設為小于100μm，進一步優(yōu)選設為小于50μm。碳化硼的粒子的尺寸小時，容易使其流動，因此在反應容器中難以發(fā)生蓄熱，反應容器難以產生損傷。另外，在碳化硼與含有氯氣的氣體的接觸時間短的情況下，碳化硼的粒子的尺寸小時，反應容易達到碳化硼的粒子的中心部，碳化硼的反應率容易變高。

[0034]

另一方面，碳化硼的粒子的體積基準的平均粒徑d50優(yōu)選設為10nm以上，更優(yōu)選設為100nm以上，進一步優(yōu)選設為500nm以上。如果碳化硼的粒子的體積基準的平均粒徑d50在上述那樣的范圍內，則靜電的影響小，碳化硼難以附著于反應容器。另外，體積基準的平均粒徑d50小于100nm的碳化硼有時難以操作處理。

[0035]

再者，本發(fā)明中的平均粒徑d50意指在體積基準的累積粒徑分布中從小粒徑側起的累積頻度成為50％的粒徑。d50能夠利用激光衍射法等進行測定。例如能夠使用

マイクロトラック

·

ベル

株式會社制的激光衍射-散射式粒徑分布測定裝置

マイクロトラック

mt3300ex進行測定。作為在測定時使粉粒體狀的碳化硼分散的分散溶劑，能夠使用例如乙醇。

[0036]

根據(jù)以上所述，在本實施方式的三氯化硼的制造方法中，能夠使用廉價的研磨材料用碳化硼微粉。

[0037]

另外，優(yōu)選在本實施方式的三氯化硼的制造方法中使用的碳化硼的水分含量低。碳化硼含有的水會與三氯化硼反應而生成硼酸。生成的硼酸有可能使三氯化硼制造裝置的配管等管路堵塞。

[0038]

碳化硼的水分含量優(yōu)選為小于1質量％，更優(yōu)選為小于0.2質量％。粉粒體狀的碳化硼的水分含量通常為1質量％以上，因此優(yōu)選在供于反應之前使其干燥而使水分含量降低。碳化硼的干燥方法并不特別限定，能夠采用加熱干燥等一般的干燥方法。

[0039]

含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應溫度，只要是反應進行的溫度，就并不特別限定，但為了充分提高碳化硼的反應率，優(yōu)選設為600℃以上，更優(yōu)選設為800℃以上。另外，為了在抑制反應容器的損傷的同時抑制能源成本，含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應溫度優(yōu)選設為1200℃以下，更優(yōu)選設為1100℃以下。

[0040]

使含有氯氣的氣體和碳化硼的溫度成為上述反應溫度的方法并不特別限定，例如，可以在將常溫的含有氯氣的氣體和碳化硼導入到反應容器內后，用通常的加熱方法加熱含有氯氣的氣體和碳化硼，也可以在將常溫的碳化硼配置于反應容器內后向反應容器內導入高溫(例如600℃以上且1200℃以下)的含有氯氣的氣體。

[0041]

含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼的反應壓力并不特別限定，但為了充分保持反應容器的氣密性，優(yōu)選設為0.500mpag以下。另外，為了充分提高碳化硼的反應率，優(yōu)選設

為-0.050mpag以上。

[0042]

作為在本實施方式的三氯化硼的制造方法中使用的含有氯氣的氣體，能夠使用由50體積％以上且小于100體積％的氯氣和余量的惰性氣體構成的混合氣體，但優(yōu)選使用由90體積％以上且小于100體積％的氯氣和余量的惰性氣體構成的混合氣體，更優(yōu)選使用不含有惰性氣體的100體積％的氯氣。若使用由氯氣和惰性氣體構成的混合氣體作為含有氯氣的氣體，則生成的三氯化硼與惰性氣體混存，需要進行它們的分離。能夠使用于混合氣體中的惰性氣體的種類并不特別限定，但可列舉例如氮氣、氬氣、氦氣。

[0043]

另外，基于與碳化硼的情況同樣的理由，優(yōu)選在本實施方式的三氯化硼的制造方法中使用的含有氯氣的氣體的水蒸氣含量低。含有氯氣的氣體的水蒸氣含量優(yōu)選為小于1體積％，更優(yōu)選為小于100體積ppm。優(yōu)選將含有氯氣的氣體在供于反應之前進行干燥而使水蒸氣含量降低。

[0044]

含有氯氣的氣體的干燥方法并不特別限定，例如能夠通過使其與干燥劑接觸來進行干燥。作為干燥劑的例子，可列舉沸石，作為具體例，可列舉分子篩3a、分子篩4a、高硅沸石aw300、高硅沸石aw500。沸石可以單獨使用1種，也可以并用兩種以上。另外，干燥劑也可以含有沸石以外的其他成分。

[0045]

含有氯氣的氣體的使用量并不特別限定，能夠根據(jù)反應容器的形狀來適當選擇。例如能夠使用內徑10～100mm、長度(進行反應的部分的長度)200～2000mm的管狀的反應容器。而且，每1kg碳化硼的含有氯氣的氣體的使用量，優(yōu)選設為100l以上，更優(yōu)選設為2000l以上。但是，根據(jù)反應條件、反應容器的形狀、尺寸等，也有時供給到反應容器中的碳化硼沒有完全地反應而殘留未反應的碳化硼，因此適宜根據(jù)狀況進行調整。

[0046]

反應容器的材質只要是不會被氯氣、三氯化硼、氯化氫等腐蝕的材質，就并不特別限定，可列舉例如石英、石墨、金屬、陶瓷。

[0047]

采用本實施方式的三氯化硼的制造方法制造的三氯化硼，有時作為雜質含有氯氣、氧氣、氮氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、氦氣、氯化氫、四氯化硅等。這些雜質能夠通過一般的蒸餾而從三氯化硼中除去。

[0048]

以下，參照表示三氯化硼制造裝置的一例的圖1來對本實施方式的三氯化硼的制造方法進行更詳細的說明。再者，在圖1中，為了容易理解本發(fā)明的特征，有時為了便于說明而將主要部分放大來圖示，圖1中所示的各構成要素的尺寸比率等不一定與實際的三氯化硼制造裝置相同。

[0049]

圖1中所示的三氯化硼制造裝置，具備：填充有氯氣的氯氣容器1(例如儲氣瓶)、填充有作為惰性氣體的氮氣的氮氣容器2(例如儲氣瓶)、進行氯氣和惰性氣體的干燥的干燥裝置3、進行含有氯氣的氣體和粉粒體狀的碳化硼4的反應的石英制的管狀反應容器5、向管狀反應容器5供給粉粒體狀的碳化硼4的供給裝置6(例如給料機)、測定管狀反應容器5內的溫度的溫度傳感器7(例如熱電偶)、加熱管狀反應容器5的加熱裝置8、和能夠分析氣體中的三氯化硼、水蒸氣、氯化氫等的傅里葉變換紅外光譜裝置9。

[0050]

管狀反應容器5被設置成其中心軸沿著鉛垂方向，在其下側端部，經由連接用法蘭11連接了從干燥裝置3延伸的配管10。另外，在管狀反應容器5的上側端部，經由連接用法蘭21連接了向傅里葉變換紅外光譜裝置9延伸的配管20。作為傅里葉變換紅外光譜裝置9，例如能夠使用

サーモフィッシャーサイエンティフィック

公司的紅外光譜分析裝置nicolet is5。

[0051]

這些連接用法蘭11、21能夠被冷卻裝置23冷卻。即，冷卻裝置23具備的冷卻用配管24以與連接用法蘭11、21接觸的方式配置，通過利用冷卻裝置23使冷卻水等致冷劑在冷卻用配管24中循環(huán)，從而冷卻連接用法蘭11、21。

[0052]

干燥裝置3具備收納有沸石等干燥劑31的管狀的干燥容器32和加熱干燥容器32的加熱裝置33。干燥容器32的材質為例如sus316等金屬。在因被使用于氯氣、惰性氣體的干燥而吸收了水從而干燥劑31的干燥能力降低了的情況下，如果停止氯氣的供給，用加熱裝置33加熱干燥容器32而將干燥劑31升溫至例如200℃，在惰性氣體的流通下燒成例如10小時，則能夠再生(再現(xiàn))干燥劑31的干燥能力。

[0053]

在制造三氯化硼時，首先，從氯氣容器1經由配管12、10向管狀反應容器5導入氯氣。在向管狀反應容器5導入用惰性氣體稀釋氯氣而成的混合氣體的情況下，在配管12的中間部分(即，在比管狀反應容器5靠上游側)將氯氣和氮氣混合，將在配管12內調制的混合氣體經由配管10向管狀反應容器5導入。即，配置有將氮氣容器2和配管12的中間部分連通的配管13，氮氣從氮氣容器2經由配管13而被導入到配管12的中間部分，從而氯氣和氮氣被混合。

[0054]

再者，由于在配管10與配管12之間配置有干燥裝置3，因此氯氣或混合氣體(以下將這兩種氣體統(tǒng)一記為“含有氯氣的氣體”)在從干燥裝置3的干燥容器32內通過后被導入到管狀反應容器5中。因此，含有氯氣的氣體在與干燥容器32內的干燥劑31接觸而被干燥后被導入到管狀反應容器5中。

[0055]

粉粒體狀的碳化硼4由供給裝置6供給至管狀反應容器5中，在管狀反應容器5內與含有氯氣的氣體接觸。由于管狀反應容器5內被加熱裝置8加熱至所期望的溫度(例如600℃以上的溫度)，因此在管狀反應容器5內含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼4接觸而進行反應，生成三氯化硼。生成的三氯化硼被含有氯氣的氣體送出，并從管狀反應容器5的上側端部排出。

[0056]

管狀反應容器5內的溫度(即反應溫度)，能夠通過基于用溫度傳感器7測定出的溫度調節(jié)加熱裝置8的輸出來進行控制。溫度傳感器7例如只要被設置成測定管狀反應容器5的內部的軸向中央部的溫度即可。例如，如果是溫度傳感器7為熱電偶的情況，則只要將熱電偶的測溫接點配置于管狀反應容器5的內部的軸向中央部即可。

[0057]

另外，管狀反應容器5內的壓力(即反應壓力)能夠基于用壓力傳感器15、26測定出的壓力進行調節(jié)。壓力傳感器15、26例如只要設置于配管10中的管狀反應容器5的下側端部附近的部分和配管20中的管狀反應容器5的上側端部附近的部分即可。

[0058]

碳化硼4由供給裝置6從上側端部向管狀反應容器5供給。由于管狀反應容器5被設置成其中心軸沿著鉛垂方向，因此從上側端部供給的碳化硼4在管狀反應容器5內從上方向下方落下。另一方面，含有氯氣的氣體被從管狀反應容器5的下側端部導入，因此沿著與碳化硼的移動方向相反的方向流動，成為在含有氯氣的氣體中粉粒體狀的碳化硼4流動的狀態(tài)。例如在內徑10～1000mm、長度(進行反應的部分的長度)200～2000mm的管狀反應容器的情況下，能夠在500～10000ccm(cm3/分鐘)的范圍內適當選擇含有氯氣的氣體的流量。

[0059]

通過使含有氯氣的氣體流動的方向和碳化硼4的移動方向為相反的方向，碳化硼4的移動速度降低，在反應容器內的滯留時間變長，因此碳化硼4的反應率變得更高。再者，如果成為在含有氯氣的氣體中粉粒體狀的碳化硼4流動的狀態(tài)，則就含有氯氣的氣體而言，也

可以與碳化硼4同樣地從管狀反應容器5的上側端部導入。在該情況下，含有生成的三氯化硼的含有氯氣的氣體從管狀反應容器5的下側端部排出。

[0060]

根據(jù)反應條件、管狀反應容器5的形狀、尺寸等，有供給至管狀反應容器5中的碳化硼4的全部量進行反應的情況、和不能夠全部量進行反應而殘留未反應的碳化硼4的情況。殘留的碳化硼4的粒子落下到管狀反應容器5的下側端部，被設置于管狀反應容器5的下方并與管狀反應容器5的下側端部連接的接收容器28回收。

[0061]

從管狀反應容器5的上側端部排出的三氯化硼，與含有氯氣的氣體一起經過傅里葉變換紅外光譜裝置9后，經由配管20被送至三氯化硼制造裝置的外部，并供于精制(純化)工序等的后處理工序。在傅里葉變換紅外光譜裝置9中，能夠進行三氯化硼等的分析，因此能夠算出三氯化硼的純度、收獲量、收率等。

[0062]

再者，碳化硼4有時含有水分，因此優(yōu)選在干燥后供于反應。碳化硼4的干燥例如能夠利用圖2所示的干燥設備來進行。圖2所示的干燥設備具備具有氣密性的金屬制容器41和加熱金屬制容器41的加熱器43。向金屬制容器41中填充粉粒體狀的碳化硼4，向金屬制容器41中流通氮氣，并且，利用加熱器43將金屬制容器41加熱而升溫至例如200℃，保溫例如4小時。干燥結束后就冷卻到室溫，使金屬制容器41內的碳化硼4移動到三氯化硼制造裝置的供給裝置6中，供于反應。

[0063]

實施例

[0064]

以下，示出實施例和比較例，來更具體地說明本發(fā)明。

[0065]

〔實施例1〕

[0066]

使用與圖1的三氯化硼制造裝置同樣的構成的三氯化硼制造裝置，進行與上述實施方式同樣的操作，使粉粒體狀的碳化硼和含有氯氣的氣體反應，來制造出三氯化硼。管狀反應容器的直徑為38mm，長度為1400mm，材質為石英。以下說明詳細的情況。

[0067]

作為含有氯氣的氣體，使用了純度為99.999體積％、水蒸氣含量為0.9體積ppm的市售的高純度氯氣。

[0068]

作為碳化硼，使用了利用激光衍射法測定出的d50為20.88μm的粉粒體狀的碳化硼(制造公司名：理研

コランダム

株式會社)。然后，該碳化硼使用圖2所示的干燥設備進行了干燥。干燥條件為與上述同樣的條件，在氮氣流通下在200℃保溫4小時。

[0069]

收納于干燥容器32中的干燥劑31是高硅沸石aw500(制造會社名：

ユニオン

昭和株式會社)，且是在氮氣流通下在200℃進行了10小時的燒成的。

[0070]

在開始反應之前，以1500ccm的流量從氮氣容器2向三氯化硼制造裝置的整體中流通氮氣，清洗(purge)1小時以上。清洗時，一邊用冷卻裝置23冷卻連接用法蘭11、21，一邊用加熱裝置8將管狀反應容器5加熱至800℃(設定溫度)。

[0071]

清洗結束后，停止氮氣的流通，從氯氣容器1向管狀反應容器5中導入氯氣。然后，在溫度為25℃、壓力為0mpag(1大氣壓)的狀態(tài)下，將氯氣的流量設為1800ccm(cm3/分鐘)，從供給裝置6向管狀反應容器5以1g/分鐘的速度供給碳化硼，使氯氣與碳化硼反應2小時。再者，氯氣的流量1800ccm若進行摩爾換算，則為4.42摩爾/小時，碳化硼的供給速度1g/分鐘若進行摩爾換算，則為1.085摩爾/小時。

[0072]

由于供給過剩量的碳化硼，因此生成與氯氣的流量相應的量的三氯化硼。若假定氯氣的轉化率為100％、選擇率為100％、收率為100％，則三氯化硼的生成速度為2.94摩爾/

小時(4.42摩爾/小時

×

4/6)。

[0073]

加熱裝置8的設定溫度為800℃，但在反應中由溫度傳感器7測定出的管狀反應容器5內的溫度為807℃，幾乎沒有與設定溫度的差異。

[0074]

即，在實施例1中，由于在粉粒體狀的碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)下進行反應，因此在管狀反應容器5中難以發(fā)生蓄熱，管狀反應容器5內的溫度不會上升到背離設定溫度的高溫。其結果，在實施例1中，管狀反應容器5沒有產生由高溫導致的損傷。

[0075]

將含有生成的三氯化硼的氯氣送至傅里葉變換紅外光譜裝置9(制造會社名：

サーモフィッシャーサイエンティフィック

公司)中進行分析，算出氯氣中的三氯化硼的含有率。分析條件如下。傅里葉變換紅外光譜裝置9的窗板的材質為氯化銀(agcl)，比色皿(cell length)長度為1cm，數(shù)據(jù)間隔為0.964cm-1

，掃描次數(shù)為16。分析中所使用的波數(shù)為1908cm-1

。另一方面，氯氣濃度通過采用硫代硫酸鈉進行的滴定來求出。分析的結果，三氯化硼的生成速度為273g/小時(2.33摩爾/小時)。因此，在氯氣基準下的收率為79％。

[0076]

作為實施例2～13，在表1中所示的條件下進行了反應和分析。如實施例2～5、12所示，在580～1100℃的范圍內設定了管狀反應容器的溫度，但也沒有管狀反應容器的損傷，能夠良好地生成三氯化硼。另外，如實施例6～8所示，使作為原料的碳化硼的平均粒徑d50在50nm～480μm的范圍內進行了變化，但也沒有管狀反應容器的損傷，能夠良好地生成三氯化硼。

[0077]

而且，如實施例9、10、13所示，使管狀反應容器的壓力在-0.06～0.05mpag的范圍內進行了變化，但也沒有管狀反應容器的損傷，能夠良好地生成三氯化硼。而且，如實施例11所示，使含有氯氣的氣體的氯氣含量為50體積％，但也沒有管狀反應容器的損傷，能夠良好地生成三氯化硼。

[0078][0079]

〔比較例1〕

[0080]

作為原料的碳化硼，使用粒徑為1～3mm的粒狀的碳化硼，在碳化硼在含有氯氣的氣體中不流動的狀態(tài)下進行反應；加熱管狀反應容器105的加熱裝置108的設定溫度為850

℃；氯氣的流量為567ccm，除了以上點以外，與實施例1同樣地進行了反應和分析。

[0081]

即，不是一邊使碳化硼104落下一邊進行反應，而是使用圖3所示的三氯化硼制造裝置，在反應開始前將碳化硼104填充到管狀反應容器105中，在碳化硼104的位置不移動而被固定了的狀態(tài)下進行了反應。

[0082]

再者，圖3中的標記101表示氯氣容器，標記102表示氮氣容器，標記103表示干燥裝置，標記107表示溫度傳感器，標記109表示傅里葉變換紅外光譜裝置，標記110、112、113、120表示配管，標記111、121表示連接用法蘭，標記115、126表示壓力傳感器，標記123表示冷卻裝置，標記124表示冷卻用配管，標記131表示干燥劑，標記132表示干燥容器，標記133表示加熱裝置。

[0083]

其結果，碳化硼與氯氣的反應，以約1cm/小時的速度從管狀反應容器105的下部向上部進行。在反應中由溫度傳感器107測定出的反應點(熱點)的溫度為1210℃，與設定溫度之間存在大的差異。即認為，在比較例1中，由于在碳化硼的位置不移動而被固定了的狀態(tài)下進行反應，因此管狀反應容器105容易發(fā)生蓄熱，管狀反應容器105內的溫度上升至背離了設定溫度的高溫。其結果，在比較例1中，管狀反應容器105發(fā)生了由高溫導致的損傷。

[0084]

在從反應開始起的約5小時時三氯化硼的生成量變?yōu)榱悖磻Y束了。分析的結果，氯氣中的三氯化硼的含有率為95體積％以上，三氯化硼的生成速度為117g/小時。

[0085]

附圖標記說明

[0086]1????

氯氣容器

[0087]2????

氮氣容器

[0088]4????

碳化硼

[0089]5????

管狀反應容器

[0090]6????

供給裝置

[0091]8????

加熱裝置

[0092]9????

傅里葉變換紅外光譜裝置技術特征：

1.一種三氯化硼的制造方法，具有下述工序：在粉粒體狀的碳化硼在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)下，進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。2.根據(jù)權利要求1所述的三氯化硼的制造方法，一邊向反應容器內連續(xù)地供給所述含有氯氣的氣體和所述碳化硼、并且從所述反應容器連續(xù)地排出其反應生成物，一邊連續(xù)地進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。3.根據(jù)權利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，所述碳化硼的體積基準的平均粒徑d50小于500μm。4.根據(jù)權利要求1～3的任一項所述的三氯化硼的制造方法，在600℃以上的溫度下進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。5.根據(jù)權利要求1～4的任一項所述的三氯化硼的制造方法，在-0.050mpag以上且0.500mpag以下的壓力下進行所述含有氯氣的氣體中的氯氣與所述碳化硼的反應。6.根據(jù)權利要求1～5的任一項所述的三氯化硼的制造方法，所述含有氯氣的氣體由50體積％以上且100體積％以下的氯氣和余量的惰性氣體構成。7.根據(jù)權利要求1～6的任一項所述的三氯化硼的制造方法，所述含有氯氣的氣體的水蒸氣含量小于1體積％。

技術總結

提供反應容器難以產生損傷的三氯化硼的制造方法。一種三氯化硼的制造方法，具有下述工序：在粉粒體狀的碳化硼(4)在含有氯氣的氣體中流動的狀態(tài)下進行含有氯氣的氣體中的氯氣與碳化硼(4)的反應。氣與碳化硼(4)的反應。氣與碳化硼(4)的反應。

技術研發(fā)人員：竇君 毛利早紀 栗原秀行

受保護的技術使用者：昭和電工株式會社

技術研發(fā)日：2019.06.04

技術公布日：2021/2/2