JP2009013101A - ペンタフルオロエタンの精製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくともペンタフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む混合物から、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを除去して、ペンタフルオロエタンを効率的に精製できる新規な精製方法を提供する。
【解決手段】少なくともペンタフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む混合物を抽出蒸留操作に付して、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む第１フラクションを除去し、ペンタフルオロエタンを含み、かつペンタフルオロエタンに対するクロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスの各割合が該混合物より低下した第２フラクションを得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、ペンタフルオロエタンの精製方法に関し、より詳細には、ペンタフルオロエタン（以下、ＨＦＣ−１２５とも言う）、クロロペンタフルオロエタン（以下、ＣＦＣ−１１５とも言う）および非凝縮性ガスを含む混合物から、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを除去して、ペンタフルオロエタンを精製する方法に関する。

ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）の一種であるＨＦＣ−１２５は、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）の代替となるオゾン層を破壊しない物質として重要であり、冷媒や発泡剤、噴射剤、エッチングガスなどとして広く用いられている。

ＨＦＣ−１２５は、原料となる塩素化合物、例えばテトラクロロエチレン、トリクロロエチレンなどを触媒存在下にてフッ化水素（ＨＦ）で気相フッ素化する反応工程を経て製造されている。この反応工程では、塩化水素（ＨＣｌ）、１，１，１，２−テトラフルオロ−２−クロロエタン（以下、ＨＣＦＣ−１２４とも言う）、クロロペンタフルオロエタン（ＣＦＣ−１１５）、トリフルオロメタン（以下、ＨＦＣ−２３とも言う）などが副生成物または中間生成物として生じ、これら副生成物は、反応工程より得られるガス状反応生成物に含まれることになる。

従って、高純度のＨＦＣ−１２５を得るためには、上記反応工程で得られたガス状反応生成物からそのような副生成物を除去する必要がある。一般的には、ガス状反応生成物からＨＣｌを蒸留操作または脱酸処理により除去し、その後、炭素系副生成物を蒸留（精留）操作により除去している。炭素系副生成物のうち、ＨＣＦＣ−１２４やＨＦＣ−２３はＨＦＣ−１２５と沸点がある程度異なるので蒸留操作により除去できるが、ＣＦＣ−１１５はＨＦＣ−１２５と沸点が近いため、単なる蒸留操作では効率的に除去することは難しい。従来、ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１５とを含む混合物からＣＦＣ−１１５を分離除去する方法として、抽出蒸留が用いられている（例えば特許文献１〜４を参照のこと）。

特許第２８２７９１２号明細書 特許第３５２０７１８号明細書 特許第３８４８３６１号明細書 特許第３２６２４５４号明細書 特開２００７−５５９３４号公報 特開２００７−３１３８２号公報

上述したＨＦＣ−１２５を得る反応工程では触媒の劣化がしばしば問題となっている。触媒劣化を抑制するため、反応ガス中の有機物に対して約０．０１ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％の酸素を添加することが有効であることがわかっている。

反応工程に添加する酸素には、経済的には空気を用いることが望ましい。このような場合、空気に含まれていた窒素および二酸化炭素や未反応の酸素が反応後も残ることとなる。従って、反応工程で得られたガス状反応生成物には、目的生成物であるＨＦＣ−１２５ならびに中間生成物であるＨＣＦＣ−１２４、副生成物であるＣＦＣ−１１５およびＨＦＣ−２３などのほか、窒素、二酸化炭素および酸素などの空気に由来する非凝縮性ガスも含まれることとなる。より高純度のＨＦＣ−１２５を得るためには、これら空気由来の非凝縮性ガスもガス状反応生成物から除去する必要がある。

このような非凝縮性ガスを除去する方法として、まず第一に、非凝縮性ガスをＨＣｌと共に蒸留除去することが考えられる。しかしながら、非凝縮性ガスおよびＨＣｌを単なる蒸留操作により除去するには、高圧にした上に温度を非常に低く（例えば−４０〜−６０℃）して操作しなければならないため、多大なエネルギーを消費することとなる。また、蒸留塔の塔頂部より抜き出される非凝縮性ガスにＨＦＣ−１２５が同伴するので、望ましくない。ＨＦＣ−１２５のロスが生じるだけでなく、温暖化物質であるＨＦＣ−１２５を非凝縮性ガスと共に大気放出するのは環境保護の観点から回避すべきであり、経済的観点からは放出および排気する量は少ないほうがよいからである。

第二に、ＨＣｌを蒸留によらずに脱酸処理により除去し、その後の精留工程で非凝縮性ガスを蒸留除去することが考えられる。この場合、図２に示すように、ガス状反応生成物を脱酸処理して得られた混合物を、低沸点物除去用蒸留塔１１にて蒸留して非凝縮性ガスを除去し、これより得られた高沸点物フラクションを高沸点物除去用蒸留塔１２にて蒸留してＨＣＦＣ−１２４を除去し、これより得られたＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１５との混合物フラクションを抽出蒸留塔１３にて抽出剤を用いて抽出蒸留してＣＦＣ−１１５を除去し、ＨＦＣ−１２５と抽出剤との混合物フラクションを抽出剤回収用蒸留塔１４にて蒸留して抽出剤を分離回収し、これにより、ＨＦＣ−１２５を得る。しかしながらこの場合も、低沸点物除去用蒸留塔１１にて非凝縮性ガスと単なる蒸留操作により除去するには、高圧にした上に温度を非常に低く（例えば−２０〜−４０℃程度）して操作しなければならないため、多大なエネルギーを消費することとなる。またこの場合も、低沸点物除去用蒸留塔１１の塔頂部より抜き出される非凝縮性ガスにＨＦＣ−１２５が同伴するので、同様の理由により望ましくない。

その他、非凝縮性ガスを膜に透過させて除去し、ＨＦＣ−１２５を非透過ガスとして分離する方法（特許文献５を参照のこと）や、塩素系溶剤にＨＦＣ−１２５を吸収させ、これに吸収されない非凝縮性ガスと分離する方法（特許文献６を参照のこと）が提案されている。しかしながら、膜分離による方法は、蒸留による除去方法に比べてＨＦＣ−１２５のロス量が大きい（即ち収率が低い）という難点がある上、分離に用いる膜の耐久性の低さも指摘されている。また、塩素系溶剤に吸収させる方法は、用いる塩素系溶剤自体が環境保護の観点から好ましくないという難点がある。

更に、これらいずれの方法によっても、ＣＦＣ−１１５を除去することはできないので、ＨＦＣ−１２５と非凝縮性ガスとを分離する上記のような蒸留工程、膜分離工程または溶剤吸収工程とは別に、ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１５とを分離する抽出蒸留工程が依然として必要とされる。

本発明は、かかる従来の課題を鑑みてなされたものであり、ペンタフルオロエタンの精製方法であって、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、クロロペンタフルオロエタン（ＣＦＣ−１１５）および非凝縮性ガスを含む混合物から、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを除去して、ペンタフルオロエタンを効率的に精製できる新規な精製方法を提供することを目的とする。

本発明の１つの要旨によれば、少なくともペンタフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む混合物を抽出蒸留操作に付して、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む第１フラクションを除去し、ペンタフルオロエタンを含み、かつペンタフルオロエタンに対するクロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスの各割合が該混合物より低下した第２フラクションを得ることを含む、ペンタフルオロエタンの精製方法が提供される。

非凝縮性ガスはＨＦＣ−１２５より低い沸点を有し、他方、ＣＦＣ−１１５はＨＦＣ−１２５より高い沸点を有するので、非凝縮性ガスとＣＦＣ−１１５とを蒸留操作により同時に除去することは考えられていなかった。また、窒素、酸素、二酸化炭素などの非凝縮性ガスはＨＦＣ−１２５より相当低い沸点を有しており、単なる蒸留操作により容易に分離できるので、抽出蒸留操作を利用するという発想はなかった。

これに対して、本発明によれば、抽出蒸留操作を利用することにより、上記第１フラクション中にクロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを同時に除去することが可能となる。これにより、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを別々に分離する場合に比べて、工程数および必要な設備費用を削減できる。また、非凝縮性ガスを単なる蒸留操作により分離する場合と比べて、必要なエネルギーを低減でき、かつ、高いＨＦＣ−１２５収率を得ることができる。

具体的には、抽出蒸留操作において、クロロペンタフルオロエタン（ＣＦＣ−１１５）に対するペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）の比揮発度αが１未満である抽出剤を用いることによって、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスの双方を気相側へより多く分配して第１フラクションとして除去でき、ＨＦＣ−１２５を液相側へより多く分配して抽出剤と共に第２フラクションとして得ることができる。

比揮発度αは、少なくとも着目成分Ａおよび着目成分Ｂ（成分Ａの沸点＜成分Ｂの沸点）から本質的に成る溶液が気液平衡状態にある場合において、液相の低沸点成分Ａのモル分率をｘ_Ａとし、高沸点成分Ｂのモル分率をｘ_Ｂとし、その液相と平衡状態にある場合の気相の低沸点成分Ａのモル分率をｙ_Ａとし、高沸点成分Ｂのモル分率をｙ_Ｂとした場合、以下の式により定義される。
α＝（ｙ_Ａ／ｘ_Ａ））／（ｙ_Ｂ／ｘ_Ｂ））
ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αは、上記の式において、成分ＡがＨＦＣ−１２５であり、成分ＢがＣＦＣ−１１５である場合の比揮発度である。比揮発度αは温度依存性があり得るが、ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αは、抽出蒸留操作を実施する使用温度範囲において、本発明では１未満のものを選択する。
原理的に、ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αは、共存する第３成分によって、１を超える値も、１未満の値も取り得る。抽出蒸留に使用する抽出剤としてはいずれも使用可能ではあるが、本発明で使用可能な抽出剤は１未満のもののみであり、好ましくは比揮発度αが０．６未満のものである。
比揮発度αが１を超えるものを使用すると、目的生成物であるＨＦＣ−１２５および反応系にリサイクルすべき中間体であるＨＣＦＣ−１２４は、抽出蒸留塔より塔頂部から非凝縮ガスと一緒に抜き出すことになるため、結局、その後に非凝縮ガスとＨＦＣ−１２５およびＨＣＦＣ−１２４とを分離する更なる塔が必要となり、本発明を実現することができない。
よって、非凝縮ガスおよびＣＦＣ−１１５を抽出蒸留塔より塔頂部から同時に抜き出し、目的生成物であるＨＦＣ−１２５および中間体であるＨＣＦＣ−１２４を塔底から回収することができる抽出剤は、ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αが１未満のもののみである。

ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αが１未満である抽出剤として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタフルオロプロパノール、テトラフルオロプロパノール、アセトン、ジエチルエーテルおよびニトロメタン、ならびに一般式：Ｒ^１Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＲ^２（式中、Ｒ^１およびＲ^２は水素または炭素数１〜４のアルキル基であって、同じまたは相互に異なり、ｎは１〜３の整数である）により表されるエチレングリコール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。その他、特許文献１および２を参照して、適宜選択することができる。

「非凝縮性ガス」は、ＨＦＣ−１２５より低い沸点を有するガスを意味する。非凝縮性ガスには、例えばＮ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２およびトリフルオロメタン（ＨＦＣ−２３）からなる群より選択される少なくとも１種が含まれ得る。Ｎ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２は、触媒劣化抑制のために反応工程で添加された空気に由来するものであってよい。また、ＨＦＣ−２３は、反応工程において生じた副生成物であってよい。

１つの態様において、本発明の方法は、
（１）少なくともペンタフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む混合物と抽出剤とを第１蒸留塔に供給し、第１蒸留塔にて該混合物を抽出蒸留操作に付して、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む第１フラクションを第１蒸留塔の塔頂部より得、ペンタフルオロエタンおよび抽出剤を含み、かつペンタフルオロエタンに対するクロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスの各割合が該混合物より低下した第２フラクションを第１蒸留塔の塔底部より得、および
（２）該第２フラクションを第２蒸留塔に供給し、第２蒸留塔にて該第２フラクションを蒸留操作に付して、ペンタフルオロエタンを含み、かつ該混合物より高いペンタフルオロエタン濃度を有する第３フラクションを第２蒸留塔の塔頂部より得、抽出剤を含む第４フラクションを第２蒸留塔の塔底部より得る
ことにより実施される。

上記態様によれば、第１蒸留塔における抽出蒸留操作のために用いた抽出剤を、第２蒸留塔での蒸留操作により除去でき、元の混合物におけるよりも高いＨＦＣ−１２５濃度を有する第３フラクションを精製物として得ることができる。

工程（２）で得られた第４フラクションは、工程（１）の抽出剤の少なくとも一部に代えて第１蒸留塔に供給してよい。これにより、抽出剤をリサイクル利用することができる。

このような本発明の方法は、ペンタフルオロエタンの精製方法としてだけでなく、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、クロロペンタフルオロエタン（ＣＦＣ−１１５）および非凝縮性ガスを含む混合物から、ペンタフルオロエタンを含み、かつペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）に対するクロロペンタフルオロエタン（ＣＦＣ−１１５）および非凝縮性ガスの各割合が該混合物より低下した精製物を得ることを含む、ペンタフルオロエタンの製造方法としても理解され得るであろう。

本発明によれば、ペンタフルオロエタンの精製方法であって、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、クロロペンタフルオロエタン（ＣＦＣ−１１５）および非凝縮性ガスを含む混合物から、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを除去して、ペンタフルオロエタンを効率的に精製できる新規な精製方法が提供される。

本発明の方法によれば、抽出蒸留操作を利用することにより、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを同時に除去することが可能となる。これにより、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを別々に分離する場合に比べて、工程数および必要な設備費用を削減できる。また、非凝縮性ガスを単なる蒸留操作により分離する場合と比べて、必要なエネルギーを低減でき、かつ、高いＨＦＣ−１２５収率を得ることができる。

本発明の１つの実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。

図１に示すように、ＨＦＣ−１２５、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスを含む混合物を第１蒸留塔（抽出蒸留および低沸点物除去用）１に中段部から供給する。この混合物は、ＨＦＣ−１２５製造プロセスにおいて、原料となる塩素化合物、例えばテトラクロロエチレン、トリクロロエチレンなどを触媒存在下にて、空気を添加しながらフッ化水素（ＨＦ）で気相フッ素化する反応工程より得られたガス状反応生成物（クルードガス）であってよい。本実施形態において混合物は非凝縮性ガスとして、空気に由来するＮ_２、Ｏ_２およびＣＯ_２と、副生成物であるＨＦＣ−２３を含む。また、混合物はＨＦＣ−１２５、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスに加えて、中間生成物であるＨＣＦＣ−１２４も含む。

他方、抽出剤を第１蒸留塔１に塔頂部から供給する。抽出剤は、ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αが１未満であるもの、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタフルオロプロパノール、テトラフルオロプロパノール、アセトン、ジエチルエーテルおよびニトロメタン、ならびに一般式：Ｒ^１Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＲ^２（式中、Ｒ^１およびＲ^２は水素または炭素数１〜４のアルキル基であって、同じまたは相互に異なり、ｎは１〜３の整数である）により表されるエチレングリコール系化合物などであってよい。より好ましくは、抽出剤は、ＣＦＣ−１１５に対するＨＦＣ−１２５の比揮発度αが約０．６以下であるもの、例えばメタノール、エタノール、アセトン、ニトロメタン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどである。

抽出剤と混合物との比（Ｓ／Ｆ）は、用いる抽出剤にもよるが、例えば約０．２〜１０、好ましくは約１〜４（いずれも重量基準の割合）とすることができる。

そして第１蒸留塔１において抽出蒸留操作を実施する。このとき、圧力は約１．１〜１．６ＭＰａ、塔頂温度を約２〜１４℃および塔底温度を約１１７〜１６５℃として実施され得るが、これに限定されるものではない。このような温度は、非凝縮性ガスのみを単なる蒸留操作により除去する場合（図２の低沸点物除去用蒸留塔１１）に必要な−４０℃程度の温度よりも常温に近く、冷却に必要なエネルギーがより小さいという利点がある。

この抽出蒸留操作によって、第１蒸留塔１の塔頂部より第１フラクションが得られ、塔底部より第２フラクションが得られる。第１フラクションは、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガス（Ｎ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２およびＨＦＣ−２３）より実質的に成り、ＨＦＣ−１２５を殆ど同伴していない。第２フラクションは、ＨＦＣ−１２５、ＨＣＦＣ−１２４および抽出剤より実質的に成る。ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスの少なくとも一部、好ましくは実質的に全部が第１フラクション中に除去されているので、第２フラクションにおけるＨＦＣ−１２５に対するＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスの各割合は、元の混合物における割合より低下し、好ましくは無視できる程度である。

これにより、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスを同時に除去することができる。還元すれば、図１に示す第１蒸留塔における操作は、従来例を示す図２における抽出蒸留塔１３と低沸点物除去用蒸留塔における操作による効果を一度に果たすものであり、従来例に比べて工程数および必要な設備（蒸留塔１本分）を削減できる。

次に、上記のようにして得られた第２フラクションを第２蒸留塔（抽出剤回収用）２に中段部から供給して、抽出剤を分離するように第２蒸留塔２において蒸留操作を実施する。このとき、圧力は約０．３〜０．６ＭＰａ、塔頂温度を約−１８〜２℃および塔底温度を約１６０〜１９０℃として実施され得るが、これに限定されるものではない。

この蒸留操作によって、第２蒸留塔２の塔頂部より第３フラクションが得られ、塔底部より第４フラクションが得られる。第３フラクションは、ＨＦＣ−１２５およびＨＣＦＣ−１２４より実質的に成る。第４フラクションは、抽出剤より実質的に成る。

得られた第４フラクションは第１蒸留塔１に、抽出剤の一部または全部に代えて供給してよい。これにより、抽出剤を回収してリサイクル利用することができる。

他方、上記のようにして得られた第３フラクションは第３蒸留塔（高沸点物除去用）３に中段部から供給して、高沸点物を除去するように第３蒸留塔３において蒸留操作を実施する。このとき、圧力は約１．８〜２．３ＭＰａ、塔頂温度を約３５〜４５℃および塔底温度を約８８〜１００℃として実施され得るが、これに限定されるものではない。

この蒸留操作によって、第３蒸留塔３の塔頂部より第５フラクションが得られ、塔底部より第６フラクションが得られる。第５フラクションは、低沸点物であるＨＦＣ−１２５より実質的に成る（従って、元の混合物におけるよりも高いＨＦＣ−１２５濃度を有する）。第６フラクションは、高沸点物であるＨＣＦＣ−１２４より実質的に成り、反応工程へと戻されてリサイクル利用することができる。

最終的に得られた第５フラクションは、製品として取り出される。本実施形態では、第１フラクション中にＨＦＣ−１２５が殆ど同伴されないので、非凝縮性ガスを単なる蒸留操作で除去する場合に比べてＨＦＣ−１２５の収率が高く、原単位改善の効果が得られる。

以上、本実施形態によれば、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガスを同時に除去することができ、これにより、これらを別々に分離する場合に比べて、工程数および必要な設備費用を削減でき、かつ、高いＨＦＣ−１２５収率を得ることができる。

（実施例）
図１を参照して上述した本発明の実施形態に従って、本発明のＨＦＣ−１２５精製方法を実施した。

第１蒸留塔１へ供給する混合物として所定の混合ガスを用いた。また、抽出剤としてエチレングリコールモノメチルエーテル（２−メトキシエタノール）を用いた。第１蒸留塔１には高さ２５ｍの充填塔を用い、混合物（混合ガス）を１ｋｍｏｌ／ｈｒで中段からフィードし、また、混合物の全体量の４倍モル（重量基準では約１．９倍）の抽出剤を塔頂部からフィードして、抽出蒸留を行った。このときの操作圧力は約１．１ＭＰａとし、塔頂温度は約２℃、塔底温度は約１１７℃とした。

第１蒸留塔１の塔底部から得た第２フラクションは、第２蒸留塔２へ送って蒸留操作に付し、抽出剤を塔底部より第４フラクションとして回収し、第１蒸留塔２に戻して再利用した。第２蒸留塔２にて塔頂部より得たＨＦＣ−１２５とＨＣＦＣ−１２４の第３フラクションは、第３蒸留塔へ送って蒸留操作に付し、高沸点物であるＨＣＦＣ−１２４を塔底部より第６フラクションとして除去し、ＨＦＣ−１２５を塔頂部より第５フラクションとして得た。第２蒸留塔２および第３蒸留塔３における操作条件は適宜設定し得る。

この実施例について、第１蒸留塔１での抽出蒸留操作における物質収支を表１に示す。尚、組成分析にはガスコロマトグラフを用いた（比較例も同様）。

（比較例）
図２を参照して上述した従来のＨＦＣ−１２５精製方法を実施した。

低沸点物除去用蒸留塔１１へ供給する混合物として実施例で用いたものと同じ組成を有する混合ガスを用いた。また、低沸点物除去用蒸留塔１１には、実施例で用いた第１蒸留塔１と同じ充填塔を用い、混合物（混合ガス）を１ｋｍｏｌ／ｈｒで中段からフィードした。但し、抽出剤はフィードせず、抽出蒸留ではなく、通常の蒸留を行った。このときの操作圧力は約１．６ＭＰａとし、塔頂温度は約−２５℃、塔底温度は約４３℃とした。

低沸点物除去用蒸留塔１１の塔底部から得たフラクションは、高沸点物除去用蒸留塔１２へ送って蒸留操作に付し、高沸点物であるＨＣＦＣ−１２４のフラクションを塔底部より除去し、ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１５のフラクションを塔頂部より得た。この塔頂フラクションは、抽出蒸留塔１３へ送って抽出蒸留操作に付し、ＣＦＣ−１１５のフラクションを塔頂部より除去し、ＨＦＣ−１２５と抽出剤のフラクションを塔底部より得た。この塔底フラクションは、抽出剤回収用蒸留塔１４へ送って蒸留操作に付し、抽出剤を塔底部より回収し、抽出蒸留塔１３に戻して再利用した。抽出剤回収用蒸留塔１４の塔頂部から、ＨＦＣ−１２５のフラクションを得た。高沸点物除去用蒸留塔１２、抽出蒸留塔１３、抽出剤回収用蒸留塔１４における操作条件は適宜設定し得る。

この比較例について、低沸点物除去用蒸留塔１１での蒸留操作における物質収支を表２に示す。

本実施例によれば、表１を参照して、ＣＦＣ−１１５、窒素、酸素、二酸化炭素およびＨＦＣ−２３を第１フラクション中に分析精度に基づいて全量除去できた。これより、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガス（窒素、酸素、二酸化炭素およびＨＦＣ−２３）を同時に除去できることが確認された。
これに対して比較例では、表２を参照して、窒素、酸素、二酸化炭素およびＨＦＣ−２３は第１フラクション中に分析精度に基づいて全量除去できたが、ＣＦＣ−１１５は分析精度に基づいて全量が第２フラクション中にＨＦＣ−１２５と共に含まれることになった。換言すれば、ＣＦＣ−１１５および非凝縮性ガス（窒素、酸素、二酸化炭素およびＨＦＣ−２３）を同時に除去することはできなかった。
このため、比較例では抽出蒸留塔１３においてＣＦＣ−１１５を除去する抽出蒸留操作を実施する必要があり、本実施例より蒸留塔を１本多く必要とし、工程数が多くなった。

また、本実施例によれば、表１を参照して、第１フラクションに同伴されるＨＦＣ−１２５はごくわずかであった（０．００１ｋｍｏｌ／ｈｒ）。
これに対して比較例では、表２を参照して、第１フラクションに実施例の７倍ものＨＦＣ−１２５が同伴された（０．００７ｋｍｏｌ／ｈｒ）。
よって、本実施例では、ＨＦＣ−１２５のロスが低減されるということが確認され、これは高いＨＦＣ−１２５収率をもたらし得る。

また、本実施例における第１蒸留塔１での抽出蒸留操作は塔頂温度約２℃、塔底温度約１１７℃で実施されたのに対し、比較例における低沸点物除去用蒸留塔１１での蒸留操作は塔頂温度約−２５℃、塔底温度約４３℃で実施された。このような比較例の蒸留操作は、実施例に比べて使用する塔の本数が多く、また、低温維持のために、エネルギーをより多く消費した。

本発明は、ＨＦＣ−１２５の製造プロセスにおいて、ＨＦＣ−１２５を精製するのに利用することができる。

本発明の１つの実施形態におけるペンタフルオロエタンの精製方法を説明する概略図である。 従来のペンタフルオロエタンの精製方法を説明する概略図である。

符号の説明

１ 第１蒸留塔（抽出蒸留および低沸点物除去用）
２ 第２蒸留塔（抽出剤回収用）
３ 第３蒸留塔（高沸点物除去用）
１１ 低沸点物除去用蒸留塔
１２ 高沸点物除去用蒸留塔
１３ 抽出蒸留塔
１４ 抽出剤回収用蒸留塔

Claims (6)

1. 少なくともペンタフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む混合物を抽出蒸留操作に付して、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む第１フラクションを除去し、ペンタフルオロエタンを含み、かつペンタフルオロエタンに対するクロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスの各割合が該混合物より低下した第２フラクションを得ることを含む、ペンタフルオロエタンの精製方法。
2. 抽出蒸留操作において、クロロペンタフルオロエタンに対するペンタフルオロエタンの比揮発度αが１未満である抽出剤を用いる、請求項１に記載のペンタフルオロエタンの精製方法。
3. 抽出剤が、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタフルオロプロパノール、テトラフルオロプロパノール、アセトン、ジエチルエーテルおよびニトロメタン、ならびに一般式：Ｒ^１Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＲ^２（式中、Ｒ^１およびＲ^２は水素または炭素数１〜４のアルキル基であって、同じまたは相互に異なり、ｎは１〜３の整数である）により表されるエチレングリコール系化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項２に記載のペンタフルオロエタンの精製方法。
4. 非凝縮性ガスが、Ｎ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２およびトリフルオロメタンからなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のペンタフルオロエタンの精製方法。
5. （１）少なくともペンタフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む混合物と抽出剤とを第１蒸留塔に供給し、第１蒸留塔にて該混合物を抽出蒸留操作に付して、クロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスを含む第１フラクションを第１蒸留塔の塔頂部より得、ペンタフルオロエタンおよび抽出剤を含み、かつペンタフルオロエタンに対するクロロペンタフルオロエタンおよび非凝縮性ガスの各割合が該混合物より低下した第２フラクションを第１蒸留塔の塔底部より得、および
   （２）該第２フラクションを第２蒸留塔に供給し、第２蒸留塔にて該第２フラクションを蒸留操作に付して、ペンタフルオロエタンを含み、かつ該混合物より高いペンタフルオロエタン濃度を有する第３フラクションを第２蒸留塔の塔頂部より得、抽出剤を含む第４フラクションを第２蒸留塔の塔底部より得る
   こと含む、請求項１〜４のいずれかに記載のペンタフルオロエタンの精製方法。
6. 工程（２）で得られた第４フラクションを、工程（１）の抽出剤の少なくとも一部に代えて第１蒸留塔に供給する、請求項５に記載のペンタフルオロエタンの精製方法。

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