DE68914578T2 - Herstellung von 1,1,1-2-Tetrafluorethan. - Google Patents
Herstellung von 1,1,1-2-Tetrafluorethan.Info
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein chemisches Verfahren und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoroethan.
- Zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoroethan, ein nützliches Kühlmittel, Aerosoltreibmittel, Auftreibmittel und Lösungsmittel, sind mehrere Verfahren bekannt. So beschreibt die GB-PS 1 578 933, ein Verfahren zur Herstellung von Tetrafluoroethanen durch Hydrierung von Dichloro-tetrafluoroethanen bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 200 bis 450ºC. Außerdem beschreibt die GB-PS 2004539 die Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoroethan durch Umsetzung von Trifluoro-ethylen mit Fluorwasserstoff in der Gasphase und in Gegenwart von Chromoxid. Geeignete Reaktianstemperaturen liegen im Bereich von 200 bis 500ºC. Beide diese Verfahren sind teuer.
- Es wurde nunmehr gefunden, daß 1,1,1,2-Tetrafluoroethan in einer hohen Ausbeute und mit einer hohen Selektivität durch Isomerisation von 1,1,2,2-Tetrafluoroethan unter den weiter unten beschriebenen Bedingungen hergestellt werden kann.
- Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoroethan, bei welchem 1,1,2,2-Tetrafluoroethan bei einer erhöhten Temperatur mit einem Fluorierungskatalysator in Berührung gebracht wird, um eine Isomerisation zu bewirken.
- Fluorierungskatalysatoren, die beim erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar sind, sind ausführlich in der vorbekannten Literatur beschrieben. Beispiele hierfür sind Aluminiumfluorid, Natriumfluorid, γ-Aluminiumoxid und insbesondere Chromoxid. Unmodifiziertes Chromoxid kann verwendet werden, aber es ist vorteilhaft, ein vorfluoriertes Chromoxid zu verwenden, welches in anderen Fluorierungsreaktionen verwendet worden ist. Nach der Verwendung kann der Katalysator durch Behandlung mit Luft bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise 400 bis 420ºC, regeneriert werden.
- Die Isomerisationstemperatur sollte so hoch liegen, daß eine Umwandlung des 1,1,2,2-Tetrafluoroethans eintritt, sie sollte aber nicht so hoch liegen, daß übermäßige Mengen Nebenprodukte, wie z. B. Pentafluoro-ethan, erhalten werden. Im allgemeinen liegen geeignete Temperaturen im Bereich von 300 bis 900ºC. Es können aber auch niedrigere Temperaturen verwendet werden, wenn Chromoxid als Fluorierungskatalysator dient, wie z. B. Temperaturen von 300 bis 550ºC, insbesondere 350 bis 500ºC und vorzugsweise 400 bis 450ºC. Bei diesen Temperaturen wird das 1,1,2,2-Tetrafluoroethan, gegebenenfalls gemeinsam mit einem inerten Verdünnungsmittel, wie z. B. Stickstoff, in geeigneter Weise mit dem Katalysator während Zeiten von ungefähr 1 bis ungefähr 50 s in Berührung gebracht.
- Das als Ausgangsmaterial beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete 1,1,2,2-Tetrafluoroethan kann durch bekannte Verfahren erhalten werden, beispielsweise durch das Verfahren, das in der GB-PS 1578933 beschrieben ist, oder durch Hydrierung von Tetrafluoroethylen. Die letztere Reaktion kann zweckmäßig bei normalen oder erhöhten Temperaturen, beispielsweise bis zu 250ºC, in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, wie z. B. Palladium - auf - Aluminiumoxid, ausgeführt werden. Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert.
- Wasserstoff wurde mit 1000 ml/min und Tetrafluoroethylen wurde mit 100 ml/min bei Raumtemperatur in einem Glasreaktor über 120 g 5%iges Palladium/Aluminiumoxid geführt. Die Abgase wurden in zwei Fallen gesammelt, die in Trichloroethylen und Drikold gekühlt wurden. Es fand eine augenblickliche exotherme Reaktion statt, wobei die Temperatur auf 250ºC stieg. Nach 210 min wurden der Wasserstoff- und der Tetrafluorethylen-Fluß abgeschaltet, worauf dann der Reaktor und die Leitungen mit Stickstoff gespült wurden. Das in den Fallen kondensierte Material wurde gewogen und analysiert. Das Produkt bestand aus 84,4 g (94 % Ausbeute) 1,1,2,2-Tetrafluoroethan (Reinheit 98,5 %).
- 1,1,2,2-Tetrafluoroethan und Stickstoff als Verdünnungsmittel wurden durch ein Hastelloy-Reaktor-Rohr geführt, das mit 80 ml Chromoxid bepackt war. Der Reaktor wurde in einem Ofen erhitzt. Nach dem Reaktor wurden die Gase durch ein leeres Rohr geführt, um sie abzukühlen, und dann durch einen Wäscher geleitet, der eine 25%ige Kaliumhydroxid-Lösung enthielt, um Fluorwasserstoff zu entfernen. Die Produkte wurden dann in einer Falle kondensiert, die in Trichloroethylen und Drikold gekühlt wurde. Hinter dem Wäscher wurden Gasproben für Analyse durch Gaschromatografie gezogen.
- Einzelheiten einer Anzahl von Versuchen, bei denen vorfluoriertes Chromoxid verwendet worden war, sind in Tabelle 1 angegeben. Das Chromoxid war 4 h bei 500ºC getrocknet und dann aktiviert worden, indem Luft mit 200 bis 300ml/min bei 400 ºC über Nacht darübergeleitet wurde. In der Tabelle sind folgende Abkürzungen verwendet:
- A134 = 1,1,2,2-Tetrafluoroethan
- A134a = 1,1,1,2-Tetrafluoroethan
- 3FE = Trifluoroethylen
- A125 = Pentafluoroethan
- Eine Strömungsgeschwindigkeit von 50 ml/min A134 und 100ml/min Stickstoff entspricht einer Katalysatorkontaktzeit von annähernd 12 s.
- In Tabelle II sind Einzelheiten von Versuchen angegeben, bei denen der gleiche Katalysator verwendet wurde, nachdem dieser mit 400 ml/min Luft bei 400ºC während 16 h regeneriert worden war. TABELLE I Katalysator-Volumen ml Temperatur ºC A134-Strömungsgeschwindigkeit ml.min Stickstoff-Strömungsgeschwindigkeit ml/min Konzentration im Abgas Mol% TABELLE II
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluoroethan,
bei welchem 1,1,2,2-Tetrafluoroethan bei einer erhöhten
Temperatur mit einem Fluorierungskatalysator in Berührung
gebracht wird, um eine Isomerisation zu bewirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Katalysator
Chromoxid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem der Katalysator
vorfluoriertes Chromoxid enthält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei
welchem die Temperatur im Bereich von 300 bis 900ºC liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Temperatur
im Bereich von 300 bis 550ºC liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Temperatur
im Bereich von 350 bis 500ºC liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Temperatur
im Bereich von 400 bis 450ºC liegt.
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