權(quán)利要求書： 1.一種三氯化硼的制造方法，通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)來制造三氯化硼，包含以下的脫水工序和生成工序，脫水工序：在350℃以上且比通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)而開始生成三氯化硼的生成開始溫度低的溫度下，使含有氯氣并且水分含量為1體積ppm以下的含氯氣體與碳化硼接觸，從而使所述碳化硼中含有的水分與所述含氯氣體中的氯氣反應(yīng)、除去所述碳化硼中含有的水分，生成工序：將經(jīng)所述脫水工序被脫水了的所述碳化硼與氯氣反應(yīng)而生成三氯化硼。

2.如權(quán)利要求1所述的三氯化硼的制造方法，所述含氯氣體是與含有沸石的干燥劑接觸過的。

3.如權(quán)利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，所述脫水工序中使所述含氯氣體與所述碳化硼接觸的溫度為400℃以下。

4.如權(quán)利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，所述脫水工序在比大氣壓低的壓力下進(jìn)行。

5.如權(quán)利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，所述含氯氣體由20體積％以上且60體積％以下的氯氣和余量的惰性氣體組成。

6.如權(quán)利要求5所述的三氯化硼的制造方法，所述惰性氣體為氮?dú)?、氬氣和氦氣中的至少一者?br />
7.如權(quán)利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，所述碳化硼是從開孔5.60mm的干式篩子通過后的篩下量為100質(zhì)量％，不能從開孔1mm的干式篩子通過的篩上量為65質(zhì)量％以上的粉體。

8.如權(quán)利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，所述生成工序中碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)溫度為800℃以上且1100℃以下。

9.如權(quán)利要求1或2所述的三氯化硼的制造方法，還包含以下的水分量評價(jià)工序：在反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行所述脫水工序，測定在所述脫水工序中從所述反應(yīng)容器排到的排出氣體中的水和氯化氫中的至少一者的量，來評價(jià)所述反應(yīng)容器內(nèi)的水分量。

說明書： 三氯化硼的制造方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及三氯化硼的制造方法。背景技術(shù)[0002] 作為三氯化硼(BCl3)的制造方法，將硼酸(B(OH)3)擔(dān)載在活性炭上，使其與氯氣(Cl2)發(fā)生反應(yīng)的方法(參照例如專利文獻(xiàn)1、2)、使碳化硼(B4C)和氯氣發(fā)生反應(yīng)的方法(參照例如專利文獻(xiàn)3)是大家知道的。這些三氯化硼的制造方法，如果反應(yīng)體系內(nèi)存在水分，則有生成的三氯化硼發(fā)生水解使三氯化硼的制造效率降低的問題。此外有以下問題：三氯化硼的水解生成的硼酸、氧化硼有造成三氯化硼的制造管線堵塞的危險(xiǎn)。[0003] 因此，專利文獻(xiàn)1公開的三氯化硼的制造方法，在使硼酸和氯氣發(fā)生反應(yīng)前，通過在高溫下用惰性氣體處理來除去硼酸和活性炭中含有的水分。但是利用該方法充分除去水分需要很長時(shí)間，而且脫水是否結(jié)束了的判斷也困難。[0004] 此外，專利文獻(xiàn)2公開的三氯化硼的制造方法，在使硼酸和氯氣反應(yīng)前，在高溫下用惰性氣體和氯氣依次進(jìn)行處理，來除去硼酸和活性炭中含有的水分。但是，從約300℃開始硼酸和氯氣發(fā)生反應(yīng)、開始生成三氯化硼，因此通過氯氣除去水分時(shí)的溫度290℃是極限，但290℃下有時(shí)會不能充分除去水分。[0005] 進(jìn)而，專利文獻(xiàn)3公開的三氯化硼的制造方法，通過碳化硼和氯氣的反應(yīng)而開始生成三氯化硼的溫度約為400℃，所以可以認(rèn)為，在使碳化硼和氯氣發(fā)生反應(yīng)前，能夠在比專利文獻(xiàn)2公開的三氯化硼的制造方法更高的高溫下，通過氯氣除去碳化硼的水分。但是，專利文獻(xiàn)3中關(guān)于碳化硼的水分除去并沒有記載。[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[0007] 專利文獻(xiàn)[0008] 專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)2010年第111550號[0009] 專利文獻(xiàn)2:日本專利公開公報(bào)昭和58年第20715號[0010] 專利文獻(xiàn)3:日本專利公開公報(bào)2009年第227517號發(fā)明內(nèi)容[0011] 發(fā)明要解決的課題[0012] 于是，本發(fā)明的課題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)具有的問題，提供一種三氯化硼的制造方法，該方法通過充分除去反應(yīng)體系內(nèi)的水分來抑制水分造成的副產(chǎn)物的生成，高效制造三氯化硼。[0013] 解決課題的手段[0014] 為了解決上述課題，本發(fā)明的技術(shù)方案如以下的[1]～[10]。[0015] [1].一種三氯化硼的制造方法，通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)來制造三氯化硼，包含以下的脫水工序和生成工序，[0016] 脫水工序：在比通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)而開始生成三氯化硼的生成開始溫度低的溫度下，使含有氯氣并且水分含量為1體積ppm以下的含氯氣體與碳化硼接觸，從而使所述碳化硼中含有的水分與所述含氯氣體中的氯氣反應(yīng)、除去所述碳化硼中含有的水分，[0017] 生成工序：將經(jīng)所述脫水工序被脫水了的所述碳化硼與氯氣反應(yīng)而生成三氯化硼。[0018] [2].如[1]所述的三氯化硼的制造方法，所述含氯氣體是與含有沸石的干燥劑接觸過的。[0019] [3].如[1]或[2]所述的三氯化硼的制造方法，所述脫水工序中使所述含氯氣體與所述碳化硼接觸的溫度為300℃以上。[0020] [4].如[1]或[2]所述的三氯化硼的制造方法，所述脫水工序中使所述含氯氣體與所述碳化硼接觸的溫度為400℃以下。[0021] [5].如[1]～[4]的任一項(xiàng)所述的三氯化硼的制造方法，所述脫水工序在比大氣壓低的壓力下進(jìn)行。[0022] [6].如[1]～[5]的任一項(xiàng)所述的三氯化硼的制造方法，所述含氯氣體由20體積％以上且60體積％以下的氯氣和余量的惰性氣體組成。[0023] [7].如[6]所述的三氯化硼的制造方法，所述惰性氣體為氮?dú)?、氬氣和氦氣中的至少一者。[0024] [8].如[1]～[7]的任一項(xiàng)所述的三氯化硼的制造方法，所述碳化硼是從開孔5.60mm的干式篩子通過后的篩下量為100質(zhì)量％，不能從開孔1mm的干式篩子通過的篩上量為65質(zhì)量％以上的粉體。

[0025] [9].如[1]～[8]的任一項(xiàng)所述的三氯化硼的制造方法，所述生成工序中碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)溫度為800℃以上且1100℃以下。[0026] [10].如[1]～[9]的任一項(xiàng)所述的三氯化硼的制造方法，還包含以下的水分量評價(jià)工序：[0027] 在反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行所述脫水工序，測定在所述脫水工序中從所述反應(yīng)容器排到的排出氣體中的水和氯化氫中的至少一者的量，來評價(jià)所述反應(yīng)容器內(nèi)的水分量。[0028] 發(fā)明效果[0029] 本發(fā)明通過充分除去反應(yīng)體系內(nèi)的水分，能夠抑制水分造成的副產(chǎn)物的生成，高效制造三氯化硼。附圖說明[0030] 圖1是三氯化硼制造裝置的概略圖，用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的三氯化硼的制造方法。具體實(shí)施方式[0031] 使碳化硼和氯氣反應(yīng)來制造三氯化硼時(shí)，如果反應(yīng)體系內(nèi)存在水分，則生成的三氯化硼發(fā)生水解，作為副產(chǎn)物生成硼酸、氧化硼。因此，在氯氣中的水分、碳化硼中的水分量多時(shí)，有三氯化硼的收率降低、三氯化硼的制造管線被副產(chǎn)物堵塞的危險(xiǎn)。[0032] 本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使碳化硼和氯氣反應(yīng)來制造三氯化硼時(shí)，碳化硼中含有的水分可以被氯氣充分除去的方法，從而完成本發(fā)明。[0033] 再者，三氯化硼水解生成硼酸為的反應(yīng)以下式表示。[0034] BCl3+3H2O→B(OH)3+3HCl[0035] 此外，在通過氯氣除去水分的情況等發(fā)生的氯氣和水之間的反應(yīng)以下式表示。[0036] Cl2+H2O→HClO+HCl[0037] 下面對本發(fā)明的一實(shí)施方式予以說明。再者，本實(shí)施方式是顯示本發(fā)明的一例，本發(fā)明并不受限于本實(shí)施方式。此外，本實(shí)施方式可以進(jìn)行各種改變或改善，進(jìn)行了改變或改善的方案也包含在本發(fā)明中。例如、本實(shí)施方式中例示的材料、尺寸等僅是例子，本發(fā)明不受它們限定，在能夠發(fā)揮本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)可以適宜地進(jìn)行改變。[0038] 本實(shí)施方式的三氯化硼的制造方法是通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)來制造三氯化硼的方法，包含將碳化硼中含有的水分用氯氣除去的脫水工序、和使經(jīng)脫水工序被脫水了的碳化硼與氯氣反應(yīng)而生成三氯化硼的生成工序。[0039] 脫水工序是在比通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)而開始生成三氯化硼的生成開始溫度低的溫度下使含有氯氣并且水分含量為1體積ppm以下的含氯氣體與碳化硼接觸，使碳化硼中含有的水分和含氯氣體中的氯氣發(fā)生反應(yīng)，從而將碳化硼中含有的水分除去的工序。[0040] 這樣的本實(shí)施方式的三氯化硼的制造方法，在比通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)開始生成三氯化硼的生成開始溫度低的溫度下使碳化硼中的水分和氯氣發(fā)生反應(yīng)，所以可以在脫水工序中使碳化硼中含有的水分被氯氣充分除去。由于反應(yīng)體系內(nèi)的水分被充分除去，所以生成的三氯化硼的水解被抑制，可以高效地、高收率制造三氯化硼。此外，因?yàn)樗值脑蚨a(chǎn)生的副產(chǎn)物即硼酸、氧化硼的生成被抑制，所以不容易發(fā)生三氯化硼的制造管線的堵塞。因此，沒有必要頻繁進(jìn)行將附著在三氯化硼的制造管線上的硼酸、氧化硼除去的操作。[0041] 再者，本發(fā)明中的「通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)開始生成三氯化硼的生成開始溫度」指的是，在脫水工序的滯留時(shí)間內(nèi)通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)而生成的三氯化硼的量相對于反應(yīng)原料(碳化硼和氯氣)和反應(yīng)生成物(三氯化硼)的合計(jì)量100體積％的比例大于0.5體積％的溫度。再者，反應(yīng)原料和反應(yīng)生成物以例如空間速度100/h從反應(yīng)容器通過的情況，可以設(shè)定滯留時(shí)間為1/100小時(shí)。所述空間速度通常可以在100～800/h的范圍選擇。[0042] 該生成開始溫度通常為400℃以下，所以脫水工序中使含氯氣體接觸碳化硼的溫度可以為300℃以上，優(yōu)選為300℃以上400℃以下，更優(yōu)選為350℃以上390℃以下。如果為300℃以上，則容易發(fā)生氯氣和水之間的反應(yīng)，所以脫水效率變高。此外，如果是400℃以下，則不容易發(fā)生碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)。

[0043] 脫水工序中使含氯氣體與碳化硼接觸時(shí)，可以將沒有被加熱的常溫的含氯氣體與被加熱到例如300℃以上的碳化硼接觸，也可以將被預(yù)熱到例如300℃以上的含氯氣體與被加熱到例如300℃以上的碳化硼接觸。在與碳化硼接觸以前將含氯氣體加熱，這樣能夠提高氯氣和水的反應(yīng)速度，所以能夠縮短脫水工序的處理時(shí)間。[0044] 脫水工序中使用的含氯氣體的水分含量為1體積ppm以下，如果水分含量為1體積ppm以下，則含氯氣體接觸的金屬制構(gòu)件不容易發(fā)生腐蝕，同時(shí)可以將碳化硼的水分充分除去。因此，在作為脫水工序中使用的含氯氣體使用氯氣的情況，優(yōu)選使用純度99.999體積％以上的氯氣。[0045] 對于使脫水工序中使用的含氯氣體的水分含量為1體積ppm以下的方法，沒有特殊限定，可以列舉出例如使用干燥劑干燥的方法。具體地說，使水分含量超過1體積ppm的含氯氣體與干燥劑接觸，使含氯氣體中的水分被干燥劑吸附，從而使含氯氣體的水分含量變?yōu)?體積ppm以下的方法。例如、通過使含有大量水分的工業(yè)用氯氣與干燥劑接觸而干燥，能夠使水分含量變?yōu)?體積ppm以下。[0046] 作為干燥劑的例子，可以列舉出沸石，作為具體例可以列舉出分子篩3A、分子篩4A、高二氧化硅沸石AW300、高二氧化硅沸石AW500。沸石可以1種單獨(dú)使用，也可以2種以上合并使用。此外，干燥劑可以含有沸石以外的其他成分。

[0047] 含氯氣體的水分含量，可以根據(jù)使用例如傅里葉變換紅外光譜裝置(FT?IR)測定的氯化氫的吸光度算出。作為傅里葉變換紅外光譜裝置可以使用例如サーモフィッシャーサイエンティフィック株式會社制的NicoletiS10FT?IR。[0048] 脫水工序中使用的含氯氣體，只要是含有氯氣并且水分含量為1體積ppm以下即可，對氯氣的含有率沒有特別限定，可以使用氯氣作為含氯氣體，也可以使用氯氣和惰性氣體的混合氣體。對于惰性氣體的種類沒有特別限定，可以是氮?dú)狻鍤夂秃庵械闹辽僖徽?。含氯氣體中的氯氣的比例可以為20體積％以上60體積％以下，更優(yōu)選為30體積％以上50體積％以下，進(jìn)而優(yōu)選為40體積％以上50體積％以下。含氯氣體中的氯氣的比例在上述范圍時(shí)，能夠充分并且高效地除去碳化硼的水分。

[0049] 脫水工序中碳化硼接觸的含氯氣體的流量，根據(jù)脫水工序中使用的容器的尺寸而3 3

異，在容器的容量為200～300cm的情況可以為例如200ccm(cm/分鐘)以上且2000ccm以下，更優(yōu)選為800ccm以上且1300ccm以下。

[0050] 進(jìn)而，本實(shí)施方式的三氯化硼的制造方法除了具有脫水工序、生成工序以外，還可以具有對進(jìn)行脫水工序的反應(yīng)容器內(nèi)的水分量評價(jià)的水分量評價(jià)工序。即、使脫水工序在反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行，測定在脫水工序中從反應(yīng)容器排出的排出氣體中的水和氯化氫中的至少一者的量，評價(jià)進(jìn)行脫水工序的反應(yīng)容器內(nèi)的水分量。[0051] 如果具有水分量評價(jià)工序，則能夠判斷脫水工序結(jié)束與否(即、判斷碳化硼中的水分是否被充分除去了)。例如、測定從脫水工序中使用的容器排出的排出氣體中的水濃度和氯化氫濃度中的至少一者，將水濃度變?yōu)?0體積ppm以下、或氯化氫濃度為10體積ppm以下的時(shí)刻看作是脫水工序結(jié)束。[0052] 從脫水工序中使用的容器排出的排出氣體中的水濃度和氯化氫濃度，可以根據(jù)使用例如傅里葉變換紅外光譜裝置測定的水和氯化氫的吸光度來算出。任意選擇水和氯化氫的吸收波長，就能夠算出水濃度和氯化氫濃度。但在根據(jù)以前的實(shí)際記錄，清楚地知道脫水工序的優(yōu)選處理時(shí)間的情況，也可以不測定水濃度和氯化氫濃度，基于以前的實(shí)際記錄來確定脫水工序的結(jié)束與否。[0053] 脫水工序可以在大氣壓下或比大氣壓高的高壓下進(jìn)行，也可以在比大氣壓低的低壓下進(jìn)行?？梢栽诶?0.090MPaG以上且?0.010MPaG以下的減壓下進(jìn)行脫水工序。如果在比大氣壓低的低壓下使碳化硼與含氯氣體接觸，則能夠提高碳化硼中的水分的除去效率，同時(shí)提高經(jīng)水和氯氣的反應(yīng)而生成的氯化氫、次氯酸的除去效率，所以能夠縮短脫水工序的處理時(shí)間。[0054] 脫水工序，可以將碳化硼裝入反應(yīng)容器，在反應(yīng)容器內(nèi)使碳化硼與含氯氣體接觸，使碳化硼中含有的水分和含氯氣體中的氯氣反應(yīng)。[0055] 脫水工序中進(jìn)行碳化硼中的水分的除去的反應(yīng)容器與生成工序中進(jìn)行碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)的反應(yīng)容器可以是同一個(gè)容器，也可以是不同的容器。即、可以在1個(gè)反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行脫水工序和生成工序這兩工序，也可以在第一反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行脫水工序后將碳化硼從第一反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移到第二反應(yīng)容器進(jìn)行生成工序。此外，對反應(yīng)容器的形狀沒有特別限定，可以是例如管狀、球狀。進(jìn)而，脫水工序和/或生成工序中使用的反應(yīng)容器的材質(zhì)只要是不被氯氣、三氯化硼、氯化氫等腐蝕，就沒有特別限定，可以是例如石墨、金屬。[0056] 碳化硼可以使用粉體，但也可以使用從開孔5.60mm的干式篩子通過的篩下量為100質(zhì)量％，且不能從開孔1mm的干式篩子通過的篩上量為65質(zhì)量％以上的粉體。如果碳化硼的粉末的粒徑為5.60mm以下，則表面積變大，所以與氯氣之間的反應(yīng)速度變大。此外，如果碳化硼的粉末的粒徑為5.60mm以下，則在脫水工序、生成工序中使用的反應(yīng)容器中容易進(jìn)行最密填充，所以三氯化硼的生產(chǎn)性提高。

[0057] 另一方面，如果粒徑超過1mm的粒子為65質(zhì)量％以上，則粒徑小的少，所以碳化硼的粉末不容易在脫水工序中、生成工序中或生成工序后被流通的含氯氣體吹飛。因此，從脫水工序中進(jìn)行碳化硼中的水分除去的反應(yīng)容器、生成工序中進(jìn)行碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)的反應(yīng)容器，不容易流出碳化硼的粉末。碳化硼的粉末的粒徑更優(yōu)選為1mm以上5mm以下、進(jìn)而優(yōu)選為1mm以上3mm以下。[0058] 生成工序中碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)溫度可以是800℃以上1100℃以下，更優(yōu)選是900℃以上1000℃以下。生成工序中碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)溫度如果是上述溫度，則三氯化硼的生成速度充分高，而且進(jìn)行生成工序的反應(yīng)容器的周圍的金屬制構(gòu)件不容易發(fā)生損傷。[0059] 作為生成工序中與碳化硼反應(yīng)的氯氣，可以與脫水工序同樣地使用含氯氣體，可以僅使用氯氣，也可以使用氯氣和惰性氣體的混合氣體。生成工序和脫水工序，可以使用同一種含氯氣體，也可以使用不同種類的含氯氣體。即、生成工序和脫水工序之間，含氯氣體中的氯氣之比例可以相同，也可以不同。[0060] 以下針對本實(shí)施方式的三氯化硼的制造方法，參照圖1來對三氯化硼制造裝置的一例進(jìn)行更具體地說明。再者，圖1中為了更容易地理解本發(fā)明的特征，為了方便說明，有時(shí)會將關(guān)鍵部位進(jìn)行放大顯示，圖1所示的各構(gòu)成要素的尺寸比率等不限于與實(shí)際的三氯化硼制造裝置相同。[0061] 圖1的三氯化硼制造裝置具有：內(nèi)部填充氯氣的氯氣容器1(例如氣瓶)、內(nèi)部填充惰性氣體氮?dú)獾牡獨(dú)馊萜?(例如氣瓶)、內(nèi)部填充了含有沸石的干燥劑的干燥塔3、內(nèi)部填裝了碳化硼的粉末4的石墨制的管狀反應(yīng)容器5、將三氯化硼制造裝置的內(nèi)部減壓的真空泵6和對氣體中的三氯化硼、水分、氯化氫等進(jìn)行分析的傅里葉變換紅外光譜裝置7。

[0062] 管狀反應(yīng)容器5的上游側(cè)部分可以設(shè)置對氣體進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱部5A，同時(shí)在管狀反應(yīng)容器5的下游側(cè)部分可以以與預(yù)熱部5A連通的方式設(shè)置內(nèi)部裝填碳化硼的粉末4的反應(yīng)部5B。預(yù)熱部5A和反應(yīng)部5B分別通過加熱器11、12被進(jìn)行溫度控制，并且分別被絕熱材料13、14包覆而被保溫。

[0063] 在制造三氯化硼時(shí)，先將氯氣從氯氣容器1經(jīng)由配管21導(dǎo)入干燥塔3。此時(shí)通過調(diào)節(jié)器22調(diào)整氯氣的供給壓，使用質(zhì)量流量控制器23調(diào)整氯氣的流量。被導(dǎo)入干燥塔3的氯氣與干燥劑接觸，氯氣中含有的水分被干燥劑吸附。干燥后的氯氣的水分含量為1體積ppm以下。但在使用水分含量為1體積ppm以下的氯氣的情況，也可以不將氯氣導(dǎo)入干燥塔3。[0064] 被干燥到水分含量為1體積ppm以下的氯氣，經(jīng)由配管24被送給管狀反應(yīng)容器5，在配管24的中間部分(即、管狀反應(yīng)容器5的上游側(cè))與氮?dú)饣旌?，形成氯氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w。即、配置了將氮?dú)馊萜?和配管24的中間部分連通的配管25，氮?dú)鈴牡獨(dú)馊萜?經(jīng)由配管25被導(dǎo)入配管24的中間部分，從而氯氣和氮?dú)獗换旌?。此時(shí)，由于可以通過質(zhì)量流量控制器

26調(diào)整氮?dú)獾牧髁?，所以混合氣體中的氯氣的比例可以由質(zhì)量流量控制器26調(diào)整。如果使用氮?dú)獾乃趾繛?體積ppm以下的氮?dú)?，則混合氣體的水分含量為1體積ppm以下。

[0065] 氯氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w經(jīng)由配管24而被送給管狀反應(yīng)容器5，先被導(dǎo)入預(yù)熱部5A。并且混合氣體被預(yù)熱部5A中的加熱器11加熱到所希望的溫度(例如、與脫水工序中的碳化硼的溫度相同的溫度)。被預(yù)熱的混合氣體在管狀反應(yīng)容器5內(nèi)向下游側(cè)移動，被送給反應(yīng)部5B。但是也可以不進(jìn)行混合氣體的預(yù)熱，而是將常溫的混合氣體導(dǎo)入反應(yīng)部5B。

[0066] 反應(yīng)部5B被裝填了碳化硼的粉末4，通過加熱器12被加熱到比通過碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)而開始生成三氯化硼的生成開始溫度低的溫度(例如300℃以上400℃以下)。向反應(yīng)部5B送入被預(yù)熱的混合氣體，與碳化硼的粉末4接觸，所以碳化硼的粉末4中含有的水分和混合氣體中的氯氣發(fā)生反應(yīng)，碳化硼的粉末4中含有的水分被除去(脫水工序)。再者，該脫水工序可以在大氣壓下進(jìn)行，也可以在比大氣壓低的低壓下進(jìn)行。在脫水工序是在比大氣壓低的低壓下進(jìn)行的情況，使用真空泵6將三氯化硼制造裝置的內(nèi)部減壓即可。[0067] 從碳化硼的粉末4的除去水分結(jié)束后，則停止從氯氣容器1導(dǎo)入氯氣，使在三氯化硼制造裝置的內(nèi)部流通的氣體僅為氮?dú)猓玫獨(dú)庵脫Q管狀反應(yīng)容器5內(nèi)的氣體。并且通過加熱器12對反應(yīng)部5B加熱，使碳化硼的粉末4的溫度上升到上述生成開始溫度以上的溫度(例如800℃以上1100℃以下)。在碳化硼的粉末4的溫度變?yōu)樯鲜錾砷_始溫度以上的溫度時(shí)，再次從氯氣容器1導(dǎo)入氯氣。在這里，碳化硼和氯氣之間的反應(yīng)開始，三氯化硼生成(生成工序)。生成的三氯化硼通過混合氣體被從管狀反應(yīng)容器5送出，經(jīng)由配管27從三氯化硼制造裝置取出。[0068] 本實(shí)施方式的三氯化硼制造裝置具有傅里葉變換紅外光譜裝置7，所以能夠?qū)呐涔?7通過的氣體的一部分引入傅里葉變換紅外光譜裝置7，進(jìn)行氣體中的三氯化硼的分析。通過這樣，能夠計(jì)算出三氯化硼的收量、收率。此外，通過分析氣體中的水、氯化氫，可以評價(jià)管狀反應(yīng)容器5內(nèi)的水分量(水分量評價(jià)工序)。因此，通過測定從脫水工序中的管狀反應(yīng)容器5排出的排出氣體中的水和氯化氫中的至少一者的量，能夠判斷脫水工序是否結(jié)束(即、判斷碳化硼的粉末4中的水分是否被充分除去)。[0069] 如此制造的三氯化硼有時(shí)會含有雜質(zhì)。作為雜質(zhì)可以列舉出氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、氦氣、氯化氫、氯氣、四氯化硅等。這些雜質(zhì)可以通過蒸餾等的純化方法除去，所以通過例如蒸餾進(jìn)行純化，能夠得到雜質(zhì)少的高純度的三氯化硼。[0070] 實(shí)施例[0071] 以下示出實(shí)施例和比較例來對本發(fā)明進(jìn)行更具體說明。[0072] 〔實(shí)施例1〕[0073] 使用與圖1的三氯化硼制造裝置同樣的三氯化硼制造裝置，與上述實(shí)施方式同樣進(jìn)行操作使碳化硼和氯氣反應(yīng)，制造三氯化硼。含氯氣體使用純度為99.999體積％、水分含量為0.9體積ppm的市售高純度氯氣。碳化硼使用以下的粉體：在通過干式篩測定粒徑情況、從開孔5.60mm的干式篩子通過的篩下量為100質(zhì)量％、且不能從開孔1mm的干式篩子通過的篩上量為65質(zhì)量％以上。[0074] 將該碳化硼的粉末20g裝填在石墨制的管狀反應(yīng)容器(內(nèi)徑22mm、高度700mm、填充3

碳化硼的反應(yīng)部的體積為19cm)內(nèi)，將流量500ccm的氮?dú)馔ㄈ牍軤罘磻?yīng)容器，歷時(shí)15分鐘將碳化硼升溫到390℃。然后將通入管狀反應(yīng)容器的氣體從氮?dú)馇袚Q為上述含氯氣體(高純度氯氣)，在大氣壓下歷時(shí)1小時(shí)通入常溫的含氯氣體(流量為500ccm)，使碳化硼中含有的水分和氯氣發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行將碳化硼中含有的水分除去的脫水處理。

[0075] 脫水處理中，將從管狀反應(yīng)容器排出的排出氣體引入傅里葉變換紅外光譜儀，對排出氣體進(jìn)行紅外光譜分析。確認(rèn)了脫水處理后的排出氣體中的三氯化硼的濃度為0.5體積％以下，并且、氯化氫的濃度降低到了10體積ppm以下，由此判斷碳化硼中含有的水分的除去結(jié)束了，于是結(jié)束脫水處理。[0076] 接下來，將通入管狀反應(yīng)容器的氣體從含氯氣體切換成氮?dú)猓瑢⒐軤罘磻?yīng)容器內(nèi)的氣體進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。然后在將碳化硼升溫到900℃后，在大氣壓下將常溫的上述含氯氣體(高純度氯氣)通入管狀反應(yīng)容器(流量為200ccm)，使脫水了的碳化硼與氯氣反應(yīng)而生成三氯化硼。反應(yīng)中將從管狀反應(yīng)容器排出的排出氣體引入傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行紅外光譜分析，測定排出氣體中的三氯化硼和氯化氫的濃度。[0077] 在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為167g。將傅里葉變換紅外光譜儀的分析結(jié)果中三氯化硼的生成量轉(zhuǎn)變成減少的時(shí)刻視為反應(yīng)結(jié)束，根據(jù)生成的三氯化硼的累計(jì)值算出三氯化硼的收量，根據(jù)碳化硼的反應(yīng)前后的質(zhì)量減少量算出三氯化硼的理論生成量，將前者的收量除以后者的理論生成量而得到的值作為收率，收率是99質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為1mg。[0078] 〔實(shí)施例2〕[0079] 除了作為在碳化硼的脫水處理中使用的含氯氣體，使用以下的氯氣替換高純度氯氣這一點(diǎn)以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。即、使純度99.9體積％、水分含量5體積ppm的市售工業(yè)用氯氣從1L的內(nèi)部填充分子篩3A的SUS制筒通過，使水分含量降低到1體積ppm以下，將得到的該氯氣作為含氯氣體使用。[0080] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)為結(jié)束，得到的三氯化硼的量為167g，收率為99質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為1mg。[0081] 〔實(shí)施例3〕[0082] 除了作為碳化硼的脫水處理中使用的含氯氣體，使用以下的氣體替換高純度氯氣這一點(diǎn)以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。即、使用將市售的高純度氯氣和氮?dú)獾攘炕旌锨宜趾繛?體積ppm以下的混合氣體作為含氯氣體。[0083] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為167g，收率為99質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為1mg。[0084] 〔實(shí)施例4〕[0085] 實(shí)施例1中一邊將常溫的含氯氣體通入管狀反應(yīng)容器一邊將碳化硼加熱到390℃，將碳化硼中含有的水分除去進(jìn)行脫水處理，但在實(shí)施例4中一邊將被預(yù)熱到390℃的含氯氣體通入管狀反應(yīng)容器，一邊將碳化硼加熱到390℃，將碳化硼中含有的水分除去而進(jìn)行脫水處理。此外，實(shí)施例4中脫水處理的時(shí)間設(shè)為40分鐘。除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。[0086] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為167g，收率為99質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為1mg。[0087] 〔實(shí)施例5〕[0088] 實(shí)施例1中在大氣壓下進(jìn)行脫水處理，但在實(shí)施例5中在?0.015MPaG的減壓下進(jìn)行脫水處理。此外，實(shí)施例5中使脫水處理的含氯氣體的流量為150ccm。除了這一點(diǎn)以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。[0089] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)結(jié)束反應(yīng)，得到的三氯化硼的量為167g，收率為99質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為1mg。[0090] 〔實(shí)施例6〕[0091] 除了將脫水處理時(shí)的碳化硼的溫度從390℃變?yōu)?90℃以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。[0092] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為166g，收率為98質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為1.1g。反應(yīng)結(jié)束后的管狀反應(yīng)容器的出口部分附著有白色結(jié)晶，通過粉末X射線衍射測定和差示熱·熱重量測定進(jìn)行分析，結(jié)果白色結(jié)晶是硼酸和氧化硼的混合物。[0093] 〔比較例1〕[0094] 除了將在脫水處理時(shí)通入的氣體從含氯氣體變?yōu)樗趾繛?體積ppm以下的氮?dú)庖酝?，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。即、比較例1中不進(jìn)行使用含氯氣體的脫水處理。[0095] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為161g，收率為95質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為2.6g。反應(yīng)結(jié)束后的管狀反應(yīng)容器的出口部分附著了白色結(jié)晶，對此進(jìn)行粉末X射線衍射測定和差示熱·熱重量測定分析，結(jié)果是白色結(jié)晶是硼酸和氧化硼的混合物。[0096] 〔比較例2〕[0097] 將脫水處理時(shí)通入的含氯氣體從高純度氯氣變?yōu)樗趾?體積ppm的市售工業(yè)用氯氣，除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行反應(yīng)。[0098] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為161g，收率為95質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為2.6g。反應(yīng)結(jié)束后的管狀反應(yīng)容器的出口部分附著了白色結(jié)晶，對此進(jìn)行粉末X射線衍射測定和差示熱·熱重量測定分析，結(jié)果白色結(jié)晶是硼酸和氧化硼的混合物。[0099] 〔比較例3〕[0100] 使用與圖1的三氯化硼制造裝置同樣的三氯化硼制造裝置，進(jìn)行與上述實(shí)施方式同樣的操作來制造三氯化硼。使用硼酸和活性炭的混合物取代碳化硼，使硼酸和氯氣反應(yīng)來制造三氯化硼。作為含氯氣體使用純度為99.999體積％、水分含量為0.9體積ppm的市售高純度氯氣。[0101] 將硼酸89g和活性炭89g的混合物178g裝填在石墨制的管狀反應(yīng)容器內(nèi)，一邊將流量500ccm的氮?dú)馔ㄈ牍軤罘磻?yīng)容器，一邊歷時(shí)15分鐘將混合物升溫到290℃。然后將通入管狀反應(yīng)容器的氣體從氮?dú)庾優(yōu)樯鲜龊葰怏w(高純度氯氣)，歷時(shí)1小時(shí)在大氣壓下通入常溫的含氯氣體(流量為500ccm)，由此使混合物中含有的水分和氯氣發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行將混合物中含有的水分除去的脫水處理。[0102] 脫水處理中將從管狀反應(yīng)容器排出的排出氣體引入傅里葉變換紅外光譜儀，對排出氣體進(jìn)行紅外光譜分析。確認(rèn)了排出氣體中的三氯化硼的濃度為0.5體積％以下，并且、氯化氫的濃度降低到10體積ppm以下，由此判斷混合物中含有的水分的除去結(jié)束了，于是結(jié)束脫水處理。[0103] 接下來，將通入管狀反應(yīng)容器的氣體從含氯氣體切換為氮?dú)?，將管狀反?yīng)容器內(nèi)的氣體進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。并且在將混合物升溫到500℃后，大氣壓下將常溫的上述含氯氣體(高純度氯氣)通入管狀反應(yīng)容器(流量為200ccm)，被脫水的混合物與氯氣反應(yīng)而生成三氯化硼。反應(yīng)中將從管狀反應(yīng)容器排出的排出氣體引入傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行紅外光譜分析，測定排出氣體中的三氯化硼和氯化氫的濃度。[0104] 結(jié)果、在6小時(shí)時(shí)反應(yīng)結(jié)束，得到的三氯化硼的量為161g，收率為95質(zhì)量％。此外，副生的氯化氫的量為2.6g。反應(yīng)結(jié)束后的管狀反應(yīng)容器的出口部分附著有白色結(jié)晶，對此進(jìn)行粉末X射線衍射測定和差示熱·熱重量測定分析，結(jié)果白色結(jié)晶是硼酸和氧化硼的混合物。[0105] 附圖符號說明[0106] 1氯氣容器[0107] 2氮?dú)馊萜鱗0108] 3干燥塔[0109] 4碳化硼的粉末[0110] 5管狀反應(yīng)容器[0111] 6真空泵[0112] 7傅里葉變換紅外光譜裝置