BR0108215B1

BR0108215B1 - tratamento de cargas de fluorcarbono.

Info

Publication number: BR0108215B1
Application number: BRPI0108215-9A
Authority: BR
Inventors: Der Walt Izak Jacobus Van
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2011-09-06
Also published as: RU2267352C2; RU2002122410A; DE60110748T2; AU2874901A; CA2398464C; BR0108215A; WO2001058584A2; CN1213798C; US6797913B2; CA2398464A1; KR20020092365A; EP1253973A2; KR100845357B1; AU2001228749B2; JP5178980B2; WO2001058584A3; EP1253973B1; CN1400922A; MXPA02007656A; JP2003522161A

Description

TRATAMENTO DE CARGAS DE FLUORCARBONO

Esta invenção se refere ao tratamento de cargas de fluorcarbono. A invenção se refere em particular a um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono.

De acordo com a invenção, é fornecido um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, método esse que inclui:

aquecer, por meio de indução por radiofreqüência, uma zona de aquecimento a uma alta temperatura; permitir que uma carga de fluorcarbono, compreendendo pelo menos um composto de fluorcarbono, se aqueça na zona de aquecimento de modo que o composto de fluorcarbono se dissocie em pelo menos um precursor de fluorcarbono ou espécie reativa; e, resfriar o precursor de fluorcarbono ou espécie

reativa, formando desse modo, a partir do precursor de fluorcarbono ou espécie reativa, pelo menos mais um composto de fluorcarbono desejado.

A zona de aquecimento pode desse modo ser fornecida por um reator. O reator pode compreender um corpo cilíndrico de reator fornecendo uma câmara de reação que contém a zona de aquecimento, e um recipiente de carga na zona de aquecimento da câmara de reação. O corpo do reator tipicamente é de quartzo, e pode ter as suas extremidades vedadas e resfriadas a água.

O aquecimento por meio de indução por radiofreqüência pode ser proporcionado por um forno de aquecimento por indução por radiofreqüência tendo uma bobina de indução dentro da qual a zona de aquecimento do reator está localizada. Em outras palavras, uma bobina de aquecimento por indução está localizada em torno daquela parte do corpo do reator que contém a zona de aquecimento.

Em uma modalidade da invenção, o corpo do reator pode se estender verticalmente e estar estacionário. Acredita-se que esta configuração será particularmente adequada para tratamento de carga na forma de material não cheio e não diretamente usável como será descrito daqui por diante.

Entretanto, em outra modalidade da invenção, o corpo do reator pode ser inclinado num ângulo na vertical, por exemplo entre cerca de 5o e 60° na vertical, e pode girar ou vibrar. O reator pode então ser guarnecido de um cadinho de grafite tendo anteparos transversais para regular o tempo de residência da carga no reator. Acredita-se que essa configuração será particularmente adequada ao tratamento da carga na forma de material cheio, que não é diretamente usável como será daqui por diante descrito; a medida que o material cheio passa pelo reator em direção descendente, ele é despolimerizado e evapora, passando então ascendentemente para fora do reator, enquanto o recipiente de material passa descendentemente para fora do fundo do reator. Ao invés disso, um reator vertical pode ser utilizado para tratar o material cheio; no entanto, o reator será então guarnecido, na sua extremidade inferior, de um tampão removível para drenar material do recipiente.

A carga pode, pelo menos em princípio, estar na forma particulada gasosa, líquida ou sólida, ou na forma de misturas de duas ou mais dessas. Quando a carga está na forma líquida, ela pode ser uma carga mais ou menos pura compreendendo um único composto de fluorcarbono, como o CeF14; no entanto, imagina-se que a carga será então normalmente um produto de fluorcarbono não diretamente usável compreendendo dois ou mais de uma gama de compostos de fluorcarbono tais como C5F12, C6F12, C7F16, C8F18, C4F8O, C4F16O, (C3F7)3N, C6C13H, C6F12H2, ou semelhantes. Normalmente, um composto estará presente num produto desses como um componente dominante, isto é, constituindo a principal proporção desse produto. A carga pode então ser alimentada no reator pelo fundo. Quando a carga está na forma particulada sólida, ela pode, em particular, ser um material não diretamente usável cheio ou não cheio como por exemplo politetrafluoretileno ("PTFE"),

tetrafluoretileno hexafluorpropileno vinilidenofIuor ("THV")copolímero etileno-propileno fluorado ("FEF')/ copolímero perfluoralcóxi (wPFA"), ou semelhante. O que se quer dizer com "cheio" é que a carga de fluorcarbono pode conter elementos ou substâncias tais como a sílica, o cobre, o carbono, etc. que foram originalmente acrescentados ao material de fluorcarbono para conferir propriedades específicas a ele. Uma vez que esse material tenha sido usado e tenha então se tornado, mecanicamente, um material não diretamente usável, mas apropriado para o uso como a carga no método da invenção, ele ainda conterá esses elementos de enchimento. No método da invenção, esses materiais são despolimerizados, e deles se forma o composto de fluorcarbono mais desejável. Δ carga pode então ser alimentada no reator pelo topo ou pelo fundo.

Se for desejado ou necessário, a carga particulada sólida pode ser pré-tratada para remover contaminantes da superfície tais como óleo e sujeira, por exemplo por meio de extração por solvente.

Produtos típicos que podem ser obtidos são tetraf luormetano (CF4), tetraf luoretileno (C2F4), hexafluoretileno (C2F6) , hexafluorpropileno (C3F6) , fluorbutileno (C4F6) , octafluorbutileno cíclico (C-C4F8) , decaf luorbutileno (C4Fi0) , octaf luorpropileno (C3F8) e outras cadeias CxFy onde χ e y sejam completos.

O reator pode funcionar em forma de porções, numa base semicontínua ou numa base contínua. O método incluirá então a alimentação da carga na zona do reator em porções, numa base semicontínua ou numa base contínua. O que se quer dizer com "porções" é que uma quantidade predeterminada do fluorcarbono é alimentada no reator e é permitido que ela reaja completamente com o gás de plasma quente. O que se quer dizer com " semicontínuo" é que uma tremonha é preenchida com carga, com essa carga sendo então alimentada no reator em uma taxa de alimentação contínua, normalmente constante até que a tremonha esteja vazia, após o que a tremonha pode ser novamente preenchida. 0 que se quer dizer com "continuo" é que a carga é alimentada continuamente no reator, normalmente em uma taxa de alimentação mais ou menos constante.

Enquanto a carga pode, em principio, ser introduzida na cavidade da primeira zona da câmara de reação de qualquer maneira desejada, a alimentação por gravidade pode, em particular, ser empregada já que partículas relativamente grandes de carga podem assim ser prontamente utilizadas, por exemplo partículas cujo tamanho vai de 1 a 10 mm, preferivelmente de 3 a 5 mm. Dessa forma, a carga pode ser alimentada verticalmente no compartimento sob gravidade, imediatamente acima da zona de aquecimento.

O resfriamento das espécies de fluorcarbono ou precursor pode ser realizado em uma segunda zona da câmara de reação localizada acima da zona de aquecimento ou primeira zona dele. O resfriamento pode ser efetuado por meio de uma sonda de resfriamento, que pode ser uma sonda auto limpante. A jsonda de resfriamento auto limpante pode compreender um componente cilíndrico externo fixado ao reator, fornecendo uma passagem central e adaptado para esfriar o gás quente que vem pela passagem; uma pluralidade de dentes ou raspadores alongados e circunferencialmente espaçados que se projetam do componente externo para dentro em direção à passagem; um componente cilíndrico interno localizado com folga dentro do componente externo, com o componente interno também adaptado para esfriar o gás quente passando pela abertura periférica entre os componentes; uma pluralidade de dentes ou raspadores alongados e circunferencialmente espaçados que se projetam do componente interno para fora em direção à passagem, com esses dentes ou raspadores estando alternados em relação aos dentes ou raspadores do componente externo; e meios de acionamento para fazer com que um componente cilíndrico oscile em relação ao outro componente cilíndrico. 0 meio de acionamento pode, por exemplo, compreender um braço acionado por pistão e guarnecido de mola.

Ao invés disso, no entanto, qualquer outro meio de resfriamento adequado pode ser utilizado tais como a rápida expansão do gás do produto, o resfriamento do gás por meio de outro gás que seja frio, ou algo semelhante.

A câmara de reação pode funcionar sob pressões que vão do quase vácuo até pressões elevadas, dependendo do composto de fluorcarbono necessário mais desejado e outras variáveis processuais. A evacuação pode ser realizada através da sonda de resfriamento.

Normalmente, uma amplitude de compostos de fluorcarbono se formará como produtos. 0 método pode então incluir a separação de vários produtos uns dos outros.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecida uma sonda de resfriamento que compreende: um componente cilíndrico externo, fornecendo uma passagem central e adaptado para esfriar um gás quente que venha pela passagem;

uma pluralidade de dentes ou raspadores alongados e circunferencialmente espaçados que se projetam do componente externo para fora em direção à passagem;

um componente cilíndrico interno localizado com folga dentro do componente externo, com o componente interno adaptado para esfriar o gás quente que passa pela abertura periférica entre os componentes;

uma pluralidade de dentes ou raspadores alongados e circunferencialmente espaçados que se projetam do componente interno para fora em direção à passagem, com esses dentes ou raspadores estando alternados em relação aos dentes ou raspadores do componente externo; e,

meios de acionamento para fazer com que um componente oscile em relação ao outro componente.

O componente interno pode estar localizado centralmente ou concentricamente dentro do componente externo. Pode haver o mesmo número de dentes ou raspadores nos componentes interno e externo. Os dentes ou raspadores podem estar espaçados equidistantemente aparte nos seus componentes. Os dentes ou raspadores podem se estender paralelamente uns aos outros.

Os componentes podem estar vazios e/ou podem ter passagens que permitam que um fluido de resfriamento, assim como a água, passe através deles de modo a esfriar ou temperar o gás quente. O meio de acionamento pode, como será também descrito daqui por diante, compreender um braço acionado por pistão e guarnecido de mola ligado a um dos componentes cilíndricos.

Devido à oscilação de um componente em relação ao outro, é alcançada a limpeza de material solidificado ou sublimado das suas superfícies, na passagem do gás através da abertura anular entre os componentes.

A sonda de resfriamento é particularmente apropriada para a utilização num reator como descrito daqui por diante; entretanto, ela não se limita apenas a essa utilização. Normalmente, o componente externo será fixado ao reator, com o componente interno oscilando em relação ao componente externo.

A invenção será agora descrita com mais detalhes com referência aos diagramas de fluxo simplificados que a acompanham.

Nos desenhos:

A FIGURA 1 mostra uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com uma primeira modalidade da invenção;

A FIGURA 2 mostra uma vista tridimensional da sonda de resfriamento do reator da Figura 1;

A FIGURA 3 mostra uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com uma segunda modalidade da invenção; A FIGURA 4 mostra uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com uma terceira modalidade da invenção;

A FIGURA 5 mostra uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com uma quarta modalidade da invenção;

A FIGURA 6 mostra, para o TFE, um traçado da pressão do reator contra a temperatura do reator onde o reator tem um volume fixo, para o Exemplo 2;

A FIGURA 7 mostra, para cargas de FEP, um traçado de rendimentos da produção contra a pressão do reator, para o Exemplo 2; e,

As FIGURAS de 8 a 10 mostram excertos da Figura 7, para cada um dos produtos mostrados na Figura 7.

Nas Figuras 1 e 2, o número de referência 10 geralmente indica uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono de acordo com uma primeira modalidade da invenção.

A instalação 10 inclui um reator 16. O reator 16 inclui uma fonte de força por radiofreqüência (gerador) 12 tendo uma bobina funcionando por indução 14.

O reator 16 também compreende um corpo ou tubo de quartzo fixo 18 dentro do qual está localizado um suporte ou cadinho de grafite 20. O reator 16 tem assim a forma alongada, e está localizado verticalmente para cima. A extremidade inferior do tubo de quartzo 18 é vedada e resfriada a água (não mostrado), enquanto que uma sonda de resfriamento 22 se projeta em direção à sua extremidade superior. A sonda de resfriamento auto limpante 22 compreende um componente cilíndrico externo alongado e resfriado a água 24, que está fixado ao reator 12. O componente externo 24 tem assim uma passagem central em direção à qual se projetam radialmente dentes ou raspadores alongados e igualmente espaçados 26. Dentro da passagem do componente externo 24 está localizado, com folga periférica, um componente interno cilíndrico alongado e resfriado a água 28. Dentes ou raspadores alongados e igualmente espaçados que se projetam radialmente para fora encontram-se no componente interno 28, com os dentes 30 estando circunferencialmente espaçados dos dentes 26. Os dentes 26, 30 podem se estender por todo o comprimento dos componentes 24, 28, e os componentes 24, 28 possuem substancialmente o mesmo comprimento. O componente interno 28 possui um meio de acionamento (não mostrado), como um braço acionado por pistão e guarnecido de mola, para faze-lo oscilar em relação ao componente externo 24 como indicado pela seta 32. A remoção de contaminantes sólidos dos componentes 24, 28 é então realizada por meio dos dentes oscilantes 26, 30.

A sonda de resfriamento 22 é então uma sonda dupla anular resfriada a água projetada para esfriar o gás que se forma no interior do reator 16 como será descrito daqui por diante, para uma temperatura inferior a 200°C a uma taxa de cerca de IO5 °C/segundo. A sonda é auto limpante para evitar obstruções nela já que material solidificado ou sublimado se forma nas superfícies da sonda em uso.

Um conduto de alimentação de carga 54 leva ao tubo de quartzo 18 acima do cadinho 20, com um alimentador de gravidade 56 conectado ao conduto 54 por meio de um cano ou conduto 58.

Uma linha de fluxo de evacuação 31 leva da extremidade superior da sonda de resfriamento 22 a uma bomba a vácuo 33, enquanto uma linha de fluxo 34 leva da evacuação da bomba 33 até um compressor 36. Uma linha de fluxo 38 leva da evacuação do compressor 36 até um recipiente para armazenamento de produtos 40. Uma linha de retirada 42 leva do recipiente de armazenamento 40 até um estágio processual posterior 44 assim como um depurador. Uma linha de fluxo 4 6 leva da linha de fluxo 42 até um compressor 48, com a evacuação do compressor 48 sendo conectada, por meio de uma linha de fluxo 50, a um sistema analítico 52.

Em uso, é criada uma alta temperatura numa zona de alta temperatura do câmara de reação do reator 18. Por meio da bobina de indução 14, o cadinho 20 localizado na zona de alta temperatura é então aquecido por meio de aquecimento por indução. Quando é alcançada a temperatura exigida para o funcionamento na zona de aquecimento, a carga de fluorcarbono sólida particulada é alimentada no cadinho 20 por meio do alimentador 56 e dos condutos 58, 54. O calor gerado é suficientemente alto para que a despolimerização da carga ocorra no cadinho 20, com a formação de gases do produto.

Os gases do produto são imediatamente esfriados por meio de uma sonda de resfriamento 22, para formar desse modo um composto de fluorcarbono mais desejado que é retirado através da linha de fluxo 31, 34, 38, a bomba a vácuo 33 e o compressor 36 para o recipiente de armazenamento 40. O produto pode ser. posteriormente processado no estágio processual 44, por exemplo para extrair um determinado composto de fluorcarbono mais desejado de outros produtos menos desejados que são formados.

Em relação à Figura 3, o número de referência 100 geralmente indica uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com uma segunda modalidade da invenção.

Partes da instalação 100 que são as mesmas ou similares àquelas da instalação 10 anteriormente descrita, são indicadas com os mesmos números de referência.

Na instalação 100, o tubo ou corpo de quartzo 18 do reator 16 é inclinado num ângulo entre 5o e 60° na vertical, e é equipado com um cadinho de grafite 20, tendo anteparos internos transversais, por exemplo circunferenciais (não mostrado). O tubo 18 gira ou vibra. A carga entra pela extremidade superior do tubo 18 enquanto gases despolimerizados, isto é gases do produto, saem pela sua extremidade inferior. 0 material de enchimento extraído passa para fora do fundo do tubo 18, como indicado pela seta 102.

Com relação à Figura 4, o número de referência 150 geralmente indica uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com a terceira modalidade da invenção.

Partes da instalação 150 que são as mesmas ou similares àquelas das instalações 10, 100 anteriormente descritas, são indicadas com o mesmo número de referência.

Na instalação 150, é fornecido uma fonte de carga líquida 152. Uma linha de fluxo 154 leva da fonte 152 até o fundo do tubo de quartzo 18 do gerador 12 e até uma base 156 de grânulos de grafite.

Dessa forma, em uso, a base de grafite 156 é aquecida por meio da bobina de indução 14. A carga líquida é alimentada no fundo do cadinho, passa ascendentemente através da base de grafite, e é aquecida e dissociada como anteriormente descrito.

Com relação à Figura 5, o número de referência 200 geralmente indica uma instalação para colocar em prática um método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, de acordo com uma quarta modalidade da invenção.

Partes da instalação 200 que são as mesmas ou similares àquelas das instalações 10, 100 e 150 anteriormente descritas, são indicadas com os mesmos números de referência.

A instalação 200 inclui uma tremonha 202 para carga particulada sólida. A tremonha 202 está fixada a um alimentador em rosca 204 cuja evacuação está conectada, por meio de um conduto 206, ao fundo do tubo de quartzo 18.

Dessa forma, em uso, a carga particulada sólida é alimentada do fundo do reator 16 na direção ascendente. A medida que a carga particulada sólida é alimentada em uma direção ascendente através do reator 16 e o cadinho de grafite 20, ela alcança a zona de aquecimento de alta temperatura do reator, se dissocia e então é esfriada pela sonda 22, como foi anteriormente descrito.

Nos exemplos, foi utilizado um gerador de radiofreqüência de IOkW, 800kHz funcionando em 8kW de acordo com a instalação 10 da Figura 1. O tubo de quartzo fixo 18 do reator 16 tinha um diâmetro nominal de 70 mm e um comprimento de 300 mm. O sistema foi evacuado através de um filtro (não mostrado), por meio de uma bomba de vácuo 33 a seco de alta integridade. Todas as pressões são indicadas em kPa (a) enquanto os produtos são registrados como percentual relativo do volume.

EXEMPLO 1

A instalação 10 funcionou em uma base continua, com cerca de 2kg/h de material PTFE particulado não cheio ou gasto, sendo alimentado continuamente no cadinho 20.

Foi descoberto que o reator 16 precisava ser evacuado até um vácuo relativamente alto de modo a produzir uma quantidade máxima de TFE. Para diferentes composições de produtos, diferentes materiais de carga e parâmetros processuais serão necessários. Pressão especifica e amplitude de temperaturas serão características da composição de produto exigida. Assim, para despolimerizar o PTFE e obter o TFE como produto principal, uma temperatura de reação de 400°C a 700° C e uma pressão sub-atmosférica é exigida no reator 16.

Foi encontrado que um período de aquecimento de aproximadamente 5 minutos era necessário para atingir a temperatura operacional de 400°C a 700°C. Durante esse tempo, alguma carga estava presente no cadinho 20, embora o alimentador ainda não estivesse ativado. Essa carga amoleceu e começou a despolimerizar. Quando a temperatura operacional havia sido atingida, o alimentador 26 foi ativado para proporcionar a produção de cerca de 2kg/h. Se desejado, a produção pode variar entre lkg/h e 10kg/h de material de carga para uma instalação de 10kW.

Numa temperatura operacional de 400°C a 700°C e uma pressão sub-atmosférica de cerca de IkPa ocorreu a despolimerização imediata do PTFE por meio de pirólise, com o PTFE sendo vaporizado e quebrado em precursores de fluorcarbono ou espécies reativas. Esses precursores ou espécies reativas foram imediatamente esfriados por meio da sonda de resfriamento 22, para produzir TFE. Devido à repolimerização do gás de TFE, uma acumulação de um pó branco muito bem dividido em todas as superfícies frias do reator 16 foi observada. Isso foi subseqüentemente limpo pela sonda de resfriamento auto limpante.

Os resultados obtidos estão na Tabela 1.

Tabela 1 - Resultados Analíticos

<table>table see original document page 17</column></row><table>

O PTFE foi despolimerizado com sucesso nesse exemplo em cerca de lkW/kg de PTFE. Não foram observados problemas de parâmetros processuais importantes nem problemas de maquinaria.

A instalação ou sistema 10 foi particularmente construída para lidar com material de PTFE não diretamente usável para suplementar a produção do TFE (C2F4) que é um precursor para a fabricação de outros fluorcarbonos complexos, como por exemplo o C-C4Fs. Esse procedimento pode ser realizado no estágio 44 de procedimento. A Tabela 1 indica que rendimentos surpreendentemente altos de C2F4 foram obtidos, considerando que a configuração da instalação 10 não havia sido otimizada.

EXEMPLO 2

Nesse exemplo, a conversão do material de refugo do FEP (copolimero fluorado etileno-propileno) em produtos de alta qualidade úteis, como o TFE (tetrafluoretileno), HFP (hexafluorpropileno) ou C-C4F8 (octafluorbutileno cíclico) foi explorada como uma função da pressão do reator, para dois perfis distintos de temperatura.

Durante seqüências de testes preliminares foi encontrado que a eficiência da reação e os produtos formados são sensíveis tanto à pressão do reator quanto à temperatura do cadinho. Como uma referência para guiar os testes de dependência da pressão, outra seqüência preliminar foi realizada primeiramente. Nessa seqüência preliminar, um recipiente fechado com um volume fixo tendo sondas de medição de temperatura e pressão em seu interior foi utilizado para aquecer adicionalmente uma determinada quantidade de TFE através de um gradiente de temperatura enquanto registrava a pressão do gás como uma função da temperatura. A Figura 6 foi derivada dessa informação.

A Figura 6 mostra uma série de arcos sobrepostos a uma base gradualmente crescente de um P/T ordinário numa curva de volume constante. Isso mostra a formação de diferentes produtos a diferentes temperaturas com as mudanças de pressão correspondentes às mudanças de volume (número de moléculas). Durante uma reação de recombinação a pressão cai e durante uma reação de dissociação a pressão sobe. Um exame cuidadoso das inclinações da pressão em conjunto com informações disponíveis sobre a reação permitiu a identificação do produto dominante em cada região de temperatura. Essas estão também indicadas na Figura 6. O TFE por exemplo começa a se recombinar para formar o c-C4Fs a uma temperatura de 270°C. Por outro lado o c-C4F8 começa a se dissociar a uma temperatura de 450°C e forma o HFP. Esses produtos são estáveis quando esfriados. Como a produção do HFP era o objetivo predominante nas seqüências de testes subseqüentes, as temperaturas do cadinho foram assim escolhidas nas imediações de 600°C.

Para essas seqüências de testes subseqüentes, a instalação 10 das Figuras 1 e 2 funcionou novamente numa base contínua enquanto o FEP era alimentado continuamente no cadinho (ID = 54 mm, OD = 64 mm, comprimento = 180 mm) onde ele foi derretido e quimicamente craqueado. A bobina em torno do cadinho foi modificada para aquecer o cadinho não-uniformemente para criar um perfil de temperatura que aumentava de baixo para cima. Isso foi feito, primeiramente, para impedir a condensação do produto líquido ou sólido antes que a sonda de resfriamento fosse alcançada. Em segundo lugar, como a reação de despolimerização ocorre substancialmente no fundo do cadinho (extremidade de temperatura mais baixa), a extremidade superior do cadinho deve ser mais quente para assegurar a completa sublimaçâo do vapor. Em terceiro lugar a zona quente serve como uma zona de pré-aquecimento para as partículas do FEP à medida que elas são alimentadas no cadinho. Durante a primeira seqüência o cadinho funcionou entre 630°C e 830°C com o centro em 710°C, a seqüência sendo designada como " 630°C". A segunda seqüência funcionou entre 600°C e 780°C com o centro em 700°C, e designada assim "600°C". Os resultados estão na Tabela 2.

Tabela 2

<table>table see original document page 20</column></row><table> Tabela 3

<table>table see original document page 21</column></row><table>

Os resultados da Tabela 2 são representados graficamente na Figura 7 na qual a dependência do produto em relação à pressão e à temperatura é evidente. As Figuras 8 e 10 representam excertos da Figura 7, uma para cada um dos produtos. A Tabela 3 mostra as condições operacionais, o equilíbrio do flúor e um equilíbrio do volume total. Com respeito ao equilíbrio do volume total de 89%, os 11% da perda de volume é devido principalmente aos sólidos que se formam nas superfícies frias.

De forma geral, a Figura 7 mostra que à medida em que a pressão aumenta a produção do TFE diminui (ver também a Figura 8), o C-C4F8 se move através de um máximo (ver também a Figura 9) e o HFP aumenta (ver também a Figura 10). Os dois últimos mostram um efeito de temperatura acentuado no sentido que o perfil mais elevado de temperatura do cadinho produziu significantemente mais HFP e menos C-C4F8. Acredita-se que o tempo de retenção do gás do produto na temperatura mais alta do cadinho é suficientemente longo para formar mais HFP pela decomposição do C-C4F8. Em contraste, um efeito de temperatura muito mais brando é observado em relação à produção do TFE (Figura 8). Isso é provavelmente devido ao fato de que em ambas as seqüências a produção de TFE a uma respectiva temperatura no cadinho foi completada (ver Figura 6) quando o gás alcança a sonda de resfriamento e o que se observa aqui é a sua taxa de dissociação nos dois produtos sucessivos, cuja seletividade depende da temperatura do cadinho.

A partir do que se viu anteriormente é óbvio que por posterior experimentação padrão parâmetros de temperatura e pressão podem ser gerados para controlar mais favoravelmente a seletividade de pelo menos a maioria das combinações de produtos desejados. É também óbvio que o processo poderia ser estendido para incluir a conversão de cargas de fluorcarbono liquido não diretamente usável.

Esse método de converter FEP em produtos úteis provou ser pouco dispendioso, seguro, não prejudicial ao ambiente, versátil e fácil de operar. Combinado com uma instalação de destilação de alta pureza bem desenvolvida, produtos de alta qualidade e de alto valor podem ser produzidos.

Produtos típicos que podem ser obtidos com o método da presente invenção são cadeias CxFy, onde χ e y são inteiros. Em tais cadeias, quando direcionado à produção de TFE, o principal produto é aproximadamente 90% de TFE. Foi descoberto que o gerador de indução 12 é muito eficiente com pouca energia sendo perdida nas adjacências. A instalação 10 tem um tempo muito curto de ignição.

As vantagens do método da presente invenção são aquelas que não é exigido nenhum gás catalisador, e que o produto obtido é relativamente puro. Assim, apenas um estágio de destilação relativamente simples é exigido para separar o TFE resultante dos outros produtos obtidos.

Pelo método da presente invenção, materiais de fluorcarbono cheios e não cheios não diretamente usáveis podem ser despolimerizados e transformados em produtos relativamente puros de alto valor por meio de pirólise, com uma exigência mínima de destilação.

Claims

1. Método de tratamento de uma carga de fluorcarbono, caracterizado por o método incluir: aquecer, por meio de indução por radiofreqüência, uma zona de aquecimento de uma câmara de reação para uma temperatura que não exceda a 950°C; permitir que uma carga de fluorcarbono, compreendendo pelo menos um composto de fluorcarbono, se aqueça na zona de aquecimento; escolher uma pressão de câmara de reação e uma temperatura de zona de aquecimento de modo que o composto de fluorcarbono se dissocie ou despolimerize em pelo menos um composto de fluorcarbono mais desej ado; formar um gás produto quente compreendendo o composto mais desejado de fluorocarbono; e, resfriar o gás produto quente para estabilizar o composto mais desejado de fluorcarbono.

2. Método de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a câmara de reação ser provida por um reator compreendendo um corpo de reator cilíndrico alongado, com a câmara de reação contendo a zona de aquecimento, e com um suporte de carga sendo provido na zona de aquecimento da câmara de reação.

3. Método de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por o aquecimento por indução de radiofreqüência ser fornecido por um forno de aquecimento por indução de radiofreqüência tendo uma bobina de indução dentro da qual a zona de aquecimento do reator está localizada.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3 caracteri zado por o corpo do reator se estender verticalmente e ser estacionário.

5. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3 caracterizado por o corpo do reator estar inclinado em um ângulo na vertical e girar ou vibrar.

6. Método de acordo com a reivindicação 5 caracterizado por o reator possuir um cadinho de grafite tendo anteparos transversais para regular o tempo de residência da carga no reator.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 6 caracterizado por a carga de fluorcarbono estar na forma liquida, é uma carga pura compreendendo um único composto de fluorcarbono ou é um produto de fluorcarbono não diretamente usável compreendendo dois ou mais compostos de fluorcarbono, com um composto estando presente no produto como um componente dominante de modo que ele constitua uma proporção principal do produto, e seja alimentado no reator pelo fundo.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6 caracterizado por a carga de fluorcarbono estar na forma particulada sólida, é um material cheio ou não cheio não diretamente usável, que foi opcionalmente pré-tratado para remover contaminantes da superfície, e é alimentado no reator por cima ou pelo fundo.

9. Método de acordo com a reivindicação 8 caracterizado por a carga de fluorcarbono ser introduzida na câmara de reação pela alimentação vertical e sob gravidade na câmara de reação, imediatamente acima da zona de aquecimento e onde as partículas de carga estão em uma faixa de tamanho de 1- -10 mm.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 9 caracterizado por o resfriamento do gás produto ser realizado em uma segunda zona da câmara de reação localizada acima da zona de aquecimento ou primeira zona desse.

11. Método de acordo com a reivindicação 10 caracterizado por o resfriamento ser realizado por meio de uma sonda de resfriamento auto limpante.

12. Método de acordo com a reivindicação 11 caracterizado por a sonda de resfriamento auto limpante compreender um componente cilíndrico externo fixado ao reator, fornecendo uma passagem central e adaptado para esfriar o gás quente que venha pela passagem; uma pluralidade de dentes ou raspadores alongados e circunferencialmente espaçados que se projetam do componente externo para dentro em direção à passagem; um componente cilíndrico interno localizado com folga dentro do componente externo, com o componente interno também adaptado para esfriar o gás quente que passa pela abertura periférica entre os componentes; uma pluralidade de dentes ou raspadores alongados e circunferencialmente espaçados que se projetam do componente interno para fora em direção à passagem, com esses dentes ou raspadores estando alternados em relação aos dentes ou raspadores do componente externo; e meios de acionamento para fazer com que um componente oscile em relação ao outro componente.