JP2016023146A - Method of purifying trifluoroethylene - Google Patents

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宜伸 門脇
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宜伸 門脇
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幸夫 田名網
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of removing hydrochloric acid, from a product comprising trifluoroethylene and hydrochloric acid, without generating hazardous substance, and thus purifying trifluoroethylene.SOLUTION: A method of purifying trifluoroethylene has a step of bringing a gas composition comprising trifluoroethylene and hydrochloric acid into contact with an acid component removal liquid with an alkali concentration of 40 mass% or less to remove the hydrochloric acid. The acid component removal liquid may be water.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トリフルオロエチレンの精製方法に係り、特に、塩化水素を含むトリフルオロエチレン組成物中から塩化水素を除去して純度の高いトリフルオロエチレンを得るための精製方法に関する。   The present invention relates to a method for purifying trifluoroethylene, and more particularly to a purification method for obtaining high-purity trifluoroethylene by removing hydrogen chloride from a trifluoroethylene composition containing hydrogen chloride.

トリフルオロエチレン(HFO−1123)は、地球温暖化係数(GWP)が小さいため、温室効果ガスであるジフルオロメタン(HFC−32)や1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(HFC−125)に代わる新しい冷媒として、近年大きな期待が寄せられている。なお、本明細書において、ハロゲン化炭化水素については、化合物名の後の括弧内にその化合物の略称を記す。また、本明細書では、必要に応じて化合物名に代えてその略称を用いる。   Since trifluoroethylene (HFO-1123) has a low global warming potential (GWP), it is a greenhouse gas such as difluoromethane (HFC-32) or 1,1,1,2,2-pentafluoroethane (HFC-). In recent years, great expectations have been given as a new refrigerant replacing 125). In addition, in this specification, about halogenated hydrocarbon, the abbreviation of the compound is described in the parenthesis after the compound name. In this specification, the abbreviations are used instead of the compound names as necessary.

HFO−1123の製造方法としては、クロロトリフルオロエチレン(CFO−1113)を、パラジウム触媒または白金触媒の存在下で水素により還元する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a method for producing HFO-1123, there is known a method in which chlorotrifluoroethylene (CFO-1113) is reduced with hydrogen in the presence of a palladium catalyst or a platinum catalyst (see, for example, Patent Document 1).

しかし、特許文献1に記載の製造方法では、水素による還元反応でHFO−1123と等モルの塩化水素が発生するため、高純度のHFO−1123を高い収率で得るには、効率的に塩化水素を除去することが必要とされる。また、塩化水素には少量の水の存在下で金属腐食を引き起こすという問題もあり、反応装置や配管の保守の観点からも塩化水素の分離除去が必要とされる。   However, in the production method described in Patent Document 1, hydrogen chloride in an equimolar amount with HFO-1123 is generated by the reduction reaction with hydrogen. Therefore, in order to obtain high-purity HFO-1123 in a high yield, chlorination can be efficiently performed. It is necessary to remove the hydrogen. In addition, hydrogen chloride has a problem that it causes metal corrosion in the presence of a small amount of water, and separation and removal of hydrogen chloride is required also from the viewpoint of maintenance of the reactor and piping.

フロン化合物から塩化水素を除去する方法としては、第三成分として水酸化ナトリウムを添加して抽出操作により分離する方法などが知られている(例えば、特許文献2参照。)。   As a method for removing hydrogen chloride from a chlorofluorocarbon compound, a method in which sodium hydroxide is added as a third component and separated by an extraction operation is known (for example, see Patent Document 2).

しかしながら、特許文献2に記載された方法では、塩化水素の分離操作に加えて、第三成分の除去工程も必要になってくるので、効率的ではない。
また、アルカリを含む処理剤と接触させることで塩化水素を除去する方法では、HFO−1123が分解し、有毒なモノフルオロ酢酸化合物が副生しやすいことがわかってきた。したがって、安全管理の面でも、有害物質の発生がない塩化水素の分離除去技術が求められる。
However, the method described in Patent Document 2 is not efficient because it requires a third component removal step in addition to the hydrogen chloride separation operation.
In addition, it has been found that in the method of removing hydrogen chloride by contacting with a treatment agent containing alkali, HFO-1123 is decomposed and a toxic monofluoroacetic acid compound is easily produced as a by-product. Therefore, a technique for separating and removing hydrogen chloride that does not generate harmful substances is also required in terms of safety management.

国際公開2012/000853号International Publication 2012/000853 米国特許3564064号US Pat. No. 3,564,064

本発明は、水素還元反応を伴う合成反応等で得られるHFO−1123と塩化水素を含むガス組成物から、有害物質を発生させることなく安全にかつ効率的に塩化水素を除去し、HFO−1123の純度を高める方法の提供を目的とする。   The present invention removes hydrogen chloride safely and efficiently without generating harmful substances from a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride obtained by a synthesis reaction involving a hydrogen reduction reaction, etc., and HFO-1123 It aims at providing the method of raising the purity of.

本発明のHFO−1123の精製方法は、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を、アルカリ濃度が40質量%以下の酸成分除去液と接触させ、前記塩化水素を除去する工程を有することを特徴とする。   The purification method of HFO-1123 of the present invention has a step of removing the hydrogen chloride by bringing a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride into contact with an acid component removing solution having an alkali concentration of 40% by mass or less. It is characterized by.

本発明の精製方法において、前記酸成分除去液のアルカリ濃度は0質量%以上10質量%以下が好ましい。また、前記アルカリとしては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩およびアンモニアからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が使用できる。前記アルカリは、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。また、前記酸成分除去液は水とすることができる。そして、前記ガス組成物を前記酸成分除去液に接触させる際のガス組成物の温度は、0〜50℃が好ましい。さらに、前記ガス組成物におけるHFO−1123の含有割合は、20モル%以上が好ましい。   In the purification method of the present invention, the alkali concentration of the acid component removing solution is preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less. The alkali may be at least one compound selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates and ammonia. The alkali is preferably at least one compound selected from the group consisting of potassium hydroxide and sodium hydroxide. The acid component removing liquid may be water. And as for the temperature of the gas composition at the time of making the said gas composition contact the said acid component removal liquid, 0-50 degreeC is preferable. Furthermore, as for the content rate of HFO-1123 in the said gas composition, 20 mol% or more is preferable.

本発明のHFO−1123の精製方法は、例えばCFO−1113の水素による還元反応で得られる、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物から、塩化水素を効率よくかつ有毒物質を発生させることなく安全に除去し、純度の高いHFO−1123を得ることができる。すなわち、HFO−1123の製造工程で得られるガス組成物をそのまま精製の対象とし、このガス組成物中の塩化水素を除去することで、高純度のHFO−1123を得ることができる。   The method for purifying HFO-1123 of the present invention, for example, efficiently produces hydrogen chloride from a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride obtained by a reduction reaction of CFO-1113 with hydrogen without generating toxic substances. It can be removed safely and HFO-1123 with high purity can be obtained. That is, the gas composition obtained in the manufacturing process of HFO-1123 can be used for purification as it is, and hydrogen chloride in this gas composition can be removed to obtain high-purity HFO-1123.

本発明の精製方法で使用する装置の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the apparatus used with the purification method of this invention.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施形態のHFO−1123の精製方法は、HFO−1123と塩化水素とを含むガス組成物を、アルカリ濃度が40質量%以下の酸成分除去液と接触させて、前記ガス組成物中の塩化水素を分離して除去する工程(以下、塩化水素除去工程という。)を有する。
本発明では、塩化水素の除去により、ガス組成物中のHFO−1123の含有割合が増大し、高純度のHFO−1123を得ることができる。また、酸成分除去液におけるアルカリ濃度が40質量%以下になっているので、HFO−1123の分解による有毒なモノフルオロ酢酸化合物の発生が防止され、安全にHFO−1123を精製することができる。
Embodiments of the present invention will be described below.
In the method for purifying HFO-1123 according to an embodiment of the present invention, a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride is brought into contact with an acid component removing solution having an alkali concentration of 40% by mass or less, and A step of separating and removing hydrogen chloride (hereinafter referred to as a hydrogen chloride removal step).
In the present invention, by removing hydrogen chloride, the content ratio of HFO-1123 in the gas composition increases, and high-purity HFO-1123 can be obtained. Moreover, since the alkali concentration in the acid component removing solution is 40% by mass or less, generation of a toxic monofluoroacetic acid compound due to decomposition of HFO-1123 is prevented, and HFO-1123 can be purified safely.

まず、本発明の精製方法で使用される酸成分除去液について説明する。
本発明で使用される酸成分除去液は、アルカリの含有割合であるアルカリ濃度が40質量%以下の液である。ここで、アルカリは、水溶液においてアルカリ性を示すものであれば特に制限はなく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩、アンモニア等をいう。中和反応の効率および生成する塩の溶解性の観点から、アルカリとして水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが好ましい。
First, the acid component removing solution used in the purification method of the present invention will be described.
The acid component removing liquid used in the present invention is a liquid having an alkali concentration of 40% by mass or less, which is an alkali content. Here, the alkali is not particularly limited as long as it shows alkalinity in an aqueous solution. Alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide or alkaline earth metal hydroxides, sodium carbonate, potassium carbonate And carbonates such as ammonia, etc. From the viewpoint of the efficiency of the neutralization reaction and the solubility of the resulting salt, potassium hydroxide or sodium hydroxide is preferred as the alkali.

本発明において、酸成分除去液には、前記アルカリを40質量%以下の割合で含有するアルカリ水溶液だけでなく、アルカリ濃度が0質量%であり、アルカリを含有しない水も含む。すなわち、酸成分除去液におけるアルカリ濃度は、0質量%以上で40質量%以下である。   In the present invention, the acid component removing liquid includes not only an aqueous alkali solution containing 40% by mass or less of the alkali, but also water having an alkali concentration of 0% by mass and containing no alkali. That is, the alkali concentration in the acid component removing solution is 0% by mass or more and 40% by mass or less.

酸成分除去液がアルカリ濃度0質量%の場合、酸成分除去液は好ましくは水である。酸成分除去液が水の場合、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を酸成分除去液である水と接触させると、水に対する溶解度が十分に高い(30℃で67g/100ml)塩化水素が水に溶解することで、ガス組成物中から分離され除去される。酸成分除去液がアルカリ濃度0質量%超で40質量%以下のアルカリ水溶液の場合は、ガス組成物中の塩化水素がアルカリ水溶液に溶解するとともに、水溶液中で、水に溶解した塩化水素がアルカリに由来する水酸化物イオンによって中和される。こうして、塩化水素がガス組成物中から除去される。   When the acid component removing liquid has an alkali concentration of 0% by mass, the acid component removing liquid is preferably water. When the acid component removing liquid is water, when the gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride is brought into contact with water which is the acid component removing liquid, the solubility in water is sufficiently high (67 g / 100 ml at 30 ° C.). Is dissolved in water and separated and removed from the gas composition. When the acid component removal solution is an alkaline aqueous solution having an alkali concentration of more than 0% by mass and 40% by mass or less, hydrogen chloride in the gas composition is dissolved in the alkaline aqueous solution, and in the aqueous solution, hydrogen chloride dissolved in water is alkaline. Neutralized by hydroxide ions derived from Thus, hydrogen chloride is removed from the gas composition.

酸成分除去液におけるアルカリ濃度が40質量%を超えると、中和反応によって発生する中和熱により、HFO−1123が分解して有毒なモノフルオロ酢酸化合物が発生しやすくなり、好ましくない。アルカリ濃度は、0質量%以上10質量%以下がより好ましい。   If the alkali concentration in the acid component removing liquid exceeds 40% by mass, the heat of neutralization generated by the neutralization reaction tends to decompose HFO-1123 and generate a toxic monofluoroacetic acid compound, which is not preferable. The alkali concentration is more preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less.

本発明において、塩化水素除去工程は、連続式で行っても回分式(バッチ式)で行ってもよい。また、塩化水素除去工程を複数回行うこともできる。
塩化水素除去工程を複数回行う場合、各回で使用する酸成分除去液におけるアルカリ濃度は、前記所定の範囲(0質量%以上40質量%以下)であれば、同じであっても異なっていてもよい。使用する酸成分除去液の総量をできるだけ少なくして、塩化水素の除去効率を上げるために、アルカリ濃度が0質量%の水を使用する塩化水素除去工程(以下、水使用工程という。)と、アルカリ濃度が40質量%以下のアルカリ水溶液を使用する塩化水素除去工程(以下、アルカリ水溶液使用工程という。)を、この順で連続的に行うことが好ましい。また、例えば、水を収容する槽とアルカリ水溶液を収容する槽とを並列に配置するとともに、HFO−1123と塩化水素とを含むガス組成物をそれぞれの槽に分流することで、水使用工程とアルカリ水溶液使用工程とを並列的に行うこともできる。
In the present invention, the hydrogen chloride removal step may be performed continuously or batchwise. In addition, the hydrogen chloride removing step can be performed a plurality of times.
When the hydrogen chloride removing step is performed a plurality of times, the alkali concentration in the acid component removing solution used at each time may be the same or different as long as it is within the predetermined range (0 to 40% by mass). Good. In order to reduce the total amount of the acid component removing solution used and increase the efficiency of removing hydrogen chloride, a hydrogen chloride removing step using water having an alkali concentration of 0% by mass (hereinafter referred to as a water using step); It is preferable to continuously perform a hydrogen chloride removing step (hereinafter referred to as an alkaline aqueous solution using step) using an alkaline aqueous solution having an alkali concentration of 40% by mass or less in this order. Moreover, for example, while arranging the tank which accommodates water, and the tank which accommodates aqueous alkali solution in parallel, by diverting the gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride to each tank, water use process and The alkaline aqueous solution use step can be performed in parallel.

本発明において、精製の対象となるガス組成物は、HFO−1123と塩化水素を含有する。
ガス組成物中のHFO−1123の含有割合は、高純度のHFO−1123が得られやすいことから、20モル%以上が好ましく、30モル%以上がより好ましい。
In the present invention, the gas composition to be purified contains HFO-1123 and hydrogen chloride.
The content ratio of HFO-1123 in the gas composition is preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more because high-purity HFO-1123 is easily obtained.

精製の対象となるガス組成物は、HFO−1123と塩化水素以外に、HFO−1123製造の際の未反応原料と、HFO−1123製造の際に副生する各種の化合物を含んでいてもよい。   The gas composition to be purified may contain, in addition to HFO-1123 and hydrogen chloride, unreacted raw materials during the production of HFO-1123 and various compounds that are by-produced during the production of HFO-1123. .

精製対象となるガス組成物は、具体的には、以下の(I)または(II)の方法でHFO−1123を製造する際に反応器の出口ガスとして得られるものである。
(I)CFO−1113と水素ガスを触媒存在下で還元反応させる方法
(II)クロロジフルオロメタン(HCFC−22)および/またはテトラフルオロエチレン(FO−1114)とクロロフルオロメタン(HCFC−31)を含む組成物を、熱媒体の存在下で熱分解を伴う合成反応をさせる方法
Specifically, the gas composition to be purified is obtained as the outlet gas of the reactor when HFO-1123 is produced by the following method (I) or (II).
(I) Method of reducing reaction of CFO-1113 and hydrogen gas in the presence of a catalyst (II) Chlorodifluoromethane (HCFC-22) and / or tetrafluoroethylene (FO-1114) and chlorofluoromethane (HCFC-31) A method for subjecting a composition comprising a synthetic reaction to thermal decomposition in the presence of a heat medium

(I)CFO−1113の水素還元
CFO−1113と水素を含む原料組成物を、触媒担持担体が充填された触媒層を有する反応器内で気相で反応させ、HFO−1123を含むガスを生成する。
この態様における反応器内の主な反応を、下記式(1)に示す。

Figure 2016023146
…………(1) (I) Hydrogen reduction of CFO-1113 A raw material composition containing CFO-1113 and hydrogen is reacted in a gas phase in a reactor having a catalyst layer filled with a catalyst-supporting carrier to generate a gas containing HFO-1123. To do.
The main reaction in the reactor in this embodiment is shown in the following formula (1).
Figure 2016023146
………… (1)

原料組成物におけるCFO−1113と水素の割合は、CFO−1113の1モルに対して水素が0.01〜4.0モルの範囲であることが好ましい。CFO−1113の触媒との接触時間は、4〜120秒間が好ましく、8〜60秒間がより好ましい。   The proportion of CFO-1113 and hydrogen in the raw material composition is preferably in the range of 0.01 to 4.0 moles of hydrogen with respect to 1 mole of CFO-1113. The contact time of the CFO-1113 with the catalyst is preferably 4 to 120 seconds, more preferably 8 to 60 seconds.

触媒としてはパラジウム触媒が好ましく、パラジウムやパラジウム合金のみを担体に担持させた触媒、またはパラジウムとパラジウム以外の他の金属とを担体に担持させた触媒が好ましい。担体としては、活性炭、金属酸化物(アルミナ、ジルコニア、シリカ等)等が挙げられる。   As the catalyst, a palladium catalyst is preferable, and a catalyst in which only palladium or a palladium alloy is supported on a carrier, or a catalyst in which palladium and a metal other than palladium are supported on a carrier is preferable. Examples of the carrier include activated carbon, metal oxide (alumina, zirconia, silica, etc.) and the like.

このようなCFO−1113の水素還元においては、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を、反応器の出口ガスとして得ることができる。出口ガスに含有されるHFO−1123と塩化水素以外の化合物としては、未反応原料であるCFO−1113に加えて、以下に示す化合物(以下、第1の化合物という。)がある。第1の化合物としては、E−および/またはZ−1,2−ジフルオロエチレン(HFO−1132)、1,1−ジフルオロエチレン(HFO−1132a)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(HCFO−1122)、E−および/またはZ−1,2−ジクロロフルオロエチレン(HCFO−1122a)、1,1,2−トリフルオロエタン(HFC−143)、HCFC−133、1−クロロ−1,1,2−トリフルオロエタン(HCFC−133b)、1,2−ジクロロ−1,1,2−トリフルオロエタン(HCFC−123a)等が挙げられる。なお、E−および/またはZ−は、E体とZ体の混合物を意味する。   In such hydrogen reduction of CFO-1113, a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride can be obtained as the outlet gas of the reactor. As compounds other than HFO-1123 and hydrogen chloride contained in the outlet gas, in addition to CFO-1113 which is an unreacted raw material, there is a compound shown below (hereinafter referred to as a first compound). Examples of the first compound include E- and / or Z-1,2-difluoroethylene (HFO-1132), 1,1-difluoroethylene (HFO-1132a), 1-chloro-2,2-difluoroethylene (HCFO). -1122), E- and / or Z-1,2-dichlorofluoroethylene (HCFO-1122a), 1,1,2-trifluoroethane (HFC-143), HCFC-133, 1-chloro-1,1 , 2-trifluoroethane (HCFC-133b), 1,2-dichloro-1,1,2-trifluoroethane (HCFC-123a), and the like. E- and / or Z- means a mixture of E-form and Z-form.

本発明において、精製の対象となるガス組成物は、HFO−1123と塩化水素以外に、前記未反応原料および前記した第1の化合物を含んでいてもよい。   In the present invention, the gas composition to be purified may contain the unreacted raw material and the first compound described above in addition to HFO-1123 and hydrogen chloride.

(II)HCFC−22および/またはFO−1114とHCFC−31の熱分解を伴う合成
HCFC−22および/またはFO−1114とHCFC−31を含む原料組成物を用い、熱媒体の存在下で熱分解を伴う合成反応により、HFO−1123を含むガス組成物を生成する。この製造方法では、HCFC−22および/またはFO−1114の1モルに対してHCFC−31を0.01〜4.0モルの割合で予め混合し、または別々に反応器に供給し、該反応器内に所定の時間滞留させ、熱媒体を当該反応器に供給する。そして、当該反応器内で、上記原料組成物と上記熱媒体を接触させる。
(II) Synthesis with thermal decomposition of HCFC-22 and / or FO-1114 and HCFC-31 Using a raw material composition containing HCFC-22 and / or FO-1114 and HCFC-31, heat is generated in the presence of a heat medium. A gas composition containing HFO-1123 is generated by a synthesis reaction involving decomposition. In this production method, HCFC-31 is premixed at a ratio of 0.01 to 4.0 moles with respect to 1 mole of HCFC-22 and / or FO-1114, or separately supplied to a reactor, and the reaction is performed. It is made to stay in a reactor for a predetermined time, and a heat medium is supplied to the reactor. And the said raw material composition and the said heat medium are made to contact in the said reactor.

この製造方法における反応器内の主な反応を、下記式(2)に示す。

Figure 2016023146
…………(2) The main reaction in the reactor in this production method is shown in the following formula (2).
Figure 2016023146
………… (2)

HCFC−22および/またはFO−1114とHCFC−31を含む原料組成物は、常温のまま反応器に導入してもよいが、反応器内での反応性を向上させるために、反応器に導入する際の温度を加熱等により調整してもよい。   The raw material composition containing HCFC-22 and / or FO-1114 and HCFC-31 may be introduced into the reactor at room temperature, but is introduced into the reactor in order to improve the reactivity in the reactor. You may adjust the temperature at the time of heating by heating.

この製造方法における熱媒体は、反応器内の温度で熱分解が生じない媒体であり、具体的には、水蒸気、窒素、二酸化炭素から選ばれる1種または2種以上の気体が挙げられる。熱媒体としては、水蒸気を50体積%以上含み、残部が窒素および/または二酸化炭素である気体の使用が好ましい。   The heat medium in this production method is a medium that does not undergo thermal decomposition at the temperature in the reactor, and specifically includes one or more gases selected from water vapor, nitrogen, and carbon dioxide. As the heat medium, it is preferable to use a gas containing 50% by volume or more of water vapor and the balance being nitrogen and / or carbon dioxide.

HCFC−22および/またはFO−1114とHCFC−31との熱分解を伴う合成においては、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を反応器の出口ガスとして得ることができる。出口ガスが含有するHFO−1123と塩化水素以外の化合物としては、未反応原料であるHCFC−22、FO−1114、HCFC−31に加えて、以下に示す化合物(以下、第2の化合物という。)がある。第2の化合物としては、HFO−1132、HFO−1132a、フルオロエチレン(HFO−1141)、CFO−1113、E−および/またはZ−1,2−ジクロロフルオロエチレン(HFO−1122a)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(HFO−1122)、HFC−143、E−および/またはZ−1−クロロ−2−フルオロエチレン(HCFO−1131)、3,3−ジフルオロプロペン(HFO−1252zf)、3,3,3−トリフルオロプロペン(HFO−1243zf)、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)、E−および/またはZ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze)、ヘキサフルオロプロペン(HFO−1216)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、1−クロロ−1,2,2,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124)、1−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124a)、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ca)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236fa)、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236ea)、ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)、トリフルオロメタン(HFC−23)、ジフルオロメタン(HFC−32)、フルオロメタン(HFC−41)、クロロメタン(HCC−40)、ペルフルオロシクロブタン(RC-318)およびメタン等が挙げられる。   In the synthesis involving thermal decomposition of HCFC-22 and / or FO-1114 and HCFC-31, a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride can be obtained as the outlet gas of the reactor. As compounds other than HFO-1123 and hydrogen chloride contained in the outlet gas, in addition to HCFC-22, FO-1114, and HCFC-31 which are unreacted raw materials, the following compound (hereinafter referred to as a second compound). ) Examples of the second compound include HFO-1132, HFO-1132a, fluoroethylene (HFO-1141), CFO-1113, E- and / or Z-1,2-dichlorofluoroethylene (HFO-1122a), 1-chloro. -2,2-difluoroethylene (HFO-1122), HFC-143, E- and / or Z-1-chloro-2-fluoroethylene (HCFO-1131), 3,3-difluoropropene (HFO-1252zf), 3,3,3-trifluoropropene (HFO-1243zf), 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf), E- and / or Z-1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze), hexafluoropropene (HFO-1216), pentafluoro Tan (HFC-125), 1,1,2,2-tetrafluoroethane (HFC-134), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroethane (HFC-143a), 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane (HCFC-124), 1-chloro-1,1,2,2-tetrafluoroethane (HCFC-124a), 1, 1,1,2,2,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ca), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ea), 1,1,1, 3,3,3-hexafluoropropane (HFC-236fa), 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (HFC-236ea), dichlorodifluoromethane (CFC-12), Trifluoromethane (HFC-23), difluoromethane (HFC-32), trifluoromethane (HFC-41), chloromethane (HCC-40), perfluorocyclobutane (RC-318) and methane, and the like.

本発明において、精製の対象となるガス組成物は、HFO−1123と塩化水素以外に、前記未反応原料と前記した第2の化合物を含んでいてもよい。   In the present invention, the gas composition to be purified may contain the unreacted raw material and the second compound described above in addition to HFO-1123 and hydrogen chloride.

本発明においては、このような(I)または(II)の方法で反応器の出口ガスとして得られるガス組成物を、アルカリ濃度が40質量%以下の酸成分除去液と接触させて、ガス組成物中の塩化水素を除去することで、ガス組成物中のHFO−1123の含有割合を増大させ、高純度のHFO−1123を得ることができる。   In the present invention, the gas composition obtained as the outlet gas of the reactor by such a method (I) or (II) is brought into contact with an acid component removing liquid having an alkali concentration of 40% by mass or less to obtain a gas composition. By removing hydrogen chloride in the product, the content ratio of HFO-1123 in the gas composition can be increased, and high-purity HFO-1123 can be obtained.

例えば、(I)のCFO−1113を触媒存在下水素で還元反応させる方法で得られた反応生成物には、目的とするHFO−1123の他に、反応の副生物である塩化水素が不純物として含まれている。HFO−1123と塩化水素とは沸点に差があるので、理論上不純物である塩化水素を蒸留によって除去することが可能であるが、塩化水素は金属を腐食する性質を有するので、塩化水素の蒸留分離には、耐腐食性の材料で構成された蒸留精製装置の使用が必要であり、設備費用が高くなる。   For example, in the reaction product obtained by the reduction reaction of CFO-1113 (I) with hydrogen in the presence of a catalyst, in addition to the target HFO-1123, hydrogen chloride as a by-product of the reaction is an impurity. include. Since there is a difference in boiling point between HFO-1123 and hydrogen chloride, it is possible to theoretically remove hydrogen chloride, which is an impurity, by distillation. However, since hydrogen chloride has the property of corroding metals, distillation of hydrogen chloride Separation requires the use of a distillation purification apparatus composed of a corrosion-resistant material, resulting in high equipment costs.

これに対し、本発明では、HFO−1123と塩化水素を含有するガス組成物を酸成分除去液と接触させることで、ガス組成物中の塩化水素を酸成分除去液に溶解させて速やかに除去することができるので、耐腐食性の材料の使用が必要な装置部分が少なく、設備費用が低減される。また、酸成分除去液のアルカリ濃度が40質量%以下となっているので、中和熱の発生が少なく、HFO−1123の分解によるモノフルオロ酢酸化合物の発生が抑えられる。したがって、有害物質を生成することなく安全にHFO−1123を精製できる。   On the other hand, in the present invention, by bringing the gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride into contact with the acid component removing liquid, the hydrogen chloride in the gas composition is dissolved in the acid component removing liquid and quickly removed. As a result, there are fewer parts of the equipment that require the use of corrosion-resistant materials, reducing equipment costs. Moreover, since the alkali concentration of the acid component removing liquid is 40% by mass or less, the generation of heat of neutralization is small and the generation of the monofluoroacetic acid compound due to the decomposition of HFO-1123 is suppressed. Therefore, HFO-1123 can be purified safely without generating harmful substances.

なお、本発明の精製方法では、HFO−1123を含有するガス組成物が、塩化水素以外に、フッ化水素等の水に溶解し得る化合物を含んでいる場合は、その化合物も塩化水素とともにガス組成物から分離して除去できる。したがって、本発明の精製方法は、不純物として、塩化水素とともにフッ化水素を含むHFO−1123組成物を、精製の対象とする方法としても有効である。   In the purification method of the present invention, when the gas composition containing HFO-1123 contains a compound that can be dissolved in water such as hydrogen fluoride in addition to hydrogen chloride, the compound is also gasified together with hydrogen chloride. It can be separated and removed from the composition. Therefore, the purification method of the present invention is also effective as a method for purifying an HFO-1123 composition containing hydrogen fluoride as an impurity together with hydrogen chloride.

本発明の精製方法では、HFO−1123と塩化水素を含む組成物を、前記したアルカリ濃度が40モル%以下の酸成分除去液に接触させるに当り、組成物が液化した状態にならない温度および圧力に保持する。そして、ガス状態である組成物(ガス組成物)を酸成分除去液に接触させて、ガス組成物中の塩化水素を酸成分除去液に溶解させる。   In the purification method of the present invention, when the composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride is brought into contact with the acid component removal solution having an alkali concentration of 40 mol% or less, the temperature and pressure at which the composition does not become a liquefied state. Hold on. And the composition (gas composition) which is a gas state is made to contact an acid component removal liquid, and hydrogen chloride in a gas composition is dissolved in an acid component removal liquid.

上記接触に当たっては、ガス組成物に対して、常圧でかつ当該ガス組成物に含有される化合物の中で最も高沸点の化合物の沸点以上の温度を保ちながら、酸成分除去液に接触させることが好ましい。具体的には、HFO−1123の沸点は常圧で−55℃であり、塩化水素の沸点は常圧で−85℃であるので、ガス組成物をHFO−1123の沸点より高い温度に保ちながら酸成分除去液に接触させることが好ましい。   In the above contact, the gas composition is brought into contact with the acid component removal liquid while maintaining the temperature at the normal pressure and above the boiling point of the compound having the highest boiling point among the compounds contained in the gas composition. Is preferred. Specifically, since the boiling point of HFO-1123 is −55 ° C. at normal pressure and the boiling point of hydrogen chloride is −85 ° C. at normal pressure, the gas composition is maintained at a temperature higher than the boiling point of HFO-1123. It is preferable to contact the acid component removing solution.

本発明の精製方法において、酸成分除去液の量は、接触させるガス組成物に対して過剰であるほど、ガス組成物中の塩化水素との接触確率が高くなるので、高い塩化水素除去効果が期待できる。しかしながら、酸成分除去液中の塩化水素の濃度が37質量%を超えると、水の塩化水素に対する溶解能力が著しく低下して、一旦水に溶解された塩化水素が揮発しやすくなる。水に溶解されて酸成分除去液中に含まれる塩化水素の濃度は、30質量%以下とするのが好ましく、15質量%以下がより好ましい。したがって、酸成分除去液中の塩化水素の濃度が上記範囲になるように、酸成分除去液の量を設定することが好ましい。   In the purification method of the present invention, as the amount of the acid component removing liquid is excessive with respect to the gas composition to be contacted, the probability of contact with hydrogen chloride in the gas composition increases. I can expect. However, if the concentration of hydrogen chloride in the acid component removing solution exceeds 37% by mass, the ability of water to dissolve in hydrogen chloride is significantly reduced, and hydrogen chloride once dissolved in water is likely to volatilize. The concentration of hydrogen chloride dissolved in water and contained in the acid component removal solution is preferably 30% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less. Therefore, it is preferable to set the amount of the acid component removal liquid so that the concentration of hydrogen chloride in the acid component removal liquid falls within the above range.

ガス組成物を酸成分除去液中に通すことで、ガス組成物と酸成分除去液との接触を連続的に行う場合、ガス組成物の単位時間当たりの流量(以下、流量と示す。)は5〜10000ml/分が好ましく、20〜6000ml/分がより好ましい。ガス組成物の流量が5ml/分以上であれば、得られる高純度のHFO−1123の収量が十分に多くなる。ガス組成物の流量が10000ml/分以下であれば、ガス組成物からの塩化水素の除去効率が高く、純度の高いHFO−1123が得られる。   When the gas composition is continuously passed through the acid component removing liquid to contact the gas composition and the acid component removing liquid continuously, the flow rate per unit time of the gas composition (hereinafter referred to as the flow rate) is as follows. 5 to 10,000 ml / min is preferable, and 20 to 6000 ml / min is more preferable. If the flow rate of the gas composition is 5 ml / min or more, the yield of the high purity HFO-1123 obtained is sufficiently increased. If the flow rate of the gas composition is 10,000 ml / min or less, HFO-1123 having high hydrogen chloride removal efficiency from the gas composition and high purity can be obtained.

本発明において、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を酸成分除去液に接触させる際のガス組成物の温度は、常圧では0〜50℃が好ましく、10〜30℃がさらに好ましい。なお、接触による塩化水素除去効率の観点から、酸成分除去液の温度も、ガス組成物の温度と同じく0〜50℃が好ましい。ガス組成物の温度が0℃より低いと、酸成分除去液が凝固するため、塩化水素との接触が著しく低下する。ガス組成物の温度が50℃より高いと、塩化水素の水に対する溶解度が低下し、酸成分除去液に溶解した塩化水素が再び気化(揮発)してガス組成物中に戻るため、塩化水素の除去効率が低下する。   In the present invention, the temperature of the gas composition when the gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride is brought into contact with the acid component removing solution is preferably 0 to 50 ° C., more preferably 10 to 30 ° C. at normal pressure. In addition, from the viewpoint of hydrogen chloride removal efficiency by contact, the temperature of the acid component removal liquid is preferably 0 to 50 ° C., similarly to the temperature of the gas composition. When the temperature of the gas composition is lower than 0 ° C., the acid component removing solution is solidified, so that contact with hydrogen chloride is significantly reduced. When the temperature of the gas composition is higher than 50 ° C., the solubility of hydrogen chloride in water decreases, and the hydrogen chloride dissolved in the acid component removal liquid is vaporized (volatilized) again and returns to the gas composition. Removal efficiency decreases.

酸成分除去液に接触させる際のガス組成物の圧力は、絶対圧で10〜2000kPaが好ましく、100〜1000kPaがより好ましい。ガス組成物の圧力が下限値以上であれば、十分に高い塩化水素除去効率が得られる。ガス組成物の圧力が上限値以下であれば、接触の作業性がよく、設備等が簡便ですむ。   The pressure of the gas composition when contacting the acid component removing solution is preferably 10 to 2000 kPa, more preferably 100 to 1000 kPa in absolute pressure. If the pressure of the gas composition is equal to or higher than the lower limit, sufficiently high hydrogen chloride removal efficiency can be obtained. If the pressure of the gas composition is not more than the upper limit value, the contact workability is good and the equipment is simple.

本発明において使用される装置の一例を、図1に示す。図1に示す装置は、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を製造する反応部20と、前記ガス組成物から塩化水素を除去して高純度のHFO−1123を得る精製部30とを備える。   An example of an apparatus used in the present invention is shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction unit 20 that produces a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride, and a purification unit 30 that removes hydrogen chloride from the gas composition to obtain high-purity HFO-1123. Prepare.

反応部20は、電気ヒータ等の加熱手段を備えた反応器1を有する。なお、反応器1において、加熱手段の設置は必須ではない。反応器1内には、パラジウム担持触媒等の触媒2が、例えば垂直固定床をなすように収容されている。また、反応器1の入口側には、原料ガス供給ライン3が接続されている。そして、原料ガス供給ライン3には、CFO−1113を供給するCFO−1113供給ライン4と水素を供給する水素供給ライン5がそれぞれ接続されている。そして、CFO−1113と水素が所定のモル比で混合された原料ガスが、原料ガス供給ライン3を通って反応器1に供給されるようになっている。   The reaction part 20 has the reactor 1 provided with heating means, such as an electric heater. In addition, in the reactor 1, installation of a heating means is not essential. A catalyst 2 such as a palladium supported catalyst is accommodated in the reactor 1 so as to form, for example, a vertical fixed bed. A raw material gas supply line 3 is connected to the inlet side of the reactor 1. The source gas supply line 3 is connected to a CFO-1113 supply line 4 for supplying CFO-1113 and a hydrogen supply line 5 for supplying hydrogen. A source gas in which CFO-1113 and hydrogen are mixed at a predetermined molar ratio is supplied to the reactor 1 through the source gas supply line 3.

反応器1の出口側には、反応器出口ライン6が接続されている。そして、反応器出口ライン6には、第1の酸成分除去液槽である水トラップ槽7と、第2の酸成分除去液槽であるアルカリ水溶液トラップ槽8が、この順で直列的に接続されている。なお、第1の酸成分除去液槽と第2の酸成分除去液槽は、いずれも水トラップ槽であってもよいし、いずれもアルカリ水溶液トラップ槽であってもよい。また、第1の酸成分除去液槽がアルカリ水溶液トラップ槽であり、第2の酸成分除去液槽が水トラップ槽であってもよい。さらに、酸成分除去液槽は1つであってもよく、その酸成分除去液槽は、水トラップ槽であってもアルカリ水溶液トラップ槽であってもよい。   A reactor outlet line 6 is connected to the outlet side of the reactor 1. The reactor outlet line 6 is connected in series with a water trap tank 7 as a first acid component removal liquid tank and an alkaline aqueous solution trap tank 8 as a second acid component removal liquid tank in this order. Has been. The first acid component removal liquid tank and the second acid component removal liquid tank may both be water trap tanks, or both may be alkaline aqueous solution trap tanks. Further, the first acid component removal liquid tank may be an alkaline aqueous solution trap tank, and the second acid component removal liquid tank may be a water trap tank. Further, there may be one acid component removing liquid tank, and the acid component removing liquid tank may be a water trap tank or an alkaline aqueous solution trap tank.

第2の酸成分除去液槽であるアルカリ水溶液トラップ槽8の出口には、脱水装置9が接続されている。脱水装置9としては、例えば、合成ゼオライト3Aを充填した吸着脱水塔が使用できる。その吸着脱水塔に、酸成分除去液槽を通って塩化水素が除去されたガス組成物を流通させることで、ガス組成物中の水分が除去される。こうして塩化水素次いで水分が除去されたガスは、必要に応じてコンプレッサー10で圧縮された後、ボンベのような回収容器11に回収される。   A dehydrator 9 is connected to the outlet of the alkaline aqueous solution trap tank 8 which is the second acid component removing liquid tank. As the dehydrator 9, for example, an adsorption dehydration tower packed with synthetic zeolite 3A can be used. By allowing the gas composition from which hydrogen chloride has been removed to flow through the adsorption dehydration tower through the acid component removal liquid tank, moisture in the gas composition is removed. The gas from which hydrogen chloride and then moisture have been removed in this way is compressed by the compressor 10 as required, and then recovered in a recovery container 11 such as a cylinder.

本発明の精製方法によれば、例えばCFO−1113の水素還元反応で得られるHFO−1123を含むガス組成物から、副生物である塩化水素を効率よく、かつHFO−1123の分解による有毒物質の発生を引き起こすことなく安全に除去し、純度の高いHFO−1123を高い生産性で得ることができる。そして、得られたHFO−1123は、温室効果ガスであるHFC−32やHFC−125に代わる冷媒として、また圧電素子やフィルムのような機能性材料の原料モノマーおよび合成用中間体として有用である。   According to the purification method of the present invention, for example, from a gas composition containing HFO-1123 obtained by hydrogen reduction reaction of CFO-1113, hydrogen chloride as a by-product is efficiently removed, and toxic substances due to decomposition of HFO-1123 are removed. It can be removed safely without causing generation, and high-purity HFO-1123 can be obtained with high productivity. The obtained HFO-1123 is useful as a refrigerant in place of greenhouse gases HFC-32 and HFC-125, and as a raw material monomer and synthesis intermediate for functional materials such as piezoelectric elements and films. .

以下、本発明を実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
なお、装置としては、図1に示す装置において、以下に示す構成のものを使用した。すなわち、反応部20において、ステンレス(SUS316)製で内径22mm、高さ80cmの反応管を反応器1として使用し、反応管の内部には、ヤシ殻活性炭100質量部に対して0.5質量部のパラジウムを担持させたパラジウム担持活性炭を充填して、高さ60cmの触媒層を形成した。触媒層におけるパラジウム担持活性炭の充填密度は、0.74g/cmとした。また、精製部30においては、反応器出口ライン6に酸成分除去液槽を一つだけ設置した。そして、この酸成分除去液槽は、実施例1では水トラップ槽とし、実施例2および比較例ではアルカリ水溶液トラップ槽とした。また、酸成分除去液槽を通したガス組成物は、脱水装置9を流通させることなく、そのまま回収するように構成した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
As the apparatus, the apparatus shown in FIG. 1 having the following configuration was used. That is, in the reaction unit 20, a reaction tube made of stainless steel (SUS316) and having an inner diameter of 22 mm and a height of 80 cm is used as the reactor 1, and 0.5 mass with respect to 100 parts by mass of coconut shell activated carbon in the reaction tube. A catalyst layer having a height of 60 cm was formed by filling palladium-supported activated carbon carrying part of palladium. The packing density of the palladium-supported activated carbon in the catalyst layer was 0.74 g / cm 3 . Moreover, in the refinement | purification part 30, only one acid component removal liquid tank was installed in the reactor exit line 6. FIG. The acid component removing liquid tank was a water trap tank in Example 1, and an alkaline aqueous solution trap tank in Example 2 and Comparative Example. Further, the gas composition that passed through the acid component removing liquid tank was recovered as it was without passing through the dehydrator 9.

[実施例1]
CFO−1113と水素からなる原料組成物(以下、原料ガスという)から、前記した装置を使用し、以下に示すようにして、HFO−1123を含むガス組成物を製造した後、得られたガス組成物中から塩化水素を除去し、HFO−1123を精製した。
[Example 1]
The gas obtained after producing a gas composition containing HFO-1123 from a raw material composition comprising CFO-1113 and hydrogen (hereinafter referred to as raw material gas) using the above-described apparatus as shown below. Hydrogen chloride was removed from the composition, and HFO-1123 was purified.

反応管内の内圧(ゲージ圧)を0.2MPaとして、CFO−1113と水素からなる原料ガスを反応管に供給した。原料ガスにおける水素とCFO−1113のモル比(水素/CFO−1113)が1.0になるように、CFO−1113と水素の流量をいずれも6000ml/分に調整して混合し、混合された原料ガスを反応管内に流通させた。触媒層に対する原料ガスの接触時間は45秒間とし、原料ガス中のCFO−1113の線速度は1.3cm/秒とした。また、反応中の触媒層の温度は200℃とした。   The internal pressure (gauge pressure) in the reaction tube was set to 0.2 MPa, and a raw material gas consisting of CFO-1113 and hydrogen was supplied to the reaction tube. The flow rates of CFO-1113 and hydrogen were both adjusted to 6000 ml / min and mixed so that the molar ratio of hydrogen to CFO-1113 in the source gas (hydrogen / CFO-1113) was 1.0. The source gas was circulated in the reaction tube. The contact time of the raw material gas with respect to the catalyst layer was 45 seconds, and the linear velocity of CFO-1113 in the raw material gas was 1.3 cm / second. The temperature of the catalyst layer during the reaction was 200 ° C.

なお、線速度は空塔速度を意味し、ガスが流通する反応器を内部に充填物が入っていない空塔であると仮定し、流量(体積流量)を空塔である反応器の断面積で割ることで算出した。
線速度(空塔速度)(cm/秒)=流量(cm/秒)/断面積(cm
The linear velocity means the superficial velocity, and it is assumed that the reactor in which the gas flows is a superficial column that does not contain any packing material, and the flow rate (volumetric flow rate) is the cross-sectional area of the superficial reactor. Calculated by dividing by.
Linear velocity (superficial velocity) (cm / sec) = flow rate (cm 3 / sec) / cross-sectional area (cm 2 )

次いで、反応器の出口より取り出した出口ガスの組成を測定するとともに、この出口ガスを、水酸化ナトリウム濃度が0(ゼロ)である水を収容した水トラップ槽に吹き込んだ後、捕集した。そして、捕集されたガスの組成を測定した。なお、水トラップ槽に吹き込む前後のガス組成は、塩化水素については、検知管式気体測定器(ガステック社製)を用いて濃度を測定し、それ以外の成分については、ガスクロマトグラフィー(GC)により、含有割合(濃度)を測定した。GCのカラムは、DB−1(長さ60m×内径250μm×厚み1μm、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いた。
これらの測定結果を、表1に示す。なお、表1においては、酸成分除去槽(水トラップ槽)に吹き込む前を「塩化水素除去前」、酸成分除去槽に吹き込んだ後を「塩化水素除去後」として、それぞれガス組成を示している。
Next, the composition of the outlet gas taken out from the outlet of the reactor was measured, and the outlet gas was blown into a water trap tank containing water having a sodium hydroxide concentration of 0 (zero) and then collected. And the composition of the collected gas was measured. As for the gas composition before and after blowing into the water trap tank, the concentration of hydrogen chloride was measured using a detector tube type gas meter (manufactured by Gastec), and the other components were gas chromatographed (GC ) To measure the content ratio (concentration). As a GC column, DB-1 (length 60 m × inner diameter 250 μm × thickness 1 μm, manufactured by Agilent Technologies) was used.
These measurement results are shown in Table 1. In Table 1, the gas composition is shown as “before removing hydrogen chloride” before blowing into the acid component removal tank (water trap tank) and “after removing hydrogen chloride” after blowing into the acid component removal tank. Yes.

また、水トラップ槽に吹き込んだ後捕集されたガスに対して、核磁気共鳴分析装置(日本電子株式会社製、装置名:ECA600)を用い、13CおよびHiを測定核種とするNMR測定を行い、HFO−1123の分解物であるモノフルオロ酢酸またはその塩の有無を調べた。調べた結果を表2に示す。 In addition, for the gas collected after being blown into the water trap tank, NMR measurement using a nuclear magnetic resonance analyzer (manufactured by JEOL Ltd., apparatus name: ECA600) and 13 C and 1 Hi as measurement nuclides is performed. The presence or absence of monofluoroacetic acid or a salt thereof, which is a decomposition product of HFO-1123, was examined. The examination results are shown in Table 2.

なお、表1においては、ガス組成を質量%およびモル%で表し、小数点第1の値まで表示した。そのため、捕集されたガス中の塩化水素の濃度の測定値は、実際は、表2に示すように2質量ppmであるが、表1においては、0.0質量%および0.0モル%となっている。   In Table 1, the gas composition was expressed by mass% and mol%, and displayed up to the first decimal point. Therefore, the measured value of the concentration of hydrogen chloride in the collected gas is actually 2 ppm by mass as shown in Table 2, but in Table 1, it is 0.0% by mass and 0.0% by mol. It has become.

[実施例2]
実施例1と同様の方法で、CFO−1113と水素からなる原料ガスを反応させて得られた出口ガスを、水酸化ナトリウム濃度が10質量%のアルカリ水溶液トラップ槽に吹き込んだ後、捕集した。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, the outlet gas obtained by reacting CFO-1113 and a raw material gas consisting of hydrogen was blown into an alkaline aqueous solution trap tank having a sodium hydroxide concentration of 10% by mass and then collected. .

次いで、捕集されたガス中の塩化水素濃度を実施例1と同様に測定した。また、捕集されたガス中にHFO−1123の分解物であるモノフルオロ酢酸化合物が存在するかどうかを、実施例1と同様にして調べた。結果を表2に示す。   Subsequently, the hydrogen chloride concentration in the collected gas was measured in the same manner as in Example 1. Further, whether or not a monofluoroacetic acid compound that is a decomposition product of HFO-1123 exists in the collected gas was examined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

[比較例]
実施例1と同様の方法で、CFO−1113と水素からなる原料ガスを反応させて得られた出口ガスを、水酸化ナトリウム濃度が48質量%のアルカリ水溶液トラップ槽に吹き込んだ後、捕集した。次いで、捕集されたガス中の塩化水素濃度を実施例1と同様に測定した。また、捕集されたガス中にモノフルオロ酢酸化合物が存在するかどうかを、実施例1と同様にして調べた。結果を表2に示す。
[Comparative example]
In the same manner as in Example 1, the outlet gas obtained by reacting CFO-1113 and the raw material gas consisting of hydrogen was blown into an alkaline aqueous solution trap tank having a sodium hydroxide concentration of 48% by mass and then collected. . Subsequently, the hydrogen chloride concentration in the collected gas was measured in the same manner as in Example 1. Further, whether or not a monofluoroacetic acid compound is present in the collected gas was examined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 2016023146
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Figure 2016023146
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表1から以下のことがわかる。すなわち、CFO−1113を水素還元反応することにより得られた、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を、水に吹き込み接触させた実施例1では、ガス組成物中の塩化水素がほぼ完全に除去されている。そして、塩化水素以外の成分は、水との接触によりほとんど除去されておらず、塩化水素の除去により含有割合(濃度)が増大している。そして、HFO−1123の含有割合は大幅に増大していることがわかる。   Table 1 shows the following. That is, in Example 1 in which a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride obtained by hydrogen reduction reaction of CFO-1113 was blown into contact with water, the hydrogen chloride in the gas composition was almost complete. Has been removed. Components other than hydrogen chloride are hardly removed by contact with water, and the content ratio (concentration) is increased by removing hydrogen chloride. And it turns out that the content rate of HFO-1123 has increased significantly.

なお、CFO−1113と水素との反応によるHFO−1123の製造において、理論的には、HFO−1123と等モルの塩化水素が副生するが、表1の塩化水素除去前のガスの組成では、(HFO−1123のモル%)<(塩化水素のモル%)となっている。   In addition, in the production of HFO-1123 by reaction of CFO-1113 with hydrogen, theoretically, HFO-1123 and equimolar hydrogen chloride are by-produced, but in the gas composition before removal of hydrogen chloride in Table 1, , (Mol% of HFO-1123) <(mol% of hydrogen chloride).

また、表2から、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物を、アルカリ濃度が本発明の範囲内の酸成分除去液である、水または10質量%の水酸化ナトリウム水溶液に吹き込み接触させた実施例1および2では、ガス組成物中の塩化水素がほぼ完全に除去されており、しかもHFO−1123の分解物であるモノフルオロ酢酸化合物は生成していないことがわかる。   Also, from Table 2, the gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride was blown into and contacted with water or a 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution, which is an acid component removing liquid within the scope of the present invention. In Examples 1 and 2, it can be seen that hydrogen chloride in the gas composition is almost completely removed, and a monofluoroacetic acid compound that is a decomposition product of HFO-1123 is not generated.

これに対して、酸成分除去液として、アルカリ濃度が本発明の範囲を超える48質量%の水酸化ナトリウム水溶液を使用した比較例では、ガス組成物中の塩化水素は除去されているが、有害物質であるモノフルオロ酢酸化合物が生成していることがわかる。   On the other hand, in the comparative example using the 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution whose alkali concentration exceeds the range of the present invention as the acid component removing liquid, hydrogen chloride in the gas composition is removed, but it is harmful. It turns out that the monofluoroacetic acid compound which is a substance is producing | generating.

本発明の精製方法によれば、HFO−1123と塩化水素を含むガス組成物から、不純物である塩化水素を効率よく、かつ有毒物質を発生させることなく安全に除去することができ、冷媒や機能性材料の原料モノマーおよび合成用中間体として有用な高純度のHFO−1123を得ることができる。   According to the purification method of the present invention, hydrogen chloride, which is an impurity, can be efficiently removed safely from a gas composition containing HFO-1123 and hydrogen chloride without generating toxic substances. High-purity HFO-1123 useful as a raw material monomer for a functional material and an intermediate for synthesis can be obtained.

1…反応器、2…触媒、3…原料ガス供給ライン、4…CFO−1113供給ライン、5…水素供給ライン、6…反応器出口ライン、7…水トラップ槽、8…アルカリ水溶液トラップ槽、9…脱水装置、11…回収容器、20…反応部、30…精製部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor, 2 ... Catalyst, 3 ... Raw material gas supply line, 4 ... CFO-1113 supply line, 5 ... Hydrogen supply line, 6 ... Reactor outlet line, 7 ... Water trap tank, 8 ... Alkaline aqueous solution trap tank, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Dehydration apparatus, 11 ... Collection | recovery container, 20 ... Reaction part, 30 ... Purification part.

Claims (7)

トリフルオロエチレンと塩化水素を含むガス組成物を、アルカリ濃度が40質量%以下の酸成分除去液と接触させ、前記塩化水素を除去する工程を有することを特徴とするトリフルオロエチレンの精製方法。   A method for purifying trifluoroethylene comprising a step of contacting a gas composition containing trifluoroethylene and hydrogen chloride with an acid component removing solution having an alkali concentration of 40% by mass or less to remove the hydrogen chloride. 前記酸成分除去液のアルカリ濃度が0質量%以上10質量%以下である、請求項1に記載のトリフルオロエチレンの精製方法。   The method for purifying trifluoroethylene according to claim 1, wherein the acid component removal solution has an alkali concentration of 0% by mass or more and 10% by mass or less. 前記アルカリが、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩およびアンモニアからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項1または2に記載のトリフルオロエチレンの精製方法。   The tri-alkaline according to claim 1 or 2, wherein the alkali is at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal carbonate, and ammonia. A method for purifying fluoroethylene. 前記アルカリが、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のトリフルオロエチレンの精製方法。   The method for purifying trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 3, wherein the alkali is at least one compound selected from the group consisting of potassium hydroxide and sodium hydroxide. 前記酸成分除去液が水である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のトリフルオロエチレンの精製方法。   The method for purifying trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 4, wherein the acid component removing liquid is water. 前記ガス組成物を前記酸成分除去液に接触させる際のガス組成物の温度は、0〜50℃である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のトリフルオロエチレンの精製方法。   The method for purifying trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature of the gas composition when the gas composition is brought into contact with the acid component removal solution is 0 to 50 ° C. 前記ガス組成物におけるトリフルオロエチレンの含有割合は、20モル%以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のトリフルオロエチレンの精製方法。   The method for purifying trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 6, wherein a content ratio of trifluoroethylene in the gas composition is 20 mol% or more.
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