JP2007091762A - Hfc−32及びhfc−125を分離する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 前記抽出剤を前記の混合物に添加して第二の混合物を生成させ、蒸留塔の抽出蒸留ゾーン中で第二の混合物を抽出蒸留することによって第二の混合物中のHFC−32及びHFC−125を分離し、それによって塔の塔頂生成物としてHFC−125を回収し且つ塔底からHFC−32を回収する。
【選択図】 図2
Description
1994年2月7日に出願され、そして“ハロゲン化炭化水素及びクロロペンタフルオロエタンを含んで成る混合物からペンタフルオロエタンを分離するための方法”という標題の、同時係属のかつ共通に譲渡された米国特許出願連番第08/192,663号(PCT公開第WO 95/21147号に対応する)は、抽出剤として少なくとも一種の炭化水素、ヒドロクロロカーボン及びクロロカーボンを使用することによってHFC−125からCFC−115を除去するための抽出蒸留方法に関する。
この比較例においては、1000pphのHFC−125及び5pphのCFC−115を含むスチームを、100%効率で運転されると仮定して101段を含む蒸留塔に供給する。目標は、重量で10ppmのCFC−115しか含まないHFC−125を得ることであった。塔は194.7psiaで運転されつつあり、コンデンサーは23.8℃で運転されつつあり、そしてリボイラーは24.4℃で運転されつつある。供給物は−25℃で入りつつある。HFC−125組成物に対する効果を見るために、還流比を変えた。結果を表4中に示す。
この実施例においては、HFC−125とCFC−115との混合物から、この混合物にHFC−32を添加することによってCFC−115を分離するために共沸蒸留を使用する。約1.5lbs./hrのHFC−32を、99.5lbs./hrのHFC−125及び0.5lbs./hrのCFC−115の第一流れに添加する。次に、合わせた流れを蒸留塔に供給する。この蒸留塔は、100%効率ベースで動くと仮定して(段1と名付ける塔コンデンサーを有して)72段を有する。供給混合物を−15℃で段15に供給して入れる。CFC−115及びHFC−32の共沸混合物が生成しそして塔頂へ蒸留されるような条件下で塔を運転し、ここで、この塔頂オフガスを凝縮させ、そして幾らかの部分を還流として塔に返しそして残りを塔留出物として取り出す。
この実施例においては、実施例1中で述べた第一蒸留と組み合わせて第二共沸蒸留を使用して、分離しそしてHFC−125生成物中の残留HFC−32の量を減らす。この第二蒸留においては、残留HFC−32をHFC−125/HFC−32共沸混合物として塔頂で除去する。この実施例中で言及する流れ番号は図4中に示したものに対応する。ここで図4を参照して説明すると、約1.5lbs./hrのHFC−32 8を、99.5lbs./hrのHFC−125及び0.5lbs./hrのCFC−115の第一流れ9に添加する。次に、合わせた流れ10を、実施例1中で述べたようなデザイン及び運転条件を有する第一蒸留塔11に供給する。
この実施例においては、49.75lbs./hrのHFC−32を、49.75lbs./hrのHFC−125及び0.50lbs./hrのCFC−115を含む、それからCFC−115を除去することを欲する第一流れに添加する。次に、合わせた流れを蒸留塔に供給する。この蒸留塔は、100%効率で動くと仮定して(段1と名付ける塔コンデンサーを有して)32段を有する。供給混合物を約−15℃の温度で段10の上に供給して入れる。塔を約80psigで運転し、コンデンサーを約−11℃で運転し、そしてリボイラーを約−5℃で運転する。
実施例4は、塔が100%効率で動くと仮定して57段を含み、そしてより低い還流比を使用すること以外は実施例3と類似である。塔供給物は段12の上に入り、コンデンサーは約−10℃の温度で運転されていて、リボイラーは約−5℃で運転されていて、そして塔は約80psigで運転されている。
この比較例においては、2080lbs./hrのHFC−125及び3810lbs./hrのHFを蒸留塔に供給する。この蒸留塔は、100%効率で運転されると仮定して(段1と名付ける塔コンデンサーを有して)62段を有する。供給混合物を、−10℃で段45の上に供給して入れる。
この比較例は、還流比を100/1に増した以外は、比較例2と類似である。 以下の表(表10)はこの蒸留の結果を示す。
この比較例においては、2080lbs./hrのHFC−32及び3810lbs./hrのHFを蒸留塔に供給する。この蒸留塔は、100%効率で運転されると仮定して(段1と名付ける塔コンデンサーを有して)42段を有する。供給混合物を、−10℃で段25の上に供給して入れる。
この実施例は、HFC−32が塔供給流れに既に添加され、コンデンサーが0℃で運転されていて、リボイラーが88℃で運転されていて、そして留出物/供給物比がHFC−32+HFC−125の供給流れを基にして0.995であること以外は比較例2と同一である。以下の表(表12)はこの蒸留の結果を示す。
この実施例においては、生成物としてHFC−125を製造する反応からのオフガス流れを蒸留塔に供給する。この塔は、100%効率で運転されると仮定して(段1と名付ける塔コンデンサーを有して)62段を有する。供給混合物を、約−10℃の温度で段45の上に供給して入れる。塔は約100psigで運転し、コンデンサーは約4.58℃で運転し、そしてリボイラーは約47.30℃で運転する。還流比は20/1である。以下の表(表13)は、この比較例から生じる種々の塔流量及び組成を示す。
HF=フッ化水素
F114a=ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114a)
FII5=クロロペンタフルオロエタン(CFC−115)
F123=ジクロロトリフルオロエタン(HCFC−123)
F124=クロロテトラフルオロエタン(HCFC−124)
F125=ペンタフルオロエタン(HFC−125)
F133a=クロロトリフルオロエタン(HCFC−133a)
F134a=テトラフルオロエタン(HFC−134a)
この比較例は、比較例2と同様に、HFC−125合成からのオフガスの一般的蒸留においては、HFC−125/HF共沸混合物の形成のために、塔頂から出るHFC−125からHFを効果的に除去することはできない。
この実施例は、HFC−32をここでは塔供給物流れに添加したこと以外は、比較例5と同一である。
HF=フッ化水素
F32=ジフルオロメタン(HFC−32)
F114a=ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114a)
FII5=クロロペンタフルオロエタン(CFC−115)
F123=ジクロロトリフルオロエタン(HCFC−123)
F124=クロロテトラフルオロエタン(HCFC−124)
F125=ペンタフルオロエタン(HFC−125)
F133a=クロロトリフルオロエタン(HCFC−133a)
F134a=テトラフルオロエタン(HFC−134a)
この実施例は、HFC−125及びCFC−115を含む第一混合物にHFC−32を添加すること、次にHFC−32/HFC−125共沸又は共沸様組成物が生成しそして塔頂へ蒸留されるような条件下で合わせた混合物を蒸留することは、HFC−125/HFC−32生成物流れから実質的にすべてのHFを除去し、かくして、実質的にHFを含まない、例えば、重量で約<5ppmのHFしか含まないHFC−125/HFC−32を塔頂生成物として製造することを可能にする。HFC−32/HFC−125生成物流れから引き続いてCFC−115を除去するためには、前の実施例中で示した本発明の共沸蒸留を用いることができる。
この比較例においては、2100pphのHFC−125、15pphのCFC−115及び600pphのHClから成る流れを、有機物だけを基にして重量で7092ppmのCFC−115を含むHFC−125と対等に蒸留塔に供給する。この蒸留塔は100%効率で運転すると仮定して72段を有し、そして250psigで運転される。コンデンサーは−13℃で運転されていて、塔底は36℃で運転されている。還流流量は10,000pphである。供給物流れを段40で入るように塔に供給する(ここでコンデンサーは段1と名付けられる)。この蒸留の目標は、100ppm又はそれ未満のCFC−115を含むHFC−125を製造することである。
この比較例は、この比較例においては、HCl供給物を段40で供給し、一方HFC−125及びCFC−115を段15で供給すること以外は、比較例8と同一である。
この比較例は、この比較例においては、還流流れを40,000pphに増し、塔圧力を150psigに減らし、留出物温度が−28℃でありそして塔底温度が18℃であること以外は、比較例7と同一である。
この比較例は、この比較例においては、HCl供給流量を5000pphに増すこと以外は、比較例8と同一である。
この比較例は、加えてHFC−32を2100pphで供給し、そして他の成分と同じ段(段40)中に供給すること以外は、比較例6と同一である。
この実施例は、HFC−32を段20で供給し、一方HCl、HFC−125、CFC−115供給流れを段50で供給すること、即ち、HFC−32をこの蒸留における抽出剤として使用すること以外は、比較例10と同一である。
この実施例は、HFC−32を段15の上に1050pphで供給し、一方HCl、CFC−115、HFC−125混合物を実施例7におけるのと同じ流量でしかし段40の上に供給すること以外は、実施例7と同一である。
この実施例は、HFC−32を525pphで供給すること以外は、実施例8と同一である。
この実施例においては、HFC−125プロセスからの反応オフガス生成物を含む供給流れを、100%効率で運転すると仮定して82段(ここでコンデンサーは段1と名付けられる)を含む第一蒸留塔に供給する。この反応器オフガスを、34℃の温度で塔の段50の上に供給する。塔を250psigの圧力で運転し、コンデンサーを−13℃で運転し、リボイラーを50℃で運転し、そして還流比は約1.7である。HFC−32プロセスからの反応オフガス生成物の一部として製造されるHFC−32及びHClを含む第二供給流れを、−11℃の温度で同じ蒸留塔の段20の上に供給する。
HF=フッ化水素
HCl=塩化水素
F32=ジフルオロメタン(HFC−32)
F114a=ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114a)
FII5=クロロペンタフルオロエタン(CFC−115)
F123=ジクロロトリフルオロエタン(HCFC−123)
F124=クロロテトラフルオロエタン(HCFC−124)
F125=ペンタフルオロエタン(HFC−125)
F133a=クロロトリフルオロエタン(HCFC−133a)
F134a=テトラフルオロエタン(HFC−134a)
この実施例は、元の供給流れ成分の幾つかの顕著に増加した分離、そして最も特別にはCFC−115、HF、及びHClを実質的に含まないHFC−125生成物流れを得るためには、本発明の面を如何にして効果的に組み合わせることができるかを示す。
この比較例においては、HFC−32及びHFC−125から成る新しい供給流れを、HFC−125からHFC−32を分離するために運転される第一蒸留塔に供給する。この塔は、100%効率で運転すると仮定して、段1と名付けられるコンデンサーを含んで92段を有する。この塔は径が60インチである。新しい供給流れは、等しい重量のHFC−32及びHFC−125を含み、そして−10℃で段40の上に供給される。リサイクル供給流れとしてこの第一塔に供給して戻される第二塔からの留出物もまた、HFC−32及びHFC−125を含み、そしてまた第一塔の段40の上に供給される。コンデンサーは24.1℃で運転されていて、リボイラーは32.5℃で運転されていて、そして塔は225psigの圧力で運転されている。
この実施例においては、ほぼ等重量のHFC−32及びHFC−125から成る供給流れを、100%効率で運転すると仮定して、段1と名付けられるコンデンサーを含んで62段を有する第一蒸留塔に供給する。この塔は径が19インチである。塔は60psigで運転され、コンデンサーは−8.1℃で運転され、そしてリボイラーは50.1℃で運転される。供給物は、−10℃で塔に入りそして段38の上で塔の中に供給される。第二塔の塔底からの塩化メチレンを、抽出剤として−5℃で段12の上で第一塔中に供給する。
この実施例においては、比較例11においては二本の塔を要求したHFC−125及びHFC−32両方の同じ高度な分離が、この実施例においては単一の抽出蒸留塔において得られる。第一塔の塔底から出るHFC−32を塩化メチレン抽出剤から分離することは、第二蒸留によって容易に遂行される。組み合わせると、初期のHFC−125/HFC−32の新しい供給流れから二つの別々でかつ高純度なHFC−125及びHFC−32生成物流れを得るために必要とされるこの実施例における対の塔は、比較例11において必要とされる対の塔よりも顕著に小さい径、より少ない段、及びより低い還流流量を有する。比較例11と比較して、これは、分離を遂行するための顕著により低い投資及びエネルギーコストと言い換えられる。
参照によって本明細書中に加入する米国特許第5,334,787号の触媒を、その特許中に開示されたようにして製造しそしてフッ化水素(HF)によって前処理した。フッ化水素、塩化メチレン、及びHCFC−124を含む混合物を、大気圧で、表26中で以下にリストした温度及び接触時間で触媒の上に供給し、そして記したような結果を得た。
“接触時間”は、秒での、反応器中の接触時間である。
“温度”は、℃での、反応が行われている温度である。
“HF/全有機物”は、反応器へのHF/全有機物のモル供給比である。
“HF/HCC−30”は、反応器へのHF/HCC−30のモル供給比である。
“HF/HCFC−124”は、反応器へのHF/HCFC−124のモル供給比である。
“%32”は、反応器オフガス中の有機モル%HFC−32である。
“%125”は、反応器オフガス中の有機モル%HFC−125である。
“%115”は、反応器オフガス中の有機モル%CFC−115である。
米国特許出願連番第08/146,334号(特許代理人書類番号CR−9436)中で述べられた触媒を、その特許出願中に開示されたようにして製造しそしてフッ化水素(HF)によって前処理した。フッ化水素、塩化メチレン、及びHCFC−124を含む混合物を、大気圧で、表27中で以下にリストした温度及び接触時間で触媒の上に供給し、そして表27中に記したような結果を得た。
“接触時間”は、秒での、反応器中の接触時間である。
“温度”は、℃での、反応が行われている温度である。
“HF/全有機物”は、反応器へのHF/全有機物のモル供給比である。
“%HCC−30”は、反応器への供給流れ中の有機モル%HCC−30である。
“%HFC−32”は、反応器オフガス中の有機モル%HFC−32である。
“%HFC−125”は、反応器オフガス中の有機モル%HFC−125である。
Claims (1)
- 塩化メチレンを含んで成る抽出剤を使用することによって第一混合物からHFC−32及びHFC−125を分離するための方法であって、前記抽出剤を第一混合物に添加して第二混合物を生成させるステップ、蒸留塔の抽出蒸留ゾーン中で第二混合物を抽出蒸留することによって第二混合物中のHFC−32及びHFC−125を分離しそしてそれによって塔の塔頂生成物としてHFC−125をそして塔底からHFC−32を回収するステップを含んで成る方法。
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