DE1207370B - Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoraethylen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C07c

Deutsche Kl.: 12 ο-19/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1207 370
F41342IVb/12o
23. November 1963
23. Dezember 1965

Es ist bekannt, daß man aus Difluorchlormethan durch pyrolytische Chlorwasserstoffabspaltung bei Temperaturen oberhalb 700° C und Verweilzeiten von 0,1 Sekunden aufwärts Tetrafluoräthylen herstellen kann. Dabei ist der Anteil des Difluorchlormethans, der umgesetzt wird, umso größer, je höher die Temperatur und je länger die Verweilzeit ist.

Es ist aber andererseits nicht möglich, durch Anwendung entsprechend hoher Temperaturen und langer Verweilzeiten einen beliebig hohen Umsatz zu erzielen, weil nämlich unter den Reaktionsbedingungen das Tetrafluoräthylen selbst nur eine begrenzte Beständigkeit aufweist und zu unerwünschten Nebenprodukten weiterreagieren kann. So bildet sich nach den Untersuchungen von Atkinson und Atkinson (Journ. Chem. Soc, London 1957, S. 2086 bis 2094) aus dem Tetrafluoräthylen zunächst Perfluorcyclobutan, das oberhalb 650° C zu Perfluorpropylen weiterreagiert. Aus dem Perfluorpropylen bildet sich weiterhin Perfluorisobutylen, das thermisch sehr stabil ist, so daß bei ausreichender Verweilzeit das gesamte Tetrafluoräthylen über die Zwischenstufen Perfluorcyelobutan und Perfluorpropylen schließlich in Perfluorisobutylen übergeführt wird. Erst bei sehr drastischen Reaktionsbedingungen unterliegt dann auch das Perfluorisobutylen einer thermischen Zersetzung zu uneinheitlichen Produkten.

Bei der Pyrolyse von Difluorchlormethan entstehen nun neben dem gewünschten Tetrafluoräthylen um so größere Mengen an Perfluorcyclobutan, Perfluorpropylen und Perfluorisobutylen, je höher der Umsatz des Difluorchlormethans getrieben wird. Auf diese Weise wird also die Erzielung hoher Umsätze durch verschlechterte Ausbeuten erkauft.

Besonders unangenehm ist die Bildung dieser Nebenprodukte auch deshalb, weil sie zum Teil äußerst toxisch wirken (Perfluorisobutylen, Perfluorpropylen) und deshalb nur unter besonderen, zum Teil sehr aufwendigen Sicherheitsmaßnahmen abgeführt oder vernichtet werden können.

Bei der industriellen Erzeugung von Tetrafluoräthylen muß deshalb der Umsatz des Difluorchlormethans so gewählt werden, daß einerseits die Kosten für die Abtrennung und Rückgewinnung des nicht umgesetzten Einsatzmaterials nicht zu hoch werden, daß aber auch andererseits die Verluste durch Bildung von Nebenprodukten und die Aufwendungen zur Vernichtung bzw. Abführung dieser Nebenprodukte in erträglichen Grenzen bleiben. Im allgemeinen muß man sich aus diesem Grund auf Umsätze zwischen 30 und 50% beschränken.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Verfahren zur Herstellung von
Tetrafluoräthylen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius &Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:
Dr. Fritz Passler, Burgkirchen/Alz;
Dipl.-Ing. Heinrich Lenzmann,
Bad Soden (Taunus)

Tetrafluoräthylen durch Pyrolyse von Difluorchlormethan gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die dabei entstehenden Nebenprodukte, die höher als Tetrafluoräthylen sieden, erneut einer Pyrolyse bei 700 bis 1100° C und einer Reaktionszeit von 0,01 bis 0,5 Sekunden unterwirft, wodurch weitere Mengen Tetrafluoräthylen erhalten werden. Es kann auch bei einer Reaktionszeit von 0,05 bis 0,2 Sekunden gearbeitet werden.

Die Pyrolyse der Nebenprodukte kann in einem eigenen Reaktor erfolgen. Eine für die Praxis besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch darin, daß man die höhersiedenden Nebenprodukte gemeinsam mit dem eingesetzten Difluorchlormethan pyrolysiert. In diesem Fall braucht man aus dem Pyrolyseprodukt nur die leichtsiedenden Verunreinigungen und das reine Tetrafluoräthylen abzutrennen und kann den Rest, der das nicht umgesetzte Difluorchlormethan neben den höhersiedenden Nebenprodukten enthält, zusammen mit frischem Difluorchlormethan direkt wieder in die Pyrolyse einsetzen.

Falls das eingesetzte Difluorchlormethan schwer pyrolysierbare Verunreinigungen enthält, die im Siedebereich der höhersiedenden Nebenprodukte liegen, so kann es durch die Rückführung der Nebenprodukte allerdings zu einer unzulässigen Anreicherung dieser

so Verunreinigung kommen. Um dies zu verhindern, ist es in einem solchen Fall notwendig, einen Teilstrom der rückgeführten Nebenprodukte auszuschleusen.

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Beispiel

In einem auf 94O⁰C geheizten Platinrohr wird stündlich ein Gemisch aus

107,0 kg Difluorchlormethan, 4,5 kg Difluordichlörmethan, 6,0 kg Perfluorpropylen,. .--...-4,5 kg Perfluorcyclobutan, 0,2 kg Perfluorisobutylen, 3,3 kg Tetrafluorchloräthan, 2,0 kg Hexafluorchlorpropan

bei einer Verweilzeit von 0,1 Sekunden pyrolysiert. Nach Austritt aus dem Reaktionsrohr wird das Gemisch durch Wassereinspritzung abgeschreckt, mit Wasser von Chlorwasserstoff freigewaschen und getrocknet. Man erhält so ein gasförmiges Gemisch aus stündlich

50,0 kg Tetrafluoräthylen, 17,0 kg Difluorchlormethan,

4,5 kg Difluordichlörmethan, ^ao

6,8 kg Perfluorpropylen,

5,0 kg Perfluoreyclobutan;-

0,2 kg Perfluorisobutylen,

3,7 kg Tetrafluorchloräthan,

2,3 kg Hexafluorchlorpropan,

Spuren Fluoroform und Trifluorchlormethan.

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Das Gemisch wird auf 8 ata verdichtet, verflüssigt und einer Destillation unterworfen, bei der zuerst Fluoroform und Trifluorchlormethan abgetrieben werden und anschließend das reine Tetrafluoräthylen über Kopf genommen wird. Es verbleiben stündlich 39,5 kg Sumpfprodukt, von denen 4,4 kg ausgeschleust werden. Der Rest wird mit 91,9 kg je Stunde Difluorchlormethan, das mit 0,5 kg Difluordichlörmethan verunreinigt ist, ergänzt und ergibt so wieder die Ausgangsmischung, die in die Pyrolyse eingesetzt wird.

' Es werden also aus 91,9 kg Difluorchlormethan kg Tetrafluoräthylen gewonnen, das entspricht einer Ausbeute von 94% der Theorie. Der Umsatz beträgt hierbei 84%.

Führt man unter den Reaktionsbedingungen nur das nicht umgesetzte Difluorchlormethan, nicht aber die Nebenprodukte in die Pyrolyse zurück, so erhält man aus 91,9 kg Difluorchlormethan nur 38 kg Tetrafluoräthylen, entsprechend einer Ausbeute von 72% der Theorie.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoräthylen durch Pyrolyse von Difluorchlormethan, dadurch gekennzeichnet, daß man die dabei entstehenden Nebenprodukte, die höher als Tetrafluoräthylen sieden, erneut einer Pyrolyse bei 700 bis HQO⁰C und einer Reaktionszeit von 0,01 bis 0,5 Sekunden unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Reaktionszeit von 0,05 bis 0,2 Sekunden arbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Produkte aus der Pyrolyse der Nebenprodukte gemeinsam mit den Produkten aus der Pyrolyse des Difluorchlormethans aufarbeitet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pyrolyse der Nebenprodukte gemeinsam mit der Pyrolyse des frisch zugegebenen Difluorchlormethans in demselben Reaktor durchführt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 081 002;
britische Patentschrift Nr. 760 657.

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