JP3858431B2 - 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
- Publication number
- JP3858431B2 JP3858431B2 JP05975898A JP5975898A JP3858431B2 JP 3858431 B2 JP3858431 B2 JP 3858431B2 JP 05975898 A JP05975898 A JP 05975898A JP 5975898 A JP5975898 A JP 5975898A JP 3858431 B2 JP3858431 B2 JP 3858431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hfc
- mixed fluid
- trifluoroethane
- extractant
- pentafluoroethane
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はペンタフルオロエタン(以下、「HFC−125」という)と1,1,1−トリフルオロエタン(以下、「HFC−143a」という)からなる混合流体、あるいは、HFC−125とHFC−143aおよびクロロペンタフルオロエタン(以下、「CFC−115」という)からなる混合流体を各構成成分に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、HFC−125とHFC−143aはその標準沸点が−48.5℃と−47.2℃と近く、また、HFC−125に対するHFC−143aの比揮発度は1に近く、HFC−125とHFC−143aからなる混合流体は共沸組成を有することが知られており、一般的な蒸留法のみで分離するのは非常に困難である。
【0003】
また、標準沸点が−38.7℃のCFC−115についてもHFC−125に対する比揮発度が1に近く、HFC−125とCFC−115からなる混合流体は共沸組成を有することが知られており、この混合流体も一般的な蒸留法で分離することは非常に困難である。
そこで、共沸組成を持つ流体混合物にその構成成分の標準沸点と異なる第三成分を抽剤として添加して蒸留を行う抽出蒸留法が適用される。
【0004】
HFC−125とHFC−143aからなる共沸組成を持つ混合流体の分離に関して、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、混合流体にアンモニアを添加することでHFC−143aとアンモニアの共沸物を形成し、HFC−125を分離する共沸蒸留法が開示されている。
また、本発明者らは、特開平09−12487号公報において、炭素数1または2の塩化炭素類または塩化炭化水素類の少なくとも1つから選ばれるものを抽剤として用いる抽出蒸留法を開示している。
【0005】
一方、HFC−125とCFC−115からなる共沸組成を持つ共沸混合流体の分離に関して、現在までに提案されているのは、米国特許第5,087,329号があり、炭素数1〜4のフッ化炭素類またはこれに水素および/または塩素が付加したものを抽剤として用いる抽出蒸留法を開示している。
また、本発明者らは、特開平07−133240号公報において、標準沸点が−10℃から100℃の範囲にあるパラフィン系炭化水素類、アルコール類、エーテル類、エステル類、または、ケトン類から選ばれるものを抽剤として用い、さらに、特開平08−143486号公報においては、炭素数1または2の塩化炭素類または塩化炭化水素類から選ばれるものを抽剤として用いる抽出蒸留法を開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開示されているHFC−125とHFC−143aからなる混合流体の分離方法で用いている従来技術で示されている抽剤の効果はあまり大きくなく、特に共沸剤として使用しているアンモニアには毒性があり、危険性が大きい。
また、HFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体の分離に関する技術については、文献にも記載されていない。
【0007】
本発明者らは、HFC−125とHFC−143aからなる混合流体の分離について、あるいは、HFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体の分離についての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、本発明は実用的な抽剤を用いてHFC−125とHFC−143aの混合流体、あるいは、HFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体を効率的に分離する方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、一般的な蒸留法では分離が非常に困難なHFC−125とHFC−143aの混合流体あるいはHFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる共沸様混合流体を分離する方法としての抽出蒸留法において、実用的で効果の高い抽剤を見いだした。
抽剤は、標準沸点が−10℃から100℃の範囲にあるエステル類またはケトン類のうちから少なくとも一つを含むものからなり、この抽剤を用いた抽出蒸留法により、HFC−125とHFC−143aからなる混合流体、あるいは、HFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体を分離する方法を提供する。
【0009】
標準沸点が−10℃から100℃の範囲にあるエステル類またはケトン類のうちから少なくとも一つを抽剤として用いて、HFC−125とHFC−143aからなる混合流体、あるいは、HFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体を抽出蒸留することにより、きわめて効率的に分離できることがわかった。
【0010】
特にこの抽剤は、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、または、メチルエチルケトン等からなるグループのうちから選ばれたものであることが好ましい。
【0011】
これは抽出蒸留系における上記抽剤の存在によって、HFC−125に対するHFC−143aやCFC−115の比揮発度を1より大き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。
たとえば、HFC−125に対するHFC−143aの比揮発度が1より大きくなると気相中のHFC−143aのモル分率が液相中のモル分率より大きくなり、HFC−143aは気相側に濃縮され蒸留分離可能となる。
【0012】
本発明に用いる好ましい抽剤の標準沸点を以下に示す。
ギ酸エチル 54℃
酢酸メチル 57℃
酢酸エチル 77℃
アセトン 56℃
エチルメチルケトン 79℃
【0013】
このように、本発明に用いる好ましい抽剤の沸点はHFC−125、HFC−143a、CFC−115の沸点に比べ充分に高い。
一般的に、流体混合流体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エステル類およびケトン類は沸点が比較的高く、上記の要求を満たしている。
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実用性が高い抽剤と言える。
【0014】
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。
【0015】
蒸留の際、本発明の抽剤がHFC−125に対するHFC−143aの比揮発度を1より大きくするため、塔頂からは供給原料に較べてHFC−143aをより多く含んだHFC−125との混合流体が留出し、塔底からHFC−125をより多く含んだHFC−143aと抽剤の混合流体が得られる。
蒸留操作の条件、たとえば、混合流体および抽剤の供給量、操作温度、操作圧力、還流比、留出量、缶出量などを変化させることにより、塔頂からHFC−125を実質的に含まないHFC−143aを留出させることや、塔底からHFC−143aを実質的に含まないHFC−125と抽剤の混合流体を缶出させることが可能である。
【0016】
さらに、経済性が成り立つならば、留出または缶出されたHFC−125とHFC−143aからなる混合流体について、更に別途抽出蒸留や、通常のあるいは精密蒸留を行うことにより、高純度のHFC−125またはHFC−143aを得ることができる。尚、別途抽出蒸留を行う場合の抽剤は、最初の抽出蒸留の抽剤と同一であってもよい。
蒸留塔の塔底から缶出されたHFC−125と抽剤からなる混合流体、あるいは、HFC−125とHFC−143aおよび抽剤からなる混合流体は、HFC−125やHFC−143aの標準沸点と較べ、抽剤の標準沸点が高いため、HFC−125やHFC−143aだけを通常の蒸留により容易に混合流体から単離することができる。
【0017】
一方、本発明者らは、本発明の抽剤がHFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体に及ぼす効果が、本発明におけるHFC−125とHFC−143aからなる混合流体、および、本発明者らによる特開平7−133240号公報に記載のHFC−125とCFC−115からなる混合流体に及ぼす効果と変わらず、本抽剤によってHFC−125に対するHFC−143aおよびCFC−115の比揮発度は1より大きくなることを見いだした。
【0018】
HFC−125とHFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体を供給原料として抽出蒸留を行うと、各構成成分の比揮発度によって、塔頂からは供給原料に比べてHFC−125の少ないHFC−143aとCFC−115との混合流体が留出し、塔底からはHFC−125をより多く含んだHFC−143a、CFC−115と抽剤の混合流体が得られる。
蒸留操作の条件、たとえば,混合流体および抽剤の供給量、操作温度、操作圧力、還流比、留出量、缶出量などを変化させることにより、塔頂からHFC−125を実質的に含まないHFC−143aとCFC−115を留出させることや、塔底からHFC−143aとCFC−115を実質的に含まないHFC−125と抽剤の混合流体を缶出させることが可能である。
【0019】
さらに、経済性が成り立つならば、留出または缶出されたHFC−125、HFC−143aおよびCFC−115からなる混合流体について、更に別途抽出蒸留や、通常のあるいは精密蒸留を行うことにより、高純度のHFC−125またはHFC−143aを得ることができる。尚、別途抽出蒸留を行う場合の抽剤は、最初の抽出蒸留の抽剤と同一であってもよい。
蒸留塔の塔底から缶出された混合流体中の抽剤は、前述したように通常の蒸留により容易に混合流体から単離することができる。
単離した抽剤はそのまま抽出蒸留の抽剤として循環再利用が可能である。
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。
【0020】
【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、HFC−143aを5重量%含んだHFC−125を供給原料として仕込み、これにそれぞれ抽剤としてギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、または、メチルエチルケト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。
【0021】
【表1】
【0022】
どの抽剤においてもHFC−125に対するHFC−143aの比揮発度は1から増加している。
【0023】
(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、HFC−143aを5重量%含んだHFC−125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アセト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。
【0024】
【表2】
【0025】
この結果より、HFC−125に対するHFC−143aの比揮発度は液相中の抽剤濃度が増加するに伴い大きくなり、分離能が向上していることがわかる。
【0026】
(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、HFC−143aを1重量%含んだHFC−125を供給原料として塔頂から21段の位置に2kg/hで供給し、アセト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0.12kg/hで留出させ、塔底から5.88kg/hの缶出物を得た。
その結果を表3に示す。表中「nd」は未検出を示す。
【0027】
【表3】
【0028】
本実験におけるHFC−143aの検出限界は1wtppmである。
この結果より、純度99重量%のHFC−125を抽出蒸留することにより実質的にHFC−143aを含まないHFC−125とアセトンの混合物が缶出物として得られた。
さらに、缶出物を第二の蒸留塔で通常の蒸留を行うことにより、塔頂からHFC−143aが1ppm以下の高純度HFC−125を得ることができた。
また、HFC−125の回収率は約95%となった。
【0029】
(実施例4)
実施例3と同じ蒸留塔を用い、圧力6kg/cm2 absで、HFC−125を1重量%含んだHFC−143aを供給原料として塔頂から21段の位置に2kg/hで供給し、アセトンを抽剤として塔頂から5段の位置に8kg/hで供給した。
還流比5で抽出蒸留を行い、塔頂より留出物を1.84kg/hで留出させ、塔底から8.16kg/hの缶出物を得た。
その結果を表4に示す。表中「nd」は未検出を示す。
【0030】
【表4】
【0031】
本実験におけるHFC−125の検出限界は1wtppmである。
この結果より、純度99重量%のHFC−143aを抽出蒸留することにより実質的にHFC−125を含まないHFC−143aが留出物として得られた。
また、HFC−143aの回収率は約93%となった。
【0032】
(実施例5)
実施例3と同じ蒸留塔を用い、圧力6kg/cm2 absで、HFC−143aを5重量%、CFC−115を1重量%含んだHFC−125を供給原料として塔頂から21段の位置に2kg/hで供給し、アセトンを抽剤として塔頂から5段の位置に8kg/hで供給した。
還流比3で抽出蒸留を行い、塔頂より留出物を0.31kg/hで留出させ、塔底から9.68kg/hの缶出物を得た。
その結果を表5に示す。表中「nd」は未検出を示す。
【0033】
【表5】
【0034】
本実験におけるCFC−115の検出限界は1wtppmである。
この結果より、純度94重量%のHFC−125を抽出蒸留することにより実質的にHFC−143aおよびCFC−115を含まないHFC−125とアセトンの混合物が缶出物として得られた。
CFC−115はHFC−143aと同様にHFC−125と共沸混合流体を形成する物質で、通常の蒸留操作では分離困難であることが知られている。
しかし、本結果では、CFC−115の存在は抽出蒸留に何ら影響を及ぼさず、HFC−143aと同時にHFC−125から分離可能であることが確認された。
さらに、缶出物を第二の蒸留塔で通常の蒸留を行うことにより、塔頂からHFC−143aおよびCFC−115が1ppm以下の高純度HFC−125を得ることができた。
また、HFC−125の回収率は約90%となった。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、通常の蒸留操作では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からなる混合流体、あるいは、ペンタフルオロエタンと1,1,1−トリフルオロエタンおよびクロロペンタフルオロエタンからなる混合流体のような共沸組成をもつものを、容易に入手可能な標準沸点が−10℃から100℃の範囲にあるエステル類またはケトン類のうちから少なくとも一つを抽剤として用いた抽出蒸留法により、各構成成分に分離することを可能とした画期的な方法である。
Claims (6)
- ペンタフルオロエタンと1,1,1−トリフルオロエタンを含む混合流体を、標準沸点が−10℃から100℃の範囲にあるエステル類、またはケトン類の少なくとも一つを抽剤とし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。
- ペンタフルオロエタンと1,1,1−トリフルオロエタンおよびクロロペンタフルオロエタンからなる混合流体を標準沸点が−10℃から100℃の範囲にあるエステル類、またはケトン類から少なくとも一つを抽剤とし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およびクロロペンタフルオロエタンの分離方法。
- 抽剤がギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、または、メチルエチルケトンから選ばれた少なくとも1種である請求項1ないし請求項2に記載の分離方法。
- ペンタフルオロエタンと1,1,1−トリフルオロエタンからなる混合流体から1,1,1−トリフルオロエタンを分離し、高純度のペンタフルオロエタンを得る請求項1に記載の分離方法。
- ペンタフルオロエタンと1,1,1−トリフルオロエタンからなる混合流体からペンタフルオロエタンを分離し、高純度の1,1,1−トリフルオロエタンを得る請求項1に記載の分離方法。
- ペンタフルオロエタンと1,1,1−トリフルオロエタンおよびクロロペンタフルオロエタンからなる混合流体から1,1,1−トリフルオロエタンおよびクロロペンタフルオロエタンを分離し、高純度のペンタフルオロエタンを得る請求項2に記載の分離方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05975898A JP3858431B2 (ja) | 1997-03-12 | 1998-03-11 | 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 (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5810397 | 1997-03-12 | ||
JP9-58103 | 1997-03-12 | ||
JP05975898A JP3858431B2 (ja) | 1997-03-12 | 1998-03-11 | 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 |
---|---|
JPH10310542A JPH10310542A (ja) | 1998-11-24 |
JP3858431B2 true JP3858431B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=26399184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05975898A Expired - Lifetime JP3858431B2 (ja) | 1997-03-12 | 1998-03-11 | 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) | JP3858431B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
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 |
JP3262454B2 (ja) * | 1993-05-25 | 2002-03-04 | 昭和電工株式会社 | ペンタフルオロエタンの精製方法 |
DE69513152T2 (de) * | 1994-02-07 | 2000-06-21 | Du Pont | Verfahren zur trennung von pentafluorethan aus einer mischung, die halogenierte kohlenwasserstoffe und chlorpentafluorethan enthält |
JP3726313B2 (ja) * | 1995-06-29 | 2005-12-14 | 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 |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP05975898A patent/JP3858431B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10310542A (ja) | 1998-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3162378B2 (ja) | クロロペンタフルオロエタンを含むハロゲン化炭化水素の混合物からペンタフルオロエタンを分離する方法 | |
EP2247561B1 (en) | Processes for separation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene from hydrogen fluoride by azeotropic distillation | |
EP0626362B1 (en) | Purification process of pentafluoroethane | |
US7695595B2 (en) | Process for the production of a purified hydrofluoroalkane, purified hydrofluoroalkane, use of the hydrofluoroalkane and method for the analysis of a hydrofluoroalkane | |
US5470442A (en) | Separating and removing impurities from tetrafluoroethanes by using extractive distillation | |
EP3147274A1 (en) | Processes for separation of 3,3,3-trifluoropropene and hydrogen fluoride | |
US3819493A (en) | Process for separating halogenated hydrocarbons by extractive distillation | |
EP0935593A1 (en) | Process for the purification of 1,1-difluoroethane | |
JP2001513520A (ja) | 抽出蒸留によるジフルオロメタンの精製 | |
JP2024036584A (ja) | 1,2-ジフルオロエチレン又は1,1,2-トリフルオロエチレンと、フッ化水素とを含む共沸様組成物 | |
JP3262454B2 (ja) | ペンタフルオロエタンの精製方法 | |
EP0743933B1 (en) | Process for separating pentafluoroethane from a mixture comprising halogenated hydrocarbons and chloropentafluoroethane | |
KR100617262B1 (ko) | 플루오로카본의 정제 및 제조 방법 | |
US6047560A (en) | Process for separating pentafluoroethane and 1,1,1-trifluoroethane | |
EP0743934B1 (en) | Process for separating pentafluoroethane from a mixture comprising halogenated hydrocarbons and chloropentafluoroethane | |
JP3726313B2 (ja) | 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 | |
JP3858431B2 (ja) | 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 | |
US7077960B2 (en) | Method for obtaining a purified hydrofluoroalkane, purified hydrofluoroalkane, use of same and method for analysing same | |
EP1026139B1 (en) | Process for preparing pentafluoroethane | |
JPH09501400A (ja) | 共沸および共沸様組成物並びにHC▲l▼とハロカーボンとを分離するための方法 | |
JPH10513190A (ja) | ペンタフルオロエタンの精製方法 | |
JP3464036B2 (ja) | ジフルオロメタンの精製方法 | |
EP0985650B1 (en) | Process for the preparation of pentafluoroethane | |
WO2002099005A1 (en) | Azeotrope-like compositions and a process for separating pentafluoroethane and hydrogen chloride | |
JPH08143486A (ja) | ペンタフルオロエタンの精製方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060911 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150929 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |