JP2827912B2

JP2827912B2 - ペンタフルオロエタンの製造方法

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Publication number: JP2827912B2
Application number: JP19306694A
Authority: JP
Inventors: 聖河野; 俊柴沼
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-08-17
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH083082A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくともペンタフル
オロエタン（以下、ＨＦＣ−１２５とも呼ぶ）およびク
ロロペンタフルオロエタン（以下、ＣＦＣ−１１５とも
呼ぶ）を含んで成る混合物、例えばテトラクロロエチレ
ンのフッ素化によるペンタフルオロエタンの製造プロセ
スの反応生成物から、特定の化合物を抽出剤（溶剤）と
して用いる抽出蒸留法によりペンタフルオロエタンを分
離する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＨＦＣ−１２５は、塩素を含まない代替
フロン化合物として有用な化合物であり、冷媒、発泡
剤、噴射剤等として使用されている。このＨＦＣ−１２
５の製造方法としては、テトラクロロエチレンをフッ素
化する方法が採用されている。この製造方法において、
ジクロロテトラフルオロエタン、ジクロロトリフルオロ
エタン、ヘキサフルオロエタン、ＣＦＣ−１１５等が副
生成物として生成する。

【０００３】これらの副生成物の内、ＣＦＣ−１１５の
沸点は、−３８.７℃であり、目的生成物であるＨＦＣ
−１２５の沸点である−４８.５℃に相当近く、また、
この２種類の化合物の比揮発度が１に近く、特に、ＨＦ
Ｃ−１２５が９５モル％以上（ＣＦＣ−１１５が５モル
％以下）を含む混合物の場合では、比揮発度が約１.０
４となる。従って、このような混合物を通常のように蒸
留処理することにより、高濃度のＨＦＣ−１２５を分離
しようとする場合、多くの段数を有する蒸留装置が必要
となり、一般的には分離は非常に困難である。

【０００４】本明細書において、比揮発度（α）とは、
少なくとも着目成分Ａおよび着目成分Ｂ（成分Ａの沸点
＜成分Ｂの沸点）を含んで成る溶液が気液平衡状態にあ
る場合において、液相の低沸点成分Ａのモル分率をｘ_A
とし、高沸点成分Ｂのモル分率をｘ_Bとし、その液相と
平衡状態にある場合の気相の低沸点成分Ａのモル分率を
ｙ_Aとし、高沸点成分Ｂのモル分率をｙ_Bとした場合、 α＝（ｙ_A／ｘ_A）／（ｙ_B／ｘ_B）と定義される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように比揮発度が
１に近い系の混合物から一方の成分を分離する方法とし
て、抽出蒸留法が採用されている。ＨＦＣ−１２５とＣ
ＦＣ−１１５の混合物を分離するための抽出蒸留法につ
いても、例えば米国特許第５,０８７,３２９号には、炭
素数１〜４のフルオロカーボンを抽出剤として使用する
抽出蒸留方法が開示されている。

【０００６】しかしながら、米国特許第５,０８７,３２
９号に開示されている方法では、その実施例１に記載の
数値に基づいて計算した場合、ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ
−１１５の比揮発度は約１.２程度であり、そのため、
例えばＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５＝７／９３（モ
ル％／モル％）の混合物からＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−
１１５＝９９.７／０.３（モル％／モル％）までＨＦＣ
−１２５の濃度を蒸留により高めるには、約４０段の理
論段数を必要とする。尚、この理論段数の算出には、後
述の方法を用いた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは、抽
出蒸留法によりＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−１１５を
含んで成る混合物からＨＦＣ−１２５を更に効率良く分
離する方法について鋭意検討した結果、少なくともＨＦ
Ｃ−１２５およびＣＦＣ−１１５を含んで成る混合物か
ら抽出蒸留するに際して、炭素数１〜４のアルコール
類、炭素数３〜７のケトン類、炭素数２〜６のエーテル
類およびニトロメタンから選択される少なくとも１種の
化合物、または炭素数３〜８の炭化水素、トリクロロエ
チレンおよび四塩化炭素から選択される少なくとも１種
の化合物を抽出剤（または溶剤）として（従って、化合
物単独で、または混合物として）使用することにより効
率良く、例えば、非常に少ない理論段数の蒸留塔を用い
て、ＨＦＣ−１２５を分離できることを見いだした。

【０００８】従って、本発明は、少なくともＨＦＣ−１
２５およびＣＦＣ−１１５を含んで成る混合物を抽出蒸
留して、相対的にＣＦＣ−１１５の濃度が低下したＨＦ
Ｃ−１２５、好ましくは実質的にＣＦＣ−１１５を含ま
ない高濃度のＨＦＣ−１２５を得るに際して、炭素数１
〜４のアルコール類、炭素数３〜７のケトン類、炭素数
２〜６のエーテル類およびニトロメタンから選択される
少なくとも１種の化合物、または炭素数３〜８の炭化水
素、トリクロロエチレンおよび四塩化炭素から選択され
る少なくとも１種の化合物を抽出剤として使用すること
を特徴とする、該混合物からＨＦＣ−１２５を分離する
方法を提供する。

【０００９】即ち、本発明は、少なくともペンタフルオ
ロエタンおよびクロロペンタフルオロエタンを主成分と
して含んで成る混合物を抽出蒸留して実質的にクロロペ
ンタフルオロエタンを含まないペンタフルオロエタンを
主成分として含んで成る混合物を得る、ペンタフルオロ
エタンを混合物から分離することにより、ペンタフルオ
ロエタンを製造する方法において、炭素数１〜４のアル
コール類、炭素数３〜７のケトン類、炭素数２〜６のエ
ーテル類およびニトロメタンから選択される少なくとも
１種の化合物、または炭素数３〜８の炭化水素、トリク
ロロエチレンおよび四塩化炭素から選択される少なくと
も１種の化合物を抽出剤として使用し、炭素数１〜４の
アルコール類、炭素数３〜７のケトン類、炭素数２〜６
のエーテル類およびニトロメタンから選択される少なく
とも１種の化合物を抽出剤として使用する場合は、缶出
物としてペンタフルオロエタンと抽出剤を主成分として
含んで成る混合物を得、あるいは炭素数３〜８の炭化水
素、トリクロロエチレンおよび四塩化炭素から選択され
る少なくとも１種の化合物を抽出剤として使用する場合
は、留出物としてペンタフルオロエタンを主成分として
含んで成る混合物を得ることを特徴とする分離方法を提
供する。

【００１０】本明細書において、「主成分」なる用語
は、その成分以外の成分の量が相対的に少ないことを意
味する。具体的には「主成分」の量は５０％以上であれ
ば十分であり、具体的には、６０％以上、例えば８０％
以上である。また、本明細書において、「実質的に」な
る用語は、ペンタフルオロエタンが主成分の混合物、例
えばペンタフルオロエタンの濃度が９０重量％以上の混
合物、好ましくは９９.９重量％以上の混合物、より好
ましくは９９.９９重量％以上の混合物を最終的に得る
ことを意味する。

【００１１】本発明の方法において、炭素数１〜４のア
ルコール類、炭素３〜７のケトン類、炭素２〜６のエー
テル類およびニトロメタンから選択される少なくとも１
種の化合物を抽出剤として使用する場合は、上述のよう
に缶出物としてペンタフルオロエタンと抽出剤を主成分
として含んで成る混合物、好ましくはクロロペンタフル
オロエタンの濃度が０.１重量％以下、より好ましくは
０.０１重量％以下の混合物を得る。この場合、缶出物
中のクロロペンタフルオロエタンのペンタフルオロエタ
ンに対する割合が、元の混合物における割合より少なく
とも減少していれば、好ましくは１／１０以下に減少し
ていれば、より好ましくは１／１００以下に減少してい
れば、抽出蒸留工程からの留出物の組成は特に限定され
ず、留出物は、クロロペンタフルオロエタンを主成分と
して含んで成っても、ペンタフルオロエタンを主成分と
して含んで成っても、あるいはクロロペンタフルオロエ
タンおよびペンタフルオロエタンを主成分として含んで
成る混合物であってもよい。

【００１２】本発明の方法において、炭素数３〜８の炭
化水素、トリクロロエチレンおよび四塩化炭素から選択
される少なくとも１種の化合物を抽出剤として使用する
場合は、上述のように留出物としてペンタフルオロエタ
ンを主成分として含んで成る、好ましくはペンタフルオ
ロエタンの濃度が９９.９重量％以上の混合物を得る。
この場合、留出物中のペンタフルオロエタンのクロロペ
ンタフルオロエタンに対する割合が、元の混合物の割合
より少なくとも増加していれば、好ましくは１０倍以上
に増加していれば、より好ましくは１００倍以上に増加
していれば、缶出物の組成は特に限定されず、クロロペ
ンタフルオロエタンおよび抽出剤を主成分として含んで
成っても、クロロペンタフルオロエタン、ペンタフルオ
ロエタンおよび抽出剤を主成分として含んで成る混合物
であってもよい。

【００１３】本発明の１つの態様では、混合物は、実質
的にＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−１１５から成る２成
分系である。また、本発明の別の態様では、得られる缶
出物、例えば抽出剤およびペンタフルオロエタンを主成
分として含んで成る缶出物、またはクロロペンタフルオ
エタンおよび抽出剤を主成分として含んで成る缶出物を
蒸留することにより、ペンタフルオロエタンまたはクロ
ロペンタフルオロエタンを抽出剤から分離し、それによ
り抽出剤を回収し、この抽出剤を抽出蒸留工程に供給し
て再使用してよい。

【００１４】本明細書において、抽出蒸留とは、当該分
野、特に化学工学分野で一般的に使用されている意味で
使用し、蒸留分離が困難な２成系分混合物に第３成分を
加えることにより、元の２成分系における比揮発度を１
から相当隔たらせることにより蒸留分離を容易ならしめ
ることを特徴とする蒸留操作を意味する。

【００１５】本発明において、炭素数１〜４のアルコー
ル類とは、主鎖となる炭素の数が１〜４で少なくとも１
以上のヒドロキシル基を有する化合物を意味し、例えば
炭素数１〜４の脂肪族アルコールのようなアルコール類
であり、具体的には、メタノール、エタノール、ブタノ
ール、プロパノール、ペンタフルオロプロパノール（Ｃ
₂Ｆ₅ＣＨ₂ＯＨ）、テトラフルオロプロパノール（ＨＣ
Ｆ₂ＣＦ₂ＣＨ₂ＯＨ）、エチレングリコール、プロパン
ジオール、トリフルオロエタノールを挙げることができ
る。また、本発明において、炭素数３〜７のケトン類と
は、一般式Ｒ₁−ＣＯ−Ｒ₂（Ｒ₁およびＲ₂は、同じまた
は相互に異なる脂肪族炭化水素基）で表されるようなケ
トン類であり、具体的には、アセトン、ジエチルケト
ン、メチルエチルケトンを挙げることができる。本発明
において、炭素数２〜６のエーテル類とは、一般式Ｒ₁
−Ｏ−Ｒ₂（Ｒ₁およびＲ₂は、同じまたは相互に異なる
脂肪族炭化水素基）で表されるエーテル類であり、具体
的にはジエチルエーテル、ジメチルエーテル、メチルエ
チルエーテル、ジプロピルエーテル等を挙げることがで
きる。更に、本発明において、炭素数３〜８の炭化水素
とは、環状炭化水素および鎖状炭化水素の双方を含み、
環状炭化水素とは、少なくとも１つ以上の環状構造を有
する炭化水素を意味し、具体的には、環状飽和炭化水素
としては、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロプ
ロパン、シクロブタンのような環状飽和炭化水素を挙げ
ることができ、また、環状不飽和炭化水素としては、ベ
ンゼンのような芳香族炭化水素を挙げることができる。
また、鎖状炭化水素としては、飽和および不飽和炭化水
素の双方を含み、具体的にはノルマルオクタン、ノルマ
ルヘキセンなどを挙げることができる。これらの混合物
として、特に石油エーテルおよび石油ベンジンを使用す
るのが特に好ましい場合がある。

【００１６】発明者らは、ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１
１５を含んで成る混合物からＨＦＣ−１２５を抽出蒸留
法により分離する方法について、上述の抽出剤について
種々の検討を加え、その内の幾つかの抽出剤については
以下の表１に示すようなＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１
５の比揮発度の測定結果を得た：

【００１７】表１抽出剤抽出剤比率＊）比揮発度（α）（１）ジクロロトリフロオロエタン＊＊）０.８５１.２（２）ジクロロペンタフルオロプロパン０.６７１.２（３）テトラクロロエチレン１.３３１.２（４）ジクロロメタン２.１２０.９（５）メタノール１.６００.４（６）エタノール１.５０.５（７）プロパノール１.２０.７６（８）ブタノール１.４０.８６（９）ペンタフルオロプロパノール１.２０.８８（１０）テトラフロオプロパノール１.６０.６５（１１）アセトン０.５０.４（１２）シクロヘキサン１.６１.７（１３）シクロペンタン１.５１.９（１４）トリクロロエチレン２.０１.４（１５）四塩化炭素１.６１.５（１６）ノルマルオクタン１.４１.８（１７）石油ベンジン４.７２.１（１８）石油エーテル４.０２.１（１９）ジエチルエーテル１.４０.７（２０）ニトロメタン１.４０.４＊）抽出剤比率＝抽出剤重量／（ＨＦＣ−１２５＋ＣＦＣ−１１５）重量＊＊）米国特許第５,０８７,３２９号に開示の抽出剤

【００１８】上記表１の数値を得るに際しては、密閉容
器をほぼ真空まで脱気した後、ＨＦＣ−１２５、ＣＦＣ
−１１５、抽出剤を所定量加えて２０℃にて放置し、気
液平衡状態とし、その状態の液相部組成、気相部組成を
各々ガスフロマトグラフで分析してモル分率を求め、上
述の式α＝（ｙ_A／ｘ_A）／（ｙ_B／ｘ_B）により比揮発度
αを算出する測定方法を用いた。

【００１９】表１の結果から明らかなように、表１の
（５）〜（１１）ならびに（１９）および（２０）の化
合物に代表される炭素数１〜４のアルコール類、炭素数
３〜７のケトン類、炭素数２〜６のエーテル類およびニ
トロメタンを抽出剤として使用する場合、比揮発度が１
より相当小さくなる。また、表１の（１２）〜（１８）
の化合物に代表される炭素数３〜８の炭化水素、トリク
ロロエチレンおよび四塩化炭素を抽出剤として使用する
場合、比揮発度が１より相当大きくなる。従って、表１
の（５）〜（２０）の化合物を抽出剤として使用して抽
出蒸留することによって、少なくともＨＦＣ−１２５お
よびＣＦＣ−１１５を含んで成る混合物からＨＦＣ−１
２５を分離する場合、従来より遥かに少ない理論段数を
有する蒸留装置により実施できることが予想される。

【００２０】尚、一般的に、ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−
１１５との混合物を蒸留する場合、低い沸点を有するＨ
ＦＣ−１２５が抽出蒸留装置の塔頂部側に濃縮されるの
が通常であるが、比揮発度が１より小さい場合、例えば
（５）〜（１１）ならびに（１９）および（２０）の化
合物の１種またはそれ以上を抽出剤として使用する場
合、ＣＦＣ−１１５が塔頂部に濃縮されることになる。
ところが、表１の（１２）〜（１８）の１種またはそれ
以上を抽出剤として使用する場合は、比揮発度が逆に１
より大きくなるので、通常通り、ＨＦＣ−１２５が抽出
蒸留装置の塔頂部側に濃縮されることになる。更に、発
明者らは、メタノールを抽出剤として使用してＨＦＣ−
１２５およびＣＦＣ−１１５から成る混合物を抽出蒸留
する場合、ＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５の混合物組
成および抽出剤比率が比揮発度に与える影響について、
表１の場合と同様の測定方法を用いた比揮発度の測定に
よって、より詳細に検討し、以下の表２の結果を得た：

【００２１】表２（メタノールを抽出剤として使用する場合）ＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５重量比抽出剤比率＊）比揮発度９９.９８／０.０１７１.５０.４７９９.８４／０.１６４２.１０.４８９７.８／２.２３.００.２６９７.８／２.２１.６０.３９９７.８／２.２０.８０.５７９７.８／２.２０.２０.７７８０.９／１９.１１.２０.４８３８.３／６１.７１.２０.４８＊）抽出剤比率＝メタノール重量／（ＨＦＣ-１２５＋ＣＦＣ-１１５）重量

【００２２】表２の結果から、αは、いずれの場合も１
より相当小さく、種々の抽出剤比率でＨＦＣ−１２５／
ＣＦＣ−１１５混合物にメタノールを加えることによ
り、揮発成分としてＣＦＣ−１１５を効率的に分離でき
ること、即ち、ＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５混合物
を抽出蒸留により分離する場合に、メタノールを抽出剤
として使用することが好適であることが確認された。

【００２３】次に、例えばＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１
１５（モル％／モル％）＝９０／１０の混合物からＨＦ
Ｃ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モル％）＝９
９.９／０.１まで濃縮したＨＦＣ−１２５を得るために
必要な抽出蒸留塔の理論段数について、本発明の分離方
法と、米国特許第５,０８７,３２９号に開示されている
実施例とを比較してみる。米国特許に開示された方法で
は、ＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モル
％）＝９９.９／０.１まで濃縮したＨＦＣ−１２５を塔
頂留出物として得るために必要な理論段数は約２６段と
なる（尚、この場合、比揮発度＝１.２として計算し
た）。これに対して、本発明の方法において抽出剤（１
２）〜（１８）のように比揮発度を１より大きくする抽
出剤を用いる場合は、必要理論段数は約８段となる
（尚、この場合、比揮発度１.９として計算した)。

【００２４】また、本発明の方法において、抽出剤
（５）〜（１１）ならびに（１９）および（２０）のよ
うに比揮発度を１より小さくする抽出剤を用いる方法で
は、ＣＦＣ−１１５が低沸成分として塔頂部に濃縮され
るため、ＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モ
ル％）＝９９.９／０.１まで濃縮したＨＦＣ−１２５お
よび抽出剤の混合物を塔底からの缶出物として、また、
ＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モル％）＝
８０／２０にまでＣＦＣ−１１５の濃度を高めた混合物
を留出物として得ることが、約６段の理論段数で達成で
きることが判った（尚、この場合、比揮発度＝０.４と
して計算した)。

【００２５】上記の比較に使用した必要理論段数（Ｎ）
は、式 α^N＝（ｙ_W／ｘ_W）／（ｘ_D／ｙ_D）に基づいて算出した。尚、上式中、 α：比揮発度ｘ_D：塔頂留出物中のＨＦＣ−１２５のモル分率ｘ_W：缶出物（スチル）中のＨＦＣ−１２５のモル分
率ｙ_D：塔頂留出物中のＣＦＣ−１１５のモル分率ｙ_W：缶出物（スチル）中のＣＦＣ−１１５のモル分
率である。

【００２６】比揮発度を１より小さくする抽出剤を用い
る場合は、上述のように、抽出蒸留工程の缶出物は、抽
出剤を含んでいるので、最終的にＨＦＣ−１２５を単独
で得るには、ＨＦＣ−１２５を抽出剤から分離する必要
がある。この分離は、ＨＦＣ−１２５と抽出剤の沸点差
が大きいため、段塔または充填塔を使用する通常の蒸留
分離操作で容易に実施できる。従って、抽出蒸留操作お
よびその後の抽出剤を分離する蒸留操作を組み合わせる
ことにより、少なくともＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−
１１５を含んで成る混合物からＨＦＣ−１２５を効率的
に分離することができる。

【００２７】比揮発度を１より大きくする抽出剤を用い
る場合も、上述のように、抽出蒸留工程の缶出物は、抽
出剤を含んでいる。この場合、目的とするＨＦＣ−１２
５は、抽出蒸留工程の留出物として得られており、缶出
物をどのように処理してもよいが、通常、抽出剤を缶出
物から例えば蒸留により回収して、抽出蒸留工程で再使
用するのが好ましい。

【００２８】尚、分離すべき混合物がＨＦＣ−１２５お
よびＣＦＣ−１１５以外の第３成分を含む場合には、第
３成分の沸点に応じて、ＨＦＣ−１２５および／または
ＣＦＣ−１１５と挙動を共にする点が異なるに過ぎず、
第３成分を含む場合であっても、本発明の抽出剤を使用
する抽出蒸留による分離方法を実施してＨＦＣ−１２５
をＣＦＣ−１１５から分離することができる。

【００２９】更に、抽出蒸留工程における抽出剤の再使
用に関して、米国特許第５,０８７,３２９号にて開示さ
れた抽出剤を使用する場合では、ＣＦＣ−１１５は塔底
に濃縮され、又抽出剤も塔底より回収されるため、抽出
剤にＣＦＣ−１１５が多量に含まれることになり、再使
用に際して、ＣＦＣ−１１５を十分に分離除去する必要
がある。この場合、ＣＦＣ−１１５が僅かでも抽出剤中
に残存する場合は、結果的に抽出蒸留塔にＣＦＣ−１１
５を加えることになることがあるので、抽出効率が著し
く低下して蒸留に必要な理論段数が増加する場合があ
る。実際、抽出効率を著しく下げずにＣＦＣ−１１５を
分離するために蒸留装置に必要な理論段数は、１０〜２
０段程度と予測される。この点に関しては、本発明の方
法において環状炭化水素を抽出剤として使用する場合
も、同様である。

【００３０】一方、本発明の方法において抽出剤（５）
〜（１１）ならびに（１９）および（２０）のように比
揮発度を１以下にする抽出剤を使用する方法では、例え
ば、抽出蒸留工程の缶出物は実質的にＣＦＣ−１１５を
含まず、従って、抽出したＨＦＣ−１２５のみを抽出剤
から分離するだけでよい。そのため、ＨＦＣ−１２５が
数％程度抽出剤中に残存していても、それを抽出剤とし
て再使用する場合、抽出効率には殆ど影響が出ない。従
って、抽出剤の回収のための蒸留塔に必要な理論段数
は、僅か２〜５段程度で十分である。この意味におい
て、本発明の方法において、炭素数１〜４のアルコール
類、炭素数３〜７のケトン類、炭素数２〜６のエーテル
類およびニトロメタンから選択される少なくとも１種を
抽出剤として使用するのがより好ましい。

【００３１】本発明の抽出剤を使用する抽出蒸留方法
は、一般的に使用される蒸留装置、例えば棚段塔、充填
塔などを使用して実施できる。蒸留装置の種々の条件
（例えば、操作温度、操作圧力、還流比、蒸留装置の総
段数、仕込み段の位置、抽出剤供給段の位置等）につい
ても特に限定されるものではなく、目的とする分離を達
成するために適宜選択することができる。ＨＦＣ−１２
５およびＣＦＣ−１１５は相当低い沸点を有するため、
加圧下で抽出蒸留するのが一般的に好ましく、例えば０
〜３０Kg/cm²-G（ゲージ圧）程度、好ましくは１０〜２
０Kg/cm²-Gの操作圧力を採用できる。また、蒸留装置の
塔頂部および塔底部の温度は、操作圧力ならびに留出物
および缶出物の組成に応じて決まる。凝縮器の温度およ
びリボイラーの温度を考慮して経済的に蒸留操作するた
めには、塔頂部の温度は−４０〜５０℃程度、塔底部の
温度は−２０〜７０℃程度とするのが好ましい。

【００３２】本発明の方法は、回分的にも、あるいは連
続的にも、場合により、間欠的に抜き出しおよび／また
は仕込みを行う半連続的にも実施できるが、抽出剤につ
いては、蒸留装置に連続的に供給する必要がある。

【００３３】本発明の方法において、抽出蒸留に際して
供給する抽出剤（Ｓ）の、供給される分離すべき仕込み
混合物（Ｆ）（従って、ＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−
１１５）に対する割合（Ｓ／Ｆ）は、分離の程度に影響
を与える。一般的に、この割合は、抽出蒸留処理する混
合物のＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５の組成および分
離されたＨＦＣ−１２５中に残存する許容ＣＦＣ−１１
５濃度等に応じて適宜選択できる。この際に、抽出蒸留
装置の必要理論段数をこの割合と関連させて適当に選択
してよい。

【００３４】一般的には、この割合は、重量基準で０.
１〜２０程度、好ましくは１〜１０程度にすることによ
り好ましい分離が達成される。例えば、ＣＦＣ−１１５
（１モル％）およびＨＦＣ−１２５（９９モル％）から
成る混合物を、抽出剤（５）〜（１１）ならびに（１
９）および（２０）から選択されるものを用いて抽出蒸
留し、ＣＦＣ−１１５をＣＦＣ−１１５の濃度が１０モ
ル％（ＨＦＣ−１２５が９０モル％）まで高めて留去
し、０.１モル％以下のＣＦＣ−１１５を含むＨＦＣ−
１２５（従って、ＨＦＣ−１２５が９９.９モル％以
上）を、抽出剤から分離した後に、最終的に得るには、
抽出蒸留における必要理論段数は例えば５〜３０段、ま
た、抽出剤のＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−１１５から
成る混合物に対する重量比は例えば１〜１０倍で十分で
ある。

【００３５】次に、添付の図１のフローシートを参照し
て、抽出剤としてＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１５の比
揮発度を１以下にする抽出剤を用いる場合の例として、
メタノールを用いた場合の再使用も含めた本発明の方法
を更に詳細に説明する。ＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−
１１５を含んで成る混合物２（例えばＨＦＣ−１２５／
ＣＦＣ−１１５（モル％／モル％）＝９０／１０）は、
例えば加圧（例えば１５Kg/cm²-G）で操作される抽出蒸
留装置１に供給される。蒸留装置１としては理論段数が
例えば約１０段のものを使用し、混合物２の重量の例え
ば約５倍のメタノール３を蒸留装置１（例えば上から１
段目の理論段のトレイ）に供給する。このような条件下
で、混合物を例えば上から５段目の理論段のトレイに供
給し、還流比を１０で操作する場合では、塔頂部より例
えばＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モル
％）＝１０／９０の割合の混合物を留出物４として抜き
出すことができる。

【００３６】また、塔底より、例えばＨＦＣ−１２５／
ＣＦＣ−１１５（モル％／モル％）＝９９.９／０.１の
割合のメタノールを含む混合物を缶出物５（メタノール
濃度８５％）として抜き出し、これを、例えば加圧（例
えば１２Kg/cm²-G）で操作される蒸留装置９に供給し、
塔頂部より実質的にメタノールおよびＣＦＣ−１１５を
含まないＨＦＣ−１２５を留出物６として得る。蒸留装
置９の塔底部からは実質的にＨＦＣ−１２５を含まない
メタノールを缶出物７として回収し、これを抽出蒸留装
置１に供給して抽出剤として再使用する。再使用するメ
タノールは、必要に応じて熱交換器８により加熱または
冷却した後に蒸留装置１に供給する。

【００３７】本発明の方法において、抽出剤を供給する
抽出蒸留装置のトレイの位置は、いずれの抽出剤を使用
する場合であっても、混合物を供給するトレイの位置よ
り上方に位置するのが好ましい。従って、還流を供給す
るトレイと同じトレイに抽出剤を供給してもよい。しか
しながら、場合により、混合物と同じトレイに抽出剤を
供給してもよく、あるいは、混合物を蒸留装置に供給す
る前に、予め、抽出剤と混合し、その後、蒸留装置に供
給してもよい。具体的には、メタノールを抽出剤として
使用する場合、より好ましくは、混合物を供給するトレ
イより理論段数で３〜５段程度上方のトレイにメタノー
ルを供給する。このような装置および操作により、ＣＦ
Ｃ−１１５およびＨＦＣ−１２５を含む混合物から実質
的にＣＦＣ−１１５を含まないＨＦＣ−１２５を分離す
ることができる。

【００３８】次に抽出剤（１２）〜（１８）のように、
ＨＦＣ−１２５とＣＦＣ−１１５の比揮発度を１より大
きくする抽出剤を用いる場合の例としてシクロペンタン
を用いた場合の再使用も含めた本発明の方法を、図２の
フローシートを参照して更に詳細に説明する。ＨＦＣ−
１２５およびＣＦＣ−１１５を含んで成る混合物１２
（例えばＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モ
ル％）＝９０／１０）は例えば加圧（例えば１５Kg/cm²
-G）で操作される抽出蒸留装置１１に供給される。蒸留
装置１１としては理論段数が例えば約２０段のものを使
用し、混合物１２の重量の例えば約３倍のシクロペンタ
ン１３を蒸留装置１１（例えば上から５段目の理想段の
トレイ）に供給する。このような条件下で、混合物１２
を例えば上から１３段目の理想段のトレイに供給し、還
流比１０で操作する場合では、塔頂部より例えばＨＦＣ
−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モル％）＝９９.
９／０.１の割合の混合物を留出物１４として抜き出す
ことができる。

【００３９】また、蒸留装置１１の塔底より、例えばＨ
ＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％／モル％）の割
合が１０／９０であるシクロペンタンを含んで成る混合
物を缶出物１５（シクロペンタン濃度７０％）として抜
き出し、これを加圧下例えば１２Kg/cm²-Gで操作される
蒸留装置１９に供給し塔頂部より実質的にシクロペンタ
ンを含まないＨＦＣ−１２５／ＣＦＣ−１１５（モル％
／モル％）＝１０／９０の割合の混合物を留出物１６と
して抜き出すことができる。蒸留装置１９の塔底部から
は実質的にＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−１１５を含ま
ないシクロペンタンを缶出物１７として回収し、これを
抽出蒸留装置１１に供給して抽出剤として再使用する。
再使用するシクロペンタンは、必要に応じて熱交換器１
８により加熱または冷却後に蒸留装置１１に供給する。
シクロペンタンを供給する抽出蒸留装置１１のトレイの
位置は、上述のように混合物１２を供給するトレイの位
置より上方に位置するのが好ましく、より好ましくは混
合物を供給するトレイより理論段数で７〜１０程度上に
位置する。このような装置および操作により、ＣＦＣ−
１１５およびＨＦＣ−１２５を含む混合物から実質的に
ＣＦＣ−１１５を含まないＨＦＣ−１２５を分離するこ
とができる。

【００４０】

【実施例】塔頂部に凝縮器を備えた直径１００mm、理論
段数１０段（実段数１５段）の抽出蒸留塔を用いてＨＦ
Ｃ−１２５およびＣＦＣ−１１５からなる混合物（ＨＦ
Ｃ−１２５／ＣＦＣ−１１５（重量／重量）＝９９／
１）を操作圧力約７Kg/cm²-G（塔頂）で運転される抽出
蒸留塔により処理した。抽出剤として加えるメタノール
は、上から２段目のトレイに供給し、蒸留すべき混合物
を３８℃で上から５段目のトレイに加えた。

【００４１】塔頂留出物として濃縮されたＣＦＣ−１１
５（ＨＦＣ−１２５を含む）を抜き出した。この蒸留操
作において還流比は、２００であった。底部よりＣＦＣ
−１１５が実質的に含まれていないＨＦＣ−１２５およ
びメタノールの混合物を４５℃にて抜き出した。この場
合の物質収支を以下の表３に示す：

【００４２】表３総流量 HFC-125 CFC-115 メタノール (Kg/hr) (重量％) (重量％) (重量％) （input）抽出剤（メタノール）５０１００ HFC-125/CFC-115混合物１０９９１（output）留出物１８９９.９１.１缶出物５９１４.９０.０１８５

【００４３】蒸留装置の塔底から抜き出したＨＦＣ−１
２５およびメタノールならびに少量のＣＦＣ−１１５を
含む缶出物を直径８０mm、理論段数５段（実段数７段）
の別の蒸留装置に仕込み、操作圧力５Kg/cm²-G、還流比
１０にて蒸留したところ、塔頂よりＨＦＣ−１２５／Ｃ
ＦＣ−１１５（重量／重量）＝９９.９／０.１の留出物
を、塔底より１重量％のＨＦＣ−１２５を含むメタノー
ルを缶出物として得た。また、缶出物中のＣＦＣ−１１
５は、０.０１％以下であった。このメタノールは、抽
出蒸留の抽出剤として再使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法を実施する分離方法の
一具体例のフローシートを示す。

【図２】図２は、本発明の方法を実施する分離方法の
もう１つの具体例のフローシートを示す。

【符号の説明】

１…抽出蒸留装置、２…ＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−
１１５を含む混合物、３…抽出剤、４…留出物、５…缶
出物、６…留出物、７…缶出物、８…熱交換器、９…Ｈ
ＦＣ−１２５分離蒸留装置、１１…抽出蒸留装置、１２
…ＨＦＣ−１２５およびＣＦＣ−１１５を含む混合物、
１３…抽出剤、１４…留出物、１５…缶出物、１６…留
出物、１７…缶出物、１８…熱交換器、１９…抽出剤回
収蒸留装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともペンタフルオロエタンおよび
クロロペンタフルオロエタンを含んで成る混合物を抽出
蒸留する工程により実質的にクロロペンタフルオロエタ
ンを含まないペンタフルオロエタンを得る、ペンタフル
オロエタンの製造方法において、該混合物を抽出蒸留工程に供給すること、炭素数１〜４のアルコール類、炭素数３〜７のケトン
類、炭素数２〜６のエーテル類およびニトロメタンから
選択される少なくとも１種の化合物または炭素数３〜８
の炭化水素、トリクロロエチレンおよび四塩化炭素から
選択される少なくとも１種の化合物を抽出剤として抽出
蒸留工程に供給すること、ならびに抽出蒸留工程の缶出
物としてペンタフルオロエタンおよび抽出剤を主成分と
して含んで成る混合物を得るか、または抽出蒸留工程の
留出物としてペンタフルオロエタンを主成分として含ん
で成る混合物を得ることを特徴とする分離工程を有する
ペンタフルオロエタンの製造方法。
【請求項２】該混合物および抽出剤を混合した後に、
これを抽出蒸留工程に供給する請求項１記載の製造方
法。
【請求項３】抽出蒸留工程に使用する抽出剤（Ｓ）の
混合物に含まれるペンタフルオロエタンおよびクロロペ
ンタフルオロエタン（Ｆ）に対する重量基準の割合（Ｓ
／Ｆ）は０.１〜１０である請求項１または２記載の製
造方法。
【請求項４】缶出物として得られる抽出剤およびペン
タフルオロエタンを主成分として含んで成る混合物を蒸
留することにより、ペンタフルオロエタンを分離し、そ
れにより抽出剤を主成分として含んで成る混合物を回収
し、回収された混合物を抽出蒸留に再使用することを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに載の製造方法。
【請求項５】抽出蒸留工程の留出物としてペンタフル
オロエタンを主成分として含んで成る混合物を得ると共
に、缶出物として抽出剤およびクロロペンタフルオロエ
タンならびに場合によりペンタフルオロエタンを主成分
として含んで成る混合物を得、この混合物を蒸留するこ
とにより、クロロペンタフルオロエタンおよび場合によ
りペンタフルオロエタンを分離し、それにより抽出剤を
主成分として含んで成る混合物を回収し、回収された混
合物を抽出蒸留に再使用することを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】抽出剤は、ペンタフルオロエタンとクロ
ロペンタフルオロエタンの比揮発度（α）を１以下にす
る請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】抽出剤は、メタノールである請求項１〜
４ならびに請求項６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】抽出剤は、アセトンである請求項１〜４
ならびに請求項６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】抽出剤は、シクロペンタンである請求項
１〜３ならびに請求項５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】抽出剤は、ジエチルエーテルである請
求項１〜４ならびに請求項６のいずれかに記載の製造方
法。
【請求項１１】抽出剤は、ニトロメタンである請求項
１〜４ならびに請求項６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１２】抽出剤は、ノルマルオクタンである請
求項１〜３ならびに請求項５のいずれかに記載の製造方
法。
【請求項１３】抽出剤は、石油ベンジンである請求項
１〜３ならびに請求項５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】抽出剤は、石油エーテルである請求項
１〜３ならびに請求項５のいずれかに記載の製造方法。