JP3726313B2 - ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法 - Google Patents
ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はペンタフルオロエタン（以下，「ＨＦＣ１２５」という）と１，１，１−トリフルオロエタン（以下，「ＨＦＣ１４３ａ」という）の混合物からＨＦＣ１２５を効率的に分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体混合物をその構成成分に分離する方法の一つとして蒸留法がもっとも一般的である。
しかし，ＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａはその標準沸点が−４８．４９℃と−４７．２３℃と近く，また，ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度は１に近い共沸混合物であることが知られており，単なる蒸留法のみで分離するのは非常に困難である。
そこでＨＦＣ１２５からＨＦＣ１４３ａを分離する方法として現在までに提案されているのは，米国特許第３，７３２，１５０号があり，アンモニアを添加することによりＨＦＣ１４３ａとアンモニアの共沸物をつくりＨＦＣ１２５を分離する共沸蒸留法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記米国特許第３，７３２，１５０号に開示された分離方法では共沸剤としてアンモニアを用いているが，アンモニアは可燃性ガスであり，危険性が大きい。
本発明者らはさらに実用的な抽剤を探索した結果本発明に到達したものであり，従って，本発明はより危険性の少ない実用的な抽剤を用いてＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａの混合物から効率的にＨＦＣ１２５を分離する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は，炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれた抽剤を用いて抽出蒸留法することによりＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａの共沸混合物からＨＦＣ１２５を分離する方法を提供する。
炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれた抽剤を用いてＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａの混合物を抽出蒸留することにより，きわめて効率的にＨＦＣ１２５が分離できることがわかった。
特にこの抽剤は，ジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレンおよびパークロロエチレンからなる群から選ばれたものであることが好ましい。
【０００５】
これは抽出蒸留系における上記抽剤の存在によって，ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度を１より大きくする方向または小さくする方向に変化させることによってもたらされる効果である。
すなわち，一般に比揮発度が１の場合は気液両相の組成が同一となるため蒸留による分離は不可能である。
ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度が１より大きくなると気相中のＨＦＣ１４３ａのモル分率が液相中のモル分率より大きくなり，ＨＦＣ１４３ａは気相側に濃縮され蒸留分離可能となる。
また逆に，比揮発度が１より小さくなると液相中のＨＦＣ１４３ａのモル分率が気相中のモル分率より大きくなり，ＨＦＣ１４３ａは液相側に濃縮され，同様に蒸留分離可能となる。
【０００６】
本発明に用いる好ましい抽剤の標準沸点を以下に示す。
ジクロロメタン ： ４０．２℃
クロロホルム ： ６１．２℃
四塩化炭素 ： ７６．６℃
トリクロロエチレン： ８６．９℃
パークロロエチレン：１２１℃
このように，本発明に用いる好ましい抽剤の沸点はＨＦＣ１２５，ＨＦＣ１４３ａの沸点に比べ充分に高い。
【０００７】
一般的に，流体混合物と抽剤との沸点差は，抽剤を回収することを考慮すると約３０℃以上，好ましくは４０℃以上であることが望まれる。
本発明の抽剤として用いられる炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類は沸点が比較的高く，上記の要求を満たしている。
本発明に用いる好ましい抽剤の例であるジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレンおよびパークロロエチレンはいずれも非引火性であるので，製造工場で用いる抽剤としてこの観点からも好適である。
また，これらの抽剤はいずれも市場で安価でかつ容易に入手し得るものであり，さらには冷媒等に使用されているクロロフルオロカーボン類の製造原料に使用されていることより，実用性が高い抽剤と言える。
【０００８】
本発明に用いる好ましい抽出蒸留法は，蒸留塔において供給原料の供給段より上段に抽剤を供給し蒸留する方法である。
蒸留塔としては通常の蒸留に必要な機能が備えてあればどのようなものでも使用できるが，充填塔や棚段塔などの精密蒸留塔を使用することが好ましい。
蒸留の操作条件はユーティリティや分離度などにより種々の態様が可能であり，限定されるものではない。
蒸留塔の塔頂温度が低くなりすぎないように，操作圧力は約５ｋｇ／ｃｍ2 ａｂｓ以上であることが好ましい。
この場合，塔頂温度は約−１０℃以上となる。
【０００９】
蒸留の際，抽剤がＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度を１より小さくする場合，塔底からはＨＦＣ１４３ａをより多く含んだＨＦＣ１２５と抽剤の混合物が缶出し，塔頂から実質的にＨＦＣ１４３ａを含まない高純度のＨＦＣ１２５が得られる。
蒸留塔の塔底からＨＦＣ１４３ａおよび若干のＨＦＣ１２５との混合物として缶出された抽剤は，ＨＦＣ１２５やＨＦＣ１４３ａとの沸点差が大きいため蒸留により容易に混合物から単離することができる。
【００１０】
また，場合によっては抽剤としてそのまま循環再利用も可能である。
一般に，抽剤濃度は高いほど分離対象物質間の比揮発度を１より隔てるのに有利であり，本発明における抽剤ではその濃度が２０重量％以上，より好ましくは５０〜９０重量％の範囲である。
また，上記抽剤はそれぞれ単独で使用してもよいが，２種以上を混合して使用することも可能である。
【００１１】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
ステンレス製のオスマー型気液平衡測定装置に，ＨＦＣ１４３ａを５重量％含んだＨＦＣ１２５を供給原料として仕込み，これにそれぞれ抽剤としてジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレンおよびパークロロエチレンを添加して気液平衡関係を測定した。
一連の試験結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
どの抽剤においてもＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度は１から減少している。
その減少量について注目すると、特にトリクロロエチレン及びジクロロメタンを用いた場合に非常に大きい比揮発度の減少を示していることが分かる。
【００１４】
（実施例２）
ステンレス製のオスマー型気液平衡測定装置に，ＨＦＣ１４３ａを５重量％含んだＨＦＣ１２５を供給原料として仕込み，これに所定濃度になるように抽剤としてトリクロロエチレンを添加して気液平衡関係を測定した。
試験結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】
この結果より，ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度は液相中の抽剤濃度が増加するに伴い単調に下降し，分離能が向上していることがわかる。
【００１７】
（実施例３）
塔径６５ｍｍ，理論段２４段のステンレス製の精密蒸留塔を用い，圧力６ｋｇ／ｃｍ2 ａｂｓで，ＨＦＣ１４３ａを１重量％含んだＨＦＣ１２５を供給原料として塔頂から２１段の位置に２ｋｇ／ｈで供給し，トリクロロエチレンを抽剤として塔頂から５段の位置に４ｋｇ／ｈで供給した。
還流比２で抽出蒸留を行い，塔頂より留出物を１．７ｋｇ／ｈで留出させ，塔底から４．３ｋｇ／ｈの缶出物を得た。
その結果を表３に示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
この結果より，純度９９重量％のＨＦＣ１２５を抽出蒸留することにより純度９９．９９重量％のＨＦＣ１２５が塔頂留出物として得られた。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように，本発明は，従来分離が困難であるペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの共沸混合物を炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれた抽剤を用いて抽出蒸留することにより，ペンタフルオロエタンを容易に分離することを可能とした画期的な方法である。
このような比揮発度を１より小さくする抽剤の例としては四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどをあげることができる。
一方、抽剤が比揮発度を１より大きくする場合、塔頂からＨＦＣ１４３ａをより多く含んだＨＦＣ１２５が留出し、塔底からは実質的にＨＦＣ１４３を含まないＨＦＣ１２５と抽剤の混合物が缶出する。
この缶出物は蒸留することにより高純度のＨＦＣ１２５を容易に得ることができる。
このような比揮発度を１より大きくする抽剤の例としてはジクロロメタン、クロロホルムなどをあげることができる。
【産業上の利用分野】
本発明はペンタフルオロエタン（以下，「ＨＦＣ１２５」という）と１，１，１−トリフルオロエタン（以下，「ＨＦＣ１４３ａ」という）の混合物からＨＦＣ１２５を効率的に分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体混合物をその構成成分に分離する方法の一つとして蒸留法がもっとも一般的である。
しかし，ＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａはその標準沸点が−４８．４９℃と−４７．２３℃と近く，また，ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度は１に近い共沸混合物であることが知られており，単なる蒸留法のみで分離するのは非常に困難である。
そこでＨＦＣ１２５からＨＦＣ１４３ａを分離する方法として現在までに提案されているのは，米国特許第３，７３２，１５０号があり，アンモニアを添加することによりＨＦＣ１４３ａとアンモニアの共沸物をつくりＨＦＣ１２５を分離する共沸蒸留法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記米国特許第３，７３２，１５０号に開示された分離方法では共沸剤としてアンモニアを用いているが，アンモニアは可燃性ガスであり，危険性が大きい。
本発明者らはさらに実用的な抽剤を探索した結果本発明に到達したものであり，従って，本発明はより危険性の少ない実用的な抽剤を用いてＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａの混合物から効率的にＨＦＣ１２５を分離する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は，炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれた抽剤を用いて抽出蒸留法することによりＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａの共沸混合物からＨＦＣ１２５を分離する方法を提供する。
炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれた抽剤を用いてＨＦＣ１２５とＨＦＣ１４３ａの混合物を抽出蒸留することにより，きわめて効率的にＨＦＣ１２５が分離できることがわかった。
特にこの抽剤は，ジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレンおよびパークロロエチレンからなる群から選ばれたものであることが好ましい。
【０００５】
これは抽出蒸留系における上記抽剤の存在によって，ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度を１より大きくする方向または小さくする方向に変化させることによってもたらされる効果である。
すなわち，一般に比揮発度が１の場合は気液両相の組成が同一となるため蒸留による分離は不可能である。
ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度が１より大きくなると気相中のＨＦＣ１４３ａのモル分率が液相中のモル分率より大きくなり，ＨＦＣ１４３ａは気相側に濃縮され蒸留分離可能となる。
また逆に，比揮発度が１より小さくなると液相中のＨＦＣ１４３ａのモル分率が気相中のモル分率より大きくなり，ＨＦＣ１４３ａは液相側に濃縮され，同様に蒸留分離可能となる。
【０００６】
本発明に用いる好ましい抽剤の標準沸点を以下に示す。
ジクロロメタン ： ４０．２℃
クロロホルム ： ６１．２℃
四塩化炭素 ： ７６．６℃
トリクロロエチレン： ８６．９℃
パークロロエチレン：１２１℃
このように，本発明に用いる好ましい抽剤の沸点はＨＦＣ１２５，ＨＦＣ１４３ａの沸点に比べ充分に高い。
【０００７】
一般的に，流体混合物と抽剤との沸点差は，抽剤を回収することを考慮すると約３０℃以上，好ましくは４０℃以上であることが望まれる。
本発明の抽剤として用いられる炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類は沸点が比較的高く，上記の要求を満たしている。
本発明に用いる好ましい抽剤の例であるジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレンおよびパークロロエチレンはいずれも非引火性であるので，製造工場で用いる抽剤としてこの観点からも好適である。
また，これらの抽剤はいずれも市場で安価でかつ容易に入手し得るものであり，さらには冷媒等に使用されているクロロフルオロカーボン類の製造原料に使用されていることより，実用性が高い抽剤と言える。
【０００８】
本発明に用いる好ましい抽出蒸留法は，蒸留塔において供給原料の供給段より上段に抽剤を供給し蒸留する方法である。
蒸留塔としては通常の蒸留に必要な機能が備えてあればどのようなものでも使用できるが，充填塔や棚段塔などの精密蒸留塔を使用することが好ましい。
蒸留の操作条件はユーティリティや分離度などにより種々の態様が可能であり，限定されるものではない。
蒸留塔の塔頂温度が低くなりすぎないように，操作圧力は約５ｋｇ／ｃｍ2 ａｂｓ以上であることが好ましい。
この場合，塔頂温度は約−１０℃以上となる。
【０００９】
蒸留の際，抽剤がＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度を１より小さくする場合，塔底からはＨＦＣ１４３ａをより多く含んだＨＦＣ１２５と抽剤の混合物が缶出し，塔頂から実質的にＨＦＣ１４３ａを含まない高純度のＨＦＣ１２５が得られる。
蒸留塔の塔底からＨＦＣ１４３ａおよび若干のＨＦＣ１２５との混合物として缶出された抽剤は，ＨＦＣ１２５やＨＦＣ１４３ａとの沸点差が大きいため蒸留により容易に混合物から単離することができる。
【００１０】
また，場合によっては抽剤としてそのまま循環再利用も可能である。
一般に，抽剤濃度は高いほど分離対象物質間の比揮発度を１より隔てるのに有利であり，本発明における抽剤ではその濃度が２０重量％以上，より好ましくは５０〜９０重量％の範囲である。
また，上記抽剤はそれぞれ単独で使用してもよいが，２種以上を混合して使用することも可能である。
【００１１】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
ステンレス製のオスマー型気液平衡測定装置に，ＨＦＣ１４３ａを５重量％含んだＨＦＣ１２５を供給原料として仕込み，これにそれぞれ抽剤としてジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレンおよびパークロロエチレンを添加して気液平衡関係を測定した。
一連の試験結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
どの抽剤においてもＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度は１から減少している。
その減少量について注目すると、特にトリクロロエチレン及びジクロロメタンを用いた場合に非常に大きい比揮発度の減少を示していることが分かる。
【００１４】
（実施例２）
ステンレス製のオスマー型気液平衡測定装置に，ＨＦＣ１４３ａを５重量％含んだＨＦＣ１２５を供給原料として仕込み，これに所定濃度になるように抽剤としてトリクロロエチレンを添加して気液平衡関係を測定した。
試験結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
この結果より，ＨＦＣ１２５に対するＨＦＣ１４３ａの比揮発度は液相中の抽剤濃度が増加するに伴い単調に下降し，分離能が向上していることがわかる。
【００１７】
（実施例３）
塔径６５ｍｍ，理論段２４段のステンレス製の精密蒸留塔を用い，圧力６ｋｇ／ｃｍ2 ａｂｓで，ＨＦＣ１４３ａを１重量％含んだＨＦＣ１２５を供給原料として塔頂から２１段の位置に２ｋｇ／ｈで供給し，トリクロロエチレンを抽剤として塔頂から５段の位置に４ｋｇ／ｈで供給した。
還流比２で抽出蒸留を行い，塔頂より留出物を１．７ｋｇ／ｈで留出させ，塔底から４．３ｋｇ／ｈの缶出物を得た。
その結果を表３に示す。
【００１８】
【表３】
この結果より，純度９９重量％のＨＦＣ１２５を抽出蒸留することにより純度９９．９９重量％のＨＦＣ１２５が塔頂留出物として得られた。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように，本発明は，従来分離が困難であるペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの共沸混合物を炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれた抽剤を用いて抽出蒸留することにより，ペンタフルオロエタンを容易に分離することを可能とした画期的な方法である。
このような比揮発度を１より小さくする抽剤の例としては四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどをあげることができる。
一方、抽剤が比揮発度を１より大きくする場合、塔頂からＨＦＣ１４３ａをより多く含んだＨＦＣ１２５が留出し、塔底からは実質的にＨＦＣ１４３を含まないＨＦＣ１２５と抽剤の混合物が缶出する。
この缶出物は蒸留することにより高純度のＨＦＣ１２５を容易に得ることができる。
このような比揮発度を１より大きくする抽剤の例としてはジクロロメタン、クロロホルムなどをあげることができる。
Claims (2)
- ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの混合物を、炭素数１ないし２の塩化炭素類または塩化炭化水素類の少なくとも一種から選ばれた抽剤を用いて抽出蒸留することを特徴とするペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法。
- 抽剤がジクロロメタン，クロロホルム，四塩化炭素，トリクロロエチレン，またはパークロロエチレンからなる群から選ばれたものである請求項１に記載の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16394295A JP3726313B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16394295A JP3726313B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0912487A JPH0912487A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3726313B2 true JP3726313B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=15783756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16394295A Expired - Lifetime JP3726313B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3726313B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| EP0864554B1 (en) * | 1997-03-11 | 2002-09-18 | Central Glass Company, Limited | Method for purifying crude 1,1,1,3,3-pentafluoropropane |
| JP3858431B2 (ja) * | 1997-03-12 | 2006-12-13 | 昭和電工株式会社 | ペンタフルオロエタンと１，１，１−トリフルオロエタンの分離方法 |
| US7189311B2 (en) * | 2001-03-23 | 2007-03-13 | Honeywell International Inc. | Purification of difluoromethane |
| JP4846293B2 (ja) | 2005-07-28 | 2011-12-28 | 昭和電工株式会社 | ペンタフルオロエタンの回収方法および該方法を含むペンタフルオロエタンの製造方法 |
| JP5477011B2 (ja) | 2009-02-03 | 2014-04-23 | セントラル硝子株式会社 | （ｚ）−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンの精製方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3732150A (en) * | 1971-10-22 | 1973-05-08 | Phillips Petroleum Co | Process for separating halogenated hydrocarbons by azeotropic distillation with ammonia |
| DE69513152T2 (de) * | 1994-02-07 | 2000-06-21 | Du Pont | Verfahren zur trennung von pentafluorethan aus einer mischung, die halogenierte kohlenwasserstoffe und chlorpentafluorethan enthält |
| EP0743933B1 (en) * | 1994-02-07 | 1999-06-09 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for separating pentafluoroethane from a mixture comprising halogenated hydrocarbons and chloropentafluoroethane |
| JP2827912B2 (ja) * | 1994-04-20 | 1998-11-25 | ダイキン工業株式会社 | ペンタフルオロエタンの製造方法 |
| JPH08143486A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-04 | Showa Denko Kk | ペンタフルオロエタンの精製方法 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16394295A patent/JP3726313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0912487A (ja) | 1997-01-14 |
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