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JP2021535205A - トリフルオロヨードメタン及びトリフルオロアセチルヨージドを生成するための処理方法 - Google Patents

トリフルオロヨードメタン及びトリフルオロアセチルヨージドを生成するための処理方法 Download PDF

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JP2021535205A JP2021533394A JP2021533394A JP2021535205A JP 2021535205 A JP2021535205 A JP 2021535205A JP 2021533394 A JP2021533394 A JP 2021533394A JP 2021533394 A JP2021533394 A JP 2021533394A JP 2021535205 A JP2021535205 A JP 2021535205A
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ジェイ. フルス、リャン
バナヴァリ、ラジヴ
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Abstract

本開示は、トリフルオロヨードメタンを生成するための処理方法を提供し、この処理方法は、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で約25℃〜約400℃の第1の反応温度で反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で約200℃〜約600℃の第2の反応温度で反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含む。【選択図】図1

Description

本開示は、トリフルオロヨードメタン(CFI)及びトリフルオロアセチルヨージド(CFCOI)を生成するための処理方法に関する。具体的には、本開示は、トリフルオロヨードメタン及びトリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相処理方法に関する。
トリフルオロアセチルヨージド(CFCOI)は、トリフルオロヨードメタン(CFI)に変換することができる化合物である。ペルフルオロメチルヨージド、トリフルオロメチルヨージド、又はヨードトリフルオロメタンとしても知られる、トリフルオロヨードメタン(CFI)は、例えば、冷媒又は火災抑制剤として商業用途において有用な化合物である。トリフルオロヨードメタンは、無視できるほど小さいオゾン破壊係数を有する低地球温暖化係数分子である。トリフルオロヨードメタンは、より環境的に害のある材料を置き換えることができる。
トリフルオロアセチルヨージドの調製方法は既知である。例えば、文献「The Reactions of Metallic Salts of Acids with Halogens.Part I.The Reaction of Metal Trifluoroacetates with Iodine,Bromine,and Chlorine」,R.N.Haszeldine,Journal of the Chemical Society,pp.584−587(1951)は、トリフルオロアセチルヨージドを約62%の収率で生成する、トリフルオロアセチルクロリドと無水ヨウ化水素との触媒なしの120℃での8時間のバッチ反応を記載している。低い収率及び長い反応時間により、かなり非効率である。
米国特許第7,196,236号(Mukhopadhyayら)は、ヨウ素源、少なくとも化学量論量の酸素、及び反応物CFR(式中、Rは、−COOH、−COX、−CHO、−COOR、及び−SOXからなる群から選択され、式中、Rはアルキル基であり、Xは塩素、臭素、又はヨウ素である)を含む反応物を使用してトリフルオロヨードメタンを生成するための触媒プロセスを開示している。反応により生成され得るヨウ化水素は、少なくとも化学量論量の酸素によって酸化され、経済的なリサイクルのために水及びヨウ素を生成することができる。
米国特許第7,132,578号(Mukhopadhyayら)もまた、トリフルオロアセチルクロリドからトリフルオロヨードメタンを生成するための、触媒による一工程プロセスを開示している。しかしながら、ヨウ素源はフッ化ヨウ素(IF)である。ヨウ化水素とは対照的に、フッ化ヨウ素は比較的不安定であり、0℃を超えるとI及びIFに分解する。フッ化ヨウ素はまた、商業的に有用な量で利用することができない場合がある。
トリフルオロアセチルヨージドを調製するいくつかの既知の方法としては、液相プロセスが挙げられる。液相プロセスは、分離及び廃棄されなければならない溶媒を必要とし得る。分離及び廃棄のために必要な追加の工程により、プロセスの効率は低下する。
したがって、比較的安価な原料から商業的な量のトリフルオロヨードメタンを生成するように規模が調整され得る、より効率的なプロセスを開発する必要がある。
本開示は、トリフルオロヨードメタン(CFI)及びトリフルオロアセチルヨージド(CFCOI)を生成するための気相処理方法を提供する。
一実施形態では、本発明は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相処理方法を提供する。処理方法は、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で約25℃〜約400℃の第1の反応温度で反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で約200℃〜約600℃の第2の反応温度で反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含む。
別の実施形態では、本発明は、トリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相処理方法を提供する。処理方法は、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で約25℃〜約400℃の反応温度で反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む生成物流を生成する工程と、を含む。
別の実施形態では、本発明は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、を含む組成物を提供する。
別の実施形態では、本発明は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの化合物と、を含む組成物を提供する。
別の実施形態では、本発明は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相処理方法を提供する。処理方法は、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で約200℃〜約600℃の反応温度で反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む生成物流を生成する工程と、を含む。
添付の図面を考慮して、実施形態についての以下の記載を参照することによって、本開示の上述及び他の特性、並びにそれらを達成する様式がより明らかになり、より良好に理解されるであろう。
トリフルオロアセチルヨージドを製造するための気相処理方法を示すプロセスフロー図である。
トリフルオロヨードメタンを製造するための2工程気相処理方法を示すプロセスフロー図である。
トリフルオロアセチルヨージドからトリフルオロヨードメタンを製造するための気相処理方法を示すプロセスフロー図である。
本開示は、水素、ヨウ素、及びトリフルオロアセチルハライド(トリフルオロアセチルクロリドなど)から出発して驚くほど良好なプロセス収率をもたらす、トリフルオロヨードメタン及びトリフルオロアセチルヨージドの製造プロセスを提供する。このような出発物質は、比較的安価であり、商業的な量で容易に入手可能である。本開示の処理方法は、商業的な規模でのトリフルオロヨードメタン及びトリフルオロアセチルヨージドの製造に適した高収率の気相処理方法であり得る。開示される気相処理方法は、溶媒を必要とせず、それらの商業的訴求力を更に高める。
本明細書に開示されるように、トリフルオロヨードメタン及びトリフルオロアセチルヨージドは、ヨウ化水素(HI)及びトリフルオロアセチルハライド(CFCOX、X=Cl、Br又はF)を含む反応物流から生成される。ヨウ化水素及びトリフルオロアセチルハライドは、無水である。反応物流中の任意の水は、トリフルオロアセチルハライドの一部を加水分解し、所望のトリフルオロアセチルヨージドではなく、より熱力学的に有利なトリフルオロ酢酸を形成し得るため、反応物流中には可能な限り少量の水が存在することが好ましい。
無水ヨウ化水素は、実質的に水を含まない。すなわち、無水ヨウ化水素中の任意の水は、重量比で約500百万分率、約300ppm、約200ppm、約100ppm、約50ppm、約30ppm、約20ppm、約10ppm、約5ppm、約3ppm、約2ppm、若しくは約1ppmに満たない量であるか、又は前述の値のうちのいずれか2つの間に定義される任意の値未満の量である。好ましくは、無水ヨウ化水素は、約100重量ppm未満の量の水を含む。より好ましくは、無水ヨウ化水素は、約10重量ppm未満の量の水を含む。最も好ましくは、無水ヨウ化水素は、約1重量ppm未満の量の水を含む。
反応物流は、実質的に酸素を含まない。すなわち、反応物流中の任意の酸素は、重量比で約500百万分率、約300ppm、約200ppm、約100ppm、約50ppm、約30ppm、約20ppm、約10ppm、約5ppm、約3ppm、約2ppm、若しくは約1ppmに満たない量であるか、又は前述の値のうちのいずれか2つの間に定義される任意の値未満の量である。好ましくは、反応物流中の重量比の酸素量は、約100ppm未満である。より好ましくは、反応物流中の重量比の酸素量は、約10ppm未満である。最も好ましくは、反応物流中の重量比の酸素量は、約1ppm未満である。ヨウ化水素が反応してトリフルオロアセチルヨージドを形成することができる前に、反応流中の任意の酸素がヨウ化水素の少なくとも一部を酸化してヨウ素及び水を形成し得るため、反応流中には可能な限り少量の酸素が存在することが好ましい。過剰なヨウ化水素と共に行ったとしても、形成された水は、トリフルオロアセチルハライドを加水分解し、所望のトリフルオロヨードメタンではなく、より熱力学的に有利なトリフルオロ酢酸を形成し、プロセスの効率を低下させ得る。
少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルフルオリド(CFCOF)、トリフルオロアセチルクロリド(CFCOCl)、トリフルオロアセチルブロミド(CFCOBr)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドを含む。より好ましくは、少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドから本質的になる。最も好ましくは、少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドからなる。
例えば、トリフルオロアセチルクロリドは、例えば、Sigma−Aldrich Corp.(St.Louis,Missouri)、Halocarbon Products Corporation(Peachtree Corners,Georgia)、又はSolvay S.A.(Brussels,Belgium)から商業的な量で容易に入手可能である。ヨウ化水素は市販されており、又は、例えば、ヨウ素元素をヒドラジンと反応させること、ヨウ化ナトリウムとリン酸の溶液から蒸留すること、又は水素とヨウ素元素との混合物に約578ナノメートルの波長で放射線を照射することによって製造してもよい。
反応物流において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は、例えば、約0.1:1、約0.2:1、約0.3:1、約0.4:1、約0.5:1、約0.6:1、約0.7:1、約0.8:1、約0.9:1、約0.95:1、約0.99:1、若しくは約1:1と低くても、又は約1.01:1、約1.05:1、約1.1:1、約1.2:1、約1.3:1、約1.4:1、約1.5:1、約1.6:1、約1.8:1、約2.0:1、約4.0:1、約6.0:1、約8.0:1、若しくは約10.0:1と高くても、又は約0.1:1〜10.0:1、約0.2:1〜8.0:1、約0.3:1〜6.0:1、約0.4:1〜4.0:1、0.5:1〜2.0:1、約0.6:1〜1.2:1、約0.7:1〜1.0:1、約0.1:1〜2.0:1、約0.5:1〜1.5:1、約0.6:1〜1.4:1、約0.7:1〜1.3:1、約0.8:1〜1.2:1、約0.9:1〜1.1:1、約0.95:1〜1.05:1、約0.99:1〜1.01:1、約1:1〜2:1、約0.8:1〜1.5:1、若しくは約0.95:1〜1.2:1など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内であってもよい。好ましくは、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は、約0.5:1〜約2.0:1であり得る。より好ましくは、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は、約0.6:1〜約1.2:1であり得る。最も好ましくは、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は、約0.7:1〜約1.0:1であり得る。
反応物流を形成するトリフルオロアセチルハライド及びヨウ化水素は、反応器に入る前に、個々に予熱されても、又は一緒に予熱されてもよい。反応物流は、例えば、約20℃、約30℃、約40℃、約50℃、約60℃、若しくは約70℃の低い温度に、又は約80℃、約90℃、約100℃、約110℃、若しくは約120℃の高い温度に、又は約30℃〜約120℃、約40℃〜約110℃、約50℃〜約100℃、約60℃〜約90℃、若しくは約70℃〜約80℃など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の温度に予熱されてもよい。好ましくは、反応物流は、約40℃〜約120℃の温度に予熱され得る。より好ましくは、反応物流は、約60℃〜約110℃の温度に予熱され得る。最も好ましくは、反応物流は、約80℃〜約100℃の温度に予熱され得る。
反応物流中のヨウ化水素及びトリフルオロアセチルハライドは、第1の反応器内で反応して、以下の式1による、トリフルオロアセチルヨージド(CFCOI)及び少なくとも1種のハロゲン化水素(HX)副生成物を含む中間生成物流を生成する。
式1:HI+CFCOX→CFCOI+HX。
少なくとも1種のハロゲン化水素は、フッ化水素(HF)、塩化水素(HCl)、及び臭化水素(HBr)からなる群から選択される。
第1の反応器は、ステンレス鋼、ニッケル、及び/又はニッケル合金(ニッケル−クロム合金、ニッケル−モリブデン合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、又はニッケル−銅合金など)などの金属で作製された管を含む加熱管反応器であってもよい。第1の反応器内の管は加熱され得る。第1の反応器は、任意のタイプの充填床反応器であってもよい。
反応物流中のヨウ化水素及びトリフルオロアセチルハライドは、第1の反応器内に含まれる第1の触媒の存在下で反応する。第1の触媒は、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、白金、パラジウム、若しくは炭化物(炭化鉄、炭化モリブデン及び炭化ニッケルなどの金属炭化物、並びに炭化ケイ素などの非金属炭化物など)、又はこれらの組み合わせを含み得る。第1の触媒は、第1の反応器内に含まれるメッシュ、ペレット、又は球体の形態であり得る。第1の触媒は、約1mm〜約25mmの範囲の平均直径を有し得る。
第1の触媒が白金及び/又はパラジウムを含む場合、第1の触媒は、担体上の白金及び/又はパラジウムの形態であってもよい。第1の触媒の担体は、アルミナ又は炭素を含み得る。担体上の白金及び/又はパラジウムの量は、白金及び/又はパラジウムと担体との組み合わせ総重量の百分率として、例えば、約0.01重量パーセント(重量%)、約0.1重量%、約0.3重量%、約0.5重量%、約0.7重量%、約1重量%、約2重量%、若しくは約3重量%と小さくても、又は約4重量%、約5重量%、約6重量%、約8重量%、若しくは約10重量%と大きくても、又は約0.01重量%〜約10重量%、約0.1重量%〜約10重量%、約0.5重量%〜約8重量%、約1重量%〜約6重量%、約2重量%〜約5重量%、約3重量%〜約4重量%、約2重量%〜約3重量%、又は約0.5重量%〜約5重量%など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内であってもよい。好ましくは、担体上の白金及び/又はパラジウムの量は、約0.1重量%〜約1重量%であり得る。より好ましくは、担体上の白金及び/又はパラジウムの量は、約0.3重量%〜約0.7重量%であり得る。最も好ましくは、担体上の白金及び/又はパラジウムの量は、約0.5重量%であり得る。
好ましくは、第1の触媒は、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、担体上の白金、担体上のパラジウム、若しくは炭化物(金属炭化物、及び炭化ケイ素などの非金属炭化物など)、又はこれらの組み合わせを含む。より好ましくは、第1の触媒は、担体上の白金、担体上のパラジウム、活性炭、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む。最も好ましくは、第1の触媒は、活性炭又は炭化ケイ素を含む。
代替的に、第1の触媒は、反応物流と接触する第1の反応器自体の表面からなり得る。表面は、追加の触媒を必要とせずに触媒効果を提供し得る。
反応物流は、例えば、約0.1秒、0.5秒、約1秒、約2秒、約3秒、約5秒、約8秒、約10秒、約12秒、若しくは約15、約18秒の短い接触時間の間、又は約20秒、約25秒、約30秒、約35秒、約40秒、約50秒、約60秒、約80秒、若しくは約300秒の長い接触時間の間、又は約0.1秒〜約300秒、約0.5秒〜約80秒、約1秒〜約60秒、約5秒〜約50秒、約8秒〜約40秒、約10秒〜約35秒、約12秒〜約30秒、約15秒〜約25秒、約18秒〜約20秒、約10秒〜約40秒、若しくは約10秒〜約30秒など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の任意の接触時間の間、第1の触媒と接触してもよい。好ましくは、反応物流は、約5秒〜約60秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る。より好ましくは、反応物流は、約10秒〜約40秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る。最も好ましくは、反応物流は、約15秒〜約35秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る。
反応は、例えば、約大気圧、約5psig(34kPaG)、約10psig(69kPaG)、約15psig(103kPaG)、約20psig(138kPaG)、約25psig(172kPaG)、約30psig(207kPaG)、約35psig(241kPaG)、若しくは約40psig(276kPaG)の低い第1の反応操作圧力に、又は約50psig(345kPaG)、約60psig(414kPaG)、約70psig(483kPaG)、約80psig(552kPaG)、約100psig(689kPaG)、約150psig(1,034kPaG)、約200psig(1,379kPaG)、約250psig(1,724kPaG)、若しくは約300psig(2,068kPaG)の高い第1の反応操作圧力に、又は約大気圧〜約300psig(2,068kPaG)、約5psig(34kPaG)〜約250psig(1,724kPaG)、約10psig(69kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)、約15psig(103kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)、約20psig(138kPaG)〜約100psig(689kPaG)、約25psig(172kPaG)〜約80psig(552kPaG)、約30psig(207kPaG)〜約70psig(483kPaG)、約35psig(241kPaG)〜約60psig(414kPaG)、約40psig(276kPaG)〜約50psig(345kPaG)、若しくは約140kPaG〜約200kPaGなど、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の第1の反応操作圧力に維持されてもよい。好ましくは、第1の反応操作圧力は、約5psig(34kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)である。より好ましくは、第1の反応操作圧力は、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)である。最も好ましくは、第1の反応操作圧力は、約20psig(138kPaG)〜約100psig(689kPaG)である。
トリフルオロアセチルヨージド及びハロゲン化水素に加えて、中間生成物流は、未反応トリフルオロアセチルハライド及びヨウ化水素を更に含む。中間生成物流は、例えば、トリフルオロヨードメタン(CFI)など、少量の他の有機化合物を更に含んでもよい。
中間生成物流中の有機化合物の組成は、ガスクロマトグラフィー(GC)分析及びガスクロマトグラフィー質量分光(GC−MS)分析によるものとして測定され得る。有機化合物のそれぞれに対してGC分析によって提供されるピーク面積は、有機化合物のそれぞれに対する全有機化合物のGC面積百分率(GC面積%)を中間生成物流中の有機化合物の相対濃度の測定値として提供するために組み合わせることができる。GC面積%は、重量%と同等であると解釈され得る。
中間生成物流中の未反応トリフルオロアセチルハライドの濃度は、全有機化合物のGC面積%において、例えば、約1%、約3%、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、若しくは約45%と低くてもよく、又は約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、若しくは約90%と高くてもよく、又は約1%〜約90%、約5%〜約85%、約10%〜約80%、約15%〜約75%、約20%〜約70%、約25%〜約65%、約30%〜約60%、約35%〜約55%、約40%〜約50%、約1%〜約3%、約5%〜約40%若しくは約5%〜約60%など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内であってもよい。好ましくは、中間生成物流中の未反応トリフルオロアセチルハライドの濃度は、約1%〜約50%であり得る。より好ましくは、中間生成物流中の未反応トリフルオロアセチルハライドの濃度は、約1%〜約40%であり得る。最も好ましくは、中間生成物流中の未反応トリフルオロアセチルハライドの濃度は、約1%〜約30%であり得る。
トリフルオロアセチルハライド、トリフルオロアセチルヨージド及びトリフルオロヨードメタンを除く中間生成物流中の有機化合物の濃度は、全有機化合物のGC面積%において、約15%、約14%、約13%、約12%、約11%、約10%、約9%、約8%、約7%、約6%、約5%、約4%、約3%、約2%、約1%、約0.5%、又は約0.1%に満たなくてもよい。好ましくは、中間生成物流中の全ての他の有機化合物の濃度は、約8%未満であり得る。より好ましくは、中間生成物流中の全ての他の有機化合物の濃度は、約4%未満であり得る。最も好ましくは、中間生成物流中の全ての他の有機化合物の濃度は、約2%未満であり得る。
反応流は、例えば、約25℃、約30℃、約40℃、約50℃、約60℃、約70℃、約80℃、約90℃、約100℃、若しくは約120℃の低い第1の反応温度に、又は約150℃、約180℃、約200℃、約220℃、約230℃、約250℃、約300℃、約360℃、若しくは約400℃の高い第1の反応温度に、又は約25℃〜約400℃、約30℃〜約360℃、約40℃〜約300℃、約50℃〜約280℃、約60℃〜約250℃、約70℃〜約230℃、約80℃〜約220℃、約90℃〜約200℃、約100℃〜約180℃、若しくは約110℃〜約150℃など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の第1の反応温度に加熱されてもよい。
一般に、トリフルオロアセチルハライドの変換は、触媒の選択、第1の反応温度、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比、及び接触時間を介して制御することができる。
反応は、約25℃〜約400℃の第1の反応温度で行うことができるが、約120℃以下の第1の反応温度など、より低い反応温度では、反応が、中間生成物流中に低い濃度のトリフルオロヨードメタンを生成し得ることが見出されている。トリフルオロヨードメタンは所望の最終生成物であり得るが、トリフルオロヨードメタンは、トリフルオロアセチルクロリドなどのトリフルオロアセチルハライドとの共沸混合物を形成することができるため、中間生成物流中のトリフルオロヨードメタンの存在は、プロセスの全体的な効率を低下させ得る。共沸混合物は、トリフルオロアセチルクロリドからトリフルオロヨードメタンを分離することを困難にし、トリフルオロヨードメタンの損失をもたらし得る。
約120℃以下の第1の反応温度において、中間生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、全有機化合物の0.002%(又は約20ppm)未満であり得ることが見出されている。中間生成物流中の約0.002%未満のGC面積%のトリフルオロヨードメタンの場合、反応流は、例えば、約25℃、約30℃、約35℃、約40℃、約45℃、約50℃、約55℃、約60℃、約65℃、若しくは約70℃の低い第1の反応温度に、又は約75℃、約80℃、約85℃、約90℃、約95℃、約100℃、約105℃、約110℃、約115℃若しくは約120℃の高い温度に、又は約25℃〜約120℃、約30℃〜約115℃、約35℃〜約110℃、約40℃〜約105℃、約45℃〜約100℃、約50℃〜約95℃、約55℃〜約90℃、約60℃〜約85℃、約65℃〜約80℃若しくは約70℃〜約75℃など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の第1の反応温度に加熱されてもよい。好ましくは、反応流は、約40℃〜約120℃の第1の反応温度に加熱され得る。より好ましくは、反応流は、約70℃〜約100℃の第1の反応温度に加熱され得る。最も好ましくは、反応流は、約80℃〜約100℃の第1の反応温度に加熱され得る。
反応流が約120℃以下の反応温度を有する場合、中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、全有機化合物のGC面積%において、例えば、約10%、約20%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%若しくは約70%と低くてもよく、又は約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約97%、約98%、若しくは約99%と高くてもよく、又は約10%〜約99%、約10%〜約99%、約30%〜約99%、約35%〜約98%、約40%〜約97%、約45%〜約95%、約50%〜約90%、約55%〜約85%、約60%〜約80%、約65%〜約75%、約50%〜約60%、約90%〜約99%若しくは約95%〜約99%など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内であってもよい。好ましくは、中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約50%〜約99%であり得る。より好ましくは、中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約60%〜約99%であり得る。最も好ましくは、中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約70%〜約99%であり得る。
反応流が約120℃以下の反応温度を有する場合、中間生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、全有機化合物のGC面積%において、約0.010%未満、約0.005%未満、約0.002%未満、約0.001%未満、約0.0005%未満、約0.0002%未満、若しくは約0.0001%未満、又は前述の値のうちのいずれか2つの間に定義される任意の値未満であってもよい。好ましくは、中間生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、約0.002%未満であり得る。より好ましくは、中間生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、約0.001%未満であり得る。最も好ましくは、中間生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、約0.0005%未満であり得る。
換言すると、反応流が約120℃以下の第1の反応温度を有する場合、中間生成物流中の有機化合物は、全有機化合物のGC面積%において、約10%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約90%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.010%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約15%未満の有機化合物を含み得る。また、中間生成物流中の有機化合物が、約50%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約50%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.002%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約8%未満の有機化合物を含み得ることも規定される。また、中間生成物流中の有機化合物が、約60%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約40%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.001%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約4%未満の有機化合物を含み得ることも規定される。また、中間生成物流中の有機化合物が、約70%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約30%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.0005%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約2%未満の有機化合物を含み得ることも規定される。
換言すると、反応流が約120℃以下の第1の反応温度を有する場合、中間生成物流中の有機化合物は、全有機化合物のGC面積%において、約10%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約90%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.010%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約15%未満の有機化合物から本質的になり得る。また、中間生成物流中の有機化合物が、約50%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約50%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.002%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約8%未満の有機化合物から本質的になり得ることも規定される。また、中間生成物流中の有機化合物が、約60%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約40%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.001%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約4%未満の有機化合物から本質的になり得ることも規定される。また、中間生成物流中の有機化合物が、約70%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約30%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.0005%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約2%未満の有機化合物から本質的になり得ることも規定される。
換言すると、反応流が約120℃以下の第1の反応温度を有する場合、中間生成物流中の有機化合物は、全有機化合物のGC面積%において、約10%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約90%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.010%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約15%未満の有機化合物からなり得る。また、中間生成物流中の有機化合物が、約50%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約50%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.002%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約8%未満の有機化合物からなり得ることも規定される。また、中間生成物流中の有機化合物が、約60%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約40%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.001%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約4%未満の有機化合物からなり得ることも規定される。また、中間生成物流中の有機化合物が、約70%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約30%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.0005%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約2%未満の有機化合物からなり得ることも規定される。
中間生成物流は、第1の蒸留カラムに直接進み得る。代替的に、中間生成物流は、中間生成物流が第1の蒸留カラムに供給される前に中間生成物流を冷却する熱交換器を通過してもよい。
第1の蒸留カラムは、上記の副生成物、反応物、及び有機化合物の一部をトリフルオロアセチルヨージドから分離して、精製された中間生成物流を生成するように構成されている。第1の蒸留カラムは、未反応ヨウ化水素を分離し、反応物流に戻すように、かつ未反応トリフルオロアセチルハライドを分離し、反応物流に戻すように、構成され得る。第1の蒸留カラムはまた、販売、他の場所での再利用、又は廃棄のためにハロゲン化水素をハロゲン化水素流に分離するように構成されてもよい。第1の蒸留カラムは、ハロゲン化水素及び軽い有機物を除去するためのハロゲン化水素カラム、未反応トリフルオロアセチルハライドを未反応ヨウ化水素から分離するためのリサイクルカラムにそれらを送る前に未反応トリフルオロアセチルハライド及び未反応ヨウ化水素を除去するための軽量物カラム、並びに重い有機物をパージし、精製された中間生成物流を生成するための重量物カラムなど、一連の蒸留カラムを含んでもよい。
精製された中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約98重量パーセント(重量%)を超え得る。好ましくは、精製された中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約99重量%を超え得る。より好ましくは、精製された中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約99.5重量%を超え得る。最も好ましくは、精製された中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドの濃度は、約99.7重量%を超え得る。
精製された中間生成物流中のいくつかの不純物の濃度は、トリフルオロアセチルヨージドの更なる使用を損ない得る。したがって、反応物流中のトリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む場合、精製された中間生成物流は、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm(重量百万分率)〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物を含む。好ましくは、精製された中間生成物流は、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約10,000ppm(約1重量%)の化合物を含む。より好ましくは、精製された中間生成物流は、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約5,000ppmの化合物を含む。最も好ましくは、精製された中間生成物流は、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約3,000ppmの化合物を含む。
換言すると、精製された中間生成物流は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、を含み得る。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜10,000ppm(1重量%)の化合物と、を含み得ることも規定される。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99.5重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜5,000ppmの化合物と、を含み得ることも規定される。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99.7重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜3,000ppmの化合物と、を含み得ることも規定される。
換言すると、精製された中間生成物流は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、から本質的になり得る。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜10,000ppm(1重量%)の化合物と、から本質的になり得ることも規定される。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99.5重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜5,000ppmの化合物と、から本質的になり得ることも規定される。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99.7重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜3,000ppmの化合物と、から本質的になり得ることも規定される。
換言すると、精製された中間生成物流は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、からなり得る。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜10,000ppm(1重量%)の化合物と、からなり得ることも規定される。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99.5重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜5,000ppmの化合物と、からなり得ることも規定される。また、精製された中間生成物流が、少なくとも99.7重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜3,000ppmの化合物と、からなり得ることも規定される。
精製された中間生成物流は、貯蔵されてもよく、又はトリフルオロヨードメタンに変換するための第2の反応器に供給されてもよい。トリフルオロアセチルヨージドを含む精製された中間生成物流は、第2の反応器に直接供給され得る。代替的に、又は追加的に、精製された中間生成物流は、精製された中間生成物流が第2の反応器に供給される前に、精製された中間生成物流を加熱する予熱器を通過してもよい。
精製された中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドは、第2の反応器内で反応して、以下の式2による、トリフルオロヨードメタン及び反応副生成物の一酸化炭素(CO)を含む最終生成物流を生成する。
式2:CFCOI→CFI+CO。
第2の反応器は、ステンレス鋼、ニッケル、及び/又はニッケル合金(ニッケル−クロム合金、ニッケル−モリブデン合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、又はニッケル−銅合金など)などの金属で作製された管を含む加熱管反応器であってもよい。第2の反応器内の管は加熱され得る。第2の反応器は、任意のタイプの充填床反応器であってもよい。
精製された中間生成物流は、例えば、約200℃、約250℃、約300℃、約310℃、約320℃、約325℃、約330℃、約340℃、約350℃、若しくは約360℃の低い第2の反応温度に、又は約370℃、約380℃、約390℃、約400℃、約425℃、約450℃、約475℃、約500℃、約525℃、約550℃、約575℃、若しくは約600℃の高い第2の反応温度に、又は約200℃〜約600℃、約250℃〜約600℃、約300℃〜約600℃、約320℃〜約450℃、約325℃〜約400℃、約330℃〜約390℃、約340℃〜約380℃、約350℃〜約370℃、若しくは約340℃〜約360℃など、前述の値のうちのいずれか2つの間に定義される任意の範囲に加熱されてもよい。好ましくは、第2の触媒は、約250℃〜約500℃の第2の反応温度に加熱され得る。より好ましくは、第2の触媒は、約300℃〜約400℃の第2の反応温度に加熱され得る。最も好ましくは、第2の触媒は、約300℃〜約350℃の第2の反応温度に加熱され得る。
精製された中間生成物流中のトリフルオロアセチルヨージドは、第2の反応器内に含まれる第2の触媒の存在下で反応し得る。第2の触媒は、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、炭化ケイ素、白金、パラジウム、レニウム、活性炭(Norit−PK35、Calgon又はShirasagi炭素など)、又はこれらの組み合わせを含み得る。第2の触媒は、第2の反応器内に含まれるメッシュ、ペレット、又は球体の形態であり得る。第2の触媒は、約1mm〜約25mmの範囲の平均直径を有し得る。
第2の触媒が白金、パラジウム、及び/又はレニウムを含む場合、第2の触媒は、担体上の白金、パラジウム、及び/又はレニウムの形態であってもよい。第2の触媒の担体は、アルミナ又は炭素を含み得る。担体上の白金、パラジウム、及び/又はレニウムの量は、白金、パラジウム、及び/又はレニウムと、担体との組み合わせ総重量の百分率として、例えば、約0.01重量パーセント(重量%)、約0.1重量%、約0.3重量%、約0.5重量%、約0.7重量%、約1重量%、約2重量%、若しくは約3重量%と小さくても、又は約4重量%、約5重量%、約6重量%、約8重量%、若しくは約10重量%と大きくても、又は約0.01重量%〜約10重量%、0.1重量%〜約10重量%、約0.5重量%〜約8重量%、約1重量%〜約6重量%、約2重量%〜約5重量%、約3重量%〜約4重量%、約2重量%〜約3重量%、又は約0.5重量%〜約5重量%など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内であってもよい。好ましくは、担体上の白金、パラジウム、及び/又はレニウムの量は、約0.1重量%〜約1重量%であり得る。より好ましくは、担体上の白金、パラジウム、及び/又はレニウムの量は、約0.3重量%〜約0.7重量%であり得る。最も好ましくは、担体上の白金、パラジウム、及び/又はレニウムの量は、約0.5重量%であり得る。
好ましくは、第2の触媒は、活性炭、担体上の約0.1重量%〜約1重量%の白金、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のパラジウム、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のレニウム、又はこれらの組み合わせを含む。より好ましくは、第2の触媒は、活性炭、又は担体上の約0.3重量%〜約0.7重量%のパラジウムを含む。最も好ましくは、第2の触媒は、活性炭を含む。
第2の触媒は、例えば、Norit−PK35、Calgon又はShirasagi炭素ペレット又は球体など、活性炭であり得る。活性炭は、例えば、約500グラム毎平方メートル(m/g)、約800m/g、約850m/g、約900m/g、約950m/g、若しくは約1,000m/gの小さい表面積、又は約1,100m/g、約1,200m/g、約1,300m/g、約1,400m/g、約1,600m/g、約1,800m/g、約2,000m/g、若しくは約3,000m/gの大きい表面積、又は約500m/g〜約3,000m/g、約800m/g〜約2,000m/g、約850m/g〜約1,800m/g、約900m/g〜約1,600m/g、約950m/g〜約1,400m/g、約1,000m/g〜約1,200m/g、若しくは約850m/g〜約1,300m/gなど、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の表面積を有してもよい。
活性炭は、例えば、約0.2ナノメートル(nm)、約0.5nm.約1nm、約1.5nm、約2nm、若しくは約2.5nmの小さい平均細孔径、又は約3nm、約5nm、約10nm、約15nm、約20nm、若しくは約25nmの大きい平均細孔径、又は約0.2nm〜約25nm、約0.2nm〜約20nm、約1.0nm〜約15nm、約1.5nm〜約10nm、約2nm〜約5nm、若しくは約2.5nm〜約3nmなど、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の平均細孔径を有しても良い。
代替的に、第2の触媒は、精製された中間生成物流と接触する第2の反応器自体の表面からなり得、すなわち、精製された中間生成物流を除けば反応器は空である。表面は、追加の固体触媒を必要とせずに触媒効果を提供し得る。
精製された中間生成物流は、例えば、約0.1秒、1秒、約2秒、約3秒、約5秒、約8秒、約10秒、約12秒、若しくは約15秒の短い接触時間の間、又は約18秒、20秒、約25秒、約30秒、約35秒、約40秒、約50秒、約60秒、若しくは約300秒の長い接触時間の間、又は約0.1秒〜約300秒、約1秒〜約60秒、約3秒〜約50秒、約5秒〜約40秒、約8秒〜約35秒、約10秒〜約30秒、約12秒〜約25秒、約15秒〜約20秒、約20秒〜約25秒、約10秒〜約40秒、若しくは約10秒〜約30秒など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の任意の接触時間の間、第2の触媒と接触してもよい。好ましくは、精製された中間生成物流は、約1秒〜約60秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る。より好ましくは、精製された中間生成物流は、約2秒〜約50秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る。最も好ましくは、精製された中間生成物流は、約3秒〜約30秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る。
反応は、例えば、約大気圧、約5psig(34kPaG)、約10psig(69kPaG)、約15psig(103kPaG)、約20psig(138kPaG)、約25psig(172kPaG)、約30psig(207kPaG)、約35psig(241kPaG)、約40psig(276kPaG)若しくは約50psig(345kPaG)の低い第2の反応操作圧力に、又は約60psig(414kPaG)、約70psig(483kPaG)、約80psig(552kPaG)、約100psig(689kPaG)、約120psig(827kPaG)、約150psig(1,034kPaG)、約200psig(1,379kPaG)、約250psig(1,724kPaG),若しくは約300psig(2,068kPaG)の高い第2の反応操作圧力に、又は約大気圧〜約300psig(2,068kPaG)、約5psig(34kPaG)〜約300psig(2,068kPaG)、約5psig(34kPaG)〜約250psig(1,724kPaG)、約10psig(69kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)、約15psig(103kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)、約20psig(138kPaG)〜約120psig(827kPaG)、約25psig(172kPaG)〜約100psig(689kPaG)、約30psig(207kPaG)〜約80psig(552kPaG)、約35psig(241kPaG)〜約70psig(483kPaG)、約40psig(276kPaG)〜約70psig(483kPaG)、約50psig(345kPaG)〜約60psig(414kPaG)、50psig(345kPaG)〜約250psig(1,724kPaG)、約100psig(689kPaG)〜約200psig(1,379kPaG),若しくは約150psig(1,034kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)など、前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内の第2の反応操作圧力に維持されてもよい。
トリフルオロアセチルヨージドの変換率は、第2の触媒が存在しなくても、大気圧よりも高い圧力で操作することによって著しく改善され得ることが見出されている。
最終生成物流は、第2の蒸留カラムに直接進み得る。代替的に、最終生成物流は、最終生成物流が第2の蒸留カラムに供給される前に最終生成物流を冷却する熱交換器を通過してもよい。
最終生成物流は、式2に示すように、トリフルオロヨードメタン及び一酸化炭素副生成物を損ねる(compromising)組成物と、未反応トリフルオロアセチルヨージドとを含む。最終生成物流組成物は、トリフルオロアセチルクロリド(CFCOCl)、及びクロロトリフルオロエタン(CClF)など、精製された中間生成物流からの残留不純物、並びにトリフルオロメタン(CHF)、ヘキサフルオロエタン(C)、トリフルオロアセチルフルオリド(CFCOF)、ヘキサフルオロプロパノン(CFCOCF)、トリフルオロアセトアルデヒド(CFCOH)、トリフルオロクロロメタン(CFCl)、ペンタフルオロヨードエタン(CI)、ジフルオロヨードメタン(CHFI)、ペンタフルオロプロパノン(CFCOCHF)、トリフルオロ酢酸無水物(CFCOOCOCF)、ヘプタフルオロヨードプロパン(CI)、ヨードメタン(CHI)、ジフルオロクロロヨードメタン(CClFI)、及び/又はトリフルオロ酢酸(CFCOOH)など、副生成物を更に含み得る。
第2の蒸留カラムは、未反応トリフルオロアセチルヨージド及び副生成物(一酸化炭素、トリフルオロメタン及びヘキサフルオロエタンなど)を最終生成物流組成物から分離するように構成されている。第2の蒸留カラムは、未反応トリフルオロアセチルヨージドを分離し、精製された中間生成物流に戻すように構成されてもよい。第2の蒸留カラムはまた、販売、他の場所での再利用、又は廃棄のために一酸化炭素を一酸化炭素流に分離するように構成されてもよい。
トリフルオロヨードメタンに加えて、最終生成物流組成物は、クロロトリフルオロエタンを含んでおり、また、残留一酸化炭素及びハロゲン化水素を含んでもよい。第3の蒸留カラムは、クロロトリフルオロエタンの一部をトリフルオロヨードメタンから分離するように構成されている。第3の蒸留カラムはまた、残留一酸化炭素及び塩化水素をトリフルオロヨードメタンから分離して、精製された最終生成物組成物を生成するように構成されていてもよい。第2の蒸留カラム及び第3の蒸留カラムは、トリフルオロクロロメタン、ペンタフルオロヨードエタン、ジフルオロヨードメタン、ペンタフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸無水物、ヘプタフルオロヨードプロパン、ヨードメタン、ジフルオロクロロヨードメタン、及び/又はトリフルオロ酢酸のような副生成物、並びにトリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドの一部を追加的に除去するように構成された一連の蒸留カラムを含んでもよい。精製された最終生成物組成物は、貯蔵タンクに向けられてもよい。
精製された最終生成物組成物は、99重量%を超えるトリフルオロヨードメタン濃度を有する。好ましくは、精製された最終生成物組成物中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、99.5重量%を超え得る。より好ましくは、精製された最終生成物組成物中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、99.7重量%を超え得る。最も好ましくは、精製された最終生成物組成物中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、99.9重量%を超え得る。
精製された最終生成物流中のいくつかの不純物の濃度は、トリフルオロヨードメタンの性能、及び環境に安全な非毒性ガスとしてのその意図された目的を損ない得る。反応物流中のトリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む場合、精製された最終生成物組成物は、1ppm(重量百万分率)〜500ppmのクロロトリフルオロエタン、500ppm未満のヘキサフルオロエタン、500ppm未満のトリフルオロメタン、100ppm未満の一酸化炭素、及び1ppm未満の塩化水素を含む。精製された最終生成物流は、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタン、250ppm未満のヘキサフルオロエタン、250ppm未満のトリフルオロメタン、50ppm未満の一酸化炭素、及び0.5ppm未満の塩化水素を含むことが好ましい。精製された最終生成物流は、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタン、10ppm未満のヘキサフルオロエタン、100ppm未満のトリフルオロメタン、10ppm未満の一酸化炭素、及び0.2ppm未満の塩化水素を含むことがより好ましい。
精製された最終生成物組成物は、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの量の化合物を更に含み得る。精製された最終生成物組成物は、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜250ppmの量の化合物を更に含むことが好ましい。精製された最終生成物組成物は、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの量の化合物を更に含むことがより好ましい。
換言すると、反応物流中のトリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む場合、精製された最終生成物組成物は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの化合物と、を含み得る。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.5重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタンと、250ppm未満のヘキサフルオロエタンと、250ppm未満のトリフルオロメタンと、50ppm未満の一酸化炭素と、0.5ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜250ppmの化合物と、を含み得ることも規定される。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.7重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、を含み得ることも規定される。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.9重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、を含み得ることも規定される。
換言すると、反応物流中のトリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む場合、精製された最終生成物組成物は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、から本質的になり得る。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.5重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタンと、250ppm未満のヘキサフルオロエタンと、250ppm未満のトリフルオロメタンと、50ppm未満の一酸化炭素と、0.5ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、から本質的になり得ることも規定される。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.7重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、から本質的になり得ることも規定される。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.9重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、から本質的になり得ることも規定される。
換言すると、反応物流中のトリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む場合、精製された最終生成物組成物は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、からなり得る。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.5重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタンと、250ppm未満のヘキサフルオロエタンと、250ppm未満のトリフルオロメタンと、50ppm未満の一酸化炭素と、0.5ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、からなり得ることも規定される。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.7重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、からなり得ることも規定される。また、精製された最終生成物組成物が、少なくとも99.9重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される化合物の残部と、からなり得ることも規定される。
上記の2工程気相処理方法の精製された最終生成物流は、精製された中間生成物流中の高純度のトリフルオロアセチルヨージドに起因して高純度のトリフルオロヨードメタン生成物をもたらすことが見出されている。2工程気相処理方法は、驚くほど良好なプロセス収率をもたらし、商業的な規模でのトリフルオロヨードメタンの製造に適している。
代替的に、又は追加的に、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流が、上記のようなトリフルオロヨードメタンへの変換のために第2の反応器に供給されてもよい。トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流は、上述したプロセス以外のプロセスによって生成され得る。
図1は、トリフルオロアセチルヨージドを製造するための気相プロセス10を示すプロセスフロー図である。図1に示すように、プロセス10は、ヨウ化水素(HI)12と、少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライド、トリフルオロアセチルクロリド(CFCOCl)14とを含む。トリフルオロアセチルクロリドは、図1〜図3のプロセスを例示するために使用されるトリフルオロアセチルハライドであるが、トリフルオロアセチルハライドが、代替的に、又は追加的に、トリフルオロアセチルブロミド又はトリフルオロアセチルフルオリドであり得ることは理解される。ヨウ化水素12のフロー及びトリフルオロアセチルクロリド14のフローは、混合弁16で結合されて、反応物流18を形成する。反応物流18は、反応器20に直接供給され得る。代替的に、反応物流18は、反応物流18が反応器20に供給される前に反応物流18を加熱する予熱器22を通過してもよい。
反応物流18中のトリフルオロアセチルクロリド及びヨウ化水素は、反応器20内に含まれる触媒24の存在下で反応して、上記の式1による、トリフルオロアセチルヨージド(CFCOI)及び塩化水素(HCl)副生成物を含む生成物流26を生成する。
トリフルオロアセチルヨージド及び塩化水素に加えて、生成物流26は、未反応トリフルオロアセチルクロリド及びヨウ化水素を更に含む。生成物流26は、トリフルオロヨードメタン(CFI)など、少量の他の有機化合物をまた更に含んでもよい。
生成物流26は、蒸留カラム28に直接進み得る。代替的に、生成物流26は、図1に示されるように、生成物流26が蒸留カラム28に供給される前に、熱交換器30を通過してもよい。熱交換器30は、蒸留カラム28に入る前に生成物流26を冷却するように構成されている。
蒸留カラム28は、上記の副生成物、反応物、及び有機化合物の一部をトリフルオロアセチルヨージドから分離して、精製された生成物流32を生成するように構成されている。図1に示すように、蒸留カラム28は、ヨウ化水素フロー36において、反応物流18で使用するために未反応ヨウ化水素を分離し、ヨウ化水素12のフローに戻すように、かつトリフルオロアセチルクロリドフロー34において、反応物流18で使用するために未反応トリフルオロアセチルクロリドを分離し、トリフルオロアセチルクロリド14のフローに戻すように構成されている。
蒸留カラム28はまた、販売、他の場所での再利用、又は廃棄のために塩化水素を塩化水素廃物流38に分離するように構成されてもよい。トリフルオロアセチルヨージドを含む精製された生成物流32は、貯蔵タンク40に向けられる。
上記の温度において触媒24の存在下でヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドを反応させることは、トリフルオロアセチルヨージドに有利な高い選択性を有する、ヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドの高い変換率をもたらすことが見出されている。式1を参照して上述した気相プロセスは、驚くほど良好なプロセス収率をもたらし、商業的な規模でのトリフルオロアセチルヨージドの製造に適している。
図2は、トリフルオロヨードメタンを製造するための2工程気相プロセス110を示すプロセスフロー図である。図2に示すように、プロセス110は、ヨウ化水素(HI)112と、少なくとも1種のトリフルオロアセチルクロリド(CFCOCl)114とを含む。ヨウ化水素112のフロー及びトリフルオロアセチルクロリド114のフローは、混合弁116で結合されて、反応物流118を形成する。反応物流118は、第1の反応器120に直接供給され得る。代替的に、反応物流118は、反応物流118が第1の反応器120に供給される前に反応物流118を加熱する予熱器122を通過してもよい。
反応物流118中のトリフルオロアセチルクロリド及びヨウ化水素は、第1の反応器120内に含まれる第1の触媒124の存在下で反応して、上記の式1による、トリフルオロアセチルヨージド(CFCOI)及び塩化水素(HCl)副生成物を含む中間生成物流126を生成する。
トリフルオロアセチルヨージド及び塩化水素に加えて、中間生成物流126は、未反応トリフルオロアセチルクロリド及びヨウ化水素を更に含む。中間生成物流126は、例えば、トリフルオロヨードメタン(CFI)など、少量の他の有機化合物をまた更に含んでもよい。
中間生成物流126は、第1の蒸留カラム128に直接進み得る。代替的に、中間生成物流126は、図2に示されるように、中間生成物流126が第1の蒸留カラム128に供給される前に、熱交換器130を通過してもよい。熱交換器130は、第1の蒸留カラム128に入る前に中間生成物流126を冷却するように構成されている。
第1の蒸留カラム128は、上記の副生成物、反応物、及び有機化合物の一部をトリフルオロアセチルヨージドから分離して、精製された中間生成物流132を生成するように構成され得る。図2に示すように、第1の蒸留カラム128は、ヨウ化水素フロー134において、反応物流118で使用するために未反応ヨウ化水素を分離し、ヨウ化水素112のフローに戻すように構成されている。
第1の蒸留カラム128は、トリフルオロアセチルクロリドフロー136において、反応物流118で使用するために未反応トリフルオロアセチルクロリドを分離し、トリフルオロアセチルクロリド114のフローに戻すように構成されている。第1の蒸留カラム128はまた、販売、他の場所での再利用、又は廃棄のために塩化水素を塩化水素流138に分離するようにも構成されている。
精製された中間生成物流132は、図2に示すように、第2の反応器140に直接供給され得る。代替的に、精製された中間生成物流132は、精製された中間生成物流132が第2の反応器140に供給される前に、精製された中間生成物流132を加熱する予熱器(図示せず)を通過してもよい。
精製された中間生成物流132中のトリフルオロアセチルヨージドは、第2の反応器140内に含まれる第2の触媒142の存在下で反応して、上記の式2による、トリフルオロヨードメタン及び反応副生成物の一酸化炭素(CO)を含む生成物流144を生成する。
生成物流144は、図2に示すように、第2の蒸留カラム146に直接進み得る。代替的に、生成物流144は、生成物流144が第2の蒸留カラム146に供給される前に、熱交換器(図示せず)を通過してもよい。熱交換器は、第2の蒸留カラム146に入る前に生成物流144を冷却するように構成されている。
トリフルオロヨードメタン及び一酸化炭素に加えて、生成物流144は、未反応トリフルオロアセチルヨージドと、トリフルオロメタン(CHF)、ヘキサフルオロエタン(C)、及びクロロトリフルオロエタン(CClF)など、他の副生成物と、を含む。第2の蒸留カラム146は、未反応トリフルオロアセチルヨージド及び副生成物(一酸化炭素、トリフルオロメタン及びヘキサフルオロエタンなど)をトリフルオロヨードメタンから分離して、トリフルオロヨードメタンを含む、精製された生成物流148を生成するように構成されている。図2に示すように、第2の蒸留カラム146は、未反応トリフルオロアセチルヨージドフロー150において、未反応トリフルオロアセチルヨージドを分離し、精製された中間生成物流132に戻すように構成されてもよい。第2の蒸留カラム146はまた、販売、他の場所での再利用、又は廃棄のために一酸化炭素を一酸化炭素流152に分離するように構成されてもよい。
図2に示すように、トリフルオロヨードメタンを含む精製された生成物流148は、更なる精製のために第3の蒸留カラム154に向けられている。トリフルオロヨードメタンに加えて、精製された生成物流148は、クロロトリフルオロエタンを含んでおり、また、残留一酸化炭素及び塩化水素を含んでもよい。第3の蒸留カラム154は、トリフルオロヨードメタンからクロロトリフルオロエタンを分離して、トリフルオロヨードメタンを含む精製された最終生成物流156を生成するように構成されている。図2に示すように、第3の蒸留カラム154は、販売、他の場所での再利用、又は廃棄のためにクロロトリフルオロエタンをクロロトリフルオロエタン流158に分離するように構成されてもよい。第3の蒸留カラム154はまた、廃棄のために一酸化炭素及び塩化水素を廃物流160に分離するように構成されてもよい。トリフルオロヨードメタンを含む精製された最終生成物流156は、貯蔵タンク162に向けられてもよい。
図3は、トリフルオロアセチルヨージドからトリフルオロヨードメタンを製造するためのプロセス210を示すプロセスフロー図である。プロセス210は、精製された中間生成物流132が反応物流232によって置き換えられることを除いて、図2を参照して上述した2工程プロセスの第2の工程と同一であってもよい。反応物流232は、トリフルオロアセチルヨージドを含む。トリフルオロアセチルヨージドは、本明細書に記載したプロセス以外のプロセスによって生成され得る。反応物流232は、本明細書に記載したプロセスによって生成されるトリフルオロアセチルヨージドを更に含み得る。
本発明は、例示的な設計に対するものとして説明したが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正することができる。更に、本出願は、本発明が関連する技術分野における既知の又は慣習的な実践に属する本開示からのそのような逸脱を包含することが意図されている。
本明細書で使用するとき、「前述の値のうちの任意の2つの間で定義される任意の範囲内」という句は、それらの値が列挙のより低い部分にあるか又は列挙のより高い部分にあるかにかかわらず、任意の範囲がそのような句の前に列挙された値のうちの任意の2つから選択され得ることを意味する。例えば、1対の値は、2つのより低い値、2つのより高い値、又はより低い値及びより高い値から選択されてもよい。
実施例1:より高い反応温度における式1によるトリフルオロアセチルヨージドの製造
この実施例では、上記のように、より高い温度における式1によるヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドからのトリフルオロアセチルヨージドの製造を実証する。一連の23回の実験において、等モル量のトリフルオロアセチルクロリド及び無水ヨウ化水素を予熱器に通し、約100℃の温度に加熱した。加熱した反応物を、直径3/8インチ(9.5mm)、長さ6インチ(152mm)のステンレス鋼管に通した。この管は、実験に応じて、200℃〜350℃の範囲の温度に加熱し、各実験の前に窒素で少なくとも1時間パージして、水分を追い出した。21回の実験では、管は、いくつかの触媒のうちの1つを含んでいた。残りの2回の実験では、管は触媒を含んでいなかった。接触時間は、10秒〜30秒で変化させた。各実験の全ての退出蒸気をGC分析及びGC−MS分析のための試料バッグに回収した。結果を表1、2、及び3に示す。
表1は、23回の実験のそれぞれについての反応条件(使用された温度、接触時間、及び触媒)を列挙する。表2は、23回の実験のそれぞれに対応する目的の主要有機化合物のGC面積%を列挙する。表3は、23回の実験のそれぞれに対応する、変換百分率、並びにトリフルオロヨードメタン、トリフルオロアセチルヨージド、及びトリフルオロヨードメタンとトリフルオロアセチルヨージドとの組み合わせについての選択性百分率を列挙する。変換百分率及び選択性百分率は、GC面積%データに基づいている。
表1、2、及び3に示すように、式1を参照して上述したプロセスは、変換百分率が90%を超え、選択性百分率が99%を超える、トリフルオロアセチルヨージドを生成することができる。したがって、表1、2、及び3は、驚くほど良好な結果をもたらす、トリフルオロアセチルヨージドの生成のための本開示によるプロセスを実証する。
Figure 2021535205
Figure 2021535205
Figure 2021535205
実施例2:より高い反応温度における式1によるトリフルオロアセチルヨージドの製造
この実施例では、上記のように、より高い反応温度における式1によるヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドからのトリフルオロアセチルヨージドの製造を実証する。流量8.34g/時のトリフルオロアセチルクロリド及び流量14.08g/時のヨウ化水素を、直径3/8インチ(9.5mm)及び長さ6インチ(152mm)のステンレス鋼管に通した。この管は、約300℃の温度に加熱し、実験の前に窒素で少なくとも1時間パージして、水分を追い出した。管は、約10秒の接触時間のPro−Pak(登録商標)ステンレス鋼の触媒を含んでいた。プロセスを連続的に6.25時間実行した。反応器の出力を2つのドライアイストラップにおいて一方は約0℃〜−5℃で、他方は約−78℃で回収した。
合計99.8gの物質が回収され、一部をGC及びGC−MSにより分析した。回収された物質は、トリフルオロアセチルヨージドとトリフルオロアセチルクロリドとの60:40比の混合物を含有することが見出された。トリフルオロアセチルヨージドの選択性は、GC面積%に基づいて88%〜97%の範囲であった。
実施例3:より高い反応温度における式1によるトリフルオロアセチルヨージドの製造
この実施例では、上記のように、より高い反応温度における式1によるヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドからのトリフルオロアセチルヨージドの製造を実証する。流量5.75g/時のトリフルオロアセチルクロリド及び流量13.9g/時のヨウ化水素を、直径1/2インチ(12.7mm)及び長さ6インチ(152mm)のステンレス鋼管に通した。この管は、約250℃の温度に加熱し、実験の前に窒素で少なくとも1時間パージして、水分を追い出した。管は、約15秒の接触時間のアルミナ担体上の0.5%パラジウムの触媒(3.2mmペレット)を含んでいた。プロセスを連続的に5.25時間実行した。反応器の出力を2つのドライアイストラップにおいて一方は約0℃〜−5℃で、他方は約−78℃で回収した。
合計89gの物質が回収され、一部をGC−MSにより分析した。回収された物質は、トリフルオロアセチルヨージドとトリフルオロアセチルクロリドとの70:30比の混合物を含有することが見出された。トリフルオロヨードメタンに対するトリフルオロアセチルヨージドの選択性は、GC面積%に基づいて92%〜98%の範囲であった。この実施例を、同様の結果を有する炭化ケイ素の触媒(3mmペレット)で繰り返した。
実施例4:より低い反応温度における式1によるトリフルオロアセチルヨージドの製造
この実施例では、上記のように、より低い温度における式1によるヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドからのトリフルオロアセチルヨージドの製造を実証する。特定のモル比の量のトリフルオロアセチルクロリド及び無水ヨウ化水素を、直径3/4インチ(19.05mm)の金属管に通した。反応器の出口における圧力変換器及び制御弁を使用して圧力を制御した。この管は、実験に応じて、40℃〜210℃の範囲の温度に加熱した。28回のうちの26回の実験では、管は、いくつかの触媒のうちの1つを含んでいた。残りの2回の実験では、管は触媒を含んでいなかった。接触時間は、6.1秒〜71.7秒で変化させた。各実験の反応器流出物は、ヒートトレースされたラインに通してトリフルオロアセチルヨージドの凝縮を防止し、ドライアイストラップに向けられて粗生成物を捕捉した。ドライアイストラップから逃れた非凝縮蒸気は、水スクラバー及び苛性スクラバーに向けられた。反応器流出物からGC分析及びGC−MS分析のための試料を採取した。トリフルオロアセチルクロリド及びヨウ化水素の組み合わせ供給量に基づいて、各実験に対する反応器内での接触時間を計算した。実行時間は、8時間〜49時間の範囲であった。各実験の反応の実行時間の終了時に、システムを停止し、全ての容器を質量バランス目的のために加重した。ドライアイストラップ内に回収された粗生成物もまた、試料採取し、GC分析及びGC−MS分析のために分析した。結果を表4及び5に示す。
表4は、28回の実験のそれぞれについての反応条件(使用された温度、モル比、接触時間、反応器タイプ、圧力及び触媒)を列挙する。表5は、28回の実験のそれぞれに対応する、目的の主要有機化合物のGC面積%、並びにトリフルオロアセチルクロリドの変換百分率及びトリフルオロアセチルヨージドに対する選択性を列挙する。変換百分率及び選択性百分率は、GC面積%データに基づいている。
表4及び5に示すように、約120℃以下の反応温度で操作する、式1を参照して上述したプロセスは、トリフルオロヨードメタンの濃度が全有機化合物の0.002%(又は約20ppm)未満であり、変換百分率が80%を超え(触媒あり、及びトリフルオロアセチルクロリドと水素の比が約1)、トリフルオロアセチルヨージドに対する選択性が99mol%以上である、トリフルオロアセチルヨージドを生成することができる。したがって、表4及び5は、驚くほど良好な結果をもたらす、トリフルオロアセチルヨージドの生成のための本開示によるプロセスを実証する。
Figure 2021535205
Figure 2021535205
実施例5:より低い反応温度における式1によるトリフルオロアセチルヨージドの製造でのSiC触媒寿命の評価
この実施例では、炭化ケイ素触媒(SiC1−E3−M)の寿命を、90℃における式1によるヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドからのトリフルオロアセチルヨージドの製造で評価した。この実施例では、20mLの炭化ケイ素触媒を、直径3/4インチ(19.05mm)のインコネル600管に装填した。反応器の出口における圧力変換器及び制御弁を使用して圧力を20psig(138kPaG)に制御した。定期的に、システムを停止して、質量バランスを確認し、分析のために粗生成物を回収した。これを、455時間超の合計実行時間にわたる一連の5回の実行に対して繰り返した。結果を表6に示す。
表6は、5回の連続した実行のそれぞれについて反応条件(モル比、接触時間、流通時間、及び累積流通時間)を列挙する。表6はまた、5回の連続した実行のそれぞれについてトリフルオロアセチルクロリドの変換百分率、トリフルオロアセチルヨージドに対する選択性、及びトリフルオロヨードメタンのGC面積%も列挙する。変換百分率及び選択性百分率は、GC面積%データに基づいている。
表6に示すように、90℃の反応温度で操作する、式1を参照して上述したプロセスは、検出可能なトリフルオロヨードメタンの形成を伴わずにトリフルオロアセチルヨージドを生成することができる。455時間を超える操作の間、炭化ケイ素触媒の不活性化は観察されなかった。
Figure 2021535205
実施例6:より低い反応温度における式1によるトリフルオロアセチルヨージドの製造での活性炭触媒寿命の評価
この実施例では、活性炭触媒(Norit ROX0.8)の寿命を、90℃における式1によるヨウ化水素及びトリフルオロアセチルクロリドからのトリフルオロアセチルヨージドの製造で評価した。この実施例では、20mLの活性炭触媒を、直径3/4インチ(19.05mm)のインコネル600管に装填した。反応器の出口における圧力変換器及び制御弁を使用して圧力を制御した。定期的に、システムを停止して、質量バランスを確認し、分析のために粗生成物を回収した。これを、2,000時間超の合計実行時間にわたる一連の29回の実行に対して繰り返した。結果を表7に示す。
表7は、29回の連続した実行のそれぞれについて反応条件(圧力、モル比、接触時間、流通時間、及び累積流通時間)を列挙する。表7はまた、29回の連続した実行のそれぞれについてトリフルオロアセチルクロリドの変換百分率、トリフルオロアセチルヨージドに対する選択性、及びトリフルオロヨードメタンのGC面積%も列挙する。変換百分率及び選択性百分率は、GC面積%データに基づいている。
表7に示すように、90℃の反応温度で操作する、式1を参照して上述したプロセスは、検出可能なトリフルオロヨードメタンの形成を伴わずにトリフルオロアセチルヨージドを生成することができる。2,051時間を超える操作の間、活性炭触媒の不活性化は観察されなかった。
Figure 2021535205
実施例7:トリフルオロアセチルヨージドの分離
この実施例では、トリフルオロアセチルヨージドの分離を記載する。約80重量%のトリフルオロアセチルヨージド、約10重量%のトリフルオロアセチルクロリド、約5重量%のヨウ化水素、及び約5重量%の塩化水素を含有する混合物を蒸留カラムに投入することができる。蒸留カラムは、10ガロンのリボイラー、Cannon Instrument Company(State College,PA)製の内径2インチの10フィートのPro−Pak(登録商標)カラム、及び約30の理論段を含むことができる。蒸留カラムは、温度、絶対圧力、及び差圧伝送器を備えることができる。蒸留は、約300kPaGの圧力及び約55℃の温度で実行することができ、塩化水素がカラムの上部から取り出され、生成物がカラムの底部から取り出される。
実施例8:大気圧における活性炭触媒ありの式2によるトリフルオロアセチルヨージドからのトリフルオロヨードメタンの製造
この実施例では、大気圧における上記の式2によるトリフルオロアセチルヨージドからのトリフルオロヨードメタンの製造を実証する。55GC面積%のトリフルオロアセチルヨージドと45GC面積%のトリフルオロアセチルクロリドとの混合物を予熱器に通し、約100℃の温度に加熱した。加熱した反応物を、直径3/8インチ(9.5mm)、長さ6インチ(152mm)のステンレス鋼管に通した。この管は、約350℃の温度に加熱し、実験の前に窒素で少なくとも1時間パージして、水分を追い出した。管は、約10〜15秒の接触時間のNorit−PK35活性炭の触媒を含んでいた。反応器の出力をGC分析及びGC−MS分析のための試料バッグに回収した。
トリフルオロアセチルヨージドのトリフルオロヨードメタンへのほぼ完全な変換が観察された。トリフルオロヨードメタンと未反応トリフルオロアセチルヨージドとの比は、GC面積%の測定値に基づいて、0.5%未満の未反応トリフルオロアセチルヨージドに対して54:0.22であった。
実施例9:大気圧超における触媒なしの式2によるトリフルオロアセチルヨージドからのトリフルオロヨードメタンの製造
この実施例では、大気圧を超える圧力における、別個の触媒なしの、上記の式2によるトリフルオロアセチルヨージドからのトリフルオロヨードメタンの製造を実証する。少なくとも99.22GC面積%のトリフルオロアセチルヨージドの供給流を加熱管に通した。加熱管は、長さ120mmの加熱ゾーンを有する直径0.5インチ(12.7mm)の市販の純(>99%)ニッケル製の管であった。通過流量は、約10秒の接触時間をもたらした。管は、触媒を含んでいなかった。供給は、約10秒の接触時間を有した。反応器の出口における圧力変換器及び制御弁を使用して圧力を制御した。反応器の出力をGC分析及びGC−MS分析のための試料バッグに回収した。結果を表8に示す。
表8は、20回の実験のそれぞれについての反応条件(温度、圧力)を列挙する。表8はまた、20回の実験のそれぞれについてトリフルオロアセチルヨージドの変換百分率及びトリフルオロヨードメタンに対する選択性も列挙する。変換百分率及び選択性百分率は、GC面積%データに基づいている。表8はまた、28回の実験のうちのいくつかに対応する、目的の主要有機化合物のGC面積%も列挙する。
表8に示される実験1〜10の結果を考慮すると、より高い反応圧力において操作する、式2を参照して上述したプロセスは、トリフルオロアセチルヨージドの高い変換率と、トリフルオロヨードメタンの形成に対する高い選択性との両方を有して、トリフルオロヨードメタンを生成することができる。この効果は、ニッケル反応器自体によって提供される任意の触媒効果を除き、触媒を使用することなく観察された。触媒を使用すれば、特により低い反応温度において、改善された結果をもたらし得るが、触媒を再成又は交換する必要がないことは、全体的により効率的なプロセスを提供することができる。
表8に示される実験11〜20の結果を考慮すると、改善された結果は、触媒なしの場合、より高い温度と組み合わされたより高い圧力において特に顕著であることが示されており、大気圧での操作(実験16〜20)と比較して、200psigの操作圧力(実験11〜15)での300℃以上の温度において、改善された結果が示されている。
Figure 2021535205
実施例10:トリフルオロヨードメタンの分離
この実施例では、トリフルオロヨードメタンの分離を記載する。約85重量%のトリフルオロヨードメタン、約10重量%のトリフルオロアセチルヨージド、及び約5重量%の一酸化炭素を含有する混合物を蒸留カラムに投入することができる。蒸留カラムは、約25℃の温度の10ガロンのリボイラー、Cannon Instrument Company(State College,PA)製の内径2インチの10フィートのPro−Pak(登録商標)カラム、及び約30の理論段を含むことができる。蒸留カラムは、温度、絶対圧力、及び差圧伝送器を備えることができる。蒸留を約275kPaGの圧力で実行し、凝縮器を約−13℃の温度で実行して、トリフルオロヨードメタンを回収することができる。
態様
態様1は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で約25℃〜約400℃の第1の反応温度で反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で約200℃〜約600℃の第2の反応温度で反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含む。
態様2は、反応物流を反応させる工程において、第1の反応温度が約40℃〜約120℃である、態様1に記載のプロセスである。
態様3は、反応物流を反応させる工程において、第1の反応温度が約70℃〜約100℃である、態様1に記載のプロセスである。
態様4は、反応物流を反応させる工程において、第1の反応温度が約80℃〜約100℃である、態様1に記載のプロセスである。
態様5は、提供する工程において、反応物流が約500重量ppm未満の酸素を含む、態様1〜4のいずれかに記載のプロセスである。
態様6は、提供する工程において、反応物流が約100重量ppm未満の酸素を含む、態様1〜4のいずれかに記載のプロセスである。
態様7は、提供する工程において、反応物流が約10重量ppm未満の酸素を含む、態様1〜4のいずれかに記載のプロセスである。
態様8は、提供する工程において、反応物流が約1重量ppm未満の酸素を含む、態様1〜4のいずれかに記載のプロセスである。
態様9は、提供する工程において、ヨウ化水素が約500重量ppm未満の水を含む、態様1〜8のいずれかに記載のプロセスである。
態様10は、提供する工程において、ヨウ化水素が約100重量ppm未満の水を含む、態様1〜8のいずれかに記載のプロセスである。
態様11は、提供する工程において、ヨウ化水素が約10重量ppm未満の水を含む、態様1〜8のいずれかに記載のプロセスである。
態様12は、提供する工程において、ヨウ化水素が約1重量ppm未満の水を含む、態様1〜8のいずれかに記載のプロセスである。
態様13は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.1:1〜約10:1である、態様1〜12のいずれかに記載のプロセスである。
態様14は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.5:1〜約2.0:1である、態様1〜12のいずれかに記載のプロセスである。
態様15は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.6:1〜約1.2:1である、態様1〜12のいずれかに記載のプロセスである。
態様16は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.7:1〜約1.0:1である、態様1〜12のいずれかに記載のプロセスである。
態様17は、反応物流を反応させる工程において、第1の触媒が、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、白金、パラジウム、金属炭化物、非金属炭化物、又はこれらの組み合わせを含む、態様1〜16のいずれかに記載のプロセスである。
態様18は、第1の触媒が、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、担体上の白金、担体上のパラジウム、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む、態様1〜16のいずれかに記載のプロセスである。
態様19は、第1の触媒が、担体上の白金、担体上のパラジウム、活性炭、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む、態様1〜16のいずれかに記載のプロセスである。
態様20は、第1の触媒が、活性炭又は炭化ケイ素を含む、態様1〜16のいずれかに記載のプロセスである。
態様21は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約0.1秒〜約300秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る、態様1〜20のいずれかに記載のプロセスである。
態様22は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約5秒〜約60秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る、態様1〜20のいずれかに記載のプロセスである。
態様23は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約10秒〜約40秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る、態様1〜20のいずれかに記載のプロセスである。
態様24は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約15秒〜約35秒の接触時間の間、第1の触媒と接触し得る、態様1〜20のいずれかに記載のプロセスである。
態様25は、反応させる工程において、反応物流が、約大気圧〜約300psig(2,068kPaG)の圧力にある、態様1〜24のいずれかに記載のプロセスである。
態様26は、反応させる工程において、反応物流が、約5psig(34kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)の圧力にある、態様1〜24のいずれかに記載のプロセスである。
態様27は、反応させる工程において、反応物流が、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)の圧力にある、態様1〜24のいずれかに記載のプロセスである。
態様28は、反応させる工程において、反応物流が、約20psig(138kPaG)〜約100psig(689kPaG)の圧力にある、態様1〜24のいずれかに記載のプロセスである。
態様29は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の反応温度が約250℃〜約500℃である、態様1〜28のいずれかに記載のプロセスである。
態様30は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の反応温度が約300℃〜約400℃である、態様1〜28のいずれかに記載のプロセスである。
態様31は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の反応温度が約300℃〜約350℃である、態様1〜28のいずれかに記載のプロセスである。
態様32は、中間生成物流を反応させる工程において、中間生成物流が、約0.1秒〜約300秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る、態様1〜31のいずれかに記載のプロセスである。
態様33は、中間生成物流を反応させる工程において、中間生成物流が、約1秒〜約60秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る、態様1〜31のいずれかに記載のプロセスである。
態様34は、中間生成物流を反応させる工程において、中間生成物流が、約2秒〜約50秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る、態様1〜31のいずれかに記載のプロセスである。
態様35は、中間生成物を反応させる工程において、中間生成物流が、約3秒〜約30秒の接触時間の間、第2の触媒と接触し得る、態様1〜31のいずれかに記載のプロセスである。
態様36は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の触媒が、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、炭化ケイ素、白金、パラジウム、レニウム、活性炭、メソカーボン、又はこれらの組み合わせを含む、態様1〜35のいずれかに記載のプロセスである。
態様37は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の触媒が、活性炭、担体上の約0.1重量%〜約1重量%の白金、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のパラジウム、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のレニウム、又はこれらの組み合わせを含む、態様1〜35のいずれかに記載のプロセスである。
態様38は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の触媒が、活性炭、又は担体上の約0.3重量%〜約0.7重量%のパラジウムを含む、態様1〜35のいずれかに記載のプロセスである。
態様39は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の触媒が活性炭を含む、態様1〜35のいずれかに記載のプロセスである。
態様40は、中間生成物流を反応させる工程において、第2の触媒が、中間生成物流と接触する反応器の表面からなる、態様1〜35のいずれかに記載のプロセスである。
態様41は、中間生成物流を反応させる工程が、約5psig(34kPaG)〜約300psig(2,068kPaG)の圧力にある、態様1〜40のいずれかに記載のプロセスである。
態様42は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で、約25℃〜約400℃の第1の反応温度で、約大気圧〜約300psig(2,068kPaG)の圧力で、約0.1秒〜約300秒の第1の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で、約200℃〜約600℃の第2の反応温度で、約0.1秒〜約300秒の第2の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.1:1〜約10:1であり、第1の触媒は、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、白金、パラジウム、金属炭化物、非金属炭化物、又はこれらの組み合わせを含み、第2の触媒は、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、炭化ケイ素、白金、パラジウム、レニウム、活性炭、メソカーボン、又はこれらの組み合わせを含む。
態様43は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で、約40℃〜約120℃の第1の反応温度で、約5psig(34kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)の圧力で、約5秒〜約60秒の第1の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で、約250℃〜約500℃の第2の反応温度で、約1秒〜約60秒の第2の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.5:1〜約2:1であり、第1の触媒は、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、担体上の白金、担体上のパラジウム、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含み、第2の触媒は、活性炭、担体上の約0.1重量%〜約1重量%の白金、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のパラジウム、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のレニウム、又はこれらの組み合わせを含む。
態様44は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で、約70℃〜約100℃の第1の反応温度で、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)の圧力で、約10秒〜約40秒の第1の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で、約300℃〜約400℃の第2の反応温度で、約2秒〜約50秒の第2の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.6:1〜約1.2:1であり、第1の触媒は、担体上の白金、担体上のパラジウム、活性炭、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含み、第2の触媒は、活性炭、又は担体上の約0.3重量%〜約0.7重量%のパラジウムを含む。
態様45は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で、約80℃〜約100℃の第1の反応温度で、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)の圧力で、約15秒〜約35秒の第1の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成する工程と、中間生成物流を第2の触媒の存在下で、約300℃〜約350℃の第2の反応温度で、約3秒〜約30秒の第2の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.7:1〜約1.0:1であり、第1の触媒は、担体上の白金、担体上のパラジウム、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含み、第2の触媒は活性炭を含む。
態様46は、提供する工程において、反応物流が約500重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約500重量ppm未満の水を含む、態様42〜47のいずれかに記載のプロセスである。
態様47は、提供する工程において、反応物流が約100重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約100重量ppm未満の水を含む、態様42〜47のいずれかに記載のプロセスである。
態様48は、提供する工程において、反応物流が約10重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約10重量ppm未満の水を含む、態様42〜47のいずれかに記載のプロセスである。
態様49は、提供する工程において、反応物流が約1重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約1重量ppm未満の水を含む、態様42〜47のいずれかに記載のプロセスである。
態様50は、提供する工程において、トリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む、態様1〜49のいずれかに記載のプロセスである。
態様51は、中間生成物流中の有機化合物が、全有機化合物のGC面積%において、約10%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約90%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.010%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約15%未満の有機化合物を含む、態様1〜50のいずれかに記載のプロセスである。
態様52は、中間生成物流中の有機化合物が、全有機化合物のGC面積%において、約50%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約50%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.002%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約8%未満の有機化合物を含む、態様1〜50のいずれかに記載のプロセスである。
態様53は、中間生成物流中の有機化合物が、全有機化合物のGC面積%において、約60%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約40%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.001%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約4%未満の有機化合物を含む、態様1〜50のいずれかに記載のプロセスである。
態様54は、中間生成物流中の有機化合物が、全有機化合物のGC面積%において、約70%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約30%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.0005%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約2%未満の有機化合物を含む、態様1〜50のいずれかに記載のプロセスである。
態様55は、未反応トリフルオロアセチルハライドを中間生成物流から分離する追加の工程と、分離したトリフルオロアセチルハライドを反応物流に戻す追加の工程と、未反応ヨウ化水素を中間生成物流から分離する追加の工程と、未反応ヨウ化水素を反応物流に戻す追加の工程と、未反応トリフルオロアセチルヨージドを最終生成物流から分離する追加の工程と、分離した未反応トリフルオロアセチルヨージドを中間生成物流に戻す追加の工程と、を更に含む、態様1〜54のいずれかに記載のプロセスである。
態様56は、トリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を第1の触媒の存在下で約25℃〜約400℃の反応温度で反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む生成物流を生成する工程と、を含む。
態様57は、反応物流を反応させる工程において、反応温度が約40℃〜約120℃である、態様56に記載のプロセスである。
態様58は、反応物流を反応させる工程において、反応温度が約70℃〜約100℃である、態様56に記載のプロセスである。
態様59は、反応物流を反応させる工程において、反応温度が約80℃〜約100℃である、態様56に記載のプロセスである。
態様60は、提供する工程において、反応物流が約500重量ppm未満の酸素を含む、態様56〜59のいずれかに記載のプロセスである。
態様61は、提供する工程において、反応物流が約100重量ppm未満の酸素を含む、態様56〜59のいずれかに記載のプロセスである。
態様62は、提供する工程において、反応物流が約10重量ppm未満の酸素を含む、態様56〜59のいずれかに記載のプロセスである。
態様63は、提供する工程において、反応物流が約1重量ppm未満の酸素を含む、態様56〜59のいずれかに記載のプロセスである。
態様64は、提供する工程において、ヨウ化水素が約500重量ppm未満の水を含む、態様56〜63のいずれかに記載のプロセスである。
態様65は、提供する工程において、ヨウ化水素が約100重量ppm未満の水を含む、態様56〜63のいずれかに記載のプロセスである。
態様66は、提供する工程において、ヨウ化水素が約10重量ppm未満の水を含む、態様56〜63のいずれかに記載のプロセスである。
態様67は、提供する工程において、ヨウ化水素が約1重量ppm未満の水を含む、態様56〜63のいずれかに記載のプロセスである。
態様68は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.1:1〜約10:1である、態様56〜67のいずれかに記載のプロセスである。
態様69は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.5:1〜約2.0:1である、態様56〜67のいずれかに記載のプロセスである。
態様70は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.6:1〜約1.2:1である、態様56〜67のいずれかに記載のプロセスである。
態様71は、提供する工程において、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比が約0.7:1〜約1.0:1である、態様56〜67のいずれかに記載のプロセスである。
態様72は、反応物流を反応させる工程において、触媒が、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、白金、パラジウム、金属炭化物、非金属炭化物、又はこれらの組み合わせを含む、態様56〜71のいずれかに記載のプロセスである。
態様73は、触媒が、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、担体上の白金、担体上のパラジウム、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む、態様56〜71のいずれかに記載のプロセスである。
態様74は、触媒が、担体上の白金、担体上のパラジウム、活性炭、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む、態様56〜71のいずれかに記載のプロセスである。
態様75は、触媒が、活性炭又は炭化ケイ素を含む、態様56〜71のいずれかに記載のプロセスである。
態様75は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約0.1秒〜約300秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様56〜75のいずれかに記載のプロセスである。
態様77は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約5秒〜約60秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様56〜75のいずれかに記載のプロセスである。
態様78は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約10秒〜約40秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様56〜75のいずれかに記載のプロセスである。
態様79は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約15秒〜約35秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様56〜75のいずれかに記載のプロセスである。
態様80は、反応させる工程において、反応物流が、約大気圧〜約300psig(2,068kPaG)の圧力にある、態様56〜79のいずれかに記載のプロセスである。
態様81は、反応させる工程において、反応物流が、約5psig(34kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)の圧力にある、態様56〜79のいずれかに記載のプロセスである。
態様82は、反応させる工程において、反応物流が、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)の圧力にある、態様56〜79のいずれかに記載のプロセスである。
態様83は、反応させる工程において、反応物流が、約20psig(138kPaG)〜約100psig(689kPaG)の圧力にある、態様56〜79のいずれかに記載のプロセスである。
態様84は、トリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約25℃〜約400℃の反応温度で、約大気圧〜約300psig(2,068kPaG)の圧力で、約0.1秒〜約300秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.1:1〜約10:1であり、触媒は、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、白金、パラジウム、金属炭化物、非金属炭化物、又はこれらの組み合わせを含む。
態様85は、トリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約40℃〜約120℃の反応温度で、約5psig(34kPaG)〜約200psig(1,379kPaG)の圧力で、約5秒〜約60秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.5:1〜約2:1であり、触媒は、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、担体上の白金、担体上のパラジウム、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む。
態様86は、トリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約70℃〜約100℃の反応温度で、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)の圧力で、約10秒〜約40秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.6:1〜約1.2:1であり、触媒は、担体上の白金、担体上のパラジウム、活性炭、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む。
態様87は、トリフルオロアセチルヨージドを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約80℃〜約100℃の反応温度で、約10psig(69kPaG)〜約150psig(1,034kPaG)の圧力で、約15秒〜約35秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む生成物流を生成する工程と、を含み、ヨウ化水素とトリフルオロアセチルハライドとのモル比は約0.7:1〜約1.0:1であり、触媒は、担体上の白金、担体上のパラジウム、炭化ケイ素、又はこれらの組み合わせを含む。
態様88は、提供する工程において、反応物流が約500重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約500重量ppm未満の水を含む、態様84〜87のいずれかに記載のプロセスである。
態様89は、提供する工程において、反応物流が約100重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約100重量ppm未満の水を含む、態様84〜87のいずれかに記載のプロセスである。
態様90は、提供する工程において、反応物流が約10重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約10重量ppm未満の水を含む、態様84〜87のいずれかに記載のプロセスである。
態様91は、提供する工程において、反応物流が約1重量ppm未満の酸素を含み、ヨウ化水素が約1重量ppm未満の水を含む、態様84〜87のいずれかに記載のプロセスである。
態様92は、提供する工程において、トリフルオロアセチルハライドがトリフルオロアセチルクロリドを含む、態様56〜91のいずれかに記載のプロセスである。
態様93は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、を含む組成物である。
態様94は、少なくとも99重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜10,000ppm(1重量%)の化合物と、を含む組成物である。
態様95は、少なくとも99.5重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜5,000ppmの化合物と、を含む組成物である。
態様96は、少なくとも99.7重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜3,000ppmの化合物と、を含む組成物である。
態様97は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、から本質的になる組成物である。
態様98は、少なくとも99重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜10,000ppm(1重量%)の化合物と、から本質的になる組成物である。
態様99は、少なくとも99.5重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜5,000ppmの化合物と、から本質的になる組成物である。
態様100は、少なくとも99.7重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜3,000ppmの化合物と、から本質的になる組成物である。
態様101は、少なくとも98重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で約1ppm〜約20,000ppm(約2重量%)の化合物と、からなる組成物である。
態様102は、少なくとも99重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜10,000ppm(1重量%)の化合物と、からなる組成物である。
態様103は、少なくとも99.5重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜5,000ppmの化合物と、からなる組成物である。
態様104は、少なくとも99.7重量%のトリフルオロアセチルヨージドと、クロロトリフルオロエタン、トリフルオロアセチルクロリド、ヨードトリフルオロメタン、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロ酢酸、及びクロロトリフルオロメタンからなる群から選択される、合計で1ppm〜3,000ppmの化合物と、からなる組成物である。
態様105は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの化合物と、を含む組成物である。
態様106は、少なくとも99.5重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタンと、250ppm未満のヘキサフルオロエタンと、250ppm未満のトリフルオロメタンと、50ppm未満の一酸化炭素と、0.5ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜250ppmの化合物と、を含む組成物である。
態様107は、少なくとも99.7重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、を含む組成物である。
態様108は、少なくとも99.9重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、を含む組成物である。
態様109は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの化合物と、から本質的になる組成物である。
態様110は、少なくとも99.5重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタンと、250ppm未満のヘキサフルオロエタンと、250ppm未満のトリフルオロメタンと、50ppm未満の一酸化炭素と、0.5ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜250ppmの化合物と、から本質的になる組成物である。
態様111は、少なくとも99.7重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、から本質的になる組成物である。
態様112は、少なくとも99.9重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、から本質的になる組成物である。
態様109は、少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、500ppm未満のトリフルオロメタンと、100ppm未満の一酸化炭素と、1ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの化合物と、からなる組成物である。
態様110は、少なくとも99.5重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜250ppmのクロロトリフルオロエタンと、250ppm未満のヘキサフルオロエタンと、250ppm未満のトリフルオロメタンと、50ppm未満の一酸化炭素と、0.5ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜250ppmの化合物と、からなる組成物である。
態様111は、少なくとも99.7重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、からなる組成物である。
態様112は、少なくとも99.9重量%のトリフルオロヨードメタンと、1ppm〜100ppmのクロロトリフルオロエタンと、100ppm未満のヘキサフルオロエタンと、100ppm未満のトリフルオロメタンと、20ppm未満の一酸化炭素と、0.2ppm未満の塩化水素と、トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜100ppmの化合物と、からなる組成物である。
態様113は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で約200℃〜約600℃の反応温度で反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む生成物流を生成する工程と、を含む。
態様114は、反応物流を反応させる工程において、反応温度が約250℃〜約500℃である、態様113に記載のプロセスである。
態様115は、反応物流を反応させる工程において、反応温度が約300℃〜約400℃である、態様113に記載のプロセスである。
態様116は、反応物流を反応させる工程において、反応温度が約300℃〜約350℃である、態様113に記載のプロセスである。
態様117は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約0.1秒〜約300秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様113〜116のいずれかに記載のプロセスである。
態様118は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約1秒〜約60秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様113〜116のいずれかに記載のプロセスである。
態様119は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約2秒〜約50秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様113〜116のいずれかに記載のプロセスである。
態様120は、反応物流を反応させる工程において、反応物流が、約3秒〜約30秒の接触時間の間、触媒と接触し得る、態様113〜116のいずれかに記載のプロセスである。
態様121は、反応物流を反応させる工程において、触媒が、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、炭化ケイ素、白金、パラジウム、レニウム、活性炭、メソカーボン、又はこれらの組み合わせを含む、態様113〜120のいずれかに記載のプロセスである。
態様122は、反応物流を反応させる工程において、触媒が、活性炭、担体上の約0.1重量%〜約1重量%の白金、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のパラジウム、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のレニウム、又はこれらの組み合わせを含む、態様113〜120のいずれかに記載のプロセスである。
態様123は、反応物流を反応させる工程において、触媒が、活性炭、又は担体上の約0.3重量%〜約0.7重量%のパラジウムを含む、態様113〜120のいずれかに記載のプロセスである。
態様124は、反応物流を反応させる工程において、触媒が活性炭を含む、態様113〜120のいずれかに記載のプロセスである。
態様125は、反応物流を反応させる工程において、触媒が、反応物流と接触する反応器の表面からなる、態様113〜120のいずれかに記載のプロセスである。
態様126は、反応物流を反応させる工程が、約5psig(34kPaG)〜約300psig(2,068kPaG)の圧力にある、態様113〜125のいずれかに記載のプロセスである。
態様127は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約200℃〜約600℃の反応温度で、約0.1秒〜約300秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む生成物流を生成する工程と、を含み、触媒は、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、炭化ケイ素、白金、パラジウム、レニウム、活性炭、メソカーボン、又はこれらの組み合わせを含む。
態様128は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約250℃〜約500℃の反応温度で、約1秒〜約60秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む生成物流を生成する工程と、を含み、触媒は、活性炭、担体上の約0.1重量%〜約1重量%の白金、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のパラジウム、担体上の約0.1重量%〜約1重量%のレニウム、又はこれらの組み合わせを含む。
態様129は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約300℃〜約400℃の反応温度で、約2秒〜約50秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む生成物流を生成する工程と、を含み、触媒は、活性炭、又は担体上の約0.3重量%〜約0.7重量%のパラジウムを含む。
態様130は、トリフルオロヨードメタンを生成するための気相プロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルヨージドを含む反応物流を提供する工程と、反応物流を触媒の存在下で、約300℃〜約350℃の反応温度で、約3秒〜約30秒の接触時間の間、反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む生成物流を生成する工程と、を含み、触媒は活性炭を含む。

Claims (10)

  1. トリフルオロヨードメタンを生成するための気相処理方法であって、
    ヨウ化水素と、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種のトリフルオロアセチルハライドと、を含む反応物流を提供することと、
    前記反応物流を第1の触媒の存在下で約25℃〜約400℃の第1の反応温度で反応させて、トリフルオロアセチルヨージドを含む中間生成物流を生成することと、
    前記中間生成物流を第2の触媒の存在下で約200℃〜約600℃の第2の反応温度で反応させて、トリフルオロヨードメタンを含む最終生成物流を生成することと、を含む、処理方法。
  2. 前記反応物流を反応させる前記工程において、前記第1の反応温度が約40℃〜約120℃である、請求項1に記載の処理方法。
  3. 前記提供する工程において、前記反応物流が約500重量ppm未満の酸素を含み、前記ヨウ化水素が約500重量ppm未満の水を含む、請求項1に記載の処理方法。
  4. 前記反応物流を反応させる前記工程において、前記第1の触媒が、活性炭、メソカーボン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、白金、パラジウム、金属炭化物、非金属炭化物、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の処理方法。
  5. 前記中間生成物流を反応させる前記工程において、前記第2の触媒が、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−銅合金、銅、アルミナ、炭化ケイ素、白金、パラジウム、レニウム、活性炭、メソカーボン、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の処理方法。
  6. 前記中間生成物流を反応させる前記工程において、前記第2の反応温度が約250℃〜約500℃である、請求項1に記載の処理方法。
  7. 前記中間生成物流中の有機化合物が、全有機化合物のGC面積%において、約10%〜約99%のトリフルオロアセチルヨージド、約1%〜約90%の未反応トリフルオロアセチルハライド、約0.010%未満のトリフルオロヨードメタン、並びにトリフルオロアセチルヨージド、トリフルオロアセチルハライド、及びトリフルオロヨードメタン以外の約15%未満の有機化合物を含む、請求項1に記載の処理方法。
  8. 未反応トリフルオロアセチルハライドを前記中間生成物流から分離する追加の工程と、
    前記分離したトリフルオロアセチルハライドを前記反応物流に戻す追加の工程と、
    未反応ヨウ化水素を前記中間生成物流から分離する追加の工程と、
    前記未反応ヨウ化水素を前記反応物流に戻す追加の工程と、
    未反応トリフルオロアセチルヨージドを前記最終生成物流から分離する追加の工程と、
    前記分離した未反応トリフルオロアセチルヨージドを前記中間生成物流に戻す追加の工程と、を更に含む、請求項1に記載の処理方法。
  9. 組成物であって、
    少なくとも99重量%のトリフルオロヨードメタンと
    1ppm〜500ppmのクロロトリフルオロエタンと、
    500ppm未満のヘキサフルオロエタンと、
    500ppm未満のトリフルオロメタンと、
    100ppm未満の一酸化炭素と、
    1ppm未満の塩化水素と、を含む、組成物。
  10. トリフルオロアセチルフルオリド、ヘキサフルオロプロパノン、トリフルオロアセトアルデヒド、及びトリフルオロアセチルクロリドからなる群から選択される、合計で1ppm〜500ppmの化合物を更に含む、請求項9に記載の組成物。
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