JP2012519654A - Method for producing fluorine-containing propene containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene - Google Patents
Method for producing fluorine-containing propene containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012519654A JP2012519654A JP2011537769A JP2011537769A JP2012519654A JP 2012519654 A JP2012519654 A JP 2012519654A JP 2011537769 A JP2011537769 A JP 2011537769A JP 2011537769 A JP2011537769 A JP 2011537769A JP 2012519654 A JP2012519654 A JP 2012519654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tetrafluoropropene
- catalyst
- chromium oxide
- reaction
- fluoropropane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- FXRLMCRCYDHQFW-UHFFFAOYSA-N 2,3,3,3-tetrafluoropropene Chemical compound FC(=C)C(F)(F)F FXRLMCRCYDHQFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- CDOOAUSHHFGWSA-OWOJBTEDSA-N (e)-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene Chemical compound F\C=C\C(F)(F)F CDOOAUSHHFGWSA-OWOJBTEDSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title abstract description 16
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 12
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 56
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 49
- ZEJBFBYYCVJWCZ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane Chemical compound FC(Cl)CC(Cl)(Cl)Cl ZEJBFBYYCVJWCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 125000004773 chlorofluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(Cl)* 0.000 claims abstract description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical group O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 8
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 5
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 48
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 22
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PFDZQZAOZNELDX-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-fluoropropane Chemical compound FCCCCl PFDZQZAOZNELDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000006704 dehydrohalogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- YWWDBCBWQNCYNR-UHFFFAOYSA-N trimethylphosphine Chemical compound CP(C)C YWWDBCBWQNCYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- FDOPVENYMZRARC-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,2-pentafluoropropane Chemical compound CC(F)(F)C(F)(F)F FDOPVENYMZRARC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDCWZRQSHBQRGN-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,3-pentafluoropropane Chemical compound FCC(F)C(F)(F)F ZDCWZRQSHBQRGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVDXDBWRDOJKKO-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2-tetrachloro-3-fluoropropane Chemical compound FCC(Cl)C(Cl)(Cl)Cl AVDXDBWRDOJKKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRNSSRODJSSVEJ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentacosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(C)C ZRNSSRODJSSVEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PLTIOZOVDUUXDQ-UHFFFAOYSA-N 3,3-dichloro-1,1,1-trifluoropropane Chemical compound FC(F)(F)CC(Cl)Cl PLTIOZOVDUUXDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- -1 HASTALLOY Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018287 SbF 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940063656 aluminum chloride Drugs 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQSQMWROGHKTBX-UHFFFAOYSA-N chloromethyl 2,2,3,3-tetrafluoropropanoate Chemical compound FC(F)C(F)(F)C(=O)OCCl QQSQMWROGHKTBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GVHCUJZTWMCYJM-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GVHCUJZTWMCYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940045803 cuprous chloride Drugs 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000005796 dehydrofluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229940032296 ferric chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005404 magnetometry Methods 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N monofluoromethane Natural products FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N pentafluoropropane Chemical compound FC(F)CC(F)(F)F MSSNHSVIGIHOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- RXJKFRMDXUJTEX-UHFFFAOYSA-N triethylphosphine Chemical compound CCP(CC)CC RXJKFRMDXUJTEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
- C07C17/20—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
- C07C17/202—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
- C07C17/206—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本発明は、化学式:CCl3CH2CHClFで表される1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素とを、触媒の存在下に、気相中において反応させることを特徴とする、2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンの製造方法を提供する。本発明方法は、工業的スケールにも対応できる、簡便かつ効率的な方法で2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンを製造する。
【選択図】なしThe present invention reacts 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane represented by the chemical formula: CCl 3 CH 2 CHClF with anhydrous hydrogen fluoride in the gas phase in the presence of a catalyst. A method for producing a fluorinated propene comprising 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene is provided. The method of the present invention produces a fluorine-containing propene containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene by a simple and efficient method that can be applied to an industrial scale. To do.
[Selection figure] None
Description
本発明は、2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fluorinated propene containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene.
化学式:CF3CF=CH2(HFC-1234yf)で表される2,3,3,3-テトラフルオロプロペン及び化学式:CF3CH=CHF(HFC-1234ze)で表される1,3,3,3-テトラフルオロプロペンは、いずれも冷媒として有用な化合物であり、代替フロンとして使用可能な冷媒、混合冷媒の構成成分として注目されている。 Chemical formula: 2,3,3,3-tetrafluoropropene represented by CF 3 CF═CH 2 (HFC-1234yf) and chemical formula: 1,3,3 represented by CF 3 CH═CHF (HFC-1234ze) , 3-tetrafluoropropene is a compound useful as a refrigerant, and has attracted attention as a constituent component of refrigerants and mixed refrigerants that can be used as alternative chlorofluorocarbons.
これらの化合物の内で、HFC-1234yfの製造方法としては、例えばCF3CF2CH2X(XはCl又はI)で表される化合物をエタノール中で亜鉛と反応させて一段階で製造する方法が下記非特許文献1に記載されている。しかしながら、亜鉛は高価であり、しかも多量の廃棄物が生じるという問題があるため、この方法は工業的規模の製造方法としては好ましくない。 Among these compounds, as a method for producing HFC-1234yf, for example, a compound represented by CF 3 CF 2 CH 2 X (X is Cl or I) is reacted in one step with zinc in ethanol. The method is described in Non-Patent Document 1 below. However, since zinc is expensive and has a problem that a large amount of waste is generated, this method is not preferable as an industrial scale production method.
その他、HFC-1234yfの製造方法としては、特許文献1には、テトラフルオロプロパン酸クロロメチルとアミンを反応させる方法が記載され、特許文献2には、1-トリフロオロメチル-1,2,2-トリフルオロシクロブタンの熱分解による方法が記載され、特許文献3には、クロロトリフルオロエチレン(CClF=CF2)とフッ化メチル(CH3F)をSbF5に代表されるルイス酸存在下で反応させる方法が記載され、特許文献4には、テトラフルオロエチレン(CF2=CF2)とクロロメタン(CH3Cl)の熱分解による方法が記載されている。更に、下記非特許文献2及び3にもHFC-1234yfの製造方法が開示されている。 In addition, as a method for producing HFC-1234yf, Patent Document 1 describes a method of reacting chloromethyl tetrafluoropropanoate with an amine, and Patent Document 2 describes 1-trifluoromethyl-1,2, A method by thermal decomposition of 2-trifluorocyclobutane is described, and Patent Document 3 discloses chlorotrifluoroethylene (CClF = CF 2 ) and methyl fluoride (CH 3 F) in the presence of a Lewis acid typified by SbF 5. And Patent Document 4 describes a method by thermal decomposition of tetrafluoroethylene (CF 2 = CF 2 ) and chloromethane (CH 3 Cl). Further, Non-patent Documents 2 and 3 below also disclose a method for producing HFC-1234yf.
しかしながら、これらの方法については、原料の製造が難しく入手が困難であることや、反応条件が過酷であること、反応試薬が高価であること、収率が低いことなどの問題点があり、工業的に有効な製法とは言い難い。 However, these methods have problems such as difficulty in obtaining raw materials and difficulty in obtaining them, severe reaction conditions, expensive reaction reagents, low yield, etc. It is hard to say that it is an effective manufacturing method.
一方、HFC-1234zeの製造方法としては、CF3CH2CHFX(X は、F、Cl、Br又はIである)を脱ハロゲン化水素させる方法(特許文献5〜9等参照)、CF3CHFCH2F(HFC-245eb)を脱フッ化水素させる方法(特許文献10〜11参照)、CF3CH=CHCl(HCFC-1233zd)をフッ素化する方法(特許文献12)、CF3CHXCH2F(XはCl、Br又はIである)を脱ハロゲン化水素させる方法(特許文献13)などが知られている。しかしながら、これらの方法も原料の製造が困難で入手が困難であることや、収率が低く、工程が多段階に及ぶことなどの問題点があり、工業的な製法としては改善が必要である。 On the other hand, as a method for producing HFC-1234ze, CF 3 CH 2 CHFX (X is F, Cl, Br or I) is dehydrohalogenated (see Patent Documents 5 to 9, etc.), CF 3 CHFCH 2 F (see Patent Document 10 to 11) a method of (HFC-245eb) to the dehydrofluorination, CF 3 CH = method of fluorinating CHCl (HCFC-1233zd) (Patent Document 12), CF 3 cHXCH 2 F ( A method of dehydrohalogenating (X is Cl, Br, or I) is known (Patent Document 13). However, these methods also have problems such as difficulty in the production of raw materials and difficulty in obtaining them, low yields, multi-step processes, etc., and improvements are required as industrial production methods. .
例えば、特許文献5には、CF3CH2CHFX (X は、F、Cl、Br又はIである)を脱ハロゲン化水素させてHFC-1234zeを製造する方法が記載されており、CF3CH2CHFXの製造方法として、Cr2O3等の触媒の存在下に、CY3CH2CHY2(Yは、F、Cl、Br又はIである)をHF(フッ化水素)と反応させる方法が記載されている。しかしながら、この方法で1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを得るには、HF(フッ化水素)と反応させ、脱ハロゲン化水素を行うという二段階の工程が必要であり、反応工程が煩雑である。また、反応の中間成分であるCF3CH2CHFXのその他の製造方法としては、CF3X(X は、Cl、Br又はIである)とフッ化ビニルを反応させる方法も記載されているが、この方法では、CF3Xという高価な化合物を用いているため、工業的に有効な製法とはいえない。 For example, Patent Document 5, CF 3 CH 2 CHFX ( X is, F, Cl, Br or I) and by dehydrohalogenation describes a process for preparing HFC-1234ze, CF 3 CH 2 As a method for producing CHFX, CY 3 CH 2 CHY 2 (Y is F, Cl, Br or I) is reacted with HF (hydrogen fluoride) in the presence of a catalyst such as Cr 2 O 3 Is described. However, in order to obtain 1,3,3,3-tetrafluoropropene by this method, a two-step process of reacting with HF (hydrogen fluoride) and dehydrohalogenating is necessary, and the reaction process is It is complicated. Further, as another method for producing CF 3 CH 2 CHFX which is an intermediate component of the reaction, a method of reacting CF 3 X (X is Cl, Br or I) with vinyl fluoride is also described. In this method, since an expensive compound called CF 3 X is used, it is not an industrially effective production method.
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、工業的スケールにも対応できる、簡便かつ効率的な2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its main object is to provide a simple and efficient 2,3,3,3-tetrafluoropropene capable of dealing with an industrial scale. And a method for producing a fluorinated propene comprising 1,3,3,3-tetrafluoropropene.
本発明者は上記した目的を達成すべき鋭意研究を重ねてきた。その結果,触媒の存在下に、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン(HCFC-241fb)を気相において無水フッ化水素と反応させることより、一段階の反応操作で2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234yf)と1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234ze)を含む含フッ素プロペンを製造することができ、この方法は、これらの化合物の工業的に有利な製造方法として利用できることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。 The inventor has conducted intensive research to achieve the above-described object. As a result, by reacting 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane (HCFC-241fb) with anhydrous hydrogen fluoride in the gas phase in the presence of a catalyst, a one-step reaction operation can be performed. , 3,3,3-tetrafluoropropene (HFC-1234yf) and 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFC-1234ze) can be produced. It has been found that it can be used as an industrially advantageous production method for compounds. The present invention has been completed based on these findings.
即ち、本発明は、下記の2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンの製造方法を提供するものである。
1. 化学式:CCl3CH2CHClFで表される1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素とを、触媒の存在下に、気相中において反応させることを特徴とする、2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンの製造方法。
2. 触媒が、酸化クロム又は該酸化クロムをフッ素化して得られるフッ素化酸化クロムである上記項1に記載の方法。
3. 酸化クロムが、組成式:CrOm(1.5<m<3)で表される化合物である上記項2に記載の方法。
4. 酸化クロムが、組成式:CrOmにおいて、1.8≦m≦2.5の範囲内の化合物である上記項2に記載の方法。
5. 酸化クロムが、更に、インジウム、ガリウム、コバルト、ニッケル、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素を含むものである上記項2〜4のいずれかに記載の方法。
6. インジウム、ガリウム、コバルト、ニッケル、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む酸化クロムが、クロムイオンと金属イオンを含む水溶液から沈殿を形成する工程を含む方法で得られたものである、上記項5に記載の方法。
7. 無水フッ化水素を、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン1モルに対して3モル以上の量で、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと反応させる上記項1〜6のいずれかに記載の方法。
8. 1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンが、四塩化炭素とフッ化ビニルとの反応生成物である上記項1〜7のいずれかに記載の方法。
That is, the present invention provides a method for producing a fluorinated propene containing the following 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene.
1. Characterized by reacting 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane represented by the chemical formula: CCl 3 CH 2 CHClF with anhydrous hydrogen fluoride in the gas phase in the presence of a catalyst. A method for producing a fluorinated propene comprising 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene.
2. Item 2. The method according to Item 1, wherein the catalyst is chromium oxide or fluorinated chromium oxide obtained by fluorinating the chromium oxide.
3. Item 3. The method according to Item 2, wherein the chromium oxide is a compound represented by a composition formula: CrO m (1.5 <m <3).
4). Item 3. The method according to Item 2, wherein the chromium oxide is a compound having a composition formula: CrO m within a range of 1.8 ≦ m ≦ 2.5.
5. Item 5. The method according to any one of Items 2 to 4, wherein the chromium oxide further contains at least one metal element selected from the group consisting of indium, gallium, cobalt, nickel, zinc, and aluminum.
6). Chromium oxide containing at least one metal element selected from the group consisting of indium, gallium, cobalt, nickel, zinc and aluminum was obtained by a method including a step of forming a precipitate from an aqueous solution containing chromium ions and metal ions. 6. The method according to item 5 above.
7). Reaction of anhydrous hydrogen fluoride with 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane in an amount of 3 moles or more per mole of 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane Item 7. The method according to any one of Items 1 to 6 above.
8). Item 8. The method according to any one of Items 1 to 7, wherein 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane is a reaction product of carbon tetrachloride and vinyl fluoride.
以下、本発明の製造方法について具体的に説明する。 Hereinafter, the production method of the present invention will be specifically described.
原料化合物
本発明では、原料としては、化学式:CCl3CH2CHClFで表される1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン(HCFC-241fb)と無水フッ化水素(HF)を用いる。
Raw material compound In the present invention, as raw materials, 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane (HCFC-241fb) represented by the chemical formula: CCl 3 CH 2 CHClF and anhydrous hydrogen fluoride (HF) are used. Use.
原料の内で、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンは、公知物質であり、例えば、四塩化炭素とフッ化ビニルとを反応させることによって容易に得ることができる。この方法では、原料とする四塩化炭素とフッ化ビニルはいずれも比較的安価な物質であり、しかも製造方法も簡単であるため、本発明方法において原料とする1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンは安価に入手可能な物質である。 Among the raw materials, 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane is a known substance and can be easily obtained, for example, by reacting carbon tetrachloride with vinyl fluoride. In this method, carbon tetrachloride and vinyl fluoride as raw materials are both relatively inexpensive substances and the manufacturing method is simple. Chloro-3-fluoropropane is a cheaply available material.
1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンを得るための四塩化炭素とフッ化ビニルの反応は、金属及び金属ハロゲン化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の成分の存在下に、必要に応じて本反応に対して不活性な非極性溶媒、例えば塩化メチレン、二硫化炭素などの溶媒を用いて行うことができる。この反応に用いることができる金属としては銅、鉄、マンガン等を例示でき、金属ハロゲン化物としては塩化アルミニウム、塩化第一銅、塩化第二銅、塩化第二鉄、塩化マンガンなどを例示できる。金属と金属ハロゲン化物は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。 The reaction of carbon tetrachloride and vinyl fluoride to obtain 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane is carried out in the presence of at least one component selected from the group consisting of metals and metal halides. If necessary, the reaction can be carried out using a nonpolar solvent inert to the reaction, for example, a solvent such as methylene chloride or carbon disulfide. Examples of the metal that can be used in this reaction include copper, iron, manganese, and the like, and examples of the metal halide include aluminum chloride, cuprous chloride, cupric chloride, ferric chloride, manganese chloride, and the like. A metal and a metal halide can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
更に、四塩化炭素とフッ化ビニルの反応では、必要に応じて、反応促進剤として、5価のリンを含む化合物、例えば、トリメチルフォスフェート、トリメチルフォスフィン、トリエチルフォスフェート、トリエチルフォスフィン、トリブチルフォスフェート等を用いることができる。 Further, in the reaction of carbon tetrachloride and vinyl fluoride, a compound containing pentavalent phosphorus as a reaction accelerator, for example, trimethyl phosphate, trimethyl phosphine, triethyl phosphate, triethyl phosphine, tributyl is used as necessary. A phosphate or the like can be used.
上記反応において、フッ化ビニルの使用量は、通常、四塩化炭素1モルに対して、0.1〜10モル程度である。 In the said reaction, the usage-amount of vinyl fluoride is about 0.1-10 mol normally with respect to 1 mol of carbon tetrachloride.
また、金属及び金属ハロゲン化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の成分の使用量については、通常、四塩化炭素1モルに対して、0.001〜2モル程度である。 Moreover, about the usage-amount of the at least 1 type of component chosen from the group which consists of a metal and a metal halide, it is about 0.001-2 mol normally with respect to 1 mol of carbon tetrachloride.
また、反応促進剤として用いる5価のリンを含む化合物の使用量は、通常、金属及び金属ハロゲン化物の合計量1モルに対して、0.1〜10モル程度である。 Moreover, the usage-amount of the compound containing pentavalent phosphorus used as a reaction accelerator is about 0.1-10 mol normally with respect to 1 mol of total amounts of a metal and a metal halide.
四塩化炭素とフッ化ビニルの反応の反応温度は、通常、室温〜150℃程度、好ましくは、80〜120℃程度とすればよい。 The reaction temperature for the reaction between carbon tetrachloride and vinyl fluoride is usually about room temperature to 150 ° C, preferably about 80 to 120 ° C.
反応圧力は、常圧、加圧、減圧の何れであっても良いが、通常は、密閉容器中において、加圧下に行うことができる。 The reaction pressure may be any of normal pressure, pressurization, and depressurization, but can usually be carried out under pressure in a sealed container.
本発明の製造方法
本発明の方法では、触媒の存在下において、気相中で上記した化学式:CCl3CH2CHClFで表される1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素とを反応させて、化学式:CF3CF=CH2 で表される2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと化学式:CF3CH=CHF で表される1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む含フッ素プロペンを製造する。
Production method of the present invention In the method of the present invention, 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane represented by the above chemical formula: CCl 3 CH 2 CHClF in the gas phase in the presence of a catalyst and of anhydrous hydrogen fluoride by reacting the formula: CF 3 represented by CF = CH 2 2,3,3,3-tetrafluoropropene and formulas: 1,3,3 represented by CF 3 CH = CHF , Produce fluorine-containing propene including 3-tetrafluoropropene.
前述した通り、特許文献5には、CF3CH2CHFX (X は、F、Cl、Br又はIである)の脱ハロゲン化水素によってHFC-1234zeを製造する方法が記載されているが、この方法は、反応工程が煩雑であり、しかも、使用する原料が高価であるために、工業的に有効な製法とはいえない。しかも得られる有用物質は、HFC-1234zeだけである。 As described above, Patent Document 5 describes a method for producing HFC-1234ze by dehydrohalogenation of CF 3 CH 2 CHFX (X is F, Cl, Br or I). This method is not an industrially effective production method because the reaction process is complicated and the raw materials used are expensive. Moreover, the only useful substance obtained is HFC-1234ze.
これに対して、本発明方法によれば、安価な原料を用いて、実質的に一段階の反応によって、2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンという2種類の有用な化合物を含む含フッ素プロペンを得ることができる。このため、本発明方法は、工業的な有用性が高い方法である。 On the other hand, according to the method of the present invention, 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene are obtained by a substantially one-step reaction using an inexpensive raw material. A fluorine-containing propene containing two kinds of useful compounds called propene can be obtained. For this reason, the method of the present invention is a highly industrially useful method.
触媒成分
本発明で使用する触媒は、特に限定的ではなく、フッ化水素によるフッ素化反応に対して有効な触媒を用いることができる。この様な触媒としては、例えば、金属酸化物、金属ハロゲン化物、遷移金属などを用いることができる。
Catalyst component The catalyst used in the present invention is not particularly limited, and an effective catalyst for the fluorination reaction with hydrogen fluoride can be used. As such a catalyst, for example, a metal oxide, a metal halide, a transition metal, or the like can be used.
本発明では、特に、酸化クロム又は該酸化クロムをフッ素化して得られるフッ素化酸化クロムを触媒として用いる場合には、効率よく反応を進行させることができる。この場合、酸化クロムとしては、特に、組成式:CrOmで表される化合物において、mが1.5<m<3の範囲にあるものが好ましく、1.8≦m≦2.5の範囲にあるものがより好ましく、2.0≦m≦2.3の範囲にあるものが更に好ましい。尚、上記組成式において、mの値が小さすぎると、触媒活性及びHFC-1234yfとHFC-1234zeの選択率が低下する傾向があり、mが大きすぎると、触媒劣化が進行する傾向があるので、いずれも好ましくない。この様な酸化クロムの調製方法の一例を挙げると次の通りである。 In the present invention, in particular, when chromium oxide or fluorinated chromium oxide obtained by fluorination of chromium oxide is used as a catalyst, the reaction can proceed efficiently. In this case, as the chromium oxide, in the compound represented by the composition formula: CrOm, m is preferably in the range of 1.5 <m <3, and in the range of 1.8 ≦ m ≦ 2.5. Some are more preferable, and those in the range of 2.0 ≦ m ≦ 2.3 are more preferable. In the above composition formula, if the value of m is too small, the catalytic activity and the selectivity of HFC-1234yf and HFC-1234ze tend to decrease. If the value of m is too large, catalyst deterioration tends to proceed. Neither is preferred. An example of a method for preparing such chromium oxide is as follows.
まず、クロム塩の水溶液(硝酸クロム、塩化クロム、クロムみょうばん、硫酸クロム等)とアンモニア水を混合して水酸化クロムの沈殿を得る。例えば、硝酸クロムの5.7%水溶液に10%のアンモニア水を、硝酸クロム1当量に対して、1当量から1.2当量滴下することによって、水酸化クロムの沈殿が生じる。この時の沈殿反応の反応速度により水酸化クロムの物性を制御することができる。反応速度は、速いことが好ましく、反応速度を速くすることによって触媒活性を高くすることができる。反応速度は反応溶液温度、アンモニア水混合方法(混合速度)、撹拌状態等により左右されるので、これらの条件を調整することによって反応速度を制御できる。 First, an aqueous solution of chromium salt (chromium nitrate, chromium chloride, chromium alum, chromium sulfate, etc.) and ammonia water are mixed to obtain chromium hydroxide precipitate. For example, when 1% to 1.2 equivalents of 10% ammonia water is added dropwise to 1 equivalent of chromium nitrate in a 5.7% aqueous solution of chromium nitrate, precipitation of chromium hydroxide occurs. The physical properties of chromium hydroxide can be controlled by the reaction rate of the precipitation reaction at this time. The reaction rate is preferably high, and the catalyst activity can be increased by increasing the reaction rate. Since the reaction rate depends on the reaction solution temperature, the ammonia water mixing method (mixing rate), the stirring state, etc., the reaction rate can be controlled by adjusting these conditions.
この沈殿を濾過洗浄後、乾燥する。乾燥は、例えば、空気中、70〜200℃程度、特に120℃程度で、1〜100時間程度、特に12時間程度行えばよい。この段階の生成物を水酸化クロムの状態と呼ぶ。次いで、この生成物を解砕する。この際、解砕品(例えば、粒径1000μm以下、46〜1000μmの粒径品95%としたもの)の粉体密度が0.6〜1.1g/ml程度、好ましくは0.6〜1.0g/ml程度になるように沈澱反応速度を調整する。粉体密度が0.6g/mlよりも小さい場合には、ぺレットの強度が不十分となるので好ましくない。また、粉体密度が1.1g/mlよりも大きいと、触媒の活性が低く、ペレットが割れやすくなるので好ましくない。粉体の比表面積は、200℃、80分の脱気条件で、100m2/g程度以上であることが好ましく、120m2/g程度以上であることがより好ましい。比表面積の上限は、例えば、220m2/g程度である。尚、本願明細書において、比表面積はBET法で測定した値である。 This precipitate is washed by filtration and then dried. The drying may be performed, for example, in air at about 70 to 200 ° C., particularly about 120 ° C., for about 1 to 100 hours, particularly about 12 hours. The product at this stage is called the chromium hydroxide state. The product is then disintegrated. At this time, the powder density of the pulverized product (for example, 95% particle size product having a particle size of 1000 μm or less and 46 to 1000 μm) is about 0.6 to 1.1 g / ml, preferably 0.6 to 1.0 g. The precipitation reaction rate is adjusted to about / ml. When the powder density is smaller than 0.6 g / ml, the strength of the pellet is insufficient, which is not preferable. On the other hand, if the powder density is larger than 1.1 g / ml, the activity of the catalyst is low and the pellets are easily broken, which is not preferable. The specific surface area of the powder is preferably about 100 m 2 / g or more, more preferably about 120 m 2 / g or more, at 200 ° C. for 80 minutes under degassing conditions. The upper limit of the specific surface area is, for example, about 220 m 2 / g. In the present specification, the specific surface area is a value measured by the BET method.
この水酸化クロムの粉体に、要すればグラファイトを3重量%程度以下混合し、打錠機によりペレットを形成する。ペレットは、例えば、直径3.0mm程度、高さ3.0mm程度とすればよい。このペレットの圧潰強度(ペレット強度)は210±40kg/cm2程度であることが好ましい。圧潰強度が大きすぎると、ガスの接触効率が低下して触媒活性が低下するとともに、ペレットが割れ易くなる。一方小さすぎる場合は、ペレットが粉化しやすくなって取扱いが困難になる。 If necessary, about 3 wt% or less of graphite is mixed into the chromium hydroxide powder, and pellets are formed by a tableting machine. For example, the pellet may have a diameter of about 3.0 mm and a height of about 3.0 mm. The crushing strength (pellet strength) of the pellet is preferably about 210 ± 40 kg / cm 2 . If the crushing strength is too high, the gas contact efficiency is lowered, the catalytic activity is lowered, and the pellets are easily cracked. On the other hand, if it is too small, the pellets are easily pulverized and difficult to handle.
成形されたペレットを不活性雰囲気中、例えば窒素気流中で焼成して、非晶質の酸化クロムにする。この焼成温度は360℃以上であることが好ましいが、高温になり過ぎると結晶化するために、これを回避できる範囲内で出来るだけ高温にすることが望まれる。例えば、380〜460℃程度、特に400℃程度で、1〜5時間程度、特に2時間程度焼成すればよい。 The formed pellets are fired in an inert atmosphere, for example, in a nitrogen stream to form amorphous chromium oxide. The firing temperature is preferably 360 ° C. or higher. However, since the crystallization occurs when the temperature becomes too high, it is desirable that the firing temperature be as high as possible within a range where this can be avoided. For example, it may be fired at about 380 to 460 ° C., particularly about 400 ° C., for about 1 to 5 hours, particularly about 2 hours.
焼成された酸化クロムの比表面積は、170m2/g程度以上、好ましくは180m2/g程度以上、より好ましくは200m2/g程度以上である。比表面積の上限は、一般に、240m2/g程度、好ましくは220m2/g程度である。240m2/gを上回る比表面積では、活性は高いが劣化速度が増加し、比表面積が170m2/gよりも小さい場合には、触媒の活性が低くなるので好ましくない。 The specific surface area of the baked chromium oxide is about 170 m 2 / g or more, preferably about 180 m 2 / g or more, more preferably about 200 m 2 / g or more. The upper limit of the specific surface area is generally about 240 m 2 / g, preferably about 220 m 2 / g. When the specific surface area exceeds 240 m 2 / g, the activity is high but the deterioration rate increases, and when the specific surface area is smaller than 170 m 2 / g, the activity of the catalyst becomes low, which is not preferable.
また、フッ素化された酸化クロムについては、特開平5−146680号公報に記載された方法によって調製することができる。例えば、上記した方法で得られる酸化クロムをフッ化水素によりフッ素化(HF処理)することによって得ることができる。フッ素化の温度は、生成する水が凝縮しない温度(例えば、0.1MPaにおいて150℃程度)とすればよく、反応熱により触媒が結晶化しない温度を上限とすればよい。フッ素化時の圧力には制限はないが、触媒反応に供される時の圧力で行うことが好ましい。フッ素化の温度は、例えば100〜460℃程度である。 The fluorinated chromium oxide can be prepared by the method described in JP-A-5-146680. For example, it can be obtained by fluorination (HF treatment) of chromium oxide obtained by the above-described method with hydrogen fluoride. The temperature of fluorination may be a temperature at which generated water does not condense (for example, about 150 ° C. at 0.1 MPa), and the upper limit may be a temperature at which the catalyst does not crystallize due to heat of reaction. Although there is no restriction | limiting in the pressure at the time of fluorination, It is preferable to carry out by the pressure when it uses for a catalytic reaction. The temperature of fluorination is, for example, about 100 to 460 ° C.
フッ素化処理により触媒の表面積は低下するが、一般に高比表面積である程活性が高くなる。フッ素化された段階での比表面積は、25〜130m2/g程度であることが好ましく、40〜100m2/g程度であることがより好ましいが、この範囲に限定されるものではない。 The surface area of the catalyst is reduced by the fluorination treatment, but generally the higher the specific surface area, the higher the activity. The specific surface area of at fluorinated phase is preferably about 25~130m 2 / g, but more preferably about 40 to 100 m 2 / g, but is not limited to this range.
酸化クロムのフッ素化反応は、後述する本発明方法の実施に先立って、酸化クロムを充填した反応器にフッ化水素を供給することによって行ってもよい。この方法で酸化クロムをフッ素化した後、原料とする1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンを反応器に供給することによって、2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンの生成反応を進行させることができる。 The fluorination reaction of chromium oxide may be performed by supplying hydrogen fluoride to a reactor filled with chromium oxide prior to the execution of the method of the present invention described later. After fluorination of chromium oxide by this method, by supplying 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane as a raw material to the reactor, 2,3,3,3-tetrafluoropropene and The formation reaction of 1,3,3,3-tetrafluoropropene can proceed.
フッ素化の程度については、特に限定的ではないが、例えば、フッ素含有量が10〜30重量%程度までのフッ素化された酸化クロムを好適に用いることができる。 Although the degree of fluorination is not particularly limited, for example, fluorinated chromium oxide having a fluorine content of about 10 to 30% by weight can be suitably used.
更に、本発明では、特開平11−171806号公報に記載されているクロム系触媒(以下、「金属成分添加クロム触媒」ということがある)を酸化クロム触媒又はフッ素化された酸化クロム触媒として用いることができる。このクロム系触媒は、非晶質質状態であり、インジウム、ガリウム、コバルト、ニッケル、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素が添加されたクロム化合物を主成分とし、該クロム化合物におけるクロムの平均原子価数が+3.5以上、+5.0以下である。 Further, in the present invention, a chromium-based catalyst described in JP-A-11-171806 (hereinafter sometimes referred to as “metal component-added chromium catalyst”) is used as a chromium oxide catalyst or a fluorinated chromium oxide catalyst. be able to. This chromium-based catalyst is in an amorphous state, and is mainly composed of a chromium compound to which at least one metal element selected from the group consisting of indium, gallium, cobalt, nickel, zinc and aluminum is added. The average valence number of chromium in the compound is +3.5 or more and +5.0 or less.
金属成分添加クロム触媒の製造方法については、特に限定的ではなく、前述した方法で酸化クロム触媒を得た後、この触媒に、上記した金属元素を含む水溶液を含浸させ、その後焼成する方法によっても金属成分添加クロム触媒を得ることができるが、特に、前述した方法で酸化クロム触媒を作製する過程において、クロム塩の水溶液中に、上記した金属元素を含む化合物を添加して、クロムイオンと金属イオンを含む水溶液を調製し、この水溶液にアンモニア水を添加して水酸化クロムと金属成分を含む沈殿物を形成し、その後、上記した方法に従って、乾燥及び焼成する方法によって調製することが好ましい。この方法で得られた金属成分添加クロム触媒を用いる場合には、高い選択率で目的とする2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを得ることができ、特に、1,3,3,3-テトラフルオロプロペンの選択率を大きく向上させることができる。 The method for producing the metal component-added chromium catalyst is not particularly limited. After obtaining the chromium oxide catalyst by the above-described method, the catalyst is impregnated with the above-described aqueous solution containing the metal element, and then calcined. A metal component-added chromium catalyst can be obtained. In particular, in the process of preparing a chromium oxide catalyst by the above-described method, a compound containing the above metal element is added to an aqueous solution of a chromium salt to add chromium ions and metals. It is preferable to prepare an aqueous solution containing ions, add aqueous ammonia to the aqueous solution to form a precipitate containing chromium hydroxide and a metal component, and then dry and fire according to the method described above. When using the metal component-added chromium catalyst obtained by this method, the desired 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene can be obtained with high selectivity. In particular, the selectivity of 1,3,3,3-tetrafluoropropene can be greatly improved.
インジウム、ガリウム、コバルト、ニッケル、亜鉛及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む化合物としては、クロム塩を含む水溶液中に可溶性の化合物であれば良く、例えば、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩等の水溶性化合物を用いることができる。これらの金属元素の添加量については、最終的に得られる金属成分添加クロム触媒の全量を基準として、金属元素量が0.1〜50wt%程度となる量であることが好ましく、1.0〜30wt%程度となる量であることがより好ましい。 The compound containing at least one metal element selected from the group consisting of indium, gallium, cobalt, nickel, zinc, and aluminum may be any compound that is soluble in an aqueous solution containing a chromium salt, such as a halide or nitrate. Water-soluble compounds such as sulfates can be used. The amount of these metal elements added is preferably such that the metal element amount is about 0.1 to 50 wt%, based on the total amount of the metal component-added chromium catalyst finally obtained, and about 1.0 to 30 wt%. More preferably, the amount is
この様にして得られる金属成分添加クロム触媒は、更に、上記した方法と同様にしてフッ素化処理を行っても良い。 The metal component-added chromium catalyst thus obtained may be further subjected to fluorination treatment in the same manner as described above.
上記した各種の触媒は、アルミナ、活性炭等の担体に担持して使用することもできる。 The various catalysts described above can also be used by being supported on a carrier such as alumina or activated carbon.
反応方法
本発明の方法では、通常、上記した触媒を充填した反応器に、原料である1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素を気相状態で供給すればよい。これにより、一段階の反応操作で、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234yf)と1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(E-HFC-1234ze+Z-HFC-1234ze)を含む反応生成物を得ることができる。
Reaction Method In the method of the present invention, usually, 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane and anhydrous hydrogen fluoride as raw materials are supplied in a gas phase state to a reactor filled with the above-described catalyst. That's fine. As a result, 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFC-1234yf) and 1,3,3,3-tetrafluoropropene (E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze ) Containing the reaction product can be obtained.
本発明において、原料として用いる1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素の比率については、特に限定的ではないが、例えば、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン1モルに対して、フッ化水素を3モル以上用いれば良く、フッ化水素を5モル以上用いることが好ましい。フッ化水素の供給量の上限は1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン1モルに対して、20モル程度が好ましく、15モル程度がより好ましい。 In the present invention, the ratio of 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane and anhydrous hydrogen fluoride used as a raw material is not particularly limited, but for example, 1,1,1,3-tetra 3 mol or more of hydrogen fluoride may be used with respect to 1 mol of chloro-3-fluoropropane, and 5 mol or more of hydrogen fluoride is preferably used. The upper limit of the supply amount of hydrogen fluoride is preferably about 20 moles, more preferably about 15 moles per mole of 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane.
上記した範囲内で無水フッ化水素を使用することによって、HCFC-241fbの転化率と触媒活性の両方を良好に維持することができる。これに対して、フッ化水素の供給量が少なすぎると2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234yf)と1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(E-HFC-1234ze+Z-HFC-1234ze)の選択率が低下するため好ましくない。また、フッ化水素の供給量が多くなりすぎても、特に効果の向上は見られないので、不経済である。 By using anhydrous hydrogen fluoride within the above range, both the conversion rate and catalytic activity of HCFC-241fb can be maintained well. In contrast, if the amount of hydrogen fluoride supplied is too small, 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFC-1234yf) and 1,3,3,3-tetrafluoropropene (E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze) is not preferable because the selectivity is reduced. Moreover, even if the supply amount of hydrogen fluoride increases too much, the effect is not particularly improved, which is uneconomical.
上記した原料は、反応器にそのまま供給してもよく、あるいは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈して供給しても良い。 The above raw materials may be supplied to the reactor as they are, or may be supplied after being diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
また、長時間の触媒活性を維持するために、上記原料に酸素を同伴させて反応器に供給してもよい。この場合、酸素の供給量は、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素の合計供給モル数を基準として0.1〜5mol%程度とすることが好ましい。 In order to maintain the catalytic activity for a long time, oxygen may be accompanied to the raw material and supplied to the reactor. In this case, the supply amount of oxygen is preferably about 0.1 to 5 mol% based on the total number of moles of 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane and anhydrous hydrogen fluoride.
本発明方法で用いる反応器の形態は特に限定されるものではなく、例えば、触媒を充填した断熱反応器、熱媒体を用いて除熱した多管型反応器等を用いることができる。尚、反応器としては、ハステロイ(HASTALLOY)、インコネル(INCONEL)、モネル(MONEL)等のフッ化水素の腐食作用に抵抗性がある材料によって構成されるものを用いることが好ましい。 The form of the reactor used in the method of the present invention is not particularly limited, and for example, an adiabatic reactor filled with a catalyst, a multi-tube reactor removed with a heat medium, or the like can be used. As the reactor, it is preferable to use a reactor made of a material resistant to the corrosive action of hydrogen fluoride, such as HASTALLOY, INCONEL, and MONEL.
本発明方法では、反応温度は、反応器の中の温度として、170〜450℃程度が好ましく、210〜400℃程度がより好ましい。この温度範囲より高温になると触媒の活性が低下し、逆に低温になると原料転化率と1,3,3,3-テトラフルオロプロペンの選択率が低下するので好ましくない。 In the method of the present invention, the reaction temperature is preferably about 170 to 450 ° C, more preferably about 210 to 400 ° C, as the temperature in the reactor. When the temperature is higher than this temperature range, the activity of the catalyst is lowered. Conversely, when the temperature is lowered, the raw material conversion rate and the selectivity for 1,3,3,3-tetrafluoropropene are lowered, which is not preferable.
反応時の圧力については、特に限定されるものではなく、常圧又は加圧下に反応を行うことができる。即ち、本発明における反応は、大気圧(0.1MPa)下で実施することが可能であるが、1.0MPa程度までの加圧下で行ってもよい。 About the pressure at the time of reaction, it does not specifically limit, Reaction can be performed under a normal pressure or pressurization. That is, the reaction in the present invention can be carried out under atmospheric pressure (0.1 MPa), but may be carried out under a pressure up to about 1.0 MPa.
反応時間については特に限定的ではないが、通常、反応系に流す原料ガスの全流量Fo(0℃、0.1MPaでの流量:cc/sec)に対する触媒充填量W(g)の比率:W/Foで表される接触時間を2〜30 g・sec/cc、好ましくは4〜15 g・sec/cc程度の範囲とすればよい。尚、全流量Foは、原料として供給される 1,1,1,2-テトラクロロ-3-フルオロプロパンと無水フッ化水素の流量、又は不活性ガス及び/又は酸化ガスを供給する場合には、上記した原料ガスと、これらのガスの流量を合わせた量である。
反応器出口では、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234yf)と1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(E-HFC-1234ze+Z-HFC-1234ze)を含む反応生成物を得ることができる。1,3,3,3-テトラフルオロプロペンは、E体とZ体の混合物として得られる。
The reaction time is not particularly limited, but the ratio of the catalyst filling amount W (g) to the total flow rate Fo (flow rate at 0 ° C., 0.1 MPa: cc / sec) of the raw material gas flowing into the reaction system is usually W / The contact time represented by Fo may be in the range of 2 to 30 g · sec / cc, preferably about 4 to 15 g · sec / cc. The total flow rate Fo is the flow rate of 1,1,1,2-tetrachloro-3-fluoropropane and anhydrous hydrogen fluoride supplied as raw materials, or when supplying an inert gas and / or an oxidizing gas. The above-mentioned raw material gases and the flow rates of these gases are combined.
At the reactor outlet, a reaction product containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFC-1234yf) and 1,3,3,3-tetrafluoropropene (E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze) You can get things. 1,3,3,3-tetrafluoropropene is obtained as a mixture of E-form and Z-form.
上記した反応条件の範囲内においては、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234yf)は2〜5%程度の選択率を示し、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze)は反応条件と用いる触媒を選択することで、選択率を25%以上まで高くすることができる。 Within the above reaction conditions, 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFC-1234yf) exhibits a selectivity of about 2 to 5%, and 1,3,3,3-tetrafluoropropene ( E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze) can increase the selectivity up to 25% or more by selecting the reaction conditions and the catalyst to be used.
反応生成物は、そのまま用いても良いし、蒸留などによって分離・精製して2,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,3,3,3-テトラフルオロプロペンを別々に回収しても良い。その他の含フッ素オレフィンは次の反応工程で他の化合物へと変換してもよい。また、未反応のCCl3CH2CHClF (HCFC-241fb)がある場合では、分離・精製後に再び反応器に戻して、原料として用いることができる。この様に未反応の原料をリサイクルできることによって、原料転化率が低い場合であっても、高い生産性を維持することができる。 The reaction product may be used as it is, or 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene may be recovered separately by separation and purification by distillation or the like. good. Other fluorine-containing olefins may be converted to other compounds in the next reaction step. Further, when there is unreacted CCl 3 CH 2 CHClF (HCFC-241fb), it can be returned to the reactor again after separation and purification and used as a raw material. Since unreacted raw materials can be recycled in this way, high productivity can be maintained even when the raw material conversion rate is low.
本発明の方法によれば、容易に入手できる1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンとフッ化水素を原料として、一段階の反応によって、目的とする2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFC-1234yf)と1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(E-HFC-1234ze+Z-HFC-1234ze)を含む含フッ素プロペンを得ることができる。 According to the method of the present invention, 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane and hydrogen fluoride, which are easily available, are used as raw materials, and the desired 2,3,3, A fluorine-containing propene containing 3-tetrafluoropropene (HFC-1234yf) and 1,3,3,3-tetrafluoropropene (E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze) can be obtained.
以下、原料として用いる1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン (HCFC-241fb)の製造例と、本発明の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to production examples of 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane (HCFC-241fb) used as a raw material and examples of the present invention.
製造例1
1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン(HCFC-241fb)の合成
温度計、真空ライン、窒素パージライン、仕込みライン、ゲージ及び圧力開放弁を設置した1000mlオートクレーブに、軟鉄粉4.5g(79.2mmol)、トリエチルフォスフェート20g(79.2mmol)、塩化第二鉄100mg、及び四塩化炭素420g(2.73mol)を仕込み、窒素で5回、フッ化ビニルで1回パージした。次に、オートクレーブ内を真空にして攪拌しながらフッ化ビニルをゲージ圧0.4MPaになるまで仕込んだ。120℃まで加熱すると反応が始まり、内温は127℃まで上昇して圧力は0.9MPaから0.4MPaまで低下した。フッ化ビニル圧0.8MPaに保ちながら、内温120℃で8時間攪拌した。その後トリエチルフォスフェート10g(39.6mmol)をオートクレーブに圧入して、さらに120℃で10時間反応させた。
Production Example 1
1,1,1,3-Tetrachloro-3-fluoropropane (HCFC-241fb) synthesis thermometer, vacuum line, nitrogen purge line, preparation line, gauge and pressure relief valve installed in a 1000ml autoclave with soft iron powder 4 0.5 g (79.2 mmol), triethyl phosphate 20 g (79.2 mmol), ferric chloride 100 mg, and carbon tetrachloride 420 g (2.73 mol) were charged and purged 5 times with nitrogen and once with vinyl fluoride. Next, the inside of the autoclave was evacuated and charged with vinyl fluoride until the gauge pressure became 0.4 MPa while stirring. The reaction started when heated to 120 ° C., the internal temperature increased to 127 ° C., and the pressure decreased from 0.9 MPa to 0.4 MPa. While maintaining the vinyl fluoride pressure at 0.8 MPa, the mixture was stirred at an internal temperature of 120 ° C. for 8 hours. Thereafter, 10 g (39.6 mmol) of triethyl phosphate was injected into the autoclave and further reacted at 120 ° C. for 10 hours.
反応終了後、粗生成物をガスクロマトグラフィーにて分析し、四塩化炭素が完全に消費されたことを確認した。粗生成物の3倍量の水で2回洗浄し有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥することでガスクロマトグラフィー純度88.9%のHCFC-241fbを得た。副生成物はエチレンとフッ化ビニルオリゴマーであった。得られた粗生成物を減圧下(10mmHg)で蒸留して留分63〜65℃を集めることにより、純度98%以上のHCFC-241fb、467g(2.35mol、収率86%)を得た。 After completion of the reaction, the crude product was analyzed by gas chromatography to confirm that carbon tetrachloride was completely consumed. After washing twice with three times the amount of the crude product, the organic layer was dried over magnesium sulfate to obtain HCFC-241fb having a gas chromatography purity of 88.9%. The by-products were ethylene and vinyl fluoride oligomer. The obtained crude product was distilled under reduced pressure (10 mmHg) to collect a fraction of 63 to 65 ° C., thereby obtaining 467 g (2.35 mol, yield 86%) of HCFC-241fb having a purity of 98% or more.
実施例1
CrO2.0の組成からなる酸化クロムにフッ素化処理を施して得られた触媒42.7g (フッ素含有量約16.4重量%)を、内径20mm、長さ1mの管状ハステロイ製反応器に充填した。
Example 1
42.7 g of a catalyst obtained by subjecting chromium oxide having a composition of CrO 2.0 to fluorination treatment (fluorine content: about 16.4% by weight) was charged into a tubular Hastelloy reactor having an inner diameter of 20 mm and a length of 1 m.
この反応管を大気圧(0.1MPa)および250℃に維持し、無水フッ化水素(HF)を300 cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)、窒素(N2)を100 cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)で反応器に供給して2時間維持した。その後、窒素(N2)の供給を止め、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン(HCFC-241fb、純度98.9%)を20cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)の速度で供給し、反応器の温度を281℃に変更した。1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンに対するフッ化水素(HF)のモル比は15であり、接触時間(W/F0)は8.0 g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから2時間後の反応器の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表1に示す。 This reaction tube is maintained at atmospheric pressure (0.1 MPa) and 250 ° C., anhydrous hydrogen fluoride (HF) is 300 cc / min (flow rate at 0 ° C. and 0.1 MPa), and nitrogen (N 2 ) is 100 cc / min. (0 ° C, flow rate at 0.1 MPa) was fed to the reactor and maintained for 2 hours. After that, supply of nitrogen (N 2 ) was stopped and 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane (HCFC-241fb, purity 98.9%) was 20cc / min (flow rate at 0 ° C, 0.1MPa) The temperature of the reactor was changed to 281 ° C. The molar ratio of hydrogen fluoride (HF) to 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane was 15, and the contact time (W / F 0 ) was 8.0 g · sec / cc. Two hours after the target reaction temperature was reached, the outflow gas from the reactor was analyzed using a gas chromatograph. The results are shown in Table 1.
各生成物の構造は以下の通りである;
CF3CF=CH2 (HFC-1234yf)
CF3CH=CHF (E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze )
CF3CF2CH3 (HFC-245cb)
CF3CH2CHF2 (HFC-245fa)
CF3CCl=CH2 (HCFC-1233xf)
CF3CH=CHCl (E-HCFC-1233zd + Z-HCFC-1233zd)
CF3CH=CH2 (HFC-1243zf)
CF3CH2CHCl2 (HCFC-243fa)
実施例2
CrO2.2の組成からなる酸化クロムにフッ素化処理を施して得られた触媒42.7g (フッ素含有量約17.8重量%)を用いた以外は実施例1と同様の条件で実験を行った。1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンに対するHFのモル比は15であり、接触時間(W/F0)は8.0g・sec/ccであった。分析結果を表1に示す。
The structure of each product is as follows:
CF 3 CF = CH 2 (HFC-1234yf)
CF 3 CH = CHF (E-HFC-1234ze + Z-HFC-1234ze)
CF 3 CF 2 CH 3 (HFC-245cb)
CF 3 CH 2 CHF 2 (HFC-245fa)
CF 3 CCl = CH 2 (HCFC-1233xf)
CF 3 CH = CHCl (E-HCFC-1233zd + Z-HCFC-1233zd)
CF 3 CH = CH 2 (HFC-1243zf)
CF 3 CH 2 CHCl 2 (HCFC-243fa)
Example 2
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 42.7 g of a catalyst obtained by subjecting chromium oxide having a composition of CrO 2.2 to fluorination treatment (fluorine content: about 17.8% by weight) was used. The molar ratio of HF to 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane was 15, and the contact time (W / F 0 ) was 8.0 g · sec / cc. The analysis results are shown in Table 1.
実施例3
CrO1.9の組成からなる酸化クロムにフッ素化処理を施して得られた触媒を36.7g使用し、無水フッ化水素の流量を200 cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)に変更し、反応温度を300℃に変更した以外は実施例1と同様の条件で実験を行った。1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンに対するHFのモル比は10であり、接触時間(W/F0)は10.0 g・sec/ccであった。分析結果を表1に示す。
Example 3
Using 36.7g of the catalyst obtained by fluorination treatment of chromium oxide composed of CrO 1.9 , change the flow rate of anhydrous hydrogen fluoride to 200 cc / min (flow rate at 0 ° C, 0.1 MPa), The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 300 ° C. The molar ratio of HF to 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane was 10, and the contact time (W / F 0 ) was 10.0 g · sec / cc. The analysis results are shown in Table 1.
実施例4
実施例1で使用したものと同じ触媒を用い、触媒量を35.0gに、無水フッ化水素の流量を400cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)に、反応温度を380℃に変更した以外は実施例1と同様の条件で実験を行った。1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンに対するHFのモル比は20であり、接触時間(W/F0)は5.0g・sec/ccであった。分析結果を表1に示す。
Example 4
The same catalyst as that used in Example 1 was used, the catalyst amount was changed to 35.0 g, the flow rate of anhydrous hydrogen fluoride was changed to 400 cc / min (flow rate at 0 ° C. and 0.1 MPa), and the reaction temperature was changed to 380 ° C. The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except for the above. The molar ratio of HF to 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane was 20, and the contact time (W / F 0 ) was 5.0 g · sec / cc. The analysis results are shown in Table 1.
実施例5
CrO1.6の組成からなる酸化クロムにフッ素化処理を施して得られた触媒42.7g (フッ素含有量約13.9重量%)を用いた以外は実施例1と同様の条件で実験を行った。1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンに対するHFのモル比は15であり、接触時間(W/F0)は8.0g・sec/ccであった。分析結果を表1に示す。
Example 5
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 42.7 g of a catalyst obtained by subjecting chromium oxide having a composition of CrO 1.6 to a fluorination treatment (fluorine content: about 13.9% by weight) was used. The molar ratio of HF to 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane was 15, and the contact time (W / F 0 ) was 8.0 g · sec / cc. The analysis results are shown in Table 1.
実施例6
(1)触媒の調製工程
硝酸クロム九水和物221.4g(0.549mol)と硝酸ニッケル六水和物41.4g(0.137mol)を純水に溶解させ、総重量2710gの混合溶液とした。この混合溶液の温度を50℃に保ちながら、10重量%アンモニア水402gを攪拌しながら滴下し、ニッケルを含む水酸化クロムの沈殿を得た。次いで、これを濾別し、純水による洗浄の後、その一部を空気中、120℃で12時間乾燥して得られた固形水酸化クロムを0.2mm以下の粒径に粉砕し、粉末状の水酸化クロムを63.4g得た。
Example 6
(1) Catalyst preparation step 221.4 g (0.549 mol) of chromium nitrate nonahydrate and 41.4 g (0.137 mol) of nickel nitrate hexahydrate were dissolved in pure water to obtain a mixed solution having a total weight of 2710 g. While maintaining the temperature of this mixed solution at 50 ° C., 402 g of 10 wt% aqueous ammonia was added dropwise with stirring to obtain a precipitate of chromium hydroxide containing nickel. Next, this was filtered off, and after washing with pure water, a portion of the solid chromium hydroxide obtained by drying at 120 ° C. for 12 hours in air was pulverized to a particle size of 0.2 mm or less, and powdered 63.4 g of chromium hydroxide was obtained.
次いで、これに黒鉛2.5重量%を加えて混合した粉末を、直径3mm、高さ3mmの円柱状ペレットに圧縮成形し、窒素ガス気流下、400℃で2時間焼成して、ニッケル含有酸化クロム46.0gを得た。このニッケル含有酸化クロムのCrの原子価数は、磁化率測定から特定された値より、CrO2.0であった。また、そのX線回折測定(XRD)から、この触媒は非晶質を示していることが確認され、比表面積は187.1m2/gであった。 Next, a powder obtained by adding 2.5% by weight of graphite to this and mixing it was compressed into a cylindrical pellet having a diameter of 3 mm and a height of 3 mm, and calcined at 400 ° C. for 2 hours in a nitrogen gas stream. g was obtained. The valence number of Cr in this nickel-containing chromium oxide was CrO 2.0 from the value specified from the magnetic susceptibility measurement. Further, from the X-ray diffraction measurement (XRD), it was confirmed that this catalyst was amorphous, and the specific surface area was 187.1 m 2 / g.
尚、得られた触媒についてSEM(電子顕微鏡)による測定結果より、該触媒中に含まれる金属分の重量比を求めたところ、Ni : Cr = 20.2 : 79.8であった。 The weight ratio of the metal contained in the catalyst was determined from the measurement result of the obtained catalyst by SEM (electron microscope), and was found to be Ni: Cr = 20.2: 79.8.
(2)反応工程
上記(1)工程で調製した触媒にフッ素化処理を施して得られた触媒36.7g(フッ素含有量約15.1重量%)を、内径20mm、長さ1mの管状ハステロイ製反応器に充填した。
この反応管を大気圧(0.1MPa)および250℃に維持し、無水フッ化水素(HF)を200 cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)、窒素(N2)を100cc/min(0℃、 0.1MPaでの流量)で反応器に供給して2時間維持した。その後、窒素(N2)の供給を止め、1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパン(HCFC-241fb、純度98.9%)を20cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)の速度で供給し、反応器の温度を300℃に変更した。1,1,1,3-テトラクロロ-3-フルオロプロパンに対するHFのモル比は10であり、接触時間(W/F0)は10.0g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから3時間後の反応器の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表1に示す。
(2) Reaction process A tubular Hastelloy reactor with an inner diameter of 20 mm and a length of 1 m was obtained by subjecting the catalyst prepared in the above step (1) to fluorination treatment with 36.7 g (fluorine content of about 15.1 wt%). Filled.
The reaction tube is maintained at atmospheric pressure (0.1 MPa) and 250 ° C., anhydrous hydrogen fluoride (HF) is 200 cc / min (0 ° C., flow rate at 0.1 MPa), and nitrogen (N 2 ) is 100 cc / min ( At 0 ° C. and a flow rate of 0.1 MPa) and maintained for 2 hours. After that, supply of nitrogen (N 2 ) was stopped and 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane (HCFC-241fb, purity 98.9%) was 20cc / min (flow rate at 0 ° C, 0.1MPa) The temperature of the reactor was changed to 300 ° C. The molar ratio of HF to 1,1,1,3-tetrachloro-3-fluoropropane was 10, and the contact time (W / F 0 ) was 10.0 g · sec / cc. The gas effluent from the reactor 3 hours after the target reaction temperature was reached was analyzed using a gas chromatograph. The results are shown in Table 1.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15736809P | 2009-03-04 | 2009-03-04 | |
US61/157,368 | 2009-03-04 | ||
PCT/JP2010/053476 WO2010101198A1 (en) | 2009-03-04 | 2010-02-25 | Process for preparing fluorine-containing propenes containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012519654A true JP2012519654A (en) | 2012-08-30 |
Family
ID=42316059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011537769A Pending JP2012519654A (en) | 2009-03-04 | 2010-02-25 | Method for producing fluorine-containing propene containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012519654A (en) |
WO (1) | WO2010101198A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016132648A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing fluoropropene |
JP2020203916A (en) * | 2020-09-01 | 2020-12-24 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102405203B (en) | 2009-04-23 | 2015-04-08 | 大金工业株式会社 | Process for preparation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene |
FR2977584B1 (en) * | 2011-07-08 | 2014-12-05 | Arkema France | PROCESS FOR SEPARATING AND RECOVERING 2,3,3,3-TETRAFLUOROPROPENE AND FLUORHYDRIC ACID |
US8772554B2 (en) | 2011-07-26 | 2014-07-08 | Daikin Industries, Ltd. | Process for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene |
US8889924B2 (en) * | 2012-02-14 | 2014-11-18 | Honeywell International Inc. | Process for the production of 1,3,3,3-tetrafluoropropene |
CN102603460B (en) * | 2012-02-20 | 2014-12-10 | 西安近代化学研究所 | Preparation method of 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane |
CN103896725B (en) * | 2012-12-24 | 2016-01-20 | 中化蓝天集团有限公司 | One prepares the method for 2,3,3,3-tetrafluoeopropene and 2-chloro-3,3,3 ,-trifluoropropene |
CN107721809B (en) * | 2017-10-19 | 2020-06-19 | 浙江衢化氟化学有限公司 | Co-production method of 2,3,3, 3-tetrafluoropropene and trans-1, 3,3, 3-tetrafluoropropene |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2931840A (en) | 1958-11-25 | 1960-04-05 | Du Pont | Process for preparing 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropene |
US3996299A (en) | 1973-02-08 | 1976-12-07 | Phillips Petroleum Company | Fluoro compound preparation |
JPH0688920B2 (en) | 1987-02-27 | 1994-11-09 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene |
JP3412165B2 (en) | 1991-05-24 | 2003-06-03 | ダイキン工業株式会社 | Fluorination catalyst and method for fluorination of halogenated hydrocarbon |
EP0876314B1 (en) * | 1995-08-01 | 2003-02-26 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the manufacture of halocarbons and selected compounds and azeotropes with hf |
JP3886229B2 (en) | 1997-11-11 | 2007-02-28 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing 1,3,3,3-tetrafluoropropene |
JP3520900B2 (en) | 1997-12-12 | 2004-04-19 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing pentafluoroethane, catalyst for fluorination and method for producing the same |
US6124510A (en) | 1998-07-21 | 2000-09-26 | Elf Atochem North America, Inc. | 1234ze preparation |
US8530708B2 (en) | 2003-07-25 | 2013-09-10 | Honeywell International Inc. | Processes for selective dehydrohalogenation of halogenated alkanes |
WO2005108334A1 (en) | 2004-04-29 | 2005-11-17 | Honeywell International, Inc. | Processes for synthesis of 1,3,3,3-tetrafluoropropene and 2,3,3,3-tetrafluoropropene |
CN1972887B (en) | 2004-04-29 | 2010-10-13 | 霍尼韦尔国际公司 | Processes for synthesis of 1,3,3,3-tetrafluoropropene |
US7396965B2 (en) | 2005-05-12 | 2008-07-08 | Honeywell International Inc. | Method for producing fluorinated organic compounds |
JP2007320896A (en) | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Central Glass Co Ltd | Method for producing 1, 3, 3, 3-tetrafluoropropene |
EP2046704A2 (en) | 2006-06-27 | 2009-04-15 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Tetrafluoropropene production processes |
WO2008002500A1 (en) | 2006-06-27 | 2008-01-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Tetrafluoropropene production processes |
US8067650B2 (en) | 2006-08-24 | 2011-11-29 | Honeywell International Inc. | Process for the production of HFO trans-1234ze from HFC-245fa |
-
2010
- 2010-02-25 JP JP2011537769A patent/JP2012519654A/en active Pending
- 2010-02-25 WO PCT/JP2010/053476 patent/WO2010101198A1/en active Application Filing
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016132648A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing fluoropropene |
WO2016117551A1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing fluoropropene |
US10392326B2 (en) | 2015-01-21 | 2019-08-27 | Daikin Industries, Ltd. | Method for producing fluorine-containing compound |
JP2020203916A (en) * | 2020-09-01 | 2020-12-24 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene |
JP7029093B2 (en) | 2020-09-01 | 2022-03-03 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010101198A1 (en) | 2010-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5418603B2 (en) | Method for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene | |
JP5304887B2 (en) | Process for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene | |
JP5348240B2 (en) | Method for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene | |
JP2012519654A (en) | Method for producing fluorine-containing propene containing 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,3,3,3-tetrafluoropropene | |
JP5831589B2 (en) | Method for producing fluorine-containing alkene compound | |
JP5413451B2 (en) | Process for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene | |
US20110201851A1 (en) | Process for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene | |
EP2632882A1 (en) | Process for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene | |
JP6827246B2 (en) | Method for producing halogenated butene compound | |
US8889924B2 (en) | Process for the production of 1,3,3,3-tetrafluoropropene | |
JP5246327B2 (en) | Method for producing fluorine-containing propene by gas phase fluorination | |
EP2534120B2 (en) | Process for producing fluorine-containing alkene |