DE2221844C3 - Process for the perfluorination of perchlorinated carbonyl compounds - Google Patents

Process for the perfluorination of perchlorinated carbonyl compounds

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DE2221844C3
DE2221844C3 DE19722221844 DE2221844A DE2221844C3 DE 2221844 C3 DE2221844 C3 DE 2221844C3 DE 19722221844 DE19722221844 DE 19722221844 DE 2221844 A DE2221844 A DE 2221844A DE 2221844 C3 DE2221844 C3 DE 2221844C3
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Albert; Putters Robert; Paris1; Wetroff Georges Le Thillay; Antonini (Frankreich)
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Rhone-Progil S.A., Paris
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3 43 4

• is bleibt die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens dung erhalten. Es wird auch angestrebt, die Zersetzung -Hch schwach: wird auf diese Weise bei 300 bis der eingesetzten organischen Verbindung infolge von 13VfC: mit einem Durchsatz von 310 g HF und von Nebenreaktionen auf weniger als 5 Molprozent, all- **! ,THexachloraceton je Stunde und je kg Kataly- gemein auf weniger als 3 Molprozent zu begrenzen.• The efficiency of this procedure is retained. The aim is also to keep the decomposition -Hch weak: in this way at 300 to the organic compound used as a result of 13 VfC : with a throughput of 310 g HF and side reactions to less than 5 mol percent, all- **! To limit thexachloroacetone per hour and per kg of catalyst to less than 3 mol percent.

Bearbeitet, so beträgt der mittlere Umwand- 5 Schließlich soll die angestrebte perfluorierte Verbin-Edited, the mean conversion is 5 Finally, the desired perfluorinated compound should

*tOrprad beim Durchgang der Reaktionspartner dung in einem einzigen Durchgang der Reaktions-* tOr prad when the reactants pass through in a single pass of the reaction

^MMh 45°/ und das Produkt enthält 89,4% Hexa- partner durch die Fluorierungszone mit einer Pro-^ MMh 45 ° / and the product contains 89.4% hexa-partners due to the fluorination zone with a pro-

WP1^1 ^tsprechend einer Produktion von 53 g duktivität von mehr als 100 g je Stunde und je kgWP 1 ^ 1 ^ corresponding to a production of 53 g productivity of more than 100 g per hour and per kg

α "fluoraceton je Stunde und je kg Katalysator. Katalysator erhalten werden.α "fluoroacetone per hour and per kg of catalyst. Catalyst can be obtained.

Vrsucht man die Leistungsfähigkeit der Anlage io Die gestellten Aufgaben werden mit HiUe des in denIf one examines the efficiency of the system io The tasks set are described in the

h weitere Temperatursteigerung reell zu erhöhen, vorstehenden Ansprüchen gekennzeichneten erfin- h to actually increase further temperature increase, inventively characterized in the preceding claims

wc E bnisse sehr schlecht, weil die Aus- dungsgemäßen Verfahrens gelöst. Diesem liegt diewc results very bad because the method according to the invention was solved. This is the one

f t an Hexafluoraceton auf 20% fällt infolge der Feststellung zugrunde, daß die Perfluoriening einerf t of hexafluoroacetone to 20% falls as a result of the finding that the perfluorine ring is a

L rhen Spaltung der Verbindungen bei einer perchlorierten Verbindung eine Reihe von aufeinander-When the compounds are split in a perchlorinated compound, a series of successive

• «tür von 380 bis 4500C, bei einem Durchsatz 15 folgenden Reaktionen entsprechend dem folgenden Temperaiu» Hexachloraceton je stunde und je kg Schema umfaßt, wobei jede der dargestellten Reakv0Ital sator Ds** Ausbeute an Hexafluoracetou bleibt tionen einen Fluorierungsschritt bedeutet.• comprises «door 380 to 450 0 C, at a flow rate 15 following reactions according to the following Temperaiu" hexachloroacetone e j hour and per kg scheme, each of the illustrated Reakv remains 0I tal sator Ds ** Yield of Hexafluoracetou functions a fluorination means .

«ring und infolge des Verlustes des Produktes durch«Ring through and as a result of the loss of the product

Zersetzung ist dieser Weg nicht gangbar R _ CCl3 + HF ^ HCl + R — CCl1FDecomposition is not feasible this way R _ CCl 3 + HF ^ HCl + R - CCl 1 F

Analoge Beobachtungen lassen sich bei der Fluone- *ο R _ caFj Analogous observations can be made with the Fluone- * ο R _ caFj

Λ« Trichloracetvlchlond machen: bei Tempe- Λ ^ * ^ Λ «Make trichloroacetyl chloride: at tempe- Λ ^ * ^

Wr„U voISo bis?25°C werden lediglich 62,5 Mol- R = Rest mit Carbonylgruppe. W r "U voISo up to? 25 ° C only 62.5 mol- R = remainder with carbonyl group.

♦ »im>« Gemisches aus Trifluoracetylfluorid und .♦ »im>« mixture of trifluoroacetyl fluoride and.

CÄdfluoScetylfluorid erhalten, welches vor Im Verlauf der Reakäon enthält das Reakt.ons-CÄdfluoScetylfluorid received, which before In the course of the reaction contains the Reakt.ons-

1,Tdiese letztere Verbindung enthält, die jedoch *5 gemisch infolgedessen ein Gemisch aus percWor-1, T this latter compound contains, which however * 5 mixture as a result is a mixture of percWor-

*· M die Jnsestrebte perfluorierte Verbindung ist. fluorierten Zwischenverbindungen, welches durch das* · M is the desired perfluorinated compound. fluorinated intermediates, which is produced by the

ωΐη weiteres bekanntes Verfahren zum Fluorieren mittlere Verhältnis von Fluoratomen zu Chloratome ω ΐ η another known method for fluorinating average ratio of fluorine atoms to chlorine atoms

Haloeen erhaltenen Carbonylverbindungen mit für jedes organische Molekül im Gemisch gekenn-Haloeen carbonyl compounds with each organic molecule in the mixture identified

I0U- α Kohlenstoffatomen im Molekül arbeitet ein- zeichnet werden kann. . I 0 U- α carbon atoms in the molecule works can be drawn. .

\ l\m TeSatuäereich von 150 bis 4000C in 30 Verbindungen, die ernndungsgemaß perfluone t \ l \ m TeSatuäbereich from 150 to 400 0 C in 30 compounds, which according to the nomination perfluone t

g^t bSimmter Chromoxyfluoridkontakte werden, sind z.B. Trichloracetylchlond Hexachlor- g ^ t bSimmter chromium oxyfluoride contacts are e.g. Trichloracetylchlond Hexachlor-

14 43 83^ Auch bei diesem Verfahren aceton, Octachlorbutanon, Trichloracetaldehyd und14 43 83 ^ Also in this process acetone, octachlorobutanone, trichloroacetaldehyde and

: odn°r in 7 5 Stunden nur 72 bis 74 Mol- Pentachlorpropionylchlond.: or in 7 5 hours only 72 to 74 mol pentachloropropionyl chloride.

L^S aus Trichloracetylchlorid Es ist wichtig und stellt ein Merkmal des erfindungs-L ^ S from trichloroacetyl chloride It is important and represents a feature of the fictional

an Hexafluoraceton und 35 gemäßen Verfahrens dar, daß die beiden ersten^Pe -of hexafluoroacetone and 35 according to the method that the first two ^ Pe -

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Verbindungen ^a,ge^nen *,reichConnections ^ a, ge ^ nen * , rich

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3 ESSI^SSS3 ESSI ^ SSS

„iert wird als das Verhältnis der Anzahl Mole HM lh ™£ eingeseSten perchlorierten Veran der Reaktion ^f^^}^^^ bSung S unktionellen Gruppen. Sie hängt weker-MoIe HF, die theoretisch fa die Ρ«3»°™™^~Γ 6 J^ ab 8 von anderen Reaktionsbedingungen wie Vereingesemen organischen Verbmdungerforderuch sind 65 mn^o Reaktionszone, Molverhältnis vonIt is expressed as the ratio of the number of moles of HM lh ™ £ included perchlorinated causes of the reaction ^ f ^^} ^^^ bSung S unfunctional groups. It depends on weker-MoIe HF, which theoretically fa the Ρ «3» ° ™ ^ ~ Γ 6 J ^ from 8 other reaction conditions such as combined organic compounding requirements are 65 mn ^ o reaction zone, molar ratio of

Die ausströmenden dampf^migen W«^ V«_ S«i Fluorwasserstoffsäure zu eingesetzter per-STn°en ^SSÜ ^SSi^ Verbin- chlorierter Verbindung und Katalysatoraktivität.The outflowing vaporous water hydrofluoric acid to the used per-ST n ° en ^ SSÜ ^ SSi ^ connection- chlorinated compound and catalyst activity.

Diese Wahl der Temperaturen in jeder Zone ist wesentlich, um insbesondere die angestrebte hohe Leistungsfähigkeit des Verfahrens zu erreichen.This choice of temperatures in each zone is essential in order to achieve the desired high temperature in particular To achieve the efficiency of the process.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß die für die zweite Zone festgelegte Temperatur die entscheidenste S ist, weil die in dieser Zone vorhandenen Verbindungen zur Zersetzung neigen und außerdem eine deutlich geringere Fluorierungsgeschwindigkeit zeigen als die Verbindungen, welche in die erste Zone eingespeist werden. Die Wahl dieser Temperatur muß deshalb vernünftig getroffen werden; sie stellt einen Kompromiß dar zwischen siner relativ niedrigen Temperatur, wie 25O0C, bei weicher die thermische Zersetzung vermieden wird und einer höheren Temperatur, wie 275° C, bei welcher die Fluorierungsgeschwindigkeit erhöht wird. Die nachfolgenden Beispiele beschreiben im einzelnen, wie dieser Kompromiß im Einzelfalle realisiert werden kann.The Applicant has found that the temperature established for the second zone is the most critical S because the compounds present in this zone tend to decompose and also show a significantly lower rate of fluorination than the compounds which are fed into the first zone. The choice of this temperature must therefore be made sensibly; it represents a compromise between siner relatively low temperature, such as 25O 0 C in softer the thermal decomposition is prevented, and a higher temperature such as 275 ° C, wherein the Fluorierungsgeschwindigkeit is increased. The following examples describe in detail how this compromise can be implemented in individual cases.

In der ersten Zone kann auf Grund der relativ hohen Fluorierungsgeschwindigkeit der eingesetzten Ver- ao bindungen die Temperatur auf 220 bis 250° C begrenzt werden. In der dritten Zone hingegen erfordert die vollständige oder totale Perfluorierung in einem einzigen Durchgang der Reaktionspartner entlang des Katalysators eine wesentlich höhere Temperatur, die zudem je nach Beschaffenheit der angestrebten perfluorierten Verbindung stark schwanken kann. In dieser dritten Zone ist jedoch die Gefahr dT thermischen Zersetzung der dort vorhandenen Verbindungen sehr gering, und die Temperatur kann daher auf oberhalb 275 bis zu 35O0C festgelegt werden, ohne daß die Endausbeute an angestrebter perfluorierter Verbindung durch Nebenreaktionen merklich eingeschränkt wird.In the first zone, due to the relatively high rate of fluorination of the compounds used, the temperature can be limited to 220 to 250 ° C. In the third zone, however, the complete or total perfluorination in a single pass of the reactants along the catalyst requires a significantly higher temperature, which can also vary greatly depending on the nature of the desired perfluorinated compound. In this third zone, however, the risk dT is thermal decomposition of the present there compounds are very low, and the temperature can therefore be set 275 to 35O 0 C to above without the final yield of aspired perfluorinated compound by side reactions is remarkably limited.

Wird die Temperatur der drei aufeinanderfolgenden Reaktionszonen in der angegebenen Weise eingestellt, so kann die Verweilzeit der Reaktionspartner in jeder einzelnen Zone auf Werte von 2 bis 10 Sekunden festgelegt werden: diese Verweilzeit wird bestimmt für die gasförmigen Reaktionspartner unter den vorherrsehenden Temperatur- und Druckbedingungen und mit Bezug auf das Gesamtvolumen jeder Zone ohne Berücksichtigung des vom Katalysator eingenommenen Volumens. Die maximale Leistung wird dadurch erzielt, daß man die in jeder Zone praktisch vorherrsehende Temperatur so steuert, daß die Geschwindigkeit des Verbrauchs der Fluorwasserstoffsäure in jeder Zone praktisch in derselben Größenordnung liegt. Dies hat zur Folge, daß die Verweilzeit der Reaktionspartner in jeder der drei Zonen abhängt von dtr Menge Fluorwasserstoffsäure, die dort reagieren soll. Diese Bedingung wird in der Praxis auf sehr einfache Weise verwirklicht: Beispielsweise wird, wenn der Reaktor über seine Gesamtlänge hinweg denselben Querschnitt aufweist, die Länge jeder Zone so eingestellt, daß sie im wesentlichen der Menge Fluorwasserstoffsäure entspricht, welche dort reagieren soll. In der Tat verläuft die Reaktion praktisch ohne Veränderung der Molzahl, weil die Nebenreaktionen der Zersetzung auf ein Minimum reduziert werden, die Fluorierung mit gleichbleibender Molzahl verläuft. Werden daher auf diese Weise bestimmte Längen jeder Reaktionszone zugeteilt, so sind die entsprechenden Verweilzeiten etwa proportional der Menge Fluorwasserstoffsäure, die dort reagieren soll. Weiterhin kann berücksichtigt werden, daß bei einer gegebenen Einspeisung in jede Zone die tatsächlichen Verweilzeiten ebenfalls in Abhängigkeit von der in jeder Zone vorherrschendenWill be the temperature of the three consecutive Reaction zones set in the manner indicated, the residence time of the reactants in each individual zone can be set to values from 2 to 10 seconds: this dwell time is determined for the gaseous reactants under the prevailing temperature and pressure conditions and with respect to the total volume of each zone without taking into account the volume occupied by the catalyst. The maximum performance is thereby achieved that the temperature practically prevailing in each zone is controlled so that the rate of consumption of hydrofluoric acid in each Zone is practically of the same order of magnitude. This has the consequence that the residence time of the reactants in each of the three zones depends on the amount Hydrofluoric acid, which is supposed to react there. This condition is put into practice in a very simple way realized: For example, if the reactor has the same cross-section over its entire length has, the length of each zone is adjusted so that it corresponds substantially to the amount of hydrofluoric acid which is to react there. Indeed it runs the reaction practically without changing the number of moles, because the side reactions of the decomposition on one Minimum are reduced, the fluorination proceeds with a constant number of moles. Will therefore be on In this way, given lengths to each reaction zone, the corresponding residence times are given roughly proportional to the amount of hydrofluoric acid that is supposed to react there. Furthermore can be taken into account that for a given feed into each zone the actual residence times also depend on that prevailing in each zone Temperatur schwanken, vor allem dann, wenn die extremen Temperaturen deutlich verschieden sind.Temperature fluctuates, especially when the extreme temperatures are significantly different.

Ein derartiges Vorgehen ist jedoch nicht von entscheidender Bedeutung für das vorliegende Verfahren. Es kann im Gegenteil notwendig sein, die Verweilzeit in einer der drei Zonen zu verlängern, vor allem in der dritten Zone, um bessere Ausbeuten an angestrebter perfluorierter Verbindung zu erzielen.However, such a procedure is not of critical importance for the present method. On the contrary, it may be necessary to lengthen the residence time in one of the three zones, especially in the third zone in order to achieve better yields of the desired perfluorinated compound.

Die Bestimmung der Verweilzeit in jeder Zone im Hinblick auf eine maximale Leistungsfähigkeit oder Produktivität soll zum besseren Verständnis an Hand des Beispiels der Fluorierung von Hexachloraceton erläutert werden.Determining the residence time in each zone for maximum efficiency or For a better understanding, productivity should be based on the example of the fluorination of hexachloroacetone explained.

In der ersten Zone wird bei einer Temperatur von 236° C die partielle Fluorierung von Hexachloraceton durchgeführt, bis ein Gemisch aus perchlorfluorierten Verbindungen erhalten wird, welche im Mittel 2,6 Fluoratome je organisches Molekül enthalten: Die beiden ersten Schritte werden so vollständig durchgeführt, und das Gemisch der Zwischenverbindungen, welche aus der ersten Zone austritt, weist eine mittlere Zusammensetzung der Formel C3OCl34Fj,, auf.In the first zone, the partial fluorination of hexachloroacetone is carried out at a temperature of 236 ° C. until a mixture of perchlorofluorinated compounds is obtained which contains on average 2.6 fluorine atoms per organic molecule: The first two steps are carried out completely, and the mixture of intermediate compounds exiting the first zone has an average composition of the formula C 3 OCl 34 FIG.

In der zweiten Zone wird bei 265°C die Fluorierung der organischen Verbindungen weitergeführt, bis ein Gemisch aus perchlorfluorierten Verbindungen erhalten wird, welches im Mittel 4,4 Fluoratome je organisches Molekül enthält, was einem Gemisch aus Zwischenverbindungen der allgemeinen Formel C3OCl18F4-4 entspricht, bei welchen das Verhältnis von Anzahl Fluoratome zu Anzahl Chloratome gleich 2,75 ist, d. h. über 1,5 liegt. Es müssen dann noch 1,6 Mol HF je Mol organischer Verbindung umgesetzt werden, um die vollständige Perfluorierung zu erreichen; dies geschieht in einer dritten Zone bei 310°C. Die Verweilzeit in den drei aufeinanderfolgenden Zonen beträgt 6 Sekunden, 4,1 Sekunden und 3S5 Sekunden; hieraus läßt sich unter Berücksichtigung der Temperaturen und des Gesamtdurchsatzes die Abmessung jeder Zone errechnen. Die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit in den drei Zonen beträgt etwa 0,38 Mol HF je Sekunde und je Mol Hexachloraceton.In the second zone, the fluorination of the organic compounds is continued at 265 ° C. until a mixture of perchlorofluorinated compounds is obtained which contains an average of 4.4 fluorine atoms per organic molecule, which is a mixture of intermediate compounds of the general formula C 3 OCl 18 F 4-4 corresponds, in which the ratio of the number of fluorine atoms to the number of chlorine atoms is equal to 2.75, ie is greater than 1.5. 1.6 moles of HF per mole of organic compound must then be converted in order to achieve complete perfluorination; this takes place in a third zone at 310 ° C. The residence time in the three successive zones is 6 seconds, 4.1 seconds and 3 S 5 seconds; the dimensions of each zone can be calculated from this, taking into account the temperatures and the total throughput. The average reaction rate in the three zones is about 0.38 moles of HF per second and per mole of hexachloroacetone.

Selbstverständlich müssen die Temperaturen und Verweilzeiten in den drei Zonen experimentell festgelegt und für jeden einzelnen Fall besonders ermittelt werden.Of course, the temperatures and dwell times in the three zones must be established experimentally and specially determined for each individual case will.

Für das Verfahren nach der Erfindung ist es unbedingt notwendig, daß die beiden ersten Fluorierungsschritte vollständig in der ersten Zone erfolgen. Infolgedessen ist die Anzahl Mole Fluorwasserstoffsäure, weiche in den beiden darauffolgenden Zonen reagieren sollen, kleiner als n—2, wobei π die Anzahl Mole HF ist, welche der Perfluorierung der eingesetzten Ausgangsverbindung ist und beispielsweise für Trichloracetylchlorid 4, für Pentachlorpropionylchlorid und Hexachloraceton 6 und für Perchlorbutanon 8 beträgt. Diese Unterschiede, gegeben durch die eingesetzte Ausgangsverbindung, erfordern ein besonderes Studium der Betriebsbedingungen in jedem einzelnen Fall. So wird die untere Grenze des Verhältnisses von Anzahl Fluoratome zu Anzahl Chloratome, welches erfindungsgemäß beim Austritt aus der zweiten Zone erreicht sein soll, vorzugsweise auf oder über 3 festgelegt im Falle von Trichloracetylchlorid und Trichloracetaldehyd und auf 2 im Falle von Hexachloraceton. Bei Octachlorbutanon soli dieser Grenzwert mindestens 1,5 sein und erreicht den die Erfindung definierenden charakteristischen Wert.For the process according to the invention it is absolutely necessary that the first two fluorination steps take place completely in the first zone. As a result, the number of moles of hydrofluoric acid is soft in the two subsequent zones should respond, smaller than n-2, where π is the number Mole HF, which is the perfluorination of the starting compound used and, for example, for Trichloroacetyl chloride 4, for pentachloropropionyl chloride and hexachloroacetone 6 and for perchlorobutanone 8 amounts to. These differences, given by the starting compound used, require a special one Study of the operating conditions in each individual case. So becomes the lower limit of the ratio of Number of fluorine atoms to number of chlorine atoms, which according to the invention when leaving the second zone should be reached, preferably set to or above 3 in the case of trichloroacetyl chloride and trichloroacetaldehyde and to 2 in the case of hexachloroacetone. This limit value should be used for octachlorobutanone be at least 1.5 and reach the characteristic value defining the invention.

Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird von demThe efficiency of the procedure is determined by the

Druck beeinflußt, unter dem die Reaktionspartner in den drei Reaktionszonen stehen. Die Reaktionsgeschwindigkeit steigt merklich bei einem Absolutdruck im Bereich von 1 bis 2,5 bar und nimmt noch leicht zu im Bereich von 2,5 bis 4 bar, wenn ein guter Katalysator zur Anwendung gelangt. Oberhalb 4 bar ist ein weiterer Gewinn im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit sehr begrenzt oder gleich Null, weil dann die technologischen Schwierigkeiten stärker ins Gewicht axialen Thermoelementes in einem Gehäuse bestimmt. Der Reaktor besaß zwölf seitliche Ausgänge im Abstand von jeweils 8 cm; der erste Ausgang lag 30 cm vom Eintritt in den Reaktor entfernt. Diese seitlichen Ausgänge sind normalerweise geschlossen, können jedoch geöffnet werden, um die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches in verschiedenen Punkten des Reaktors zu analysieren.
Der Fluorierungskatalysator wurde hergestellt, in-
Influenced pressure under which the reactants are in the three reaction zones. The reaction rate increases noticeably at an absolute pressure in the range from 1 to 2.5 bar and increases slightly in the range from 2.5 to 4 bar if a good catalyst is used. Above 4 bar, a further gain in terms of performance is very limited or equal to zero, because the technological difficulties then determine the weight of the axial thermocouple in a housing. The reactor had twelve side exits, each 8 cm apart; the first exit was 30 cm from the entrance to the reactor. These side exits are normally closed, but can be opened to analyze the composition of the reaction mixture at various points in the reactor.
The fluorination catalyst was prepared in

fallen; deshalb kann zwar in manchen Fällen die Reak- io dem bei zunehmender Temperatur ein gefälltes Chrom-fall; therefore, although in some cases the reaction can lead to a precipitated chromium

tion unter einem Absolutdruck oberhalb 4 bar durch- hydroxidgel mit wasserfreiem HF behandelt wurde.tion was treated by hydroxide gel with anhydrous HF under an absolute pressure above 4 bar.

geführt werden, beispielsweise bei Trichloracetyl- Nach dem Fluorieren und Agglomerieren zu einembe performed, for example with trichloroacetyl After fluorination and agglomeration to one

chlorid, das ausreichend flüchtig ist; es ist jedoch Granulat mit Korngröße etwa 5 mm betrug diechloride, which is sufficiently volatile; However, it is granules with a grain size of about 5 mm

weder interessant noch wirtschaftlich, diesen Wert zu spezifische Oberfläche dieses Katalysators 186 m2/g.neither interesting nor economical, this value too specific surface area of this catalyst 186 m 2 / g.

überschreiten. Die Anwendung eines Absolutdruckes 15 Der Reaktor wurde vertikal gehalten und so be-exceed. The application of an absolute pressure 15 The reactor was held vertically and so loaded

oberhalb 1 bar ist besonders vorteilhaft, weil hier die Nebenreaktionen der Zersetzung sehr begrenzt bleiben, während die Fluorierungsgeschwindigkeit mit dem Druck bis zu 2,5 bar merklich zunimmt. Der Druck verbessert somit die Leistungsfähigkeit des Verfahrens und erhöht gleichzeitig die Ausbeute an angestrebtem Produkt. Außerdem ist es zweckmäßig, daß in manchen Fällen das Abgas aus dem Fluorierungsreaktor unter Druck steht: dies erleichtert die Auftrennung der Reaktionsprodukte. Infolgedessen wird Vorzugsweise das Verfahren nach der Erfindung bei einemabove 1 bar is particularly advantageous because here the Side reactions of the decomposition remain very limited, while the rate of fluorination increases with the Pressure increases noticeably up to 2.5 bar. The pressure thus improves the performance of the process and at the same time increases the yield of the desired product. In addition, it is useful that in some If the flue gas from the fluorination reactor is under pressure: this facilitates the separation of the reaction products. As a result, the method according to the invention is preferably used in a

schickt, daß man aufeinanderfolgend von unten nach oben erhielt:sends that one received consecutively from bottom to top:

g Absolutdruck von 1,2 bis 2,5 bar durchgeführt.g absolute pressure of 1.2 to 2.5 bar carried out.

Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens hängt gleichfalls ab von dem Einspeisungsverhältnis der Reaktionspartner wasserfreie Fluorwasserstoffsäure und perchlorierte funktionell Verbindung. Es muß mindestens eine Menge wasserfreie Fluorwasserstoffsäure eingesetzt werden, welche die gesamte Perfluorierung der perchlorierten Verbindung ermöglicht. Deshalb ß dThe efficiency of the process also depends on the feed ratio of the reactants anhydrous hydrofluoric acid and perchlorinated functional compound. It has to be at least an amount of anhydrous hydrofluoric acid can be used to cover all of the perfluorination the perchlorinated compound enables. Therefore ß d

g gg g

muß das Molverhältnis beim Einspeisen von HF zu 35 eingefüllt, hlithe molar ratio when feeding HF must be 35, hli

Eine 7 cm hohe Schicht Kugeln aus blättrigem Aluminiumoxid (nicht angreifbar von HF);
eine 33,5 cm hohe Katalysatorschicht (dritte Katalysatorzone);
A 7 cm high layer of spheres made of flaky aluminum oxide (not vulnerable to HF);
a 33.5 cm high catalyst layer (third catalyst zone);

eine 7,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid; a 7.0 cm high layer of flaky alumina;

eine 36,5 cm hohe Katalysatorschicht (zweite Katalysatorzone);a 36.5 cm high catalyst layer (second catalyst zone);

eine 7,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid; a 7.0 cm high layer of leafy alumina;

eine 50,0 cm hohe Katalysatorschicht (erste Katalysatorzone) ;a 50.0 cm high catalyst layer (first catalyst zone);

eine 6,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid. a 6.0 cm high layer of flaky aluminum oxide.

Insgesamt wurden 1,21 oder 0,84 kg KatalysatorA total of 1.21 or 0.84 kg of catalyst was made

perchlorierter Verbindung gleich oder oberhalb der zuvor definierten Zahl η sein, d. h. bei Trichloracetyl 4, bei Pentachlorpropionyl und Hexachloraceton 6 und bei Octachlorbutanon 8 betragen. Ein HF Überschuß, bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis, ist nützlich, weil dadurch merklich die Fluorierungsgeschwindigkeit erhöht wird, vor allem in den beiden letzten Stufen, die zur Gesamt-Perfluorierung der in Betracht gezogenen Verbindung führen. Vorzugsweise wirdperchlorinated compound be equal to or above the previously defined number η, d. H. for trichloroacetyl 4, 6 for pentachloropropionyl and hexachloroacetone and 8 for octachlorobutanone. An excess of HF, based on the stoichiometric ratio, is useful because it significantly increases the rate of fluorination is increased, especially in the last two stages, the total perfluorination of the lead drawn connection. Preferably will

daher das Verfahren nach der Erfindung mit einem 45 angebrachten Heizelemente so beheizt, daß die Tem-Überschuß an HF von mindestens 20 Molprozent, peratur darin im wesentlichen gleichmäßig war. Die bezogen auf das stöchiometrische Verhältnis, durchgeführt. therefore the method according to the invention with a 45 attached heating element is heated so that the Tem excess of HF of at least 20 mole percent, the temperature therein was substantially uniform. the based on the stoichiometric ratio.

Ein zu hoher HF-Überschuß ist aber unerwünscht,
weil der Gewinn an Fluorierungsgeschwindigkeit 50
kompensiert wird durch einen Verlust der Leistungsfähigkeit infolge der starken Verdünnung der organischen Verbindungen im Reaktionsvolumen. Infolgedessen wird vorzugsweise mit einem HF-Überschuß
von 20 bis zu 80 Molprozent, bezogen auf das stöchio- 55 1,3 bar fixiert. Die Temperaturen in den drei Katalymetrische Verhältnis für die Perfluorierungsreaktion, satorzonen wurden auf 236, 265 und 3100C einreguliert Die Verweilzeit in jeder dieser drei Zonen betrug 6 Sekunden, 4,1 Sekunden und 3,5 Sekunden.
However, an excessively high HF excess is undesirable,
because the gain in fluorination rate is 50
is compensated by a loss of performance due to the strong dilution of the organic compounds in the reaction volume. As a result, it is preferred to use an excess of HF
from 20 to 80 mol percent, based on the stoichiometric 55 1.3 bar fixed. The temperatures in the three Katalymetrische ratio for the Perfluorierungsreaktion, sator zones were set at 236, 265 and 310 0 C regulated The residence time in each of the three zones was 6 seconds, 4.1 seconds, and 3.5 seconds.

Die Analyse des aus der ersten Katalysatorzone aus-60 tretenden Gasgemisches ergab, daß im Mittel je organisches Molekül 2,6 Fluoratome gebunden waren und daß die beiden ersten Schritte der Fluorierung vollständig durchgeführt wurden. Die Analyse des aus der zweiten Katalysatorzone austretenden Gasgemisches ander unabhängigen elektrischen Heizelementen be- 65 ergab, daß im Mittel je organisches Molekül 4,4 Fluorheiztes Rohr aus rostfreiem Stahl mit Innendurch- atome gebunden waren und daß die mittlere Zusammesser 3,56 cm und Länge 1,5 m verwendet. Der mensetzung der organischen Verbindungen einem Ver-Wärmeeradient des Reaktors wurde mit Hilfe eines hältnis von Anzahl F-Atome zu Anzahl Cl-AtomeThe analysis of the gas mixture emerging from the first catalyst zone showed that the average was organic Molecule 2.6 fluorine atoms were bonded and that the first two steps of fluorination were complete were carried out. The analysis of the gas mixture emerging from the second catalyst zone Other independent electrical heating elements showed that an average of 4.4 fluorine-heated elements per organic molecule Stainless steel tube with inner diametres bound and that the middle joint 3.56 cm and length 1.5 m are used. The composition of the organic compounds has a heat gradient of the reactor was made with the help of a ratio of the number of F-atoms to the number of Cl-atoms

Die Reaktionspartner, wasserfreies HF mit Reinheitsgrad 99,7% und Hexachloraceton mit Reinheitsgrad 99,5%, wurden am Kopf des Reaktors eingespeist und durchliefen nacheinander:The reactants, anhydrous HF with a degree of purity 99.7% and hexachloroacetone with a degree of purity of 99.5% were fed in at the top of the reactor and went through one after the other:

Die 6,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid, in der die Reaktionspartner vermischt und vorerwärmt wurden und die durch zwei Aluminiumoxidschichten getrennten drei Katalysatorschichten.The 6.0 cm high layer of flaky aluminum oxide in which the reactants are mixed and preheated and the three catalyst layers separated by two aluminum oxide layers.

Jede Katalysatorschicht wurde mit einem der außenEach catalyst layer was made with one of the outside

Temperaturerhöhung der Gase erfolgte in den dazwischenliegenden Schichten aus blättrigem Aluminiumoxid. The temperature of the gases increased in the intermediate layers of flaky aluminum oxide.

Die Einspeisung der Reaktionspartner wurde eingestellt auf 0,94 Mol/h Hexachloraceton und 8,4 Mol/h HF wasserfrei, entsprechend einem Überschuß an wasserfreiem HF von 48,8 %, bezogen auf die stöchiometrische Menge. Der Druck im Reaktor wurde aufThe feed of the reactants was adjusted to 0.94 mol / h hexachloroacetone and 8.4 mol / h HF anhydrous, corresponding to an excess of anhydrous HF of 48.8%, based on the stoichiometric Crowd. The pressure in the reactor was increased

gearbeitetworked

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the following examples.

Beispiel 1example 1

Als Reaktor wurde ein von außen mit drei vonein-As a reactor, an externally

= 2,75 entsprach. Das aus der dritten Katalysatorzone austretende Gasgemisch setzte sich wie folgt zusammen:= 2.75 corresponded. That from the third catalyst zone escaping gas mixture was composed as follows:

si) Organischer Teilsi) Organic part

Hexafluoraceton 96,8 MolprozentHexafluoroacetone 96.8 mole percent

Pentafiuormonochloraceton .. 1,2 MolprozentPentafiuormonochloraceton .. 1.2 mole percent

Tetrafluordichloraceton 0,1 MolprozentTetrafluorodichloroacetone 0.1 mole percent

Perchloräthylen SpurenPerchlorethylene traces

(<0,01 Molprozent) (<0.01 mole percent)

Tetrafluordichloräthan 0,2 MolprozentTetrafluorodichloroethane 0.2 mole percent

Trifluortrichloräthan 1,2 MolprozentTrifluorotrichloroethane 1.2 mole percent

Difluortetrachloräthan 0,3 MolprozentDifluorotetrachloroethane 0.3 mole percent

verschiedene (hauptsächlich C1) 0,2 Molprozentvarious (mainly C 1 ) 0.2 mole percent

b) Anorganischer Teilb) Inorganic part

HF
HCl
HF
HCl

33,7%
66,3%
33.7%
66.3%

1010

Das ausströmende Gas enthielt darüber hinaus eine geringe Menge CO, welches aus der Zersetzung von Ketonverbindungen unter Bildung von C2-Verbindungen stammte.The outflowing gas also contained a small amount of CO, which originated from the decomposition of ketone compounds with the formation of C 2 compounds.

Der Gesamtfluorierungsgrad, bezogen auf HF, nämlich Mole HF verbraucht/Mole HF theoretisch erforderlich, betrug 98,7%.The total degree of fluorination, based on HF, namely moles HF consumed / moles HF theoretically required was 98.7%.

Der Gehalt des organischen Teils an angestrebter perfluorierter Verbindung betrug 96,8 %.The target perfluorinated compound content of the organic part was 96.8%.

ίο Der Zersetzungsgrad der organischen Verbindungen infolge Nebenreaktionen betrug lediglich 1,9%.ίο The degree of decomposition of the organic compounds due to side reactions was only 1.9%.

Der Ausstoß an Hexafluoraceton betrug 0,91 Mol/h entsprechend 151 g/h. Die Leistung betrug 180 g je Stunde und je kg Katalysator.The hexafluoroacetone output was 0.91 mol / h, corresponding to 151 g / h. The output was 180 g each Hour and per kg of catalyst.

Zum Vergleich wurden verschiedene Versuche durchgeführt, wobei entweder alle drei Katalysatorzonen auf die gleiche Temperatur oder zwei von drei Katalysatorzonen auf die gleiche Temperatur eingestellt wurden; alle übrigen Bedingungen waren dieselbenFor comparison, various tests were carried out, with either all three catalyst zones adjusted to the same temperature or two of three catalyst zones to the same temperature became; all other conditions were the same

wie im Beispiel 1.as in example 1.

Vergleichsversuche
a b
Comparative experiments
away

Beispiel 1example 1

Temperatur der 1. Zone, 0CTemperature of the 1st zone, 0 C 236236 265265 310310 236236 236236 265265 236236 Temperatur der 2. Zone, °C2nd zone temperature, ° C 236236 265265 310310 236236 310310 265265 265265 Temperatur der 3. Zone, "C3rd zone temperature, "C 236236 265265 310310 310310 310310 310310 310310 Gesamtfluorierungsgrad,
bezogen auf HF, %
Total degree of fluorination,
based on HF,%
51,751.7 88,288.2 94,794.7 79,279.2 92,292.2 91,891.8 98,798.7
Hexafluoraceton
im Abgas, %
Hexafluoroacetone
in exhaust gas,%
1,51.5 5252 85,385.3 2727 76,476.4 70,970.9 96,896.8
Zersetzungsgrad, %Degree of decomposition,% 1,51.5 6,26.2 14,314.3 5,35.3 8.78.7 6,46.4 1,91.9 Produktivität,
g/h/kg Katalysator
Productivity,
g / h / kg catalyst
33 9696 157157 5050 141141 130130 180180

Die Gegenüberstellung läßt die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung deutlich erkennen.The comparison clearly shows the advantages of the method according to the invention.

Der Versuch a zeigt, daß bei niederer Temperatur im gesamten Reaktor der Fluorierungsgrad gering und die Bildung von perfluoriertem Produkt vernachlässigbar ist.Experiment a shows that the degree of fluorination is low and low in the entire reactor at low temperatures the formation of perfluorinated product is negligible.

Bei mittlerer Temperatur im gesamten Reaktor (Versuch b) bewirkt die Eintrittstemperatur, daß das eingespeiste Hexachloraceton in beträchtlichem Umfang gecrackt wird, was zu 6,2% Verlust an Reaktionspartner führt. Ein Vergleich der Versuche b und f zeigt, daß das Cracken nur wenig zunimmt, wenn die dritte Katalysatorzone auf 31O0C gebracht wird; dies erklärt sich aus der Tatsache, daß die bereits stark fluorierten Verbindungen wenig crackempfindlich sind.At an average temperature in the entire reactor (experiment b), the inlet temperature has the effect that the hexachloroacetone fed in is cracked to a considerable extent, which leads to a 6.2% loss of reactants. A comparison of experiments b and f shows that the cracking increases only slightly when the third catalyst zone is brought to 31O 0 C; this is explained by the fact that the compounds that are already strongly fluorinated are not very sensitive to cracking.

Bei hoher Temperatur im gesamten Reaktor (Versuch c) wird zwar eine gute Produktivität oder Ausbeute an Hexafluoraceton erzielt, aber das Cracken nimmt vor allem in der ersten und zweiten Katalysatorrone stark zu, entsprechend einem Verlust von 14,3% der Reaktionspartner. Das organische Abgas enthält lediglich 85,3% Hexafluoraceton, das im wesentlichen hn Gemisch mit C2~Chlorfluorkohlenwasserstoffen vorliegt und sich nur schwierig abtrennen und reinigen läßt, wodurch die Herstellungskosten entsprechend erhöht werden. Wirtschaftlich gesehen betrifft der Verlust sowohl die Ausbeute an perfluoriertem Produkt als auch die Reinigungskosten für dieses Produkt Aus den Versuchen d, e und f ergibt sich die Bedeutung der erfindungsgemäßen Maßnahme, zwischen der ersten und der dritten Zone eine zweite Zone von mittlerer Temperatur einzuschalten. In diesen Ver-At a high temperature in the entire reactor (experiment c), a good productivity or yield of hexafluoroacetone is achieved, but cracking increases particularly in the first and second catalyst cores, corresponding to a loss of 14.3% of the reactants. The organic exhaust gas contains only 85.3% hexafluoroacetone, which is essentially in the form of a mixture with C 2 -chlorofluorocarbons and is difficult to separate and purify, which increases the production costs accordingly. From an economic point of view, the loss affects both the yield of perfluorinated product and the cleaning costs for this product. Tests d, e and f show the importance of the measure according to the invention of inserting a second zone of medium temperature between the first and third zones. In this ver

gleichsversuchen ist der Zersetzungsgrad infolge Cracken höher und die Produktivität oder Ausbeute geringer, als sie erfindungsgemäß erzielt wird. Außerdem enthält das Abgas aus dem Reaktor ein Gemisch aus perchlorfluorierten Ketonen und Chlorfluor-In similar experiments, the degree of decomposition as a result of cracking is higher and the productivity or yield is higher less than is achieved according to the invention. In addition, the exhaust gas from the reactor contains a mixture from perchlorofluorinated ketones and chlorofluoro-

kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen, welches sich nur schwer auftrennen läßt.hydrocarbons with 2 carbon atoms, which are difficult to separate.

Der Versuch d insbesondere zeigt, daß bei Abwesenheit einer zweiten Zone mit Temperatur 265° C m die dritte Zone ein crackempfindliches Reaktions-Test d in particular shows that in the absence of a second zone with a temperature of 265.degree m the third zone is a crack-sensitive reaction

gemisch eintritt. Tatsächlich beträgt in diesem Versuct beim Austritt aus der zweiten Zone der Fluorierungsgrad der organischen Verbindung in etwa 3, und di< mittlere Zusammensetzung der organischen Verbindungen entspricht einem Verhältnis von Anzahmixed entry. In fact, the degree of fluorination in this version is at the exit from the second zone of the organic compound about 3, and the mean composition of the organic compounds corresponds to a ratio of number

F-Atome/Anzahl Cl-Atome von etwa 1, Hegt alsc unterhalb der erfindungsgemäß festgelegten unterer Grenze von 1,5 und wesentlich tiefer als die bevorzugt« Grenze von 2 im Falle von Hexachloraceton. In diesen Falle wurde festgestellt, daß der Zersetzungsgrad κF-atoms / number of Cl-atoms of about 1, as c below the lower limit defined according to the invention of 1.5 and significantly lower than the preferred « Limit of 2 in the case of hexachloroacetone. In this case, it was found that the degree of decomposition κ

der dritten Zone bei 31O0C stark zunimmt. Diesel Zersetzungsgrad nimmt tatsächlich von 1,3% bein Austritt aus der zweiten Zone auf 5,3% beim Austrit aus der dritter, Zone zu. Dieser Versuch zeigt somiof the third zone at 31O 0 C increases sharply. Diesel degree of decomposition actually increases from 1.3% when exiting the second zone to 5.3% when exiting the third, zone. This experiment shows somi

die Bedeutung der erfindungsgemäß vorgesehenen zweiten Zone, mit deren Hilfe gleichzeitig die Leistungsfähigkeit des Verfahrens erhöht und der Zersetzungsgrad infolge Cracken der organischen Verbindungen verringert werden kann.the importance of the second zone provided according to the invention, with the aid of which at the same time the performance of the process and the degree of decomposition as a result of cracking of the organic compounds can be reduced.

In einem weiteren Vergleichsversuch mit Beispiel 1 wurde die Verweilzeit der Reaktionspartner willkürlich derart verringert, daß die beiden ersten Schritte der Fluorierung nicht insgesamt in der ersten Zone erfolgten. Hierzu wurde der Reaktor wie folgt gefüllt:In a further comparative experiment with Example 1, the residence time of the reactants became arbitrary so reduced that the first two fluorination steps do not all take place in the first zone took place. To do this, the reactor was filled as follows:

Eine 7,0 cm hohe Schicht aus Kugeln aus blättrigem Aluminiumoxid oder Aluminiumoxidhydrat, eine
25 cm hohe Katalysatorschicht (dritte Katalysatorzone), eine 7,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid, eine 61,5 cm hohe Katalysatorschicht (zweite Katalysatorschicht), eine 7,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid, eine 33,5 cm hohe Katalysatorschicht (erste Katalysatorzone), eine 6,0 cm hohe Schicht aus blättrigem Aluminiumoxid.
A 7.0 cm high layer of spheres of flaky alumina or alumina hydrate, a
25 cm high catalyst layer (third catalyst zone), a 7.0 cm high layer of flaky aluminum oxide, a 61.5 cm high catalyst layer (second catalyst layer), a 7.0 cm high layer of flaky aluminum oxide, a 33.5 cm high catalyst layer (first catalyst zone), a 6.0 cm high layer of flaky alumina.

Es wurde derselbe Katalysator wie im Beispiel 1 aufgegeben (1,2 1, 0,84 kg) und der Versuch unter den gleichen Bedingungen bezüglich der Einspeisung durchgeführt.The same catalyst was applied as in Example 1 (1.2 1, 0.84 kg) and the experiment under the the same conditions with regard to the infeed carried out.

Die außen vorhandenen Heizelemente wurden so verändert, daß gleichmäßige Temperaturen in jeder der drei neuen Katalysatorzonen erhalten wurden, und diese Zonen wurden auf dieselben entsprechenden Temperaturen wie im Beispiel 1 gebracht.The outside heating elements were modified so that uniform temperatures in each of the three new catalyst zones were obtained, and these zones were corresponding to the same Temperatures as in Example 1 brought.

Der Absolutdruck wurde bei 1,3 bar gehalten.The absolute pressure was kept at 1.3 bar.

Die Verweilzeit in den einzelnen Zonen betrug:The residence time in the individual zones was:

1. Zone 3,0 Sekunden,1st zone 3.0 seconds,

2. Zone 7,0 Sekunden,2nd zone 7.0 seconds,

3. Zone 3,5 Sekunden.3rd zone 3.5 seconds.

Beim Austritt aus der ersten Zone erhielt man ein Gemisch, bestehend im wesentlichen aus perchlorfluorierten Verbindungen, welche im Mittel nur 1,8 Fluoratome je organisches Molekül enthielten. Die Zusammensetzung des organischen Teils des Reaktionsgemisches lautete:When leaving the first zone, a mixture was obtained consisting essentially of perchlorofluorinated compounds Compounds which on average only contain 1.8 fluorine atoms per organic molecule. the The composition of the organic part of the reaction mixture was:

MolprozentMole percent

Hexachloraceton nicht umgewandelt.. 0Hexachloroacetone not converted .. 0

Monofluorpentachloraceton 28,5Monofluoropentachloroacetone 28.5

!,l-Difluortetrachloraceton 63,1!, l-difluorotetrachloroacetone 63.1

Trifiuortrichloraceton 7,0Trifluorotrichloroacetone 7.0

Chlorfluorierfe C2-Verbindungen 0.9Chlorofluorinated C 2 compounds 0.9

Hexachloräthan 0,3Hexachloroethane 0.3

Beim Austritt aus der zweiten Reaktionszone enthielt das Gemisch der perchlorfluorierten Verbindun gen im Mittel 4,2 fixierte Fluoratome je organisches Molekül, und das mittlere Verhältnis von Anzahl F-Atome/Anzahl Cl-Atome je organisches Molekül betrug 2,15.On leaving the second reaction zone, the mixture of perchlorofluorinated compounds contained an average of 4.2 fixed fluorine atoms per organic molecule, and the average ratio of the number of F atoms / number of Cl atoms per organic molecule was 2.15.

Der organische Teil des Abgases aus dem Reaktor setzte sich wie folgt zusammen: The organic part of the exhaust gas from the reactor was composed as follows:

MolprozentMole percent Hexafluoraceton 79,6Hexafluoroacetone 79.6 Pentafluormonochloraceton 13,4Pentafluoromonochloroacetone 13.4 Tetrafluordichloraceton 1,8Tetrafluorodichloroacetone 1.8 Trifiuortrichloraceton 0,1Trifluorotrichloroacetone 0.1 Perchloräthvien 0,1Perchlorethylene 0.1 Tetrafhiordichl iräthan 0,4Tetrafhiordichl iräthan 0,4 Tnöuortnchioräthan 3,2Tnöuortnchiorethane 3.2 Difluortetrachloräthan 0,9Difluorotetrachloroethane 0.9 Monofluorpentachloräthan 0,1Monofluoropentachloroethane 0.1 Verschiedene ^-Verbindungen 0,4Various ^ compounds 0.4

Der Gesamtfluorierungsgrad, bezogen auf HF, d. h. Mole HF verbraucht/Mole HF theoretisch erforderlich, betrug 94,6% gegenüber 98,7% im Beispiel 1. Das Abgas enthielt 79,6% angestrebte perfluorierte Verbindung gegenüber 96,8% im Beispiel 1. Der Zersetzungsgrad infolge Nebenreaktionen betrug 5,1% gegenüber 1,9% im Beispiel 1.The total degree of fluorination, based on HF, i.e. H. Mole HF consumed / Mole HF theoretically required, was 94.6% compared to 98.7% in Example 1. The exhaust gas contained 79.6% of the desired perfluorinated Compound compared to 96.8% in Example 1. The degree of decomposition as a result of side reactions was 5.1% compared to 1.9% in example 1.

Die Ausbeute an Hexafluoraceton betrugO,748 Mol/h oder 124 g je Stunde. Die Produktivität betrug ίο 148 g/h/kg Katalysator.The yield of hexafluoroacetone was 0.748 mol / h or 124 g per hour. Productivity was ίο 148 g / h / kg catalyst.

Diese Ergebnisse liegen alle unterhalb der im Beispie! 1 erzielten Ergebnisse und zeigen, daß es kritisch ist, die Gesamtheit der beiden ersten Fluorierungsschritte bei begrenzter Temperatur in der ersten Reaktionszone durchzuführen.These results are all below those in the example! 1 and show that it is critical, the entirety of the first two fluorination steps to be carried out at a limited temperature in the first reaction zone.

Die Ergebnisse werden noch schlechter, wenn die Verweilzeit in der zweiten Katalysatorzone zugunsten der Verweilzeit in der dritten Zone verringert wird. Man erreicht dabei nicht beim Austritt aus der zweiten Zone eine ausreichende Anzahl Fluoratome, welche im Mittel je organisches Molekül gebunden sind, und das Cracken nimmt zu.The results are even worse if the residence time in the second catalyst zone is in favor the residence time in the third zone is reduced. It is not reached when exiting the second Zone a sufficient number of fluorine atoms which are bound on average per organic molecule, and cracking increases.

B e i s ρ i e 1 2B e i s ρ i e 1 2

Es wurde Trichloracetylchlorid in der gleichen Apparatur und mit dem gleichen Katalysator wie im Beispiel 1 (1,21, 0,84 kg) perfluoriert; der Reaktor wurde mit drei Katalysatorschichten, getrennt durch Schichten aus Kugeln, aus blättrigem Aluminiumoxid beschickt. Die Länge der einzelnen Katalysatorzonen betrug:It was trichloroacetyl chloride in the same apparatus and with the same catalyst as in Example 1 (1.21, 0.84 kg) perfluorinated; the reactor was equipped with three catalyst layers, separated by Layers of spheres loaded with flaky aluminum oxide. The length of the individual catalyst zones fraud:

1. Zone 48,0 cm,1st zone 48.0 cm,

2. Zone 35,0 cm,2nd zone 35.0 cm,

3. Zone 37,0 cm.3rd zone 37.0 cm.

Mit Hilfe der außen angebrachten Heizelemente wurden die Temperaturen der drei Zonen auf 240, 260 und 3000C eingestellt.The temperatures of the three zones were set to 240, 260 and 300 ° C. with the aid of the heating elements fitted on the outside.

Der Reaktor wurde mit einem Gemisch aus Trichloracetylchlorid (99% Reinheit) und wasserfreiem HF (99,7%) in folgenden Mengen gespeist:The reactor was filled with a mixture of trichloroacetyl chloride (99% purity) and anhydrous HF (99.7%) fed in the following quantities:

Trichloracetylchlorid 0,97 Mol/hTrichloroacetyl chloride 0.97 mol / h

HF wasserfrei 6,8 Mol/hHF anhydrous 6.8 mol / h

Der Überschuß an wasserfreiem HF betrug 75%, bezogen auf die stöchiometrisch erforderliche Menge. Der Absolutdruck im Reaktor wurde auf 1,3 bar eingestellt. Die Verweilzeit der Reaktionspartner in den drei aufeinanderfolgenden Zonen betrug 6,9 Sekunden, 4,8 Sekunden und 4,8 Sekunden. The excess of anhydrous HF was 75%, based on the stoichiometrically required amount. The absolute pressure in the reactor was set to 1.3 bar. The residence times of the reactants in the three consecutive zones were 6.9 seconds, 4.8 seconds and 4.8 seconds.

Beim Austritt aus der ersten Katalysatorzone waren je organisches Molekül im Mittel 2,5 F-Atome ge bunden. Upon exiting the first catalyst zone were each organic molecule F atoms ge connected on average 2.5.

Beim Austritt aus der zweiten Katalysatorzone waren im Mittel je organisches Molekül 3,3 F-Atome gebunden, und das mittlere Verhältnis von Anzahl F-Atome/Cl-Atome je organisches Molekül betrug 4,7.When leaving the second catalyst zone, there were on average 3.3 F atoms per organic molecule bound, and the average ratio of the number of F atoms / Cl atoms per organic molecule was 4.7.

Das aus der dritten Katalysatorzone austretende Gasgemisch hatte folgende Zusammensetzung: The gas mixture emerging from the third catalyst zone had the following composition:

Trifluoracetylfluorid 97,1 %Trifluoroacetyl fluoride 97.1% Difluonnonochloracetylfluorid 0,07 % Difluononochloroacetyl fluoride 0.07 % Fluorierte CrVerbindungen 2,83%Fluorinated Cr compounds 2.83%

Der Gesamtfluorierungsgrad, bezogen auf HF, d. h. Mole HF verbraucht/Mole HF theoretisch erforderlich, betrug 97,2%.The total degree of fluorination, based on HF, d. H. Mole HF consumed / Mole HF theoretically required was 97.2%.

Das ausströmende organische Gasgemisch enthielt 97,1 % angestrebte perfluorierte Verbindung.The organic gas mixture flowing out contained 97.1% of the desired perfluorinated compound.

Der Zersetzungsgrad infolge von Nebenreaktionen betrug 2,83%.The degree of decomposition due to side reactions was 2.83%.

Die Produktion an Trifluoracetylfluorid betrug 0,94 Mol/h oder 109 g/h. Die Produktivität betrug 130 g/h/kg Katalysator.The production of trifluoroacetyl fluoride was 0.94 mol / h or 109 g / h. Productivity was 130 g / h / kg catalyst.

Zum Vergleich wurde unter den gleichen Verbindungen wie soeben, jedoch bei einer Temperatur von 3000C im gesamten Reaktor gearbeitet; das Cracken führte zur Bildung von CO und 12,3 % chlorfluorierten Cj-Verbindungen.For comparison, the same compounds were used as just now, but at a temperature of 300 ° C. in the entire reactor; the cracking resulted in the formation of CO and 12.3% chlorofluorinated Cj compounds.

Es wurde erneut unter den gleichen Bedingungen wie oben, jedoch bei einer Temperatur von 260° C im gesamten Reaktor gearbeitet. Das organische Abgas enthielt diesmal nur 61% Trifluoracetylfluorid, und die Produktivität sank auf 81,5 g/h/kg Katalysator.It was again under the same conditions as above, but at a temperature of 260 ° C im worked throughout the reactor. This time the organic exhaust gas contained only 61% trifluoroacetyl fluoride, and productivity fell to 81.5 g / h / kg catalyst.

Beispiel 3Example 3

Es wurde Octachlorbutanon in der gleichen Apparatur und auf dem gleichen Katalysator wie im Beispiel 1 (1,2 1, 0,84 kg) perfluoriert und mit drei Katalysatorschichten im Reaktor, getrennt von Schichten aus Kugeln aus blättrigem Aluminiumoxid, gearbeitet; die Länge der Katalysatorzonen betrug:It was octachlorobutanone in the same apparatus and on the same catalyst as in the example 1 (1.2 1, 0.84 kg) perfluorinated and with three catalyst layers in the reactor, separated by layers made from spheres of leafy aluminum oxide; the length of the catalyst zones was:

1. Zone 40 cm,1st zone 40 cm,

2. Zone 31 cm,2nd zone 31 cm,

3. Zone 49 cm.3rd zone 49 cm.

Die Temperatur der Reaktionszonen wurde auf 244, 271 und 34O°C eingestellt. Eingespeist wurden:The temperature of the reaction zones was adjusted to 244, 271 and 340 ° C. The following were fed in:

Octachlorbutanon (99,5 %) 0,65 Mol/hOctachlorobutanone (99.5%) 0.65 mol / h

HF wasserfrei (99,7 % Reinheit) 6,76 Mol/hHF anhydrous (99.7% purity) 6.76 mol / h

Der Überschuß an wasserfreiem HF, bezogen auf die stcchiometrisch erforderliche Menge, betrug 30 %.The excess of anhydrous HF, based on the stoichiometrically required amount, was 30%.

Der Absolutdruck im Reaktor wurde auf 1,3 bar eingestellt. Di« Verweilzeiten der Reaktionspartner in den drei aufeinanderfolgenden Zonen betrugen 6 Sekunden, 3,9 Sekunden und 6,2 Sekunden.The absolute pressure in the reactor was set to 1.3 bar. The residence times of the reactants in the three consecutive zones were 6 seconds, 3.9 seconds and 6.2 seconds.

Das aus der ersten Zone austretende Gemisch von perchlorfluorierten Verbindungen enthielt im Mittel 2,9 Fluoratome gebunden je organisches Molekül.The mixture of perchlorofluorinated compounds exiting from the first zone contained on average 2.9 fluorine atoms bound per organic molecule.

Das aus der zweiten Zone austretende Gemisch organischer Verbindungen enthielt im Mittel 5,0 Fluoratome, gebunden entsprechend einem mittleren Verhältnis von Anzahl F-Atome/Anzahl Cl-Atome = 1,66.The mixture of organic compounds emerging from the second zone contained an average of 5.0 fluorine atoms, bound according to an average ratio of number of F atoms / number of Cl atoms = 1.66.

Der organische Teil des Abgases aus der dritten Zone setzte sich wie folgt zusammen:The organic part of the exhaust gas from the third Zone was composed as follows:

Octafluorbutanon 95,3 %Octafluorobutanone 95.3%

Heptafluormonochlorbutanon 1,2%Heptafluoromonochlorobutanone 1.2%

Verschiedene chlorfluorierte Produkte 3,5 %Various chlorofluorinated products 3.5%

Der Gesamtfluorierungsgrad, bezogen auf HF, d. h. Mole HF verbraucht/Mole HF theoretisch erforderlich, betrug 98,5%.The total degree of fluorination, based on HF, d. H. Mole HF consumed / Mole HF theoretically required was 98.5%.

Der Gehalt des Abgases an angestrebter perfluorierter Verbindung betrug 95,3%.The target perfluorinated compound content of the exhaust gas was 95.3%.

Der Zersetzungsgrad infolge von Nebenreaktionen erreichte 3,5%.The degree of decomposition due to side reactions reached 3.5%.

Die Produktion an Octafluorbutanon betrug 0,62 Mol/h oder 134 g/h. Die Produktivität betrug 159 g/h/kg Katalysator. Es wurde ein Vergleichsversuch bei sonst gleichen Bedingungen, jedoch bei einer Temperatur von 34O0C im gesamten Reaktor durchgeführt: Die Crack-Rate erreichte 27,8%, und die Produktivität nahm auf 120 g Octafluorbutanon je Stunde und je kg Katalysator ab. Das erhaltene Gemisch ließ sich nur außerordentlich schwer trennen. Wurde bei einer Temperatur von 2710C im gesamten Reaktor bei sonst gleichen Bedingungen gearbeitet, so wurde überhaupt kein Octaflucrbutanon erhalten: Das Abgas enthielt kein perfluoriertes Produkt. Außerdem machte die Crack-Rate 7,1 % aus.The production of octafluorobutanone was 0.62 mol / h or 134 g / h. The productivity was 159 g / h / kg of catalyst. A comparative experiment under otherwise identical conditions, but carried out at a temperature of 34O 0 C throughout the reactor: the cracking rate reached 27.8%, and the productivity increased to 120 g Octafluorbutanon per hour and per kg of catalyst from. The mixture obtained was extremely difficult to separate. Was carried out at a temperature of 271 0 C throughout the reactor under otherwise identical conditions, so absolutely no Octaflucrbutanon was obtained: The exhaust gas did not contain perfluorinated product. In addition, the crack rate was 7.1%.

Beispiel 4Example 4

Es wurde wasserfreier Trichloracetaldehyd in der gleichen Vorrichtung und mit dem gleichen Katalysator wie im Beispiel 1 (1,2 1, 0,84 kg) perfluoriert; im Reaktor wurden drei Katalysatorschichten getrennt von Schichten aus Kugeln aus blättrigem Aluminiumoxid aufgebaut; die Länge der einzelnen Katalysatorzonen betrug:It became anhydrous trichloroacetaldehyde in the same device and with the same catalyst perfluorinated as in Example 1 (1.2 l, 0.84 kg); Three catalyst layers were separated in the reactor made up of layers of spheres of flaky aluminum oxide; the length of the individual catalyst zones fraud:

1. Zone 70 cm,1st zone 70 cm,

2. Zone 25 cm,
3 Zone 25 cm.
2nd zone 25 cm,
3 zone 25 cm.

Die Temperatur der drei Zonen wurde auf 240, 260 und-280° C eingestellt. In den Reaktor wurde folgendes Gemisch eingespeist:The temperature of the three zones was set at 240, 260 and -280 ° C. The following was added to the reactor Mixture fed in:

Trichloracetaldehyd wasserfreiTrichloroacetaldehyde anhydrous

(99,9%) 1,15 Mol/h(99.9%) 1.15 moles / hour

HF wasserfrei (99,7%) 6 Mal/hHF anhydrous (99.7%) 6 times / h

Der Überschuß an wasserfreiem HF betrug 74%.The excess of anhydrous HF was 74%.

bezogen auf die stöchiometrisch erforderliche Menge. Der Absolutdruck im Reaktor wurde auf 1,3 bar eingestellt. Die Verweilzeiten der Reaktionspartner in den drei aufeinanderfolgenden Zonen betrugen 10.9 Sekunden in der ersten Zone, 3,8 Sekunden in der zweiten Zone und 3,6 Sekunden in der dritten Zone.based on the stoichiometrically required amount. The absolute pressure in the reactor was set to 1.3 bar. The residence times of the reactants in the three successive zones were 10.9 seconds in the first zone, 3.8 seconds in the second zone and 3.6 seconds in the third zone.

Das aus der ersten Katalysatorzone austretende Gasgemisch enthielt je organisches Molekül 2,2 Fluoratome gebunden. Beim Austritt aus der zweiten Zone waren im Gasgemisch 2,6 Fluoratome je Molekül ge-The gas mixture emerging from the first catalyst zone contained 2.2 fluorine atoms per organic molecule bound. When leaving the second zone, there were 2.6 fluorine atoms per molecule in the gas mixture.

bunden, und das mittlere Verhältnis Anzahl F-Atom:/ Anzahl Cl-Atome betrug 6,25.bond, and the mean ratio number of F atoms: / The number of Cl atoms was 6.25.

Der organische Teil des Abgases aus der dritten Katalysatorzone setzte sich wie folgt zusammen:The organic part of the exhaust gas from the third catalyst zone was composed as follows:

Trifluoracetaldehyd 97.4%Trifluoroacetaldehyde 97.4%

Difluormonochloracetaldehyd 1.9%Difluoromonochloroacetaldehyde 1.9%

Fluorierte Q-Verbindungen 0,7 °0 Fluorinated Q compounds 0.7 ° 0

Der Gesamtfluorierungsgrad, bezogen auf HF, betrug 98,9%.The total degree of fluorination, based on HF, was 98.9%.

Der organische Teil des Abgases enthielt 97,4% dei angestrebten perfluorierten Verbindung.The organic part of the exhaust gas contained 97.4% of the desired perfluorinated compound.

Der Zersetzungsgrad infolge von Nebenreaktioner betrug 0,7%.The degree of decomposition due to side reactants was 0.7%.

Die Produktion an Trifluoracetaldehvd betrus 1,12 Mol/h oder 110 g/h. Die Produktivität betruf 131 g/h und je kg Kata ysator.The production of Trifluoracetaldehvd betrus 1.12 mol / h or 110 g / h. The productivity was 131 g / h and per kg of catalyst.

Zum Vergleich wurde bei einer Temperatur vor 28O0C im gesamten Reaktor gearbeitet Die Crack-Rate erreichte hierbei 8,9%.For comparison, operating at a temperature prior to 28O 0 C throughout the reactor, the cracking rate reached 8.9% in this case.

In einem anderen Vergleichsversuch wurde bz 2600C im gesamten Reaktor gearbeitet. Das Abga> enthielt lediglich 69,4% Trifluoracetaldehyd; die Pro duktivität sank auf 93,3 g/h und kg Katalysator, un: die Reinigung des erhaltenen Trifluoracetaldehyds wai außerordentlich schwierig.In another comparative test bz 260 0 C throughout the reactor was working. The Abga> contained only 69.4% trifluoroacetaldehyde; the productivity fell to 93.3 g / h per kg of catalyst, and the purification of the trifluoroacetaldehyde obtained was extremely difficult.

Die gegebenen Beispiele lassen die Vorteile des Ver fahrens nach der Erfindung deutlich erkennen. Füi das neue Verfahren ist das Arbeiten mit drei ReakThe examples given show the advantages of the Ver drive clearly recognize according to the invention. The new method involves working with three reac

tionszonsn mit von der ersten zur dritten Zone zunehmender Temperatur kritisch, um sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Sinngemäß können diese drei aufeinanderfolgenden Reaktionszonen in Unterzonen unterteilt sein. Die Ausbildung der Reaktionszonen mittion zones with increasing from the first to the third zone Temperature critical to achieve very good results. Correspondingly, these three can be consecutive Reaction zones can be divided into sub-zones. The formation of the reaction zones with

zunehmender Temperatur im Katalysatorbett kann auf beliebig bekannte Weise erfolgen. Das Katalysatorbett kann in einem einzigen Reaktor kontinuierlich oder in getrennten Anteilen oder auch in aufeinanderfolgenden Reaktoren enthalten sein.increasing temperature in the catalyst bed can take place in any known manner. The catalyst bed can be carried out in a single reactor continuously or in separate portions or in successive portions Reactors are included.

Claims (1)

tionellen Verbindungen mit Fluorwasserstoff in Dampf-Patentanspruch· Phase und in Gegenwart eines Katalysators, vorzugsweise auf Chrombasis, durchführt. Bei den bekanntentional compounds with hydrogen fluoride in vapor phase and in the presence of a catalyst, preferably based on chromium. With the known Verfahren zum Perfluorieren von perchlorierten Verfahren, welche diese Maßnahme beschreiben, wird Carbonylverbindungen mit 2 bis 4 Kohlenstoff- 5 angegeben, daß bei einer Reaktionstemperatur von atomen im Molekül durch kontinuierliche Reak- 200 bis zu 6000C gearbeitet werden soll und die tion der perchlorierten Verbindungen mit über- Durchführungsbeispiele geben an, daß die Reaktionsschüssigem, wasserfreiem Fluorwasserstoff in der temperatur in der Praxis 250 bis 380 C betragt.
Dampfphase in Gegenwart eines Fluorierungs- Unter diesen Bedingungen lassen sich in der Tat die katalysator bei Temperaturen von 220 bis 3500C, io aufeinanderfolgenden Fluonerungsstuien der m Bedadurchgekennzeichnet, daß man tracht gezogenen funktionellen perchlonerten Verbin
Process for the perfluorination of perchlorinated processes, which describe this measure, carbonyl compounds with 2 to 4 carbon 5 are specified that at a reaction temperature of atoms in the molecule through continuous reaction 200 up to 600 0 C is to be carried out and the tion of the perchlorinated compounds with over implementation examples indicate that the reaction temperature, anhydrous hydrogen fluoride, amounts to 250 to 380 C in practice.
Vapor phase in the presence of a fluorination Under these conditions, the catalyst can in fact be characterized at temperatures from 220 to 350 0 C, io successive fluorination stages in the fact that functional perchlorinated compounds are sought
dung durchführen. In der Praxis treten jedoch zweicarry out application. In practice, however, two occur a) die Reaktionspartner unter einem Absolut- Arten von Schwierigkeiten dabei auf:a) the reactants under an absolute- Kind of difficulty in doing so: druck von 1 bis 4 bar, vorzugsweise von 1,2 Wird beispielsweise die Fluonerung von Hexachlor-pressure of 1 to 4 bar, preferably 1.2 If, for example, the fluorination of hexachloro bis 2,5 bar, durch ein aus drei aufeinander- is aceton unter relativ milden Bedingungen, d. h. bei folgenden Zonen aufgebautes Katalysator- einer Temperatur von 2500C und einem Durchsatz festbett bei von einer Zone zur nächsten um von 66,4 g Hexachloraceton und 65,5 g HF je Stunde mindestens 1O0C zunehmender Temperatur und je kg Katalysator in Gegenwart eines guten leitet, Katalysators durchgeführt, so verläuft die Fluorierungto 2.5 bar, by means of a three successive acetone is under relatively mild conditions, that is constructed in the following zones of catalyst a temperature of 250 0 C and a throughput of the fixed bed in one zone to the next in order of 66.4 g and hexachloroacetone 65.5 g HF per hour at least 1O 0 C as the temperature increases and per kg of catalyst, in the presence of a good passes, carried out the catalyst, the fluorination proceeds b) die beiden ersten Schritte der Fluorierung ao in den letzten Schritten unvollständig und betrifft insgesamt in der ersten Zone bei einer Tempe- nicht die gesamte ursprünglich eingesetzte Verbindung, ratur von 220 bis 2500C durchführt, Erhalten wird dann ein Gemisch aus verschiedenenb) the first two steps of the fluorination ao incomplete in the last steps and affects overall in the first zone at a temperature not the entire originally used compound, temperature of 220 to 250 0 C, then a mixture of different is obtained c) die Fluorierung in der zweiten Zone bei einer chlorfluorierten Verbindungen, unter denen die per-T;mperatur von 250 bis 275° C weiterführt und fluorierte Verbindung nur einen geringen Anteil aus-c) the fluorination in the second zone in the case of a chlorofluorinated compound, below which the per-T; mperatur from 250 to 275 ° C and only a small proportion of fluorinated compounds d) in der dritten Zone die vollständige Per- a5 macht. Wird lediglich die Herstellung der perfluorierfluorierung der Zwischenprodukte aus c), die ten Verbindung angestrebt, so stellen die im erhaltenen im Mittel mindestens 1,5 Fluoratome auf Gemisch vorhandenen, noch Chloratome aufweisenden 1 Chloratom enthalten, bei einer Temperatur Verbindungen Nebenprodukte dar, und die Leistung von 275 bis 35O°C vornimmt. des Verfahrens bezüglich der gewünschten perfluorier-d) in the third zone makes the complete per- a 5. If only the preparation of the perfluorofluorination of the intermediate products from c), the th compound is sought, the mixture of at least 1.5 fluorine atoms present in the obtained mixture, still containing chlorine atoms and containing 1 chlorine atom, are compounds by-products at one temperature, and the performance from 275 to 35O ° C. of the process with regard to the desired perfluorinated 30 ten Verbindung ist stark verringert.30 th connection is greatly reduced. So beträgt in dem soeben beschriebenen Beispiel dieIn the example just described, the Ausbeute an Hexcfluoraceton, Monochlorpentafluor-Yield of hexcfluoroacetone, monochloropentafluoro aceton und Dichlortetrafluoraceton lediglich 29,7 g je Stunde und je kg Katalysator; dies ist außerordentlichacetone and dichlorotetrafluoroacetone only 29.7 g each Hour and per kg of catalyst; this is extraordinary Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 35 wenig. Das entstandene Gemisch organischer Ver-Perfluorieren von perchlonerten Carbonylverbindun- bindungen enthält 38 Molprozent Dichlortetrafluorgen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül durch aceton, 20 Molprozent Monochlorpentafluoraceton kontinuierliche Reaktion der perchlorierten Verbin- und 4 Molprozent Hexafluoraceton, insgesamt 62 Moldungen rr.it überschüssigem wasserfreiem Fluorwasser- prozent sowie 29 Molprozent Trichlortrifluoraceton, stoff in der Dampfphase in Gegenwart eines Fluorie- 40 8 Molprozent Tetrachlordifluoraceton und 1 Molprorungskaulysators bei Temperaturen von 220 bis 35O0C. zent verschiedene C4-Verbindungen. Die Ausbeute anThe invention relates to a method for 35 little. The resulting mixture of organic perfluorination of perchlorinated carbonyl compounds contains 38 mol percent dichlorotetrafluorogen with 2 to 4 carbon atoms in the molecule due to acetone, 20 mol percent monochloropentafluoroacetone continuous reaction of the perchlorinated compounds and 4 mol percent hexafluoroacetone, a total of 62 moldings with excess anhydrous fluorine water percent and 29 mol percent trichlorotrifluoroacetone, substance in the vapor phase in the presence of a fluorine 40 8 mol percent tetrachlorodifluoroacetone and 1 Molprorungskaulysators at temperatures from 220 to 350 0 C. cent different C 4 compounds. The yield at Die perchlorierten Carbonylverbindungen enthalten gewünschter perfluorierter Verbindung ist also außerin ihrem Molekül Trichlormethylgruppen (— CCl3) ordentlich gering und beträgt nur 1,65 g je Stunde oder Peiitachloräthylgruppen (— C8Cl6) und kein und je kg Katalysator.The perchlorinated carbonyl compounds contain the desired perfluorinated compound is therefore exceptionally low in its molecule of trichloromethyl groups (- CCl 3 ) and is only 1.65 g per hour or Peiitachloräthylgruppen (- C 8 Cl 6 ) and no and per kg of catalyst. Wasserstoffatom mehr, das durch ein Chloratom 45 Dieses Ergebnis läßt sich natürlich dadurch verersetzt werden kann. bessern, daß man die im erhaltenen Gemisch vorhan-Hydrogen atom more, which is replaced by a chlorine atom 45 This result can of course be replaced by this can be. improve that the mixture obtained is present Es ist bekannt, bei der katalytischen Fluorierung denen chlorfluorierten Nebenprodukte abtrennt und von perhalogenierten Carbonylverbindungen wie Tri- sie einer weiteren Fluorierung in Dampfphase untcrchloracetylchlorid oder Hexachloraceton diese Ver- wirft: stufenweise durch abwechselndes Abtrennen bindunge 1 in flüssiger Phase oder in Dampf phase mit 50 und zusätzliches Fluorieren der noch chlorhaltigen Fluorwasserstoff in Gegenwart eines Katalysators zu Verbindungen läßt sich die Ausbeute an angestrebter behandeln. Beim Arbeiten in flüssiger Phase, beispiels- perfluorierter Verbindung verbessern. Die Leistungsweise in Gegenwart von Antimonhalogeniden als fähigkeit des Verfahrens 'bleibt jedoch außerordentlich Katalysaloren, verläuft die Fluorierung unvollständig, schwach; außerdem ist diese Verfahrensweise kompli- und die entsprechenden perfluorierten Verbindungen 55 ziert und zeitraubend. Es wäre natürlich einfacher und lassen sich nicht erhalten. wirtschaftlicher, über ein Verfahren zu verfügen, wel-It is known that in the catalytic fluorination which chlorofluorinated by-products are separated off and of perhalogenated carbonyl compounds such as tri- they undergo further fluorination in the vapor phase with chloroacetyl chloride or hexachloroacetone rejects this: step by step by alternating separation bindings 1 in the liquid phase or in the vapor phase with 50 and additional fluorination of the still chlorine-containing Hydrogen fluoride in the presence of a catalyst to compounds can be the yield of the desired treat. When working in the liquid phase, improve for example perfluorinated compound. The performance in the presence of antimony halides, however, the ability of the process remains exceptional Catalysts, the fluorination is incomplete, weak; in addition, this procedure is compli- and the corresponding perfluorinated compounds 55 graceful and time consuming. It would of course be easier and cannot be preserved. more economical to have a process that Um die perfluorierten Verbindungen, ausgehend von ches unmittelbar bei einem einzigen Durchgang der perchlonerten Carbonylverbindungen, zu erhalten, Reaktionspartner zu der angestrebten perfluorierten müssen nämlich nacheinander alle Chloratome der Verbindung in erhöhter Ausbeute und mit verbesserter Ausgangs verbindung durch Fluor ersetzt werden; dies 60 Leistungsfähigkeit führt.To get the perfluorinated compounds, starting from ches immediately in a single pass of the perchlorinated carbonyl compounds, to obtain reactants to the desired perfluorinated namely must successively all the chlorine atoms of the compound in increased yield and with improved Starting compound can be replaced by fluorine; this leads to 60 efficiency. erfordert die Durchführung von ebensoviel aufein- Wird hingegen die Fluorierung bei höherer Tempe-requires the implementation of just as much at one time. If, on the other hand, the fluorination takes place at higher anderfolgenden Fluorierungsschritten, wie die Aus- ratur (300 bis 3500C) durchgeführt, um die Produkgangsveri)indung Chloratome im Molekül enthält, bei- tivität an gewünschter perfluorierter Verbindung zu spielsweise vier aufeinanderfolgende Schritte im Falle erhöhen, so werden infolge der Entwicklung von von Trichloracetylchlorid oder sechs aufeinander- 65 Nebenreaktionen in beträchtlichem Umfang (mehr als folgende Schritte im Falle von Hexachloraceton. 10 Molprozent), die durch Decarbonylierung der Keto-other subsequent fluorination steps, such as the equipment (300 to 350 0 C) carried out to produce the product mixture contains chlorine atoms in the molecule, increase the activity of the desired perfluorinated compound to, for example, four successive steps in the case of, as a result of the development of Trichloroacetyl chloride or six successive side reactions on a considerable scale (more than the following steps in the case of hexachloroacetone. 10 mol percent), which are caused by decarbonylation of the keto Das angestrebte Ergebnis kann erreicht werden, verbindungen zu unbrauchbaren Nebenprodukten indem man die Fluorierung der perchlonerten funk- führen, nur begrenzte Ausbeuten erhalten. DarüberThe desired result can be achieved, compounds to unusable by-products by performing the fluorination of the perchlorinated func- tions, only limited yields are obtained. About it
DE19722221844 1971-05-06 1972-05-04 Process for the perfluorination of perchlorinated carbonyl compounds Expired DE2221844C3 (en)

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