DE1568910A1 - Process for the purification of bromofluorocarbons and bromochlorofluorocarbons - Google Patents
Process for the purification of bromofluorocarbons and bromochlorofluorocarbonsInfo
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Description
Kali-Chemie ' Hannover, den 14.2.1966Kali-Chemie 'Hanover, February 14, 1966
Aktiengesellschaft Dr.Ha/HAktiengesellschaft Dr. Ha / H
Verfahren zur Reingewinnung von Bromfluor- und BromchlorfluorkohlenwasserstoffenProcess for the pure recovery of bromofluorocarbons and bromochlorofluorocarbons
Die vorliegende Anmeldung hat ein Verfahren zur Reingewinnung von Bromfluor- und Bromchlorfluorkohlenwasserstoffen aus brom- und bromwasserstoffhaltigen gasförmigen Reaktionsgemischen unter gleichzeitiger Rückgewinnung des Broms zum Gegenstand.The present application has a process for the purification of bromofluorohydrocarbons and bromochlorofluorohydrocarbons from Bromine and hydrogen bromide-containing gaseous reaction mixtures with simultaneous recovery of the bromine to the Object.
Bei der thermischen Bromierung mehrfach halogenierter Kohlenwasserstoffe mit mindestens einem Wasserstoff- und einem Fluoratom, wie beispielsweise Trifluormethan, Difluormethan oder Chlordifluormethan, wird neben der entsprechenden Bromverbindung auch Bromwasserstoff gebildet. So erfolgt die Bromierung von Ohlordifluormethan zu Bromchlordifluormethan beispielsweise nach der Gleichung:In the thermal bromination of multiply halogenated hydrocarbons with at least one hydrogen and a fluorine atom such as trifluoromethane, difluoromethane or chlorodifluoromethane, is used in addition to the corresponding Bromine compound also formed hydrogen bromide. This is how the bromination of chlorodifluoromethane to bromochlorodifluoromethane takes place for example according to the equation:
(T) CHClF2 + Br2 . CBrClF2 +HBr.(T) CHClF 2 + Br 2 . CBrClF 2 + HBr.
Um möglichst hohe Ausbeuten an bromierten Verbindungen zu erhalten, wird häufig mit einem erheblichen Bromüberschuss gearbeitet. Das den Bromierungsreaktor verlassende Gasgemisch enthält in diesem Falle neben dem gewünschten Bromchlordifluormethan und der äquivalenten Menge Bromwasserstoff noch überschüssiges Brom, nicht umgesetztes Chlordifluormethan undIn order to achieve the highest possible yields of brominated compounds obtained, is often worked with a considerable excess of bromine. The gas mixture leaving the bromination reactor in this case contains the desired bromochlorodifluoromethane and the equivalent amount of hydrogen bromide excess bromine, unreacted chlorodifluoromethane and
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als Nebenprodukte Dibroindifluormethan, Dichlordifluormethan und Chlorwasserstoff sowie andere Verbindungen in sehr geringer Menge.as by-products dibroindifluoromethane, dichlorodifluoromethane and hydrogen chloride and other compounds in very small amounts.
Die bromierten Halogenkohlenwasserstoffe können auf bekannte Weise, beispielsweise durch fraktionierte Destillation, von den anderen Halogenkohlenwasserstoffen abgetrennt werden. Vorher müssen aber das Brom sowie die Halogenwasserstoffe aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden. Um die Wirtschaftlichkeit des Bromierungsverfahrens zu gewährleisten, ist erforderlich, daß dieses auf möglichst einfache Weise erfolgt. Vor allem muß aber auch der Bromwasserstoff wieder in Brom übergeführt werden, um wieder im Prozeß verwandt werden zu können.The brominated halogenated hydrocarbons can be known Way, for example by fractional distillation, can be separated from the other halogenated hydrocarbons. Before however, the bromine and the hydrogen halides must be removed from the reaction mixture. To the economy To ensure the bromination process, it is necessary that this be done in the simplest possible manner. Above all, must but also the hydrogen bromide can be converted back into bromine so that it can be used again in the process.
Die bisher bekannten Verfahren zur Aufarbeitung des bei der Bromierung erhaltenen Reaktionsgemisches haben sich als zu aufwendig erwiesen. Nach den üblichen Verfahren wird nämlich zunächst durch Kühlung des gasförmigen Reäktionsgemisches ein Teil des Broms kondensiert und in den Prozeß rückgeführt. Zur Entfernung des restlichen Broms sowie des Brom- und Chlorwasserstoffs wird das Reaktionsgemisch anschließend mit Wasser und/oder Natronlauge gewaschen. Die auf diese Weise erhaltene Bromwasserstoffsäure bzw. Natriumbromidlösung ist mit Chlorwasserstoff und kleinen Mengen Fluorwasserstoff verunreinigt und wird zur Rückgewinnung des Broms beispielsweise nach dem sogenannten Kubierschky-Prozeß durch Behandlung mit Chlor aufgearbeitet. Eine solche Aufarbeitung erfordert eine von der eigentlichen Produktionsanlage getrennte vollständige Kubierschk^y-Anlage. Das hierbei anfallende Brom ist feucht und muß vor der Rückführung getrocknet werden.The previously known processes for working up the reaction mixture obtained in the bromination have proven to be too proved elaborate. According to the usual method, a reaction mixture is initially produced by cooling the gaseous reaction mixture Part of the bromine is condensed and returned to the process. To remove the remaining bromine as well as the bromine and hydrogen chloride the reaction mixture is then washed with water and / or sodium hydroxide solution. The obtained in this way Hydrobromic acid or sodium bromide solution is with hydrogen chloride and small amounts of hydrogen fluoride and is used to recover the bromine, for example after so-called Kubierschky process worked up by treatment with chlorine. Such a work-up requires one of the actual production plant separate complete Kubierschk ^ y plant. The bromine produced here is moist and must be dried before being returned.
Es wurde nun gefunden, daß eine wesentliche Vereinfachung im Verfahren zur Reingewinnung der Bromfluor- und Bromohlorfluor- · kohlenwasserstoffe aus den brom- und bromwasserstoffhaltigenIt has now been found that a significant simplification in the process for the purification of the bromofluorine and bromofluorofluorine · hydrocarbons from the bromine and bromine-containing
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gasförmigen Reaktionsgemischen unter gleichzeitiger Rückgewinnung des Broms erreicht werden kann, wenn das den Bromierungsreaktor verlassende Gasgemisch auf eine Temperatur zwischen 0 und 300° 0» insbesondere 20 und 120° C herabgekühlt, danach das Gemisch mit der für den anwesenden Bromwasserstoff äquivalenten ohlormenge vermischt und in einem Reaktionsrohr umgesetzt wird, anschließend aus dem entstandenen Gemisch durch Abkühlen desselben ein Teil des Broms auskondensiert und die verbleibende Gasphase gewaschen, getrocknet und· fraktioniert wird. Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird somit die Abtrennung und die Oxydation des Bromwasserstoffs in einer Reaktionsstufe durchgeführt. Das dabei entstehende Brom kann zusammen mit dem bei der Bromierung nicht umgesetzten Brom sofort in den Bromierungsprozeß rückgeführt werden, da die Bromrückgewinnung im wasserfreien Medium durchgeführt wird.gaseous reaction mixtures with simultaneous recovery of the bromine can be achieved if the the bromination reactor leaving gas mixture is cooled to a temperature between 0 and 300 ° 0 »in particular 20 and 120 ° C, then mixed the mixture with the equivalent amount of ohlor for the hydrogen bromide present and in one Reaction tube is reacted, then part of the bromine is condensed out of the resulting mixture by cooling it and the remaining gas phase is washed, dried and fractionated. According to the present procedure, thus the separation and oxidation of hydrogen bromide carried out in one reaction stage. The resulting bromine can together with that not reacted during the bromination Bromine can be returned immediately to the bromination process, since the bromine recovery is carried out in an anhydrous medium.
Nach Abtrennen des auskondensierten Broms können die im Gasgemisch verbliebenen Bromreste mit einem für Brom selektiven Lösungsmittel, beispielsweise Dibromäthan oder Brombenzol, aus dem Gasgemisch abgetrennt werden. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß auch die Bromreste nicht mit einer wäßrigen Phase in Berührung kommen und somit ohne vorherige Tro'cknung in den Bromierungsprozeß rückgeführt werden können. Aus diesen Lösungsmitteln kann Brom nämlich durch Erwärmen wieder ausgetrieben werden. Anschließend wird das Gemisch zur Entfernung von Chlorwasserstoff sowie Spuren von noch enthaltenen anderen Halogenwasserstoffen mit Wasser und/oder Alkalilauge behandelt.After the condensed bromine has been separated off, they can be present in the gas mixture Remaining bromine residues with a solvent that is selective for bromine, for example dibromethane or bromobenzene, be separated from the gas mixture. This procedure has the advantage that the bromine residues are not mixed with an aqueous one Phase come into contact and can thus be returned to the bromination process without prior drying. the end This is because bromine can be expelled from these solvents by heating. Then the mixture is used for removal of hydrogen chloride and traces of other hydrogen halides still present with water and / or alkali lye treated.
Es ist aber auch möglich, nach der Abtrennung des auskondensierten Broms die im Gasgemisch verbliebenen Bromreste sofort durch Waschen mit Wasser und/oder Alkalilauge zusammen mit dem im Gasgemisch befindlichen Chlorwasserstoff sowie den in Spuren anwesenden Brom- und Fluorwasserstoffen aus dem Gasgemisch abzutrennen. Das Brom kann dann gegebenenfalls aus derBut it is also possible after the separation of the condensed Bromine the bromine residues remaining in the gas mixture immediately by washing with water and / or alkali together with the hydrogen chloride in the gas mixture and the in Separate traces of present bromine and hydrogen fluoride from the gas mixture. The bromine can then optionally from the
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angesäuerten Lösung mit Dampf ausgetrieben oder mit Hilfe · eines organischen Lösungsmittels extrahiert und zurückge- ' wonnen werden.acidified solution expelled with steam or with the help of extracted and recovered from an organic solvent.
Die nach Abtrennen dee Broms und der Halogenwasserstoffe verbliebenen Restgase werden dann in üblicher Weise, z.B. durch Fraktionierung, aufgetrennt. Überraschenderweise hat sich erwiesen, daß die Zusammensetzung des den Bromierungsreaktor verlassenden Gemisches der halogenierten Kohlenwasserstoffe durch die thermische Behandlung mit Chlor in keiner Weiee geändert wird. Bs treten somit keine Ausbeuteverluste bei den bromierten Endprodukten auf und die noch nicht umgesetzten wasserstoffhaltigen Ausgangsprodukte können wieder in den Prozeß zurückgeführt werden. Somit ist 'auch in dieser Hinsicht die Rentabilität des Verfahrens gegeben.The after separation of the bromine and the hydrogen halides remaining residual gases are then removed in the usual way, e.g. by fractionation. Surprisingly, it has been found that the composition of the bromination reactor leaving mixture of halogenated hydrocarbons due to the thermal treatment with chlorine in none Weiee is changed. There are therefore no losses in yield in the case of the brominated end products and the not yet converted hydrogen-containing starting products can again be fed back into the process. The process is therefore profitable in this respect as well.
Bin bei der Bromierung von OhIordifluormethan kontinuierlich
entstehendes und in einer Menge von 120 Litern/h (unter Hormalbedingungen) anfallendes Gasgemisch mit der durchschnittlichen
Zusammensetzung!
35,8 Vol.-?6 HBr
3,4 Vol.-i» HOl
35,3 Vol.-?G Cf2OlBr
5,2 Vol.-# OF2Br2
1,9 Vol.-i* OP2OlH
18,0 Vol.-# Br2 During the bromination of ohlordifluoromethane I am a gas mixture with the average composition which is continuously produced and in an amount of 120 liters / h (under normal conditions)!
35.8 vol .-? 6 HBr
3.4 Vol. -I »HOl
35.3 vol .-? G Cf 2 OlBr
5.2 vol .- # OF 2 Br 2
1.9 vol. -I * OP 2 OlH
18.0 vol. # Br 2
wurde auf etwa 100° C abgekühlt und kontinuierlich mit Chlorgas so vermischt, daß zu je 100 Litern (unter Normalbedingungen) des Gasgemisches 18 Liter (unter normalbedingungen) Chlor zugefügt v/urden. Das entstehende Gasgemisch wurde anschließend durc. ein mit Glaskugeln gefülltes Rohr geleitet und danach in einen Kühler auf 0° 0 abgekühlt. Anschließend r wurde das Gn, mit Dibromäthan gewaschen und durch zwei mit . . · Wasser gefügt.. Waisehflaschen geleitet. Nach zweistündigerwas cooled to about 100 ° C. and continuously mixed with chlorine gas in such a way that for every 100 liters (under normal conditions) of the gas mixture 18 liters (under normal conditions) of chlorine are added. The resulting gas mixture was then durc. passed a tube filled with glass balls and then cooled to 0 ° 0 in a cooler. Then r was the Gn, washed with dibromoethane and through two with. . · Water added .. Orphan bottles passed. After two hours
309829/168J309829 / 168J
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Versuchsdauer hatten sich im Kühler 180 g Brom abgeschieden und das Dibromäthan hatte 130 g Brom aufgenommen. In den Waschflaschen konnten nur noch Spuren an Brom bzw. Bromwasserstoff nachgewiesen werden.During the course of the experiment, 180 g of bromine had separated out in the cooler and the dibromoethane had absorbed 130 g of bromine. In the Wash bottles could only be found in traces of bromine or hydrogen bromide.
Das verbleibende Gasgemisch hatte ein Volumen von 101 Litern und die ZusammensetzungtThe remaining gas mixture had a volume of 101 liters and the composition t
86,2 Vol.-#86.2 vol. #
8.1 Vol.-$8.1 vol .- $
4,5 Vol.-?i OF2OlH4.5 vol .-? I OF 2 OlH
1.2 Yol.-# Sonstige Gase1.2 Yol .- # Other gases
Ein durch Bromierung von !rifluormethan kontinuierlich und in einer Menge von 250 Litern/h (unter Normalbedingungen) entstehendes Gasgemisch mit der durchschnittlichen Zusammensetzung» One by bromination of rifluoromethane continuously and in an amount of 250 liters / h (under normal conditions) resulting gas mixture with the average composition »
39,0 V0I.-5S HBr39.0 V0I.-5S HBr
38,7 Vol.-Si CF3Br
2,5 Vol.-?S CF3H38.7 vol Si CF 3 Br
2.5 vol .-? S CF 3 H
19,7 Vol,-# Br,19.7 Vol, - # Br,
'2'2
wurde auf etwa 100° C abgekühlt und kontinuierlich mit Chlorgas so vermischt, daß zu je 100 Liter (unter ITormalbedingungen) des Gemisches 19,5 Liter Chlor (unter Normalbedingungen) zugefügt wurden. Das entstehende Gasgemisch wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt..Fach sweistündiger Versuchsdauer hatten sich im Kühler 430 g Brom abgeschieden und das Dibromäthan hatte 268 g Brom aufgenommen. In den Waschflaschen konnten nur noch Spuren an Brom und Bromwasserstoff nachgewiesen werden^ Das verbleibende Gasgemisch hatte ein Volumen von 199 Litern und die Zusammensetzungi was cooled to about 100 ° C and continuously with Chlorine gas mixed in such a way that every 100 liters (under normal conditions) of the mixture 19.5 liters of chlorine (under normal conditions) were added. The resulting gas mixture was further treated as described in Example 1 An experiment lasting two hours had contained 430 g of bromine in the cooler deposited and the dibromoethane had taken up 268 g of bromine. Only traces of bromine and Hydrogen bromide can be detected ^ The remaining gas mixture had a volume of 199 liters and the composition i
93,5 % CF3Br
6,0 H1 CF3H93.5 % CF 3 Br
6.0 H 1 CF 3 H
. 009829/1680 . 009829/1680
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