DE1206424B - Verfahren zum Abtrennen von Difluormethan aus Gemischen von Difluormethan und Tetrafluoraethylen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Abtrennen von Difluormethan aus Gemischen von Difluormethan und .Tetrafluoräthylen Tetrafluoräthylen, das als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Polytetrafluoräthylen dient, wird durch thermische Abspaltung von Chlorwasserstoff aus Difluorchlormethan hergestellt. Bei dieser Reaktion entsteht Tetrafluoräthylen als Hauptprodukt neben einer Reihe anderer fluorierter Kohlenwasserstoffe, deren Abtrennung jedoch größtenteils ohne Schwierigkeit durch Rektifikation erfolgen kann.
• Mit großen Verlusten an Tetrafluoräthylen ist dagegen die Abtrennung des als Nebenprodukt anfallenden Difluormethans verbunden, da diese Verbindung mit Tetrafluoräthylen ein azeotropes Gemisch bildet, das zu annähernd 95 Volumprozent aus Tetrafluoräthylen und nur zu etwa 5 Volumprozent aus Difluormethan besteht. Die sich hieraus ergebenden Verluste an Tetrafluoräthylen, die etwa 50/o der Gesamtausbeute betragen, mußten bisher in Kauf genommen werden.
• Es wurde nun ein Verfahren zum Abtrennen von Difluormethan aus Gemischen von Difluormethan und Tetrafluoräthylen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das zu trennende Gemisch bei Temperaturen zwischen -50 und +50°C, vorzugsweise zwischen +20 und +30"C, durch eine Schicht von synthetischen Alumosilikaten mit Zeolithstruktur geleitet wird.
• Als besonders geeignet haben sich synthetische Alumosilikate mit Zeolithstruktur erwiesen, deren wirksamer Porendurchmesser etwa 4 Ä beträgt.
• Wegen der gegenüber Tetrafluoräthylen kleineren Molekülgröße sowie wegen der starken Polarität des Moleküls tritt Difluormethan in die Kristailhohiräume solcher Alumosilikate bevorzugt ein. Werden synthetische Zeolithe mit größeren Porendurchmessern verwendet, so wird nicht nur Difluormethan, sondern auch Tetrafluoräthylen stark adsorbiert. Es wird zwar bei weiterer Zufuhr von difluormethanhaltigem Gemisch aus der Sorptionsschicht verdrängt, so daß auch mit solchen Zeolithen größeren Porendurchmessers eine gute Abtrennung des Difluormethans erzielt wird.
• Hierbei tritt jedoch zu Beginn der Beladung wegen der starken Adsorption von Tetrafluoräthylen eine kräftige Erwärmung der Sorptionsschicht auf, weshalb die Verwendung von Zeolithen mit größerem Porendurchmesser als 4 Å weniger vorteilhaft ist.
• Die difluormethanhaltige Fraktion wird nach der Destillation einer Adsorptionskolonne zugeleitet, die mit einem synthetischen Alumosilikat der gekennzeichneten Art beschickt ist. Das die Kolonne verlassende Tetrafluoräthylen enthält kein Difluormethan mehr und kann der Polymerisation zugeführt werden.
• Sobald die Aufnahmefähigkeit der Adsorptions- kolonne erschöpft ist, ist es erforderlich, diese durch Desorption wieder betriebsbereit zu machen. Die Desorption kann nach üblichen Verfahren, beispielsweise durch Druckverminderung oder durch Ausheizen, erfolgen. Das Ausheizen muß unter Sauerstoffabschluß, beispielsweise unter Durchleiten von Stickstoff, vorgenommen werden, da Difluormethan mit Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxyd und Fluorwasserstoff reagiert. Fluorwasserstoff greift den Zeolith an und setzt seine Sorptionsfähigkeit herab. Die Kolonne steht nach der Desorption des aufgenommenen Difluormethans wieder zur Verfügung. Während des Desorptionsvorgangs wird der Gasstrom zweckmäßig auf eine andere Kolonne geschaltet.
• Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbare Trennung von Difluormethan und Tetrafluoräthylen wird am folgenden Beispiel zahlenmäßig gezeigt.
• Beispiel Ein Glasrohr von 13 mm Durchmesser wurde mit 6 g eines synthetischen Zeoliths mit einem wirksamen Porendurchmesser von etwa 4 Å 6 cm hoch gefüllt.
• Durch diese Säule wurde ein Gemisch folgender Zusammensetzung geleitet: C2F4 ................. 93,5 Volumprozent CH2F2 ............... 5,9 Volumprozent CHF3 ................ 0,6 Volumprozent CH2 = CHF .......... 0,03 Volumprozent Diese Zusammensetzung entspricht der des Vorlaufs, der bisher bei der Herstellung von Tetrafluoräthylen aus Difluorchlormethan verworfen wurde.
• Das Gasgemisch durchströmte die Sorptionsschicht bei 25°C unter einem Druck von einer Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von 10 Nl/h (1 Nl-Normalliter, 1 1 Gas bei 0°C und 760 mm Hg). Die adsorbierte Gasmenge wurde manometrisch gemessen. Die Zusammensetzung des Gemisches wurde vor und hinter der Sorptionsschicht gaschromatographisch ermittelt.
• Erst nachdem 3,4 N1 Gas die Sorptionsschicht durchströmt hatten, ließ sich im gereinigten Gas Difluormethan nachweisen. Die Beladung des Adsorptionsmittels betrug hierbei unter den gewählten Bedingungen 33,4 Nml/g.
• Das adsorbierte Gas wurde durch Erhitzen auf 250°C im Vakuum desorbiert und in einer mit flüssigem Stickstoff gekühlten Kältefalle aufgefangen. Es hatte folgende Zusammensetzung: CH2F2 ............... 85 Volumprozent C2F2 ................. 11 Volumprozent C H F3 1,8 Volumprozent Co2 zuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzuzu1,2 Volumprozent CH2 = CHF .......... 1,0 Volumprozent Diese Gasmenge entspricht etwa 601, des eingesetzten Ausgangsgemisches.
• Eine einfache Rechnung ergibt somit, daß es bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung möglich ist, die Ausbeuteverluste an Tetrafluoräthylen gegenüber dem bisher Erreichbaren um etwa den Faktor 200 zu vermindern.
• Andere Adsorptionsmittel, wie Silikatgel oder Aktivkohle, zeigten praktisch keinerlei Trennwirkung.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Abtrennen von Difluormethan aus Gemischen von Difluormethan und Tetrafluoräthylen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gemisch bei Temperaturen zwischen -50 und +50"C, vorzugsweise zwischen +20 und +30°C, durch eine Schicht von synthetischen Alumosilikaten mit Zeolithstruktur geleitet wird.
2. 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß synthetische Alumosilikate mit Zeolithstruktur verwendet werden, deren wirksamer Porendurchmesser etwa 4 Å beträgt.