DE2837515C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoräthan gemäß dem vorstehenden Patentanspruch 1.

Der Katalysator kann ein Trägerkatalysator oder ein trägerfreier Katalysator sein. Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator ist ein Chromoxid, das dadurch erhalten wird, daß man eine Chromhydroxidpaste mit Dampf behandelt und calciniert, und zwar in geeigneter Weise in Luft, wie es näher in der GB-PS 13 07 224 beschrieben ist. Der Katalysator dieser GB-PS kann einer Präfluorierungsbehandlung unterzogen werden, indem man Fluorwasserstoff bei 250 bis 450°C mindestens 30 min lang über den Katalysator führt. Die Katalysatoren können in Pellets gepreßt und in einem Festbett verwendet werden. Alternativ kann ein Katalysator einer geeigneten Teilchengröße in einem Wirbelbett verwendet werden. Bei der Verwendung nimmt der Chromoxidkatalysator verschiedene Mengen Fluor auf und kann in Form von komplexen Gemischen aus Oxiden, Oxyfluoriden, Hydroxyfluoriden und Fluoriden von Chrom vorliegen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden 1 bis 2 Mol Fluorwasserstoff je Mol Trifluoräthylen verwendet. Es wird bevorzugt, ein Molverhältnis von Fluorwasserstoff zu Trifluoräthylen im Bereich von 1,4 : 1 bis 1,8 : 1, beispielsweise 1,6 : 1, zu verwenden.

Die Reaktionstemperatur liegt in geeigneter Weise im Bereich von 200 bis 500°C, vorzugsweise 300 bis 410°C.

Die Kontaktzeiten liegen im Bereich von 1 bis 15 s. Es können atmosphärische oder überatmosphärische Drücke verwendet werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden sehr hohe Umwandlungen von Trifluoräthylen in das hydrofluorierte Produkt erhalten, wobei hochselektive Ausbeuten an 1,1,1,2-Tetrafluoräthan erzielt werden. Umwandlungen bis zu 100% der fluorierten organischen Verbindung mit Ausbeuten von mehr als 95% an 1,1,1,2-Tetrafluoräthan können durch das erfindungsgemäße Verfahren in der Tat erhalten werden.

Das gewünschte 1,1,1,2-Tetrafluoräthan kann unter Verwendung herkömmlicher Techniken abgetrennt werden, beispielsweise dadurch, daß man die ausströmenden Gase mit Wasser und wäßriger Natriumhydroxidlösung wäscht und trocknet und das gewünschte Produkt durch Kondensation sammelt.

Das Trifluoräthylen-Ausgangsmaterial kann durch verschiedene Methoden erhalten werden. So kann es durch Reaktion von Wasserstoff mit Trifluorchloräthylen in der Gasphase und in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, wie z. B. Platin oder Palladium, erhalten werden. Ein anderes brauchbares Verfahren besteht darin, daß man Wasserstoff mit 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, wie z. B. Palladium, in Reaktion bringt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

In einen rohrförmigen Nickelreaktor mit einer Länge von 90 cm und einem Innendurchmesser von 2,5 cm wurden 170 g eines Chromoxidkatalysators eingebracht. Der letztere wurde durch Dampfbehandlung einer Chromhydroxidpaste während 18 h bei 95°C hergestellt und anschließend 11 h bei 340°C calciniert, wie es in der GB-PS 13 07 224 beschrieben ist. Der Katalysator wurde dann mit Fluorwasserstoff bei 350°C 4 h lang vorbehandelt. Der rohrförmige Reaktor wurde durch einen elektrischen Ofen erhitzt.

Es wurden Fluorwasserstoff und Trifluoräthylen in zwei verschiedenen Molverhältnissen durch das Rohr hindurchgeführt, wobei das Katalysatorbett auf 350°C gehalten wurde. Die Strömungsgeschwindigkeiten des organischen Materials und des Fluorwasserstoffs waren beim Versuch 1 : 185 cm³/min bzw. 130 cm³/min; beim Versuch 2: 370 cm³/min bzw. 260 cm³/min; und beim Versuch 3: 440 cm³/min bzw. 286 cm³/min durch die halbe Länge des Katalysatorbetts.

Der prozentuale Volumenanteil der organischen Materialien in den ausströmenden Gasen wurde durch Gas/Flüssigkeit-Chromatographie bestimmt.

Die Reaktionsbedingungen und die Zusammensetzung des Produkts sind in Tabelle I gezeigt:

Tabelle I

Beispiel 2

Die Vorrichtung und das Verfahren waren in etwa die gleichen wie im Beispiel 1. Jedoch war der Innendurchmesser des Reaktors größer (3,8 cm), und außerdem war der Reaktor aus "Monel®" hergestellt. Die Katalysatormenge war 1 kg. Die Strömungsgeschwindigkeiten des Fluorwasserstoffs und des Trifluoräthylens waren 200 g h^-1 bzw. 125 l h^-1 (Gas). Das Molverhältnis HF : CF₂=CFH war 1,9 : 1. Die Kontaktzeit war 4 s.

Das ausströmende Gas wurde mit Wasser und wäßriger Alkalihydroxidlösung gewaschen, durch eine Falle zum Sammeln von Wassertröpfchen hindurchgeführt und getrocknet. Das Produkt wurde durch Kondensation gesammelt und destilliert.

Die Umwandlung in CF₃CH₂F war mehr als 95%. Das Produkt enthielt nur 0,5% fluorierte Methane und fluorierte Äthane.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoräthan, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Gasphase Trifluoräthylen mit Fluorwasserstoff in Gegenwart eines Chromoxidkatalysators, der durch Behandlung einer Chromhydroxidpaste mit Dampf und Calcinieren in Luft erhalten worden ist, bei Temperaturen im Bereich von 200 bis 500°C in Berührung bringt, wobei 1 bis 2 Mol Fluorwasserstoff je Mol Trifluoräthylen eingesetzt werden und die Kontaktzeiten im Bereich von 1 bis 15 s liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 1,4 Mol bis 1,8 Mol Fluorwasserstoff je Mol Trifluoräthylen eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur im Bereich von 300 bis 410°C liegt.