JP3278848B2 - 1,1,1,3,3−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパンの精製方法 - Google Patents
1,1,1,3,3−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパンの精製方法Info
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Description
3−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパン(以下R−
225daと称する)を主として含んで成る混合物からHFを
分離し、R−225daを濃縮または精製する方法、および
そのような混合物からR−225daを分離し、HFを濃縮ま
たは精製する方法に関する。
アンチモンの存在下、ヘキサクロロプロペンなどの塩化
炭化水素とHFを反応させることにより製造される。この
場合に生成する反応混合物からのR−225daの分離方法
としては、一般的には、反応混合物を単蒸留することに
より触媒を除去して得られるHFおよびR−225daを含ん
で成る混合物を水洗してR−225daを分離する方法が採
用される。しかしながら、このような分離方法において
は多量の希フッ酸水溶液が生成することになり、これら
を処理するための設備が必要となり、また、そのような
溶液を中和するために多量のアルカリを必要とするの
で、上述の分離方法は必ずしも有効な方法とは言えな
い。
(1気圧での沸点:50.4℃)を主体とする混合物からHF
を分離する方法について研究を重ねた結果、HFとR−22
5daは約90/10(モル比)の最低共沸組成物(沸点18℃、
1Kg/cm2(ads.))を形成することを見いだした。 また、そのような共沸組成物は、工業的に一般に使用
される温度、例えば80〜−60℃の温度にて、HFに富む上
部液相(液層)とR−225daに富む下部液相(液層)と
に分離(即ち、分液)することを見い出して本発明を完
成した。 特に、本発明は、HFとR−225daから実質的に成る共
沸組成物を提供し、更に詳しくは、1〜5Kg/cm2(ab
s.)の圧力でHFを85〜95モル%含み、R−225daを15〜
5モル%含む共沸組成物(沸点18〜50℃)を提供する。 加えて、本発明は、上述の共沸組成物を形成すること
を利用して、HFおよびR−225daを含んで成る混合物を
蒸留することにより、HFおよびR−225daをそれらの共
沸組成物として留出させ、残余物を缶出物として得るこ
とを特徴とする、混合物からのHFおよびR−225daを分
離する方法を提供する。残余物は、好ましくは一方の成
分に富み、より好ましくは実質的に一方の成分のみから
成る。 即ち、HFとR−225daを含んで成る供給原料としての
混合物を共沸蒸留工程に付して、蒸留工程の濃縮部、例
えば塔頂から共沸組成物を留出させることにより、供給
原料の組成に応じて、HFの含量が供給原料のそれより減
少した、好ましくはHFを実質的に含まないR−225da
を、あるいはR−225daの含量が供給原料のそれより減
少した、好ましくはR−225daを実質的に含まないHF
を、蒸留工程の回収部、例えば塔底から得ることを特徴
とする、混合物からHFまたはR−225daを分離してR−2
25daまたはHFを濃縮(または精製する)方法を提供す
る。 更に、本発明において、上述の分液現象を利用して、
共沸蒸留により留出したHFおよびR−225daから実質的
に成る共沸混合物を、HFに富む上部液相およびR−225d
aに富む下部液相とに分液させ、下部液相を別の蒸留塔
に供給して、再度共沸蒸留に付して共沸組成物を塔頂か
ら留出させ、HFを実質的に含まないR−225daを塔底か
ら得ることを特徴とする、HFを分離してR−225daを濃
縮する方法を提供する。また、分液した上部液相を共沸
蒸留に付して共沸組成物を塔頂から留出させ、塔底から
R−225daを実質的に含まないHFを得る、R−225daを分
離してHFを濃縮する方法を提供する。 本明細書において、「供給原料の組成に応じて」と言
うのは、供給原料としての混合物中のHFおよびR−225d
aの組成と共沸組成を比較した結果に基づいて必然的に
決まることを意味する。 即ち、供給原料中のHF量がその中に存在するR−225d
aとの共沸組成物を形成するために必要な量よりも少な
い場合は、HF含量が供給原料のHF含量より小さいR−22
5daを主成分とする混合物、好ましくはHFを実質的に含
まないR−225daを蒸留工程の回収部、例えば塔底から
得ることができることを意味する。逆に、供給原料中の
HF量がその中に存在するR−225daとの共沸組成物を形
成するために必要な量より多い場合は、R−225da含量
が供給原料のR−225da含量より小さいHFを主成分とす
る混合物、好ましくはR−225daを実質的に含まないHF
を回収部、例えば塔底から得ることができることを意味
する。 図面の簡単な説明 第1図は、HF−R−225da2成分系の気液平衡関係を示
すグラフである。 第2図は、HF−R−225da2成分系の相互溶解度(液々
平衡関係)を示すグラフである。
から実質的に成る混合物を蒸留することによって、R−
225daとHFとの共沸物を塔頂から留出させることがで
き、塔底からは供給原料と比較して、いずれかの成分の
含量が実質的に大きくなっている(従って、他方の成分
の含量が実質的に小さくなっている)、好ましくは他方
の成分を殆ど含まない混合物を、缶出物として、得るこ
とができる。 このような共沸蒸留への供給原料としてのHFとR−22
5daとの混合物は、いずれの組成を有してもよい。一般
的に、混合物におけるR−225daの含量は、10モル%以
下、好ましくは5モル%以下である。 供給原料としての混合物は、2液相に分離していても
よく、この場合、分離した状態のままで、あるいは適当
な手段により均質化して蒸留工程に供給してもよく、あ
るいは、分液させて上部液相または下部液相のみを蒸留
工程に供給してもよい。別法では、それぞれの液相を別
々の蒸留工程に供給してもよい。 尚、留出した共沸組成物を液々分離することにより、
HFに富む上部液相とR−225daに富む下部液相とに分離
し、これらを再度共沸蒸留に付す、即ち、R−225daに
富む下部液相を蒸留することによって、HFとR−225da
の共沸組成物を留出除去し、実質的にHFを含まないR−
225daを缶出物として得ることができる。上部液相につ
いても同様に蒸留してよく、実質的にR−225daを含ま
ないHFを缶出物として得ることができる。 従って、本発明の1つの好ましい態様では、HFとR−
225daを含む混合物を蒸留することにより、HF85〜95モ
ル%およびR−225da15〜5モル%を含む共沸組成物を
留出させ、この共沸混合物を分液させてR−225daに富
む下部液相およびHFに富む上部液相を得、下部液相を再
度蒸留工程に付し、HFとR−225daの共沸組成物を蒸留
により下部液相から取り出し、実質的にHFを含まないR
−225daを缶出物として得る。 本発明において、供給原料としての混合物は、HFとR
−225da以外にそれらの共沸に実質的に悪い影響を与え
ない物質が混合されていてもよい。混合物は、例えば、
HFおよびR−225aより高沸点の物質、例えばR−225da
を製造するための触媒を含んでもよく、あるいは、混合
物は、R−225daを製造する場合の未反応原料を含む反
応生成物であってもよい。触媒は、例えば、ハロゲン化
アンチモンである。反応原料としては、例えばヘキサク
ロロプロペン、3,3,3−トリフルオロ−1,2,2−トリクロ
ロプロペンを例示できる。そのような反応生成物は、例
えばHF94モル%およびR−225da5モル%を含み、これら
の他に、ハロゲン化アンチモン0.5モル%、3,3,3−トリ
フルオロ−1,2,2−トリクロロプロペン0.5モル%を含
む。 共沸組成物を液々分離させる温度は、低ければ低いほ
ど下部液相に含まれるR−225daの割合が増加するの
で、また、上部液相に含まれるHFの割合が増えるので好
ましい。本発明の共沸組成物は、広い温度域で液々分離
するので、工業的に適用可能な温度であれば、いずれの
温度においても分液を実施することができるので、分液
温度は限定されない。しかしながら、温度は好ましくは
80〜−60℃、より好ましくは40℃〜−40℃であり、冷却
に要するエネルギー等を考慮した場合、最も好ましくは
20〜−20℃の範囲で分液で実施する。この分液は、通常
の槽内で分液すべき混合物を静置することにより容易に
実施することができるが、分液を促進するためのコアレ
ッサーのような分液促進手段を槽に設けてもよい。 また、本発明において、HFとR−225daは、工業的に
適用可能な圧力であれば、いずれの圧力においても共沸
組成物を形成する。例えば、HF85モル%およびR−225d
a15モル%の共沸組成物(圧力3.1Kg/cm2(ads.)、沸点
42℃)を、また、HF87モル%およびR−225da13モル%
の共沸組成物(圧力1Kg/cm2(abs.)、沸点18℃)を形
成する。 本発明の共沸蒸留に用いる蒸留装置は、蒸留に必要な
機能を備えていればどのようなものでも使用可能であ
る。単蒸留の装置でも、あるいは棚段もしくは充填物を
備えた精留装置でもよい。後者の場合が特に好ましい。
またバッチ蒸留及び連続蒸留のいずれでも実施可能であ
る。 蒸留することにより得られる、濃縮または精製された
フッ化水素は、例えばR−225daの製造の反応に再使用
できる。また、HFおよびR−225daから成る共沸組成物
は、そのままで、蒸留工程に戻す還流として使用でき、
あるいは液々分離して次の蒸留に使用することができ
る。尚、蒸留工程の塔底から得られるR−225daは製品
としてそのまま使用しても、あるいは、追加の処理、例
えば微量の不純物を除去するための蒸留等に付してもよ
い。
る。 実施例1 R−225daとHFの40℃、3.1atm(abs.)における気液
平衡関係を測定した。この気液平衡関係の測定に際して
は、一定の割合で混合したR−225daとHFを40℃保ち、
これの気相部をR−225daは検出器としてTCDを用いたGL
C(ガスクロマトグラフィー)、HFは中和後、Fイオン
メーターにてF-イオン濃度を計ることにより測定する方
法を用いた。測定結果を第1図に示す。 これより、HF:R−225da=約9モル:1モルにおいて共
沸することが判明した。尚、沸点は約42℃であった。従
って、HF(3.1atmにおける沸点65℃)とR−225da(3.1
atmにおける沸点110℃)は最低共沸組成物を形成するこ
とが確認された。 同様に、他の圧力の場合についても、気液平衡関係を
測定したが、その測定結果は、上述の共沸組成に関連し
て説明した通りである。 実施例2 HFとR−225daの相互溶解度を測定した。この測定に
際しては、一定の割合で混合したR−225daとHFをゆっ
くりと冷却していくことで2相に分離する温度を求める
という方法を用いた。 測定結果を、横軸にHFのモル%、縦軸に温度をプロッ
トしたのが第2図である。実線で区切られた3つの領域
の内、中央部の組成にある液体は、実質的に均一相とし
て存在し得ず、右端の領域の均一相および左端の領域の
均一相に分液する。 HFおよびR−225daから成る共沸組成物のHF濃度は、
約10〜15モル%であるので、第2図から共沸組成物は、
通常工業的に可能な全温度範囲、例えば80〜−60℃、好
ましくは40〜−40℃で2相の液々に分離することが判
る。 実施例3 ステンレス製蒸留装置(充填高さ50cm、理論段数20
段、塔径25mm)を十分に脱気後、HF800g(40mol)およ
びR−225da200g(1mol)の混合物を塔底(液溜)に導
入し、蒸留装置を全還流で運転(操作圧力3.1Kg/cm2(a
bs.))し、蒸留塔塔頂のガス分析を行ったところガス
中に含まれるHF:R−225daの割合は約9mol:1molであった
(塔頂温度42℃)。このように全還流で運転して、間欠
的に留出物を系外に取り出していった。この間、留出物
のHFとR−225daの割合は、装置中にR−225daがほぼ無
くなるまで実質的に変化しなかった。また、得られた缶
出物のR−225da含量は13モル%であった。 このようにして共沸組成物357gを得た。得られた共沸
組成物は、30℃において二相に分離していた。これを更
に0℃まで冷却した後、R−225daに富む下部液相を取
り出して、HFを5モル%含むR−225daとHFから成る混
合物145gを得た。 この下部液相を再度蒸留した。蒸留塔塔頂より共沸組
成物を初留3gを留出させて、HFを実質的に含まないR−
225daを(HF含量0.05モル%以下)141gを塔底から得
た。 実施例4 実施例3と同様に操作して、留出して共沸組成物357g
を得た。この共沸組成物を20℃に保って分液させ、R−
225daに富む下部液相を取り出し、HFを7.5%含むR−22
5daとHFの混合物129gを得た。 この下部液相を再度蒸留し、蒸留塔塔頂より5gの共沸
組成物を初留として除き、HFを実質的に含まないR−22
5daを123g得た。
Claims (4)
- 【請求項1】フッ化水素と1,1,1,3,3−ペンタフルオロ
−2,3−ジクロロプロパンからなる共沸組成物。 - 【請求項2】フッ化水素85〜95モル%および1,1,1,3,3
−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパン15〜5モル
%から実質的に成り、沸点が16〜19℃(1Kg/cm2(ab
s.)にて)である共沸組成物。 - 【請求項3】フッ化水素および1,1,1,3,3−ペンタフル
オロ−2,3−ジクロロプロパンを含んで成る混合物を蒸
留することにより、フッ化水素および1,1,1,3,3−ペン
タフルオロ−2,3−ジクロロプロパンをそれらの共沸組
成物として留出させることを特徴とする、混合物からの
フッ化水素および1,1,1,3,3−ペンタフルオロ−2,3−ジ
クロロプロパンを分離する方法。 - 【請求項4】フッ化水素と1,1,1,3,3−ペンタフルオロ
−2,3−ジクロロプロパンを含む共沸組成物を分液し、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパンに
富む下部液相を得て蒸留工程に付し、フッ化水素と1,1,
1,3,3−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパンとの共
沸組成物を蒸留により下部液相から抜き出し、フッ化水
素を実質的に含まない1,1,1,3,3−ペンタフルオロ−2,3
−ジクロロプロパンを得ることを特徴とする1,1,1,3,3
−ペンタフルオロ−2,3−ジクロロプロパンの精製方
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