JP3236383B2 - 1,1,1−トリフルオロ−2−フルオロエタンの精製方法 - Google Patents
1,1,1−トリフルオロ−2−フルオロエタンの精製方法Info
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Description
ロエチレン(以後、1122と表わす)から成る不純物
から1,1,1−トリフルオロ−2−フルオロエタン
(以後134aと表わす)を精製する方法に関する。
す)のフッ素化により134aを製造する方法は公知で
ある。このような製造法は、毒性が知られている112
2の生成を常に伴う。それ故、できる限り1122を含
まない134aを得ることが要請されている。例えば、
分別蒸留のような物理的方法による134aからの11
22の分離は極めて困難である。
酸化によって134aに含まれる1122を一層容易に
分離可能な化合物に変換することが提案されている(米
国特許第4,129,603号明細書)。しかしなが
ら、このような解決法は、湿時条件での幾つかの面倒な
処理を伴い、特に精製を行う134aを多量に処理する
ときには廃棄が困難な多量の廃液を生じるので、余り実
際的ではない。紫外線の存在下での元素状塩素による塩
素化(米国特許第4,948,479号明細書)および
接触水素化(米国特許第5,001,287号明細書)
のような他の提案方法は、工業的規模では適用すること
ができない。
よれば、1122を、Cr2O3から成る触媒の存在下
にてHFと反応させて、沸点が134aよりも30℃だ
け高く、次に134aから留去することができるCF3
CH2Clに変換することによって、134aから11
22を分離して、1122の残留濃度を10ppm未満
にすることが可能である。しかしながら、この場合に
は、触媒を空気によって再活性化する際に、揮発性で毒
性の極めて高い六価クロムオキシフッ化物(CrO2F
2)がかなりの量で生成した後、環境中に分散すること
が本出願人により観察されている。更に、このような方
法のもう一つの欠点は、試薬混合物が主としてHFから
成る必要があることであり、134aの製造反応から生
じ且つ134aをせいぜい3%しか含まない混合物を精
製反応装置に供給しなければならないことを考慮すれ
ば、このような事実は、大量生産の要件に見合う方法の
可能性を大幅に限定することになる。したがって、この
ような欠点のない触媒および方法を得る必要があった。
精製する方法であって、前記のような欠点がなく、触媒
としての実質的に結晶性の酸化クロム(Cr2O3)の
存在下にて、200°〜450℃、好ましくは250°
〜380℃、更に好ましくは250°〜360℃の範囲
の温度で、134aと混合した1122をHFと気相で
反応させることを特徴とする方法を提供することであ
る。
明細書では、結晶形態が少なくとも60%存在する酸化
クロム(Cr2O3)を意味する。非晶質または実質的
に非晶質の酸化クロムを生じる方法によって調製した酸
化クロムを利用する米国特許第4,158,675号明
細書に記載の方法に比して、本発明の方法は、1122
に対して化学量論量を若干超過するHF量で操作するこ
とができるので、1〜2%の1122(現実的な工業的
方法の代表的値)を含む134aの処理には、HF含量
が約10%の混合物を精製反応装置に供給することで十
分であるという利点がある。これによって、接触時間は
同じままで、前記米国特許明細書の方法が必要とするも
のよりも遥かに小さく且つずっと経済的な反応装置を用
いることができる。更に、非晶質の酸化クロムと比較し
て、結晶性酸化クロムは、必要不可欠な空気を用いる再
生の際に、六価クロムを形成しないので、有毒で揮発性
のオキシフッ化物CrO2F2を形成しない。
る結晶性酸化クロムは、そのままで用いることができ、
またはこれを少なくとも部分的にフッ素化したアルミナ
上に担持することもできる。後者は、本発明の方法を流
動床にて実施するのに特に有用である。少なくとも90
重量%がフッ素化されたアルミナが、担体として好まし
い。本発明による方法に用いられる触媒は、非担持形態
のときには、乾燥状態の水酸化クロムを、420℃より
高温で約900℃以下の温度、好ましくは500°〜8
50℃、更に好ましくは550〜700℃の温度で、必
要ではないが好ましくは空気中で焼成することによって
製造される。焼成は、空気中または不活性媒質中で行う
ことができる。第一の場合の方が、第二の場合よりも低
温で操作することができるので好ましい。
も部分的にフッ素化したアルミナから成る担体にCrC
l3・3H2Oの水性溶液を含浸させ、好ましくは連続
工程で操作し、経時乾燥することによって調製すること
ができる。次に、この触媒を管状の反応装置に充填し、
350℃より高温、好ましくは400°〜500℃で気
流で数時間流動化させるが、この温度では、触媒が担持
形態である特定の場合には、クロム化合物は少なくとも
主として結晶形態のCr2O3に変換される。前記の温
度より高い温度を用いることが可能であるが、これらの
温度は別の特定の利益を提供するものではない。出発物
質の水酸化クロムは、既知の方法、例えば塩化物、硫酸
塩などのクロム塩の水性溶液から水酸化ナトリウムまた
は水酸化アンモニウムによって沈澱を生じた後、300
℃までの温度で乾燥し、粉砕、押出しおよび最終乾燥に
よって調製することができる。消耗した場合には、本発
明の酸化クロム触媒は、約400℃の空気中で4時間処
理することによって再活性化することができる。
2(および場合により、トリクロロエチレンおよび/ま
たは133aのフッ素化による134aの調製中に用い
られたまたは形成した他の生成物)から成る反応混合物
を、反応温度に保持され、ペレット状の結晶性Cr2O
3または前記の担持されたCr2O3を満たした管状反
応装置中を流すことによって行うことができる。下記の
例は、本発明を例示するためのものであり、発明の範囲
を制限するものではない。
により、ゲルの形態の水酸化クロムの沈澱を得た。これ
を水で洗浄し、空気中で約300℃の温度で乾燥し、粉
砕し、水と混練した後、生成するペーストを直径が約5
mmの小さな円筒形に押出した。前記の円筒を乾燥し、空
気中で550℃の温度で焼成することにより、X線分析
によって示される結晶性形態が約80%のCr2O3を
得た。フッ素化反応 内径が4cmで、長さが80cmであり、焼結インコネル(I
nconel) 600の多孔性底部を備え、抵抗器によって加
熱したインコネル600管状反応装置に、前記の方法で
調製し直径が0.5cmで高さが1cmのペレット状のCr
2O3400gを導入した。触媒を、400℃でN2気
流中で2時間乾燥した。134a96.5モル%、11
22 1.6モル%、133a1.5モル%および他の
有機塩フッ素化化合物0.4モル%を含む混合物約1モ
ル/時を300℃の温度で供給し、更にHF0.1モル
/時を供給した。約20時間中に、反応装置から出てく
る流れの1122含量は100ppm未満であったが、
主生成物134aの有意な損失は起きなかった。消失し
た1122は、定量的に133aに変換された。20時
間後に、触媒を再利用するために再生した。
00の多孔性底部を備え、抵抗器によって加熱したイン
コネル600管状反応装置に、前記の方法で調製した粒
度が140〜325メッシュの顆粒状のCr2O33g
を導入した。触媒を、400℃で窒素気流中で2時間乾
燥した。350℃の温度で、134aを190ミリモル
/時、1122を3ミリモル/時およびHFを25ミリ
モル/時で供給した。約25時間中に、流出流中の11
22含量は100ppm未満であり、主生成物134a
の有意な損失は起きず、総ての消失した1122は、定
量的に133aに変換された。25時間後に、触媒を再
利用するために再生した。
00の多孔性底部を備え、抵抗器によって加熱したイン
コネル600管状反応装置に、前記の方法で調製した直
径が約1mmの顆粒状の結晶性Cr2O32gを導入し
た。触媒を、400℃で窒素気流中で2時間乾燥した。
300℃の温度で、134aを190ミリモル/時、1
122を3ミリモル/時およびHFを25ミリモル/時
で供給した。約35時間中に、流出流中の1122含量
は100ppmより遥かに少なく、主生成物134aの
有意な損失はなく、総ての消失した1122は、定量的
に133aに変換された。その後、触媒を再生すると、
初期の活性を取り戻した。
の焼成を550℃の代わりに700℃で行ったことを除
いて、例1に記載の方法によって調製した。例3に記載
したのと同じ反応装置であって、前記のようにして調製
した酸化クロム2gを含むものに、320℃で134a
を190ミリモル/時、1122を3ミリモル/時およ
びHFを25ミリモル/時で供給した。35時間中に、
反応装置からでて行く流れ中の1122含量は約20p
pmであり、134aの有意な損失はなかった。総ての
消失した1122は133aへ変換された。その後、触
媒を再生し、その初期の活性を回復した。
表面積が約27m2/gであるアルミナから成る担体
に、CrCl3・3H2O492gをH2O152mlに
溶解したものから成る水性溶液450mlを含浸した。含
浸は、この溶液をほぼ等容積の3つの部分に分けて担体
に加え、それぞれの添加の後に120℃、大気圧下で4
時間、触媒を乾燥することによって行った。最後に、触
媒を管状反応装置に充填し、400℃の気流で4時間流
動化した。このような操作の後、担体上に存在する酸化
クロムは結晶性形態のものが65%であった。このよう
にして調製した触媒4gを、内径が6mmの管状反応装置
に充填した。様々な反応温度および3〜5秒間の接触時
間で、134a(40ミリモル/時)、N2(5ミリモ
ル/時)およびHF(15ミリモル/時)から成る気流
を反応装置に供給した。供給された134aには、不純
物として1122が約1モル%含まれていた。それぞれ
の試験において、触媒は試薬を供給してから少なくとも
10時間は再生の必要がなかった。下記の表は、場合に
よっては水中で酸性を吸収した後の反応生成物中の(反
応装置出口でガスクロマトグラフィによって測定した)
1122の濃度をppmで表わしたものを示す。 総ての消失した1122は133aに変換されており、
134aの製造にリサイクルすることができる。
Claims (5)
- 【請求項1】1,1−ジフルオロ−2−クロロエチレン
から成る不純物から1,1,1−トリフルオロ−2−フ
ルオロエタンを精製する方法であって、実質的に結晶形
態の酸化クロムの存在下にて、200°〜450℃の範
囲の温度で、これらの化合物をフッ化水素酸と気相で反
応させることを特徴とする方法。 - 【請求項2】触媒が非担持形態である、請求項1に記載
の方法。 - 【請求項3】触媒が少なくとも部分的にフッ素化したア
ルミナ上に担持される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】反応温度が250°〜380℃の範囲であ
る、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】1,1,1−トリフルオロ−2−フルオロ
エタンと1,1−ジフルオロ−2−クロムエチレンとを
含んで成る混合物が、トリクロロエチレン及び/または
1,1,1−トリフルオロ−2−クロロエタンのフッ素
化による1,1,1−トリフルオロ−2−フルオロエタ
ンの製造より生じる、請求項1〜4のいずれか1項に記
載の方法。
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