JP2003286207A - ハイドロフルオロカーボンの製造方法 - Google Patents
ハイドロフルオロカーボンの製造方法Info
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Abstract
の高純度のHFCを工業的に有利に製造する方法を提供
する。 【解決手段】 ハロゲン化アルケンおよび/またはハロ
ゲン化アルカンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下
で反応させて第1のHFCを生成させる工程(A)、ハ
ロゲン化アルケンおよび/またはハロゲン化アルカンと
フッ化水素とをフッ素化触媒の存在下で反応させて第2
のHFCを生成させる工程(B)、および、工程(A)
および工程(B)で得られる生成物を合流させた後に蒸
留し、蒸留によって第1および第2のHFCを得る工程
(C)、を含む製造方法。
Description
ーボンの製造方法に関する。
FC」ということがある。)類はオゾン破壊係数がゼロ
という特徴があり、ハイドロフルオロカーボン類の中で
もペンタフルオロエタン(以下、「HFC−125」と
いうことがある。)や1,1,1,2−テトラフルオロ
エタン(以下、「HFC−134a」ということがあ
る。)は例えば冷媒として有用な化合物である。
は、例えば、テトラクロロエチレン、2,2−ジクロロ
−1,1,1−トリフルオロエタン(以下、「HCFC
−123」ということがある。)または2−クロロ−
1,1,1,2−テトラフルオロエタン(以下、「HC
FC−124」ということがある。)とフッ化水素とを
フッ素化触媒の存在下で反応させる方法が知られてい
る。また、テトラクロロエチレンとフッ化水素とをフッ
素化触媒の存在下で反応させて、ペンタフルオロエタン
の中間体であるHCFC−123および/またはHCF
C−124を主成分とするガスを中間生成物として製造
し、これらの中間体を含むガスとフッ化水素とをフッ素
化触媒の存在下で反応させてペンタフルオロエタンを得
る2段階の方法を用いることもできる。
チレンとフッ化水素とを反応させる下記の式1および/
または式2に示す反応を行い、中間体であるHCFC−
123および/またはHCFC−124に富む中間生成
物を生成させ、次いで第2の反応器で式3および/また
は式4で示すように、それぞれ中間体とフッ化水素とを
反応させて、目的物であるペンタフルオロエタンを含む
生成物を得る。
タンの製造方法としては、例えば、トリクロロエチレン
または2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン
(以下、「HCFC−133a」ということがある。)
とフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下で反応させる方
法が知られている。また、前記のペンタフルオロエタン
と同様に2段階の方法を用いることができる。すなわ
ち、第1の反応器でトリクロロエチレンとフッ化水素と
を反応させる下記の式5に示す反応を行い、中間体であ
るHCFC−133aに富む中間生成物を生成させ、次
いで第2の反応器で式6で示すように、HCFC−13
3aとフッ化水素とを反応させて、目的物である1,
1,1,2−テトラフルオロエタンを含む生成物を得
る。 CCl2=CHCl + 3HF → CF3CH2Cl + 2HCl(式5) CF3CH2Cl + HF → CF3CH2F + HCl(式6)
ンを同時に製造する方法が提案されている。例えば、W
O95/15937号公報には、HCFC−133aと
フッ化水素とを反応させて1,1,1,2−テトラフル
オロエタンを生成させ、この1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタンの存在下で塩化メチレンおよびトリクロロ
エチレンをフッ化水素と反応させる方法が記載されてい
る。
ばトリクロロエチレンとフッ化水素とを反応させてHC
FC−133aを生成させ、次いでこのHCFC−13
3aとフッ化水素とを反応させて1,1,1,2−テト
ラフルオロエタンを生成させる工程中に、例えばHCF
C−123および/またはHCFC−124を添加する
ことによって1,1,1,2−テトラフルオロエタンと
共にペンタフルオロエタンを生成させる方法が記載され
ている。
例えば、第1反応器においてHCFC−133aとHC
FC−123とをフッ化水素と反応させ、この反応生成
物にテトラクロロエチレンを混合して第2反応器に供給
し、第1反応器とは異なる反応条件で反応させることに
よって、1,1,1,2−テトラフルオロエタンとペン
タフルオロエタンとを含む生成物を得ることが記載され
ている。
的な素材であるテトラクロロエチレンとトリクロロエチ
レンとを用いて、高純度なペンタフルオロエタンと1,
1,1,2−テトラフルオロエタンとを同時に経済的に
有利に製造するためには課題を残している。
した各反応の反応条件が、それぞれ大きく異なるという
ことが挙げられる。ペンタフルオロエタンの製造に関し
て、好ましい反応条件を具体的に示せば、式1および式
2で示される工程は、例えば反応圧力0.35MPa、
反応温度310℃、フッ化水素/テトラクロロエチレン
のモル比10の条件下で行うことができる。また、式3
および式4で示される工程は、例えば反応圧力0.4M
Pa、反応温度340℃、フッ化水素/HCFC−12
3+HCFC−124のモル比8の条件下で行うことが
できる。
製造に関しては、好ましい反応条件を具体的に示せば、
式5で示される工程は、例えば反応圧力0.35MP
a、反応温度270℃、フッ化水素/トリクロロエチレ
ンのモル比15の条件下で行うことができる。また、式
6で示される工程は、例えば反応圧力0.4MPa、反
応温度340℃、フッ化水素/HCFC−133aのモ
ル比6の条件下で行うことができる。
チレンやトリクロロエチレンにフッ化水素を反応させる
工程の最適な反応温度が大きく異なるため、従来の方法
を用いた場合には、この反応温度の大きな違いによって
未反応原料による触媒への悪影響や好ましくない不純物
の増加等を生じる場合がある。
景の下、冷媒として用いることができる、異なる2種の
高純度のハイドロフルオロカーボンを工業的に有利に製
造する方法を提供することを課題とする。
題を解決すべく鋭意検討した結果、ハロゲン化アルケン
および/またはハロゲン化アルカンとフッ化水素とをフ
ッ素化触媒の存在下で反応させて第1のハイドロフルオ
ロカーボンを生成させる工程(A)、ハロゲン化アルケ
ンおよび/またはハロゲン化アルカンとフッ化水素とを
フッ素化触媒の存在下で反応させて第2のハイドロフル
オロカーボンを生成させる工程(B)、および、工程
(A)および工程(B)で得られる生成物を合流させた
後に蒸留し、蒸留によって第1のハイドロフルオロカー
ボンおよび第2のハイドロフルオロカーボンを得る工程
(C)を含む製造方法を用いれば前記の課題を解決でき
ることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は
以下の[1]〜[19]に示されるハイドロフルオロカ
ーボンの製造方法に関する。
またはハロゲン化アルカンとフッ化水素とをフッ素化触
媒の存在下で反応させて第1のハイドロフルオロカーボ
ンを生成させる工程; (B)ハロゲン化アルケンおよび/またはハロゲン化ア
ルカンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下で反応さ
せて第2のハイドロフルオロカーボンを生成させる工
程;および (C)工程(A)および工程(B)で得られる生成物を
合流させた後に蒸留し、蒸留によって第1のハイドロフ
ルオロカーボンおよび第2のハイドロフルオロカーボン
を得る工程; を含むことを特徴とするハイドロフルオロカーボンの製
造方法。[2]工程(A)が、テトラクロロエチレン、
2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンお
よび2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンからなる群より選ばれる少なくとも1種とフッ化水素
とをフッ素化触媒の存在下で反応させ、第1のハイドロ
フルオロカーボンとしてペンタフルオロエタンを生成さ
せるものである上記[1]に記載の製造方法。
ンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第1反応帯
で反応させて2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,1,2
−テトラフルオロエタンを含むガスを生成させる工程
(1)、および、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリ
フルオロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,
1,2−テトラフルオロエタンを含むガスとフッ化水素
とをフッ素化触媒の存在下、第2反応帯で反応させてペ
ンタフルオロエタンを含むガスを生成させる工程(2)
を含むものである上記[1]または[2]に記載の製造
方法。 [4]工程(B)が、トリクロロエチレンおよび/また
は2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンとフッ
化水素とをフッ素化触媒の存在下で反応させ、第2のハ
イドロフルオロカーボンとして1,1,1,2−テトラ
フルオロエタンを生成させるものである上記[1]〜
[3]のいずれかに記載の製造方法。
とフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第3反応帯で
反応させて2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ンを含むガスを生成させる工程(3)、および2−クロ
ロ−1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスとフッ
化水素とをフッ素化触媒の存在下、第4反応帯で反応さ
せて1,1,1,2−テトラフルオロエタンを含むガス
を生成させる工程(4)を含むものである上記[1]〜
[4]のいずれかに記載の製造方法。 [6]工程(C)が、工程(A)で得られるペンタフル
オロエタンを含むガスおよび工程(B)で得られる1,
1,1,2−テトラフルオロエタンを含むガスを合流さ
せた後に蒸留させるものである上記[1]〜[5]のい
ずれかに記載の製造方法。
ロロエチレンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、
第1反応帯で反応させ、塩化水素、2,2−ジクロロ−
1,1,1−トリフルオロエタン、2−クロロ−1,
1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエ
タンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;(2)
2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンお
よび/または2−クロロ−1,1,1,2−テトラフル
オロエタンを含むガスとフッ化水素とをフッ素化触媒の
存在下、第2反応帯で反応させ、塩化水素、ペンタフル
オロエタン、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタン、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフル
オロエタンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;を
含み、工程(B)として、(3)トリクロロエチレンと
フッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第3反応帯で反
応させ、塩化水素、2−クロロ−1,1,1−トリフル
オロエタンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;
(4)2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを
含むガスとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第4
反応帯で反応させ、塩化水素、1,1,1,2−テトラ
フルオロエタン、2−クロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;を含
み、および工程(C)として、(5)前記工程(1)〜
工程(4)で得られるガスを合流させて蒸留塔に導入し
た後に蒸留し、蒸留によってペンタフルオロエタンおよ
び1,1,1,2−テトラフルオロエタンを得る工程;
を含む上記[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方
法。
ムを主成分とする担持型または塊状型触媒である上記
[1]〜[7]のいずれかに記載の製造方法。 [9]第1反応帯〜第4反応帯の反応圧力を、いずれも
大気圧から0.9Mpaの範囲内とする上記[7]また
は[8]に記載の製造方法。 [10]第2反応帯の圧力が第1反応帯の圧力より高
く、第4反応帯の圧力が第3反応帯の圧力より高い上記
[7]〜[9]のいずれかに記載の製造方法。 [11]前記工程(5)が、工程(1)〜工程(4)で
得られるガスを合流させて第1の蒸留塔に導入し、該蒸
留塔において、塔頂より塩化水素、2−クロロ−1,
1,1−トリフルオロエタン、2−クロロ−1,1,
1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン
および/または1,1,1,2−テトラフルオロエタン
を分離し、塔底よりフッ化水素、2,2−ジクロロ−
1,1,1−トリフルオロエタンおよび/または2−ク
ロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを分離する上記
[7]〜[10]のいずれかに記載の製造方法。
た、フッ化水素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリ
フルオロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,1
−トリフルオロエタンを反応工程に循環させる上記[1
1]に記載の製造方法。 [13]第1の蒸留塔の塔底より分離された、フッ化水
素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ンおよび/または2−クロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンを第2の蒸留塔に導入し、分離精製した後に反
応工程に循環させる上記[11]または[12]に記載
の製造方法。 [14]第2の蒸留塔で分離されたフッ化水素が、第1
反応帯〜第4反応帯の少なくとも1つの反応帯に循環さ
れる上記[13]に記載の製造方法。 [15]第2の蒸留塔で分離された2,2−ジクロロ−
1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスを第2反応
帯に循環させる上記[13]または[14]に記載の製
造方法。
ロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスを第
4反応帯に循環させる上記[13]〜[15]のいずれ
かに記載の製造方法。 [17]第1の蒸留塔の塔頂より分離された、塩化水
素、2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン、2
−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペ
ンタフルオロエタンおよび/または1,1,1,2−テ
トラフルオロエタンを第3の蒸留塔に導入し、塔頂より
ペンタフルオロエタンおよび1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタンを得る上記[11]〜[16]のいずれか
に記載の製造方法。 [18]第3の蒸留塔の塔頂より得られるガスが1,
1,1,2−テトラフルオロエタンに富むものである上
記[17]に記載の製造方法。 [19]蒸留塔の塔内圧力を大気圧から3Mpaの範囲
内とする上記[7]〜[18]のいずれかに記載の製造
方法。
する。本発明は、(A)ハロゲン化アルケンおよび/ま
たはハロゲン化アルカンとフッ化水素とをフッ素化触媒
の存在下で反応させて第1のハイドロフルオロカーボン
を生成させる工程;(B)ハロゲン化アルケンおよび/
またはハロゲン化アルカンとフッ化水素とをフッ素化触
媒の存在下で反応させて第2のハイドロフルオロカーボ
ンを生成させる工程;および(C)工程(A)および工
程(B)で得られる生成物を合流させた後に蒸留し、蒸
留によって第1のハイドロフルオロカーボンおよび第2
のハイドロフルオロカーボンを得る工程;を含むことを
特徴とするハイドロフルオロカーボンの製造方法であ
る。
できるハイドロフルオロカーボンとしては、ジフルオロ
メタン、トリフルオロメタン、1,2−ジフルオロエタ
ン、1,1,1−トリフルオロエタン、1,1,1,2
−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタンが挙げ
られる。
アルケンとしては、例えば、クロロエチレン、1,1−
ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリフルオロ
エチレン、テトラクロロエチレン、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン等が挙げられる。ま
た、ハロゲン化アルカンとしては、例えば、ジクロロメ
タン、クロロフルオロメタン、トリクロロメタン、クロ
ロジフルオロメタン、2−クロロ−1,1,1−トリフ
ルオロエタン、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフ
ルオロエタン、2−クロロー1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタン等が挙げられる。
ロフルオロカーボンとしてペンタフルオロエタンを生成
させる場合、工程(A)が、テトラクロロエチレン、
2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンお
よび2−クロロー1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンからなる群より選ばれる少なくとも1種とフッ化水素
とをフッ素化触媒の存在下で反応させることが好まし
い。
ンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第1反応帯
で反応させて2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタンおよび/または2−クロロー1,1,1,2
−テトラフルオロエタンを含むガスを生成させる工程
(1)、および2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフ
ルオロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,1,
2−テトラフルオロエタンを含むガスとフッ化水素とを
フッ素化触媒の存在下、第2反応帯で反応させてペンタ
フルオロエタンを含むガスを生成させる工程(2)を含
むものであることが好ましい。
としてペンタフルオロエタンを生成させ、第2のハイド
ロフルオロカーボンとして1,1,1,2−テトラフル
オロエタンを生成させる場合には、前記の工程(A)に
加え、工程(B)が、トリクロロエチレンおよび/また
は2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンとフッ
化水素とをフッ素化触媒の存在下で反応させ、第2のハ
イドロフルオロカーボンとして1,1,1,2−テトラ
フルオロエタンを生成させるものであることが好まし
い。
フッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第3反応帯で反
応させて2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン
を含むガスを生成させる工程(3)、および2−クロロ
−1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスとフッ化
水素とをフッ素化触媒の存在下、第4反応帯で反応させ
て1,1,1,2−テトラフルオロエタンを含むガスを
生成させる工程(4)を含むものであることが好まし
い。
タフルオロエタンを含むガスおよび工程(B)で得られ
る1,1,1,2−テトラフルオロエタンを含むガスを
合流させた後に蒸留させるものであることが好ましい。
ンタフルオロエタンを生成させ、第2のハイドロフルオ
ロカーボンとして1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンを生成させる場合、工程(A)として、(1)テトラ
クロロエチレンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在
下、第1反応帯で反応させ、塩化水素、2,2−ジクロ
ロ−1,1,1−トリフルオロエタン、2−クロロー
1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオ
ロエタンおよび/またはフッ化水素を含むガスを得る工
程;、(2)2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,1,2
−テトラフルオロエタンを含むガスとフッ化水素とをフ
ッ素化触媒の存在下、第2反応帯で反応させ、塩化水
素、ペンタフルオロエタン、2,2−ジクロロ−1,
1,1−トリフルオロエタン、2−クロロ−1,1,
1,2−テトラフルオロエタンおよび/またはフッ化水
素を含むガスを得る工程;、を含み、工程(B)とし
て、(3)トリクロロエチレンとフッ化水素とをフッ素
化触媒の存在下、第3反応帯で反応させ、塩化水素、2
−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンおよび/ま
たはフッ化水素を含むガスを得る工程;、(4)2−ク
ロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスとフ
ッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第4反応帯で反応
させ、塩化水素、1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ン、2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンおよ
び/またはフッ化水素を含むガスを得る工程;を含み、
および工程(C)として、(5)前記工程(1)〜工程
(4)で得られるガスを合流させて蒸留塔に導入した後
に蒸留し、蒸留によってペンタフルオロエタンおよび
1,1,1,2−テトラフルオロエタンを得る工程;を
含むことが好ましい。
方法は、例えばテトラクロロエチレンとフッ化水素とか
らペンタフルオロエタンを製造する2つの反応工程とト
リクロロエチレンとフッ化水素とから1,1,1,2−
テトラフルオロエタンを製造する2つの反応工程を個別
に実施することにより反応条件の制御が効率的に実施で
きる。それによって触媒活性への影響、不純物の増加等
を回避することができ、上記の4つの反応工程の生成物
を合流させて1つの蒸留塔へ導入することにより、簡単
な装置で効率よく高純度なペンタフルオロエタンおよび
1,1,1,2−テトラフルオロエタンを製造すること
ができる。
ずれも大気圧から0.9Mpaの範囲内とすることが好
ましく、さらに第2反応帯の圧力が第1反応帯の圧力よ
り高く、第4反応帯の圧力が第3反応帯の圧力より高い
ことが好ましい。
しては、これまで知られたフッ素化触媒を用いることが
できる。本発明の製造方法は、2つの異なる化合物を製
造するそれぞれの工程で最適な触媒を選択することがで
きるが、フッ素化触媒が3価の酸化クロムを主成分とす
る担持型または塊状型触媒であることが好ましい。
ハイドロフルオロカーボンを含むガスを得た後、それぞ
れの生成ガスを合流し、合流したガスは蒸留塔に導入さ
れる。例えば前記の工程(1)〜工程(4)で得られる
ガスは合流されて第1の蒸留塔に導入され、塔頂より塩
化水素、2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ン、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ン、ペンタフルオロエタンおよび/または1,1,1,
2−テトラフルオロエタンを分離し、塔底よりフッ化水
素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ンおよび/または2−クロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンを分離することが好ましい。
化水素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロ
エタンおよび/または2−クロロ−1,1,1−トリフ
ルオロエタンは反応工程に循環させることが好ましい。
また、第1の蒸留塔の塔底より分離された、フッ化水
素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ンおよび/または2−クロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンを第2の蒸留塔に導入し、分離精製した後に反
応工程に循環させることが好ましい。
前記の第1反応帯〜第4反応帯の少なくとも1つの反応
帯に循環されることが好ましい。また、第2の蒸留塔で
分離された2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンを含むガスは第2反応帯に循環させることが好
ましく、第2の蒸留塔で分離された2−クロロ−1,
1,1−トリフルオロエタンを含むガスを第4反応帯に
循環させることが好ましい。本発明の製造方法は、各反
応工程において未反応であった出発原料および中間体を
蒸留によって分離し、各反応工程に循環させることがで
きるので、目的化合物の収率を向上させることができ
る。
水素、2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン、
2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン、
ペンタフルオロエタンおよび/または1,1,1,2−
テトラフルオロエタンを第3の蒸留塔に導入し、塔頂よ
りペンタフルオロエタンおよび1,1,1,2−テトラ
フルオロエタンを得ることが好ましい。また、第3の蒸
留塔の塔頂より得られるガスが1,1,1,2−テトラ
フルオロエタンに富むものであることが好ましく、前記
の第1〜第3の蒸留塔の塔内圧力を大気圧から3Mpa
の範囲内とすることが好ましい。
上の原料化合物とフッ化水素から、2種の異なるハイド
ロフルオロカーボンを製造するものであり、製造するハ
イドロフルオロカーボンに対する最適触媒組成および最
適反応条件との差異を克服するために、互いに異なる固
体触媒を使用するかまたは互いに異なる温度で反応させ
る、2個以上の反応器を並列に連結し、それぞれの反応
器に、それぞれ適切な反応原料を供給して反応を遂行す
るものである。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 (実施例)図1は本発明の好ましい態様について表して
おり、以下図1を参照して説明する。尚図1中、各化合
物は次のように表される。 テトラクロロエチレン(PCE) トリクロロエチレン(TCE) 2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタン
(F123) 2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン
(F124) 2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン(F13
3a) ペンタフルオロエタン(F125) 1,1,1,2−テトラフルオロエタン(F134a) フッ化水素(HF) 塩化水素(HCl)
とができる4つの気相反応装置A、B、CおよびD、第
1蒸留塔、第1蒸留塔の塔頂から分離されるペンタフル
オロエタンおよび1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンを含むガスを精製するための精製系、第1蒸留塔の塔
底から分離されるHCFC−123等の中間体化合物お
よび未反応のフッ化水素を分離精製する第2蒸留塔から
概略構成される。
ンタフルオロエタンを生成する反応が行われる。まず原
料であるテトラクロロエチレン(PCE)(1)が反応
装置Aに導入される。反応装置Aには反応に最適な触媒
が充填されている。同時に第2蒸留塔において分離され
たフッ化水素(29)が(2)として反応装置Aに導入
される。フッ化水素は必要に応じて新たに追加導入する
ことができる。反応装置Aでは、前記の式1および式2
に示した反応が起こり、また式3および式4に示した反
応が一部起こることにより、HCl、中間体であるHC
FC−123、HCFC−124およびHFC−125
とを含む第1生成物(3)が生成する。第1生成物
(3)は後述する第2生成物(7)、第3生成物(1
3)および第4生成物(16)と合流し、(21)とな
って第1蒸留塔に導入される。
FC−124(26)が(4)として導入される。(図
1中、は(26)と(4)が接続していることを表
す。)また、第2蒸留塔で分離されたHCFC−123
/HF(28)が(5)として導入され、さらに第2蒸
留塔の塔底から分離されたフッ化水素(HF)(29)
の一部が循環されて(6)として導入される。反応装置
Bにも反応に最適な触媒が充填される。反応装置Bで
は、前記の式3、式4の反応により、HCl、目的物の
HFC−125、未反応のHCFC−123およびHC
FC−124とを含む第2生成物(7)が生成する。第
2生成物(7)は他の反応装置からのガスと合流し、
(21)として第1蒸留塔に導入される。
1,1,2−テトラフルオロエタンを生成する反応が行
われる。反応装置Cでは、原料であるトリクロロエチレ
ン(TCE)(11)が導入され、新たに加えるフッ化
水素(10)と循環されたフッ化水素(12)がそれぞ
れ導入される。反応装置Cでは、主として前記の式5の
反応により、HCl、中間体のHCFC−133aとを
含む第3生成物(13)が生成し、第3生成物(13)
は他の反応装置からのガスと合流し、(21)として第
1蒸留塔に導入される。
HCFC−133a/HF(27)と循環されたフッ化
水素(15)が導入され、主として式6の反応により、
HCl、目的物であるHFC−134aおよび未反応の
HCFC−133aとを含む第4生成物(16)が生成
し、第4生成物(16)は他の反応装置からのガスと合
流し、(21)として第1蒸留塔に導入される。
3生成物(13)および第4生成物(16)は合流さ
れ、合流生成物(21)が第1蒸留塔に導入される。第
1蒸留塔の塔頂からは、主としてHCl、HFC−13
4a、HFC−125、HCFC−124、HCFC−
133aおよびフッ化水素とを含む第1塔頂留分(2
2)が留出する。次いでこの第1塔頂留分は精製系に供
給され、HCl(24)、HFC−134a/HFC−
125(25)、HCFC−124(26)、リサイク
ルHF(17)等に分離される。精製系は図示されない
第3蒸留塔を含むものとする。HCFC−124、フッ
化水素はそれぞれ反応工程に循環されて再使用され、H
Cl、HFC−134a、HFC−125は製品として
回収される。
水素、HCFC−123、HCFC−133aとを含む
第1塔底留分(23)が留出する。この第1塔底留分
(23)は第2蒸留塔に導入され、塔頂よりHCFC−
133a/HF(27)が回収され、これは反応装置D
に循環される。第2蒸留塔の供給段より上方に設けられ
たサイドカット段よりHCFC−123/HF(28)
が抜き出され、これは反応装置Bに循環される。第2蒸
留塔の塔底よりHF(29)が回収され、これは反応装
置A、B、CおよびDにそれぞれ必要に応じて循環され
る。
記の方法に従った運転例を以下に示す。合流生成物(2
1)の流量を100(kg/hr)としたときの、工程
ライン(1)〜(7)、(10)〜(17)および(2
1)〜(29)におけるそれぞれの成分の質量割合(質
量%)を表1および表2に示す。
によれば、各反応装置ごとに生成物の分離工程を設ける
必要がなく、これらの反応装置の生成物が合流された後
に蒸留塔で蒸留される。目的物であるHFC−134
a、HFC−125および副生物のHClは製品として
回収され、他の中間体および未反応原料が各工程に循環
されて再使用されるので、連続運転における工程条件が
安定し、工程管理が容易になり、設備が単純化され、ま
たエネルギー原単位も従来の製法と比較して低くするこ
とができる。
る。
Claims (19)
- 【請求項1】 (A)ハロゲン化アルケンおよび/また
はハロゲン化アルカンとフッ化水素とをフッ素化触媒の
存在下で反応させて第1のハイドロフルオロカーボンを
生成させる工程;(B)ハロゲン化アルケンおよび/ま
たはハロゲン化アルカンとフッ化水素とをフッ素化触媒
の存在下で反応させて第2のハイドロフルオロカーボン
を生成させる工程;および(C)工程(A)および工程
(B)で得られる生成物を合流させた後に蒸留し、蒸留
によって第1のハイドロフルオロカーボンおよび第2の
ハイドロフルオロカーボンを得る工程;を含むことを特
徴とするハイドロフルオロカーボンの製造方法。 - 【請求項2】 工程(A)が、テトラクロロエチレン、
2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンお
よび2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンからなる群より選ばれる少なくとも1種とフッ化水素
とをフッ素化触媒の存在下で反応させ、第1のハイドロ
フルオロカーボンとしてペンタフルオロエタンを生成さ
せるものである請求項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】 工程(A)が、テトラクロロエチレンと
フッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第1反応帯で反
応させて2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロ
エタンおよび/または2−クロロ−1,1,1,2−テ
トラフルオロエタンを含むガスを生成させる工程
(1)、および、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリ
フルオロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,
1,2−テトラフルオロエタンを含むガスとフッ化水素
とをフッ素化触媒の存在下、第2反応帯で反応させてペ
ンタフルオロエタンを含むガスを生成させる工程(2)
を含むものである請求項1または2に記載の製造方法。 - 【請求項4】 工程(B)が、トリクロロエチレンおよ
び/または2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下で反応させ、
第2のハイドロフルオロカーボンとして1,1,1,2
−テトラフルオロエタンを生成させるものである請求項
1〜3のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項5】 工程(B)が、トリクロロエチレンとフ
ッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第3反応帯で反応
させて2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを
含むガスを生成させる工程(3)、および2−クロロ−
1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスとフッ化水
素とをフッ素化触媒の存在下、第4反応帯で反応させて
1,1,1,2−テトラフルオロエタンを含むガスを生
成させる工程(4)を含むものである請求項1〜4のい
ずれかに記載の製造方法。 - 【請求項6】 工程(C)が、工程(A)で得られるペ
ンタフルオロエタンを含むガスおよび工程(B)で得ら
れる1,1,1,2−テトラフルオロエタンを含むガス
を合流させた後に蒸留させるものである請求項1〜5の
いずれかに記載の製造方法。 - 【請求項7】 工程(A)として、(1)テトラクロロ
エチレンとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第1
反応帯で反応させ、塩化水素、2,2−ジクロロ−1,
1,1−トリフルオロエタン、2−クロロ−1,1,
1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン
およびフッ化水素を含むガスを得る工程;(2)2,2
−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンおよび/
または2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエ
タンを含むガスとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在
下、第2反応帯で反応させ、塩化水素、ペンタフルオロ
エタン、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロ
エタン、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロ
エタンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;を含
み、工程(B)として、(3)トリクロロエチレンとフ
ッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第3反応帯で反応
させ、塩化水素、2−クロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;
(4)2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを
含むガスとフッ化水素とをフッ素化触媒の存在下、第4
反応帯で反応させ、塩化水素、1,1,1,2−テトラ
フルオロエタン、2−クロロ−1,1,1−トリフルオ
ロエタンおよびフッ化水素を含むガスを得る工程;を含
み、および工程(C)として、(5)前記工程(1)〜
工程(4)で得られるガスを合流させて蒸留塔に導入し
た後に蒸留し、蒸留によってペンタフルオロエタンおよ
び1,1,1,2−テトラフルオロエタンを得る工程;
を含む請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項8】 前記フッ素化触媒が3価の酸化クロムを
主成分とする担持型または塊状型触媒である請求項1〜
7のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項9】 第1反応帯〜第4反応帯の反応圧力を、
いずれも大気圧から0.9Mpaの範囲内とする請求項
7または8に記載の製造方法。 - 【請求項10】 第2反応帯の圧力が第1反応帯の圧力
より高く、第4反応帯の圧力が第3反応帯の圧力より高
い請求項7〜9のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項11】 前記工程(5)が、工程(1)〜工程
(4)で得られるガスを合流させて第1の蒸留塔に導入
し、該蒸留塔において、塔頂より塩化水素、2−クロロ
−1,1,1−トリフルオロエタン、2−クロロ−1,
1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエ
タンおよび/または1,1,1,2−テトラフルオロエ
タンを分離し、塔底よりフッ化水素、2,2−ジクロロ
−1,1,1−トリフルオロエタンおよび/または2−
クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを分離する請
求項7〜10のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項12】 第1の蒸留塔の塔底より分離された、
フッ化水素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,1−ト
リフルオロエタンを反応工程に循環させる請求項11に
記載の製造方法。 - 【請求項13】 第1の蒸留塔の塔底より分離された、
フッ化水素、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフル
オロエタンおよび/または2−クロロ−1,1,1−ト
リフルオロエタンを第2の蒸留塔に導入し、分離精製し
た後に反応工程に循環させる請求項11または12に記
載の製造方法。 - 【請求項14】 第2の蒸留塔で分離されたフッ化水素
が、第1反応帯〜第4反応帯の少なくとも1つの反応帯
に循環される請求項13に記載の製造方法。 - 【請求項15】 第2の蒸留塔で分離された2,2−ジ
クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスを
第2反応帯に循環させる請求項13または14に記載の
製造方法。 - 【請求項16】 第2の蒸留塔で分離された2−クロロ
−1,1,1−トリフルオロエタンを含むガスを第4反
応帯に循環させる請求項13〜15のいずれかに記載の
製造方法。 - 【請求項17】 第1の蒸留塔の塔頂より分離された、
塩化水素、2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタ
ン、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ン、ペンタフルオロエタンおよび/または1,1,1,
2−テトラフルオロエタンを第3の蒸留塔に導入し、塔
頂よりペンタフルオロエタンおよび1,1,1,2−テ
トラフルオロエタンを得る請求項11〜16のいずれか
に記載の製造方法。 - 【請求項18】 第3の蒸留塔の塔頂より得られるガス
が1,1,1,2−テトラフルオロエタンに富むもので
ある請求項17に記載の製造方法。 - 【請求項19】 蒸留塔の塔内圧力を大気圧から3Mp
aの範囲内とする請求項7〜18のいずれかに記載の製
造方法。
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A02 | Decision of refusal |
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