JP5256040B2 - ヒドロフルオロオレフィンの製造および精製方法 - Google Patents

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Description

本開示は、ヒドロフルオロオレフィン化合物の製造および精製の分野に関する。本開示は、ヒドロフルオロオレフィンを、ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素から分離するために共沸組成物を用いる方法にさらに関する。
クロロフルオロカーボン(CFC)などの塩素含有化合物は、地球のオゾン層に対して有害であるとみなされている。CFCの代わりに用いられるヒドロフルオロカーボン(HFC)の多くが、地球温暖化に寄与していることが見出された。従って、環境に被害を与えず、かつ、冷媒、溶剤、洗浄剤、発泡膨張剤、エアロゾル噴射剤、伝熱媒体、誘電体、消火剤、滅菌剤およびパワーサイクル作動流体として機能するために必要な特性をも備える新規の化合物を特定する必要がある。フッ素化オレフィン、特に、1つまたは複数の水素を分子中に含有するもの(本願明細書において、ヒドロフルオロオレフィンとして称される)が、冷凍ならびにフルオロポリマーの製造方法などのこれらの用途のいくつかにおける使用について検討されている。
1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロペンは、フルオロエラストマーを形成する重合において有用な硬化部位モノマーである。米国特許公報(特許文献1)、米国特許公報(特許文献2)、米国特許公報(特許文献3)、米国特許公報(特許文献4)、米国特許公報(特許文献5)および米国特許公報(特許文献6)ならびに特許文献7および特許文献8、および特許文献9は、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを、500℃未満の温度で触媒の存在下に加熱して1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロペンを形成する方法が開示されている。例えば500℃を超える、より高温で断片化するフルオロカーボンについて周知の傾向のために、これらの低温触媒経路が選択される。これは、以下において明らかにされている。「非特許文献1:「ポリフルオロパラフィンおよび特にフルオロカーボンおよび他のパーフルオロ誘導体は、著しい熱安定性を示す。これらは、通常は、300℃未満の温度では分解しない。しかしながら、500〜800℃の温度で実施した意図的な分解は、それらの分子におけるすべての可能な分断を生じ、分離することが困難である複雑な混合物を生成する。」
米国特許公報(特許文献10)は、パーフルオロモノマーテトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンを、金で内張りされた熱分解反応器中に製造する方法を開示する。
触媒プロセスには、触媒調製、新しい触媒を用いた開始、触媒失活、触媒充填反応器の高分子副生成物での目詰まりの可能性、触媒廃棄または再活性化、および空間/時間/収率反応器の不利益を与える長い反応時間を含む欠点がある。1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロペンを1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンから、高収率で非触媒性プロセスにより製造することが可能であることが望ましいであろう。
米国特許第6,703,533号明細書 米国特許第6,548,720号明細書 米国特許第6,476,281号明細書 米国特許第6,369,284号明細書 米国特許第6,093,859号明細書 米国特許第6,031,141号明細書 特開平09095459号公報 特開平09067281号公報 国際公開第2004018093号パンフレット 米国特許出願公開第2002/0032356号明細書 米国特許第5,396,000号明細書 米国特許第4,902,838号明細書 米国特許第4,766,260号明細書 米国特許第5,268,122号明細書 米国特許第5,136,113号明細書 米国特許第4,978,649号明細書 米国特許第6,540,933号明細書 有機フッ素化合物の化学(Chemistry of Organic Fluorine Compounds)」、ミロスハドリッキー(Milos Hudlicky)、改訂第2版、エリスホルウッドPTRプレンティスホール(Ellis Horwood PTR Prentice Hall)[1992年]515頁
一態様は、少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化する工程、これにより前記ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む生成物混合物を形成する工程を含むヒドロフルオロオレフィンの製造方法に関し、ここで、前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンの少なくとも1種は、前記生成物混合物中にフッ化水素との共沸組成物として存在している。
さらなる態様は、ヒドロフルオロオレフィンをヒドロフルオロカーボンから分離する方法に関し、ここで、前記ヒドロフルオロオレフィンは、前記ヒドロフルオロカーボンより1つ少ないフッ素原子および1つ少ない水素原子を含有し、前記方法は、a)ヒドロフルオロオレフィン、ヒドロフルオロカーボン、およびフッ化水素を含む混合物を形成する工程、およびb)前記混合物を蒸留工程に供して、前記ヒドロフルオロカーボンを実質的に含まない、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンの共沸または近共沸組成物を含む塔留出組成物を形成する工程を含む。
さらなる態様は、ヒドロフルオロオレフィンを、前記ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の共沸物または近共沸組成物を含む混合物から分離する方法に関し、前記方法は、a)前記混合物を第1の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第1の留出組成物として取り出し、第1の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程およびb)前記第1の留出組成物を異なる圧力で実施される第2の蒸留工程に供する工程であって、工程(a)において第1の塔底組成物として富化された成分を第2の留出組成物として取り出し、第2の蒸留工程の第2の塔底組成物は、第1の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程を含む。
さらなる態様は、ヒドロフルオロオレフィンを、ヒドロフルオロオレフィン、ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素の混合物から精製する方法に関し、前記方法は、a)前記混合物を第1の蒸留工程に供して、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸または近共沸組成物を含む第1の留出組成物とヒドロフルオロカーボンを含む第1の塔底組成物とを形成する工程、b)前記第1の留出物を第2の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第2の留出組成物として取り出し、第2の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程、およびc)前記第2の留出組成物を第2の蒸留工程とは異なる圧力で実施される第3の蒸留工程に供する工程であって、工程(b)において第2の塔底組成物中に富化された成分を第3の留出組成物として取り出し、第3の蒸留工程の第3の塔底組成物は、第2の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程を含む。
さらなる態様は、a)少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化のための反応領域に供給して、ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む反応生成物組成物を形成する工程、b)前記反応生成物組成物を第1の蒸留工程に供して、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸または近共沸組成物を含む第1の留出組成物とヒドロフルオロカーボンを含む第1の塔底組成物とを形成する工程、c)前記第1の留出組成物を第2の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第2の留出組成物として取り出し、第2の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程、およびd)前記第2の留出組成物を第2の蒸留工程とは異なる圧力で実施される第3の蒸留工程に供する工程であって、工程(c)において第2の塔底組成物中に富化された成分を第3の留出組成物として取り出し、第3の蒸留工程の第3の塔底組成物は、第2の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程を含むヒドロフルオロオレフィンの製造方法に関する。
さらなる態様は、CF=C(CHF、CHF=C(CHF、CH=C(CHF)CF、CH=CFCFCFCF、CHFCFCF=CFCH、CFCFCF=CHCH、(CFC=CFCHF、(CFCFCF=CHCH、(CFC=C(CH、(CHC=CFCFCF、CCH=CHCF、CFCH=CHCFCF、CFCFCFCFCF=CHCH、CFCFCFCF=CHCHCH、(CHC=CFCFCFCFおよびCFCH=CFCHCFからなる群から選択されるヒドロフルオロオレフィンについてである。
他の態様は、CFCH=CFを、デヒドロフッ素化触媒の不在下に製造する方法を提供する。特に、本態様はCFCHCFを熱分解して、CFCH=CFを形成する工程を含む。熱分解する工程は、約700℃を超える温度でのCFCHCFの熱分解を達成する。
CFCH=CFのこの選択的形成は、数々の意外な結果を具体化する。第一に、熱分解プロセスの熱入力がCFCHCF反応体を、C−1、例えばメタン、およびC−2、例えばエタンおよびエチレン化合物に断片化させないことが意外である。第二に、CFCH=CF生成物が、熱分解条件下で安定であると共に、転移生成物またはより少ない水素および/またはフッ素原子を含有する生成物にさらに転換されないことが意外である。第三に、CFCH=CFを形成する熱分解が高い選択性をもって生じることが意外である。
一態様は、ヒドロフルオロオレフィンを製造する方法および精製する方法に関する。精製する方法は、ヒドロフルオロオレフィンをフッ化水素から分離する方法、およびヒドロフルオロオレフィンをヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素から分離する方法を含み、前記方法は共沸物または近共沸組成物を利用する。
さらなる態様は、少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化する工程、これにより前記ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む生成物混合物を形成する工程を含むヒドロフルオロオレフィンの製造方法であって、前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンの少なくとも1種が、前記生成物混合物中にフッ化水素との共沸組成物として存在している方法を提供する。
ヒドロフルオロオレフィンは、3〜8個の炭素原子、フッ素および水素を含有する環状化合物である。ヒドロフルオロオレフィンはまた、少なくとも1つの二重結合を含有しなくてはならず、直鎖または分岐鎖であり得る。非環状ヒドロフルオロオレフィンは式、Ca〜1b〜1により表され得、式中、xは3〜8の整数であり、aは2〜(x+1)の整数であり、bは(x+1)〜(2x)の整数であり、ここでa+b=2x+2である。代表的なヒドロフルオロオレフィンとしては、これらに限定されないが、トリフルオロプロペン、テトラフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、テトラフルオロブテン、ペンタフルオロブテン、ヘキサフルオロブテン、ヘプタフルオロブテン、ペンタフルオロペンテン、ヘキサフルオロペンテン、ヘプタフルオロペンテン、オクタフルオロペンテン、ノナフルオロペンテン、ヘキサフルオロヘキセン、ヘプタフルオロヘキセン、オクタフルオロヘキセン、ノナフルオロヘキセン、デカフルオロヘキセン、ウンデカフルオロヘキセン、ヘプタフルオロヘプテン、オクタフルオロヘプテン、ノナフルオロヘプテン、デカフルオロヘプテン、ウンデカフルオロヘプテン、ドデカフルオロヘプテン、トリデカフルオロヘプテン、オクタフルオロオクテン、ノナフルオロオクテン、デカフルオロオクテン、ウンデカフルオロオクテン、ドデカフルオロオクテン、トリデカフルオロオクテン、テトラデカフルオロオクテン、およびペンタデカフルオロオクテンが挙げられる。
環中に4〜6個の炭素原子を含む合計で4〜8個の炭素原子を含有する環状ヒドロフルオロオレフィンもまた含まれる。環状ヒドロフルオロオレフィンはまた、少なくとも1つの二重結合を必ず含有し、環上に分岐を有し得る。環状ヒドロフルオロオレフィンは式Cc〜1d〜1によって表され得、式中、yは4〜8の整数であり、cは2〜yの整数であり、dはy〜(2y−2)の整数であり、ここでc+d=2yである。代表的な環状ヒドロフルオロオレフィンとしては、これらに限定されないが、ジフルオロシクロプロペン、トリフルオロシクロプロペン、トリフルオロシクロブテン、テトラフルオロシクロブテン、ペンタフルオロシクロブテン、トリフルオロメチルシクロプロペン、テトラフルオロメチルシクロプロペン、ペンタフルオロメチルシクロプロペン、テトラフルオロシクロペンテン、ペンタフルオロシクロペンテン、ヘキサフルオロシクロペンテン、ヘプタフルオロシクロペンテン、テトラフルオロジメチルシクロプロペン、ペンタフルオロジメチルシクロプロペン、ヘキサフルオロジメチルシクロプロペン、ヘプタフルオロジメチルシクロプロペン、テトラフルオロエチルシクロプロペン、ペンタフルオロエチルシクロプロペン、ヘキサフルオロエチルシクロプロペン、ヘプタフルオロエチルシクロプロペン、テトラフルオロメチルシクロブテン、ペンタフルオロメチルシクロブテン、ヘキサフルオロメチルシクロブテン、ヘプタフルオロメチルシクロブテン、ペンタフルオロシクロヘキセン、ヘキサフルオロシクロヘキセン、ヘプタフルオロシクロヘキセン、オクタフルオロシクロヘキセン、ノナフルオロシクロヘキセン、ペンタフルオロメチルシクロペンテン、ヘキサフルオロメチルシクロペンテン、ヘプタフルオロメチルシクロペンテン、オクタフルオロメチルシクロペンテン、ノナフルオロメチルシクロペンテン、ペンタフルオロジメチルシクロブテン、ヘキサフルオロジメチルシクロブテン、ヘプタフルオロジメチルシクロブテン、オクタフルオロジメチルシクロブテン、ノナフルオロジメチルシクロブテン、ペンタフルオロエチルシクロブテン、ヘキサフルオロエチルシクロブテン、ヘプタフルオロエチルシクロブテン、オクタフルオロエチルシクロブテン、ノナフルオロエチルシクロブテン、ペンタフルオロトリメチルシクロプロペン、ヘキサフルオロトリメチルシクロプロペン、ヘプタフルオロトリメチルシクロプロペン、オクタフルオロトリメチルシクロプロペンおよびノナフルオロトリメチルシクロプロペンが挙げられる。
ヒドロフルオロオレフィンは、異なる立体配置異性体または立体異性体として存在し得る。すべての単一の立体配置異性体、単一の立体異性体またはいずれかのこれらの組み合わせが含まれる。例えば、HFC−1234ze(CFCH=CHF)は、E−異性体、Z−異性体、または両方の異性体の、いずれかの比でのいずれかの組み合わせまたは混合物を表すことを意味する。他の例は、HFC−1336mzz(CFCH=CHCF)であり、これにより、E−異性体、Z−異性体、または両方の異性体の、いずれかの比でのいずれかの組み合わせまたは混合物が表される。
ヒドロフルオロカーボンは、3〜8個の炭素原子、水素およびフッ素を含有する非環状、直鎖または分岐鎖化合物である。少なくとも1つの水素原子および少なくとも1つのフッ素原子は隣接する炭素原子上になければならない。ヒドロフルオロカーボンは、式Cによって表され得、式中、xは3〜8の整数であり、aは2〜(x+1)の整数であり、bは(x+1)〜(2x)の整数であり、ここで、a+b=2x+2である。ヒドロフルオロカーボンは、ヒドロフルオロオレフィンの前駆体化合物である。ヒドロフルオロカーボンは、気相中にデヒドロフッ素化されて、フッ化水素副産物と共に、本発明のヒドロフルオロオレフィンを形成し得る。
4〜6個の炭素原子を含む環と共に合計で4〜8個の炭素原子を含有する環状ヒドロフルオロカーボンもまた含まれる。少なくとも1つの水素原子および少なくとも1つのフッ素原子は隣接する炭素原子上になければならない。環状ヒドロフルオロカーボンは、式Cによって表され得、式中、yは4〜8の整数であり、cは2〜yの整数、dはy〜(2y−2)の整数であり、ここでc+d=2yである。環状ヒドロフルオロカーボンは、環状ヒドロフルオロオレフィンの前駆体化合物である。環状ヒドロフルオロカーボンは、気相中にデヒドロフッ素化されて、フッ化水素副産物と共に、本発明の環状ヒドロフルオロオレフィンを形成し得る。
表1におけるリストは、代表的なヒドロフルオロオレフィンおよび関連する前駆体ヒドロフルオロカーボンを示す。表2におけるリストは、代表的な環状ヒドロフルオロオレフィンおよび関連する前駆体環状ヒドロフルオロカーボンを示す。特定の前駆体ヒドロフルオロカーボンにおける水素およびフッ素原子の数および位置に応じて、かつ、少なくとも1つの水素原子および少なくとも1つのフッ素原子が隣接する炭素原子上にあるという条件で、2種以上のヒドロフルオロオレフィンが生成され得る。表1および2は、前駆体ヒドロフルオロカーボンからの1種の代表的なヒドロフルオロオレフィン、および場合によっては、前駆体ヒドロフルオロカーボンからの2種以上のヒドロフルオロオレフィンを示す。
Figure 0005256040
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ヒドロフルオロカーボンは、商業的に入手可能であり、当該技術分野において公知の方法により形成し得、または本願明細書に記載のとおり形成し得る。
1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−ペンタン((CFCFCFCHCH)は、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−3−ヨード−プロパンとエチレンとの1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−5−ヨードペンタンをもたらす反応、続く、HClまたは酢酸などの酸中での亜鉛還元により調製され得る。
1,1,1,2−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−ペンタン((CFCFCHCHCH)は、メチルパーフルオロイソブチレートと臭化エチルマグネシウムとを反応させ、続いて加水分解して、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−3−ペンタノールをもたらすことが可能であるとにより調製され得る。このペンタノールは、4,5,5,5−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)−2−ペンテンに、五酸化リンで脱水し、炭素担持パラジウム触媒での水素化によって二重結合を飽和化することにより転化される。
1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロヘプテン(CFCFCFCFCFCHCH)は、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロ−5−ヨード−ペンタンとエチレンとの1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−ウンデカフルオロ−7−ヨード−ヘプタンをもたらす反応、続く、HClまたは酢酸などの酸中での亜鉛還元により調製され得る。
既述のとおり、表1および表2にもリストされた一定の前駆体ヒドロフルオロカーボンは、デヒドロフッ素化反応の結果、単一のヒドロフルオロオレフィンまたは2種以上のヒドロフルオロオレフィンの混合物を生成し得る。ヒドロフルオロカーボンと各ヒドロフルオロオレフィンの個々とのペアまたはヒドロフルオロカーボンといずれかの特定の反応により生成され得る2種以上のヒドロフルオロオレフィン化合物の混合物とのペアが含まれる。
無水フッ化水素(HF)もまた、方法において有用であり、および市販されている。
一態様は、少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化する工程、これにより前記ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む生成物混合物を形成する工程を含むヒドロフルオロオレフィンの製造方法に関し、ここで、前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンの少なくとも1種が、前記生成物混合物中にフッ化水素との共沸組成物として存在している。
ヒドロフルオロカーボンのデヒドロフッ素化は、気相中に実施され得る。ヒドロフルオロカーボンの気相デヒドロフッ素化は、典型的なデヒドロフッ素化触媒を用いて好適に実施され得る。一般的には、本デヒドロフッ素化は、当該技術分野において公知のいずれかのデヒドロフッ素化触媒を用いて実施され得る。これらの触媒としては、これらに限定されないが、アルミニウムフッ化物;フッ素化アルミナ;フッ化アルミニウム上の金属;フッ素化アルミナ上の金属;マグネシウム、亜鉛およびマグネシウムおよび亜鉛および/またはアルミニウムの混合物の酸化物、フッ化物、およびオキシフッ化物;酸化ランタンおよびフッ素化酸化ランタン;酸化クロム、フッ素化酸化クロム、および三フッ化クロム(III)(cubic chromium trifluoride);炭素、酸洗浄した炭素、活性炭素、三次元マトリックス炭素質材料;および炭素上に担持された金属化合物が挙げられる。金属化合物は、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジミウム、サマリウム、クロム、鉄、コバルト、ロジウム、ニッケル、銅、亜鉛、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種の金属の酸化物、フッ化物、およびオキシフッ化物である。
デヒドロフッ素化触媒としては、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献11)に開示のとおり、フッ化アルミニウム、フッ素化アルミナ、フッ化アルミニウム上の金属、およびフッ素化アルミナ上の金属が挙げられる。フッ素化アルミナおよびフッ化アルミニウムは、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献12)に記載のとおり調製されることが可能である。好適な金属としては、クロム、マグネシウム(例えば、マグネシウムフッ化物)、第VIIB族金属(例えば、マンガン)、第IIIB族金属(例えば、ランタン)、および亜鉛が挙げられる。使用においては、このような金属は、通常、ハロゲン化物(例えばフッ化物)として、酸化物として、および/またはオキシハロゲン化物として存在する。フッ化アルミニウム上の金属およびフッ素化アルミナ上の金属は、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献13)に記載の手法により調製されることが可能である。一実施形態において、担持された金属が用いられる場合、触媒の総金属含有量は、約0.1〜20重量パーセント、典型的には約0.1〜10重量パーセントである。好ましい触媒は、実質的にフッ化アルミニウムおよび/またはフッ素化アルミナからなる触媒を含む。
さらに、デヒドロフッ素化触媒は、マグネシウム、亜鉛およびマグネシウムおよび亜鉛および/またはアルミニウムの混合物の酸化物、フッ化物、およびオキシフッ化物を含む。好適な触媒は、例えば、例えば約100℃で約18時間かけて実質的にすべての水が除去されるまで酸化マグネシウムを乾燥させることにより調製され得る。次いで、乾燥材料が、用いられる反応器に移される。次いで、残留すべての微量な水分を酸化マグネシウムおよび反応器から除去するための反応器に流通させる窒素流を維持しながら、温度が徐々に約400℃に昇温される。次いで、温度が約200℃に降温され、任意選択的に窒素などの不活性ガスで希釈された、HFなどのフッ素化剤、またはHF、SF、CClF、CCl、CHF、CHCIFまたはCClFCCIFなどの他の蒸発性フッ素含有化合物が反応器に流通される。不活性ガスまたは窒素は、HFまたは他の蒸発性フッ素含有化合物のみが反応器に流通されるまで、徐々に低減させることが可能である。この時点で、温度を約450℃まで昇温させ、その温度で保持して、フッ素化剤流速および触媒体積に応じて例えば15〜300分間かけて、酸化マグネシウムを、少なくとも40重量パーセントに対応するフッ化物含有量に転化することが可能である。フッ化物はフッ化マグネシウムまたはオキシフッ化マグネシウムの形態であり、触媒の残りは酸化マグネシウムである。時間および温度などのフッ素化条件は、40重量パーセント超でのフッ化物含有材料を提供するために調整することが可能であることが当該技術分野において理解されている。
触媒調製についての他の好適な手法は、水酸化アンモニウムを、硝酸マグネシウムおよび、存在する場合には、硝酸亜鉛および/または硝酸アルミニウムの溶液に添加することである。水酸化アンモニウムは、約9.0〜9.5のpHになるよう硝酸塩溶液に添加される。添加の終了時に、溶液をろ過し、得られた固体を水で洗浄し、乾燥させ、および500℃に徐々に加熱し、ここで、焼成させる。次いで、焼成生成物は、上述の好適なフッ素含有化合物で処理される。
1種または複数種の金属フッ化物を含有する金属(すなわち、任意選択的に亜鉛および/またはアルミニウムをも含有するマグネシウム)フッ化物触媒を調製するさらなる他の手法は、金属ハロゲン化物または硝酸塩の脱イオン水中の水溶液を48パーセント水性HFで攪拌しながら処理することである。攪拌を一晩継続し、スラリーを蒸気浴で乾燥するまで濃縮させる。次いで、乾燥した固体を空気中に400℃で約4時間かけて焼成し、室温に冷却し、破砕すると共にふるいにかけて触媒評価に用いるための材料を提供する。
さらに、デヒドロフッ素化触媒は酸化ランタンおよびフッ素化酸化ランタンを含む。
好適なフッ素化酸化ランタン組成物は、フッ素化アルミナの調製の技術分野で公知であるものに類似するいずれかの態様で調製され得る。例えば、触媒組成物は、酸化ランタンのフッ素化により調製されることが可能である。
好適な触媒組成物はまた、水酸化物としてランタンを析出させることにより調製し得、これは、その後、当該技術分野に周知の技術のとおり、乾燥されおよび焼成されて酸化物が形成される。次いで、得られた酸化物は、本願明細書に記載のとおり前処理されることが可能である。
触媒組成物は、例えば約200℃〜約450℃といった高温でフッ素含有化合物と前処理することにより、所望のフッ素含有量にフッ素化することが可能である。HF、SF、CClF、CCl、CHF、CHCIFまたはCClFCCIFなどの蒸発性フッ素含有化合物との前処理は、デヒドロフッ素化反応の実施に用いられる反応器中でのものを含むいずれかの簡便な態様で行うことが可能である。蒸発性フッ素含有化合物とは、触媒を示した条件でとおしたときに、所望の程度にまで触媒をフッ化することとなるフッ素含有化合物を意味する。
好適な触媒は、例えば、Laを、実質的にすべての水分が除去されるまで、例えば、約400℃で約18時間乾燥させることにより調製され得る。次いで、乾燥した触媒を用いられる反応器に移す。次いで、残留するすべての微量の水分を触媒および反応器から除去するために反応器を流通するNの流れを維持したまま、温度を徐々に約400℃に昇温させる。次いで、温度を約200℃に降温させ、蒸発性フッ素含有化合物を反応器に流通させる。必要な場合には、窒素または他の不活性ガスを希釈剤として用いることが可能である。Nまたは他の不活性希釈剤は、蒸発性フッ素含有化合物のみが反応器に通過されるまで、徐々に低減させることが可能である。この時点で、温度を約450℃に昇温させ、その温度で維持して、フッ素含有化合物の流れおよび触媒体積に応じて例えば15〜300分間かけて、Laを、少なくとも80重量パーセントLaFに対応するフッ素含有量に転化することが可能である。
触媒調製についての他の好適な手法は、水酸化アンモニウムを、La(NO6HOの溶液に添加することである。水酸化アンモニウムは、約9.0〜9.5のpHになるように硝酸塩溶液に添加される。添加の終了時に、溶液をろ過し、得られた固体を水で洗浄し、および約400℃に徐々に加熱し、ここで焼成させる。次いで、焼成生成物は、上述の好適な蒸発性フッ素含有化合物で処理される。
さらに、デヒドロフッ素化触媒は酸化クロム、フッ素化酸化クロム、および三フッ化クロム(III)を含む。三フッ化クロム(III)は、空気または不活性雰囲気(例えば、窒素またはアルゴン)中に、約350℃〜約400℃の温度で3〜12時間、好ましくは3〜6時間加熱することにより、CrFXHO(式中、Xは3〜9、好ましくは4である)から調製され得る。
三フッ化クロム(III)は、単独で、または他のクロム化合物と一緒に、デヒドロフッ素化触媒として有用である。三フッ化クロム(III)の調製は、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献6)に記載されている。クロムの少なくとも10重量パーセントが三フッ化クロム(III)の形態であるクロムを含む触媒組成物、特に、クロムの少なくとも25パーセントが三フッ化クロム(III)の形態である触媒組成物、および特に、クロムの少なくとも60パーセントが三フッ化クロム(III)の形態である触媒組成物に注目すべきである。三フッ化クロム(III)を含むクロムは、炭素、フッ化アルミニウム、フッ素化アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化亜鉛等などの材料上に担持されおよび/または物理的に混合されることが可能である。三フッ化クロム(III)をフッ化マグネシウムおよび/またはフッ化亜鉛との組み合わせで含む組み合わせが好ましい。
さらに、デヒドロフッ素化触媒としては、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献4)に開示の活性炭素または三次元マトリックス炭素質材料;または本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献14)に開示の炭素、または炭素上に担持されたナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジミウム、サマリウム、クロム、鉄、コバルト、ロジウム、ニッケル、銅、亜鉛、およびこれらの混合物などの金属が挙げられる。以下のソースのいずれかに由来する炭素が本発明の方法について有用である。木材、ピート、石炭、ココナッツ殻、骨、褐炭、石油系残渣および糖質。用い得る市販されている炭素としては、以下の商標で販売されるものが挙げられる:バーネビー&サットクリフ(Barneby & Sutcliffe)(商標)、ダルコ(Darco)(商標)、ヌチャーム(Nucharm)、コロンビアJXN(Columbia JXN)(商標)、コロンビアLCK(Columbia LCK)(商標)、カルゴンPCB(Calgon PCB)、カルゴンBPL(Calgon BPL)(商標)、ウェストバコ(Westvaco)(商標)、ノリット(Norit)(商標)、およびバーナビーチェニーNB(Barnaby Cheny NB)(商標)。
炭素は酸洗浄した炭素(例えば、塩酸または塩酸で、続いてフッ化水素酸で処理した炭素)を含む。酸処理は、典型的には、1000ppm未満の灰を含有する炭素を提供するに十分な程度のものである。炭素の好適な酸処理が、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献15)に記載されている。炭素はまた、三次元マトリックス多孔性炭素質材料を含む。例は、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献16)に記載のものである。ガス状または蒸気状の炭素含有化合物(例えば、炭化水素)を炭素質材料(例えば、カーボンブラック)の大量の顆粒中に導入し、炭素含有化合物を分解して顆粒の表面上に炭素を蒸着させ、得られる材料を、水蒸気を含む活性化ガスで処理して、多孔性炭素質材料を提供することにより得られる三次元マトリックス炭素質材料に注目すべきである。炭素−炭素複合体材料がこのように形成される。
触媒の物理的形状は重要ではなく、例えば、ペレット、粉末または顆粒を含み得る。さらに、炭素上に担持された触媒について、炭素は、粉末、顆粒、またはペレット等の形態であり得る。必須ではないが、フッ素化されていない触媒は、使用前にHFで処理され得る。これがいくらかの表面酸化物をオキシフッ化物に転化させると考えられている。この前処理は、触媒を好適なコンテナ(本発明の反応を実施するために用いられるべき反応器であることが可能である)中に入れ、その後、触媒がHFで部分的に飽和されるように、乾燥した触媒上にHFを流通させることにより達成することが可能である。これは、触媒上に、一定の時間(例えば、約15〜300分間)、例えば約200℃〜約450℃の温度でHFを流通させることにより簡便に実施される。
触媒性デヒドロフッ素化は、約200℃〜約500℃、および、他の実施形態においては、約300℃〜約450℃の範囲の温度で好適に実施され得る。接触時間は、典型的には約1〜約450秒であり、および、他の実施形態においては、約10〜約120秒である。
反応圧力は、減圧、大気圧または過圧下であることが可能である。一般的には、近大気圧が好ましい。しかしながら、デヒドロフッ素化を、減圧下で有利に行うことが可能である(すなわち、1大気圧未満の圧力)。
触媒性デヒドロフッ素化は、任意選択的に、窒素、ヘリウム、またはアルゴンなどの不活性ガスの存在下に実施されることが可能である。不活性ガスの添加を、デヒドロフッ素化の程度を高めるために用いることが可能である。デヒドロフッ素化を受ける不活性ガス対ヒドロフルオロカーボンのモル比が約5:1〜約1:1であるプロセスに注目すべきである。窒素が好ましい不活性ガスである。
さらなる態様は、ヒドロフルオロカーボンの、触媒が不在の高温での反応領域におけるデヒドロフッ素化によるヒドロフルオロオレフィンの製造方法を提供する。
デヒドロフッ素化の本実施形態において、ヒドロフルオロカーボンのデヒドロフッ素化は、CFCHCFのCF=CHCFおよびHFへの熱分解についての説明において以下に記載のとおり、高温の、触媒が不在の反応領域において実施されることが可能である。適切な温度は、約350℃および約900℃の間、および、他の実施形態においては、約450℃および約900℃の間であり得る。反応領域における気体の滞留時間は、典型的には約0.5〜約60秒、および、他の実施形態においては、約2秒〜約20秒である。
高温での、触媒が不在のデヒドロフッ素化反応についての反応圧力は、減圧、大気圧、または過圧下であり得る。一般的には、近大気圧が好ましい。しかしながら、デヒドロフッ素化を、減圧下で有利に行うことが可能である(すなわち、1気圧未満の圧力)。
高温での、触媒が不在のデヒドロフッ素化は、任意選択的に、窒素、ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスの存在下で実施され得る。不活性ガスの添加を、デヒドロフッ素化の程度を高めるために用いることが可能である。デヒドロフッ素化を受ける不活性ガス対ヒドロフルオロカーボンのモル比が約5:1〜約1:1であるプロセスに注目すべきである。窒素が好ましい不活性ガスである。
触媒化または非触媒化デヒドロフッ素化の一方についての反応領域は、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献17)に記載のとおり、ニッケル、鉄、チタンまたはそれらの合金で構成される反応容器であり得る。任意選択的に好適な形態の金属が充填された、これらの材料の反応容器(例えば金属管)がまた用いられ得る。合金に対して言及するとき、これは、約1〜約99.9重量パーセントニッケルを含有するニッケル合金、約0.2〜約99.8重量パーセント鉄を含有する鉄合金、および約72〜約99.8重量パーセントチタンを含有するチタン合金を意味する。約40重量パーセント〜約80重量パーセントニッケルを含有するもの、例えば、インコネル(Inconel)(商標)600ニッケル合金、ハステロイ(Hastelloy)(商標)C617ニッケル合金またはハステロイ(Hastelloy)(商標)C276ニッケル合金などのニッケルの合金またはニッケル製の、空の(充填されていない)反応容器の使用に注目すべきである。
充填のために用いられるとき、金属または金属合金は、粒子または、例えば、有孔プレート、リング、ワイヤ、スクリーン、チップ、パイプ、ショット、金網、またはウールなどの成形形状であり得る。
ヒドロフルオロカーボンのデヒドロフッ素化から得られる生成物混合物は、ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含有することとなる。未反応ヒドロフルオロカーボンの量は、反応において達成された転換割合に応じることとなる。
ヒドロフルオロオレフィンがフッ化水素と共に共沸物または近共沸組成物を形成し得ることが発見され、同一出願人が所有する、同時係属中の米国仮特許出願、代理人整理番号FL−1158、FL−1160、FL−1161、FL−1169、FL−1188およびFL−1195において開示されている。これらの共沸物および近共沸組成物は、ヒドロフルオロオレフィンを製造する方法およびヒドロフルオロオレフィンをフッ化水素およびヒドロフルオロカーボンから分離する方法において有用である。
当該技術分野において認識されるとおり、共沸物または近共沸組成物は、所与の圧力下での液体形態では、個別の構成成分の沸点より高温または低温であり得る実質上一定の温度で沸騰することとなり、沸騰している液体の組成と実質的に同等の蒸気状の組成をもたらすこととなる、2種以上の異なる構成成分の混和物である。
本考察の目的について、近共沸組成物(普通、「共沸物様組成物」としても称される)とは、共沸物と同様に挙動する組成物を意味する(すなわち、一定の沸騰特徴または沸騰または蒸発で分別されない傾向を有する)。それ故、沸騰または蒸発の最中に形成される蒸気の組成は、元の液体の組成と同一または実質上同一である。それ故、沸騰または蒸発の最中には、液体の組成は、仮に変化するとしても、最低限しか、または無視可能な程度でしか変化しない。これが、沸騰または蒸発の最中に液体の組成が相当な程度に変化する非近共沸組成物と対比されるべきである。
さらに、近共沸組成物は、ほとんど圧力差のない露点圧および沸点圧を示す。換言すると、所与の温度での露点圧および沸点圧における差は小さい値であろう。露点圧および沸点圧の差が3パーセント以下(沸点圧に基づいて)である組成物が近共沸物としてみなされ得ると明記し得る。
従って、共沸物または近共沸組成物の基本的な特徴は、所与の圧力では液体組成物の沸点が固定されており、沸騰している組成物上の蒸気の組成が実質的に沸騰している液体組成物のものである(すなわち、液体組成物の構成成分の分別は生じない)ことである。共沸組成物の各成分の沸点および重量パーセントの両方は、共沸物または近共沸物液体組成物が異なる圧力で沸騰されたときに変化し得ることもまた当該技術分野において認識されている。それ故、共沸物または近共沸組成物は、構成成分中に存在する固有の関係の観点、または構成成分の組成範囲の観点または、特定の圧力で固定された沸点により特徴付けられる組成物の各成分の正確な重量パーセントの観点で定義され得る。
共沸物または近共沸組成物は所与の温度および圧力で、構成成分の特定の比で存在し得る一方で、共沸組成物はまた、他の構成成分を含有する組成物で存在し得ることが理解されるべきである。これらの追加の構成成分は共沸組成物の個別の構成成分を含み、前記構成成分は、共沸組成物として存在する量を超える過剰量で存在する。例えば、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の共沸物は、過剰量の前記ヒドロフルオロオレフィンを有する組成で存在し得、これは、共沸組成物が存在すると共に、追加のヒドロフルオロオレフィンもまた存在することを意味する。また、例えば、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の共沸物ならびに出発ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素の共沸物は、前記ヒドロフルオロオレフィンを生成するデヒドロフッ素化反応に用いられる出発ヒドロフルオロカーボンを過剰量で有する組成で存在し得、これは、共沸組成物が存在すると共に、追加の出発ヒドロフルオロカーボンもまた存在することを意味する。例えば、HFC−1225ye(CFCF=CHF)およびフッ化水素の共沸物は、過剰量のHFC−1225yeを有する組成で存在し得、これは、共沸組成物が存在すると共に、追加のHFC−1225yeもまた存在することを意味する。また、例えば、HFC−1225ye(CFCF=CHF)およびフッ化水素の共沸物は、HFC−236eaなどのデヒドロフッ素化反応についての好適な出発ヒドロフルオロカーボンを過剰量で有する組成で存在し得、これは、共沸組成物が存在すると共に、追加のHFC−236eaもまた存在することを意味する。
ヒドロフルオロオレフィンおよびヒドロフルオロカーボンの両方がフッ化水素と共に共沸組成物を形成し得ることが発見された。一般的には、ヒドロフルオロオレフィン/フッ化水素共沸組成物は、関連する前駆体ヒドロフルオロカーボン/フッ化水素共沸組成物より低い温度で沸騰することとなる。それ故、共沸蒸留により、ヒドロフルオロオレフィン/フッ化水素共沸物を、ヒドロフルオロカーボン/フッ化水素共沸物から分離すること、またはヒドロフルオロオレフィン/フッ化水素共沸物をヒドロフルオロカーボンから分離することが可能であるはずである。
ヒドロフルオロオレフィンを製造する本方法は、生成物混合物を蒸留して、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸組成物を含む留出組成物を生成する工程をさらに含み得る。
蒸留工程は、デヒドロフッ素化反応に用いられた未転化ヒドロフルオロカーボンを含む塔底組成物を追加的に提供し得る。いくらかの量のフッ化水素が、塔底組成物中に追加的に存在し得る。蒸留塔の底からのヒドロフルオロカーボン中のフッ化水素の量は、デヒドロフッ素化反応が実施される態様に応じて、約50モルパーセント〜1百万分率未満(ppm、モル基準)で異なり得る。
本蒸留を操作するための一実施形態は、過剰量のヒドロフルオロオレフィンを蒸留塔に提供する工程を含む。適切な量のヒドロフルオロオレフィンが塔に供給された場合には、すべてのフッ化水素がヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸組成物として上部で抜き出され得る。それ故、塔底物から取り出されたヒドロフルオロカーボンはフッ化水素を実質的に含まないであろう。
本願明細書に記載のとおり、「フッ化水素を実質的に含まない」とは、組成物が、約100ppm未満(モル基準で)、好ましくは約10ppm未満および最も好ましくは約1ppm未満のフッ化水素を含有することを意味する。
さらなる態様は、ヒドロフルオロオレフィンのヒドロフルオロカーボンからの分離方法を提供し、ここで、前記ヒドロフルオロオレフィンは、前記ヒドロフルオロカーボンより1つ少ないフッ素原子および1つ少ない水素原子を含有し、前記方法は、ヒドロフルオロオレフィン、ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む混合物を形成する工程、および前記混合物を蒸留工程に供して、前記ヒドロフルオロカーボンを実質的に含まない、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンの共沸または近共沸組成物を含む塔留出組成物を形成する工程を含む。
本願明細書に記載のとおり、「前記ヒドロフルオロカーボンを実質的に含まない」とは、組成物が、約100ppm未満(モル基準で)、好ましくは約10ppm未満および最も好ましくは約1ppm未満のヒドロフルオロカーボンを含有することを意味する。
ヒドロフルオロオレフィンをヒドロフルオロカーボンから分離する本方法は、デヒドロフッ素化反応に用いられたヒドロフルオロカーボンを含む塔底組成物をさらに形成し得る。ヒドロフルオロカーボンを含む塔底組成物は、いくらかの量のフッ化水素を含有し得る。蒸留塔の底からのヒドロフルオロカーボン中のフッ化水素の量は、デヒドロフッ素化反応が実施される態様に応じて、約50モルパーセント〜1百万分率未満(ppm、モル基準)で異なり得る。
本蒸留を操作するための一実施形態は、過剰量のヒドロフルオロオレフィンを蒸留塔に提供する工程を含む。適切な量のヒドロフルオロオレフィンが塔に供給された場合には、すべてのフッ化水素が、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸組成物として上部で抜き出され得る。それ故、塔底物から取り出されたヒドロフルオロカーボンはフッ化水素を実質的に含まないであろう。
蒸留工程において、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンを含む蒸留塔上部を出る留出組成物は、例えば標準的な還流凝縮器を用いて凝縮され得る。この凝縮物流の少なくとも一部分が、還流として塔の頂部に戻されてもよい。蒸留塔の頂部に還流として戻される凝縮された材料対留出物として取り出される材料の比が、普通、還流比として称される。蒸留工程を実施するために用いられ得る特定の条件は、とりわけ、蒸留塔の直径、供給点、および塔における分離段階の数などの多数のパラメータに応じる。蒸留塔の操作圧力は、約10psi圧力〜約300psi(1380kPa)、通常約20psi〜約75psiの範囲であり得る。蒸留塔は、典型的には、約25psi(172kPa)の圧力で操作される。通常、高い還流比が高い留出物流純度をもたらすが、一般的には、還流比は、0.2/1〜200/1の間の範囲である。塔の頂部に隣接して位置された凝縮器の温度は、通常、塔の頂部から排出される留出物を実質上完全に凝縮させるに十分であり、または部分的な凝縮により所望の還流比を達成するために必要とされる温度である。
ヒドロフルオロカーボンを実質的に含まない、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンの共沸物または近共沸組成物を含む塔留出組成物は処理されてフッ化水素が取り出され、純粋なヒドロフルオロオレフィンを生成物として提供し得る。これは、例えば中和により達成され得る。しかしながら、相当量の洗浄廃液の産出が水性廃物廃棄問題を引き起こす可能性がある。それ故、より効果的、経済的、かつ、環境的に実行可能なフッ化水素をこの混合物から除去する方法が未だ必要とされている。
ヒドロフルオロオレフィンは、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の混合物から、異なる温度および圧力で異なる共沸物濃度を利用する蒸留プロセスにより分離され得ることが発見された。
他の態様は、ヒドロフルオロオレフィンを前記ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の共沸物または近共沸組成物を含む混合物から分離する方法を提供し、前記方法は、
a)前記混合物を第1の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第1の留出組成物として取り出し、第1の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程、および
b)前記第1の留出組成物を異なる圧力で実施される第2の蒸留工程に供する工程であって、工程(a)において第1の塔底組成物として富化された成分を第2の留出組成物として取り出し、第2の蒸留工程の塔底組成物は、第1の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程
を含む。
ヒドロフルオロオレフィンを含む第1の塔底組成物は、フッ化水素を実質的に含まないように生成され得る。さらに、フッ化水素を含む第2の塔底物サンプルは、ヒドロフルオロオレフィンを実質的に含まないように生成され得る。
本願明細書に記載のとおり、「ヒドロフルオロオレフィンを実質的に含まない」とは、組成物が、約100ppm未満(モル基準で)、好ましくは約10ppm未満および最も好ましくは約1ppm未満のヒドロフルオロオレフィンを含有することを意味する。
上述の方法は、異なる圧力での共沸組成物の変化を利用して、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の分離を達成する。第1の蒸留工程は第2の蒸留工程に比して高圧で実施され得る。高圧では、フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物は、より少量のヒドロフルオロオレフィンを含有する。それ故、この高圧蒸留工程は、過剰量のヒドロフルオロオレフィンを生成し、これが共沸物より高温で沸騰し、ヒドロフルオロオレフィンを含む塔底組成物として塔を出ることとなる。第1の塔留出組成物が、次いで、より低圧で操作される第2の蒸留工程に供給される。低圧では、フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物は、フッ化水素より低い濃度にシフトする。従って、この第2の蒸留工程においては、過剰量のフッ化水素が存在する。共沸物より高い沸点を有する過剰量のフッ化水素は、第2の蒸留塔を、フッ化水素を含む塔底組成物として出る。
前述の段落に記載のプロセスの逆もまた可能である。第1の蒸留工程は、第2の蒸留工程に比してより低い圧力で実施され得る。低圧では、フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物は、より少量のフッ化水素を含有する。それ故、この低圧蒸留工程は過剰量のフッ化水素を生成し、これが共沸物より高温で沸騰し、フッ化水素を含む塔底組成物として塔を出ることとなる。第1の塔留出組成物は、次いで、より高圧で操作される第2の蒸留工程に供給される。高圧では、フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物は、フッ化水素より高い濃度にシフトする。従って、この第2の蒸留工程においては、過剰量のヒドロフルオロオレフィンが存在する。共沸物より高い沸点を有する、過剰量のヒドロフルオロオレフィンは、第2の蒸留塔を塔底組成物として出る。
一般には、ヒドロフルオロカーボンのデヒドロフッ素化は吸熱反応であり、それ故、管中に触媒を有すると共に、加熱媒体を反応器のシェル側に有する管型反応器において達成され得る。あるいは、断熱操作を可能とするために熱媒体が用いられ得る。共に本願明細書に記載の蒸留プロセスで生成された、実質的に純粋なヒドロフルオロカーボンまたは実質的に純粋なヒドロフルオロオレフィンの一方は、熱媒体として作用するために反応器に戻されて再利用され得る。ヒドロフルオロオレフィンのデヒドロフッ素化反応器への導入はヒドロフルオロカーボンの単一パス転換での還元をもたらすこととなるため、ヒドロフルオロカーボンは好ましい熱媒体である。
第1および第2の蒸留工程の両方において、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンを含む、蒸留塔上部を出る留出物は、例えば標準的な還流凝縮器を用いて凝縮され得る。この凝縮物流の少なくとも一部分が、還流として塔の頂部に戻されてもよい。蒸留工程を実施するために用いられ得る特定の条件は、とりわけ、蒸留塔の直径、供給点、および塔における分離段階の数などの多数のパラメータに応じる。第1の蒸留塔の操作圧力は、約50psi(345kPa)圧力〜約225psi(1550kPa)、通常は、約50psi(345kPa)〜約100psi(690kPa)の範囲であり得る。第1の蒸留塔は、典型的には、約75psi(520kPa)の圧力で操作される。通常、高い還流比が高い留出物流純度をもたらすが、一般的には、還流比は、0.1/1〜100/1の間の範囲である。塔の頂部に隣接して位置された凝縮器の温度は、通常、塔の頂部から排出される留出物を実質上完全に凝縮させるに十分であり、または部分的な凝縮により所望の還流比を達成するために必要とされる温度である。
第2の蒸留塔の操作圧力は、約5psi(34kPa)圧力〜約50psi(345kPa)、通常は、約5psi(34kPa)〜約20psi(138kPa)の範囲であり得る。第2の蒸留塔は、典型的には、約17psi(117kPa)の圧力で操作される。通常、高い還流比が高い留出物流純度をもたらすが、一般的には、還流比は、0.1/1〜50/1の間の範囲である。塔の頂部に隣接して位置された凝縮器の温度は、通常、塔の頂部から排出される留出物を実質上完全に凝縮させるに十分であり、または部分的な凝縮により所望の還流比を達成するために必要とされる温度である。
図1は、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の本発明の2塔蒸留分離プロセスを実施するための一実施形態の例示である。図1を参照すると、共沸蒸留前に得られたフッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンを含む供給混合物が、導管(540)を介して、約77℃の温度および約335psi(2310kPa)の圧力で操作される多段蒸留塔(510)に移される。約86℃の温度および約337psi(2320kPa)の圧力で実質的に純粋なヒドロフルオロオレフィンを含有する蒸留塔(510)の塔底物が、塔(510)の底部から導管(566)を介して取り出される。フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物を約77℃の温度および約335psi(2310kPa)の圧力で含有する塔(510)からの留出物が塔(510)の頂部から取り出され、導管(570)を介して多段蒸留塔(520)に送られる。フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物を約−19℃の温度および約17psi(117kPa)の圧力で含有する塔(520)からの留出物が、塔(520)から導管(585)を介して取り出され、塔(510)に戻されて再利用される。実質的に純粋なフッ化水素を約26℃の温度および約19psi(131kPa)の圧力で含有する塔(520)の塔底物が導管(586)を介して取り出される。
さらなる態様は、ヒドロフルオロオレフィンをヒドロフルオロオレフィン、ヒドロフルオロカーボン、およびフッ化水素の混合物から精製する方法を提供し、前記方法は、a)前記混合物を第1の蒸留工程に供して、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸または近共沸組成物を含む第1の留出組成物とヒドロフルオロカーボンを含む第1の塔底組成物とを形成する工程、b)前記第1の留出物を第2の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第2の留出組成物として取り出し、第2の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程、およびc)前記第2の留出組成物を第2の蒸留工程とは異なる圧力で実施される第3の蒸留工程に供する工程であって、工程(b)において第2の塔底組成物中に富化された成分を第3の留出組成物として取り出し、第3の塔底組成物は、第2の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程
を含む。
本方法は、任意選択的に、前記第2の塔底組成物(ヒドロフルオロオレフィン)の少なくとも一部を前記第1の蒸留工程に再利用する工程をさらに含み得る。ヒドロフルオロオレフィンの再利用は、すべてのフッ化水素がヒドロフルオロオレフィンとの共沸組成物として上部で抜き出されることを確実とするであろう。それ故、第1の塔底組成物としてプロセスから出るヒドロフルオロカーボンは、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンを実質的に含まないように生成され得る。第2の塔底組成物としてプロセスを出るヒドロフルオロオレフィンは、フッ化水素を実質的に含まないように生成され得る。第3の塔底組成物としてプロセスを出るフッ化水素は、ヒドロフルオロオレフィンを実質的に含まないように生成され得る。
本願明細書に記載のとおり、「フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンを実質的に含まない」とは、組成物が約100ppm未満(モル基準で)、好ましくは約10ppm未満および最も好ましくは約1ppm未満でフッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンの各々を含有することを意味する。
第1の蒸留工程についての条件は、本願明細書に既述の、ヒドロフルオロオレフィンをヒドロフルオロカーボンから分離する共沸蒸留方法についてのものと同一である。第2および第3の蒸留工程についての条件は、本願明細書にまた既述の、ヒドロフルオロオレフィンをフッ化水素から分離する2塔プロセスについての条件と同一である。
さらなる態様は、a)少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化のための反応領域に供給して、ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む反応生成物組成物を形成する工程、b)前記反応生成物組成物を第1の蒸留工程に供して、ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸または近共沸組成物を含む第1の留出組成物とヒドロフルオロカーボンを含む第1の塔底組成物とを形成する工程、c)前記第1の留出組成物を第2の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第2の留出組成物として取り出し、第2の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程、およびd)前記第2の留出組成物を第2の蒸留工程とは異なる圧力で実施される第3の蒸留工程に供する工程であって、工程(c)において第2の塔底組成物中に富化された成分を第3の留出組成物として取り出し、第3の塔底組成物は、第2の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程を含むヒドロフルオロオレフィンを製造する方法を提供する。
任意選択的に、本方法は、前記第1の塔底組成物(ヒドロフルオロカーボン)の少なくとも一部を前記反応領域に再利用する工程をさらに含み得る。任意選択的に、本方法は、前記第2の塔底組成物または前記第3の塔底組成物の少なくとも一部(すなわちヒドロフルオロオレフィンであるもの)を前記反応領域に再利用する工程をさらに含み得る。任意選択的に、本方法は、前記第2の塔底組成物または前記第3の塔底組成物の少なくとも一部(すなわちヒドロフルオロオレフィンであるもの)を前記第1の蒸留工程に再利用する工程をさらに含み得る。任意選択的に、本方法は、前記第2の塔底組成物または前記第3の塔底組成物の少なくとも一部を、ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を実質的に含まないヒドロフルオロオレフィンとして回収する工程をさらに含み得る。
本願明細書に記載のとおり、「ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を実質的に含まない」とは、組成物が、約100ppm未満(モル基準で)、好ましくは約10ppm未満および最も好ましくは約1ppm未満でヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素の各々を含有することを意味する。
図2は、本ヒドロフルオロオレフィンの製造方法を実施するための一実施形態の例示である。ヒドロフルオロカーボンが導管(360)を介して反応器(320)に供給される。フッ化水素、ヒドロフルオロカーボンおよびヒドロフルオロオレフィンを含む反応器溶出液混合物が導管(450)を介して反応器から排出され、多段蒸留塔(410)に供給される。実質的に純粋なヒドロフルオロカーボンを含有する蒸留塔(410)の塔底物が導管(466)を介して塔(410)の底部から排出され、反応器に戻されて再利用され得る。フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物を含有する塔(410)からの留出物が、塔(410)の頂部から取り出され、導管(540)を介して第2の多段蒸留塔(510)に送られる。実質的に純粋なヒドロフルオロオレフィンである塔(510)からの塔底物が、導管(566)を介して塔(510)から取り出され、反応器(320)に熱媒体として戻されて再利用され得る。フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィン共沸物を含有する塔(510)からの留出物が、導管(570)を介して第3の多段蒸留塔(520)に供給される。フッ化水素/ヒドロフルオロオレフィンを含む塔(520)からの留出物が、導管(585)を介して取り出され、第2の蒸留塔(510)に戻されて再利用され得る。塔(520)からの塔底組成物は実質的に純粋なフッ化水素であり、塔(520)から導管(586)を介して取り出される。この方法による実質的に純粋なフッ化水素生成物は、フルオロケミカル化合物の製造のためのフッ素化反応器への供給などの適切ないずれかの態様で用いられ得、または廃棄のために中和され得る。
図には図示されていないが、プロセス器具の一定の部分が、最適化のために本願明細書に記載の方法において用いられ得ることが理解される。例えば、ポンプ、ヒータまたはクーラーが適切な場合に用いられ得る。一例として、供給物を、塔における供給物が供給される点と同一の温度で蒸留塔に送ることが望ましい。従って、温度を合わせるためにプロセス流の加熱または冷却が必要となり得る。
他の実施形態は、CFCHCFの熱分解によりCFCH=CFを生成する方法を提供する。本方法は、
CFCHCF+Δ→CFCH=CF+HF
として記載され得、式中、Δは熱を表し、HFはフッ化水素である。
熱分解は、本願明細書において用いられる用語として、触媒の不在下での加熱によりもたらされる化学的変化を意味する。熱分解反応器は、一般的には、a)反応体が、反応温度近くに昇温される予熱領域、b)反応体が反応温度に到達され、少なくとも部分的に熱分解され、および生成物およびいずれかの副産物が形成される反応領域、c)反応領域から出る流れが冷却されて熱分解反応が停止される急冷領域の3つの領域を含む。実験室規模の反応器は反応領域を有するが、予熱および急冷領域は省略され得る。
この実施形態において、反応器は、プロセスに相応しいいずれの形状のものであってもよいが、好ましくは真っ直ぐまたはコイル状の一方である円筒状の管である。重要ではないが、このような反応器は、典型的には、約1.3〜約5.1cm(約0.5〜約2インチ)の内径を有する。熱は管の外側に加えられ、化学反応は管の内部で生じる。反応器およびその関連する供給ライン、溶出ラインおよび関連するユニットは、少なくとも反応の反応体および生成物に露出する表面に関しては、フッ化水素に耐性の材料で構成されているべきである。フッ素化技術分野に周知である典型的な構成材料としては、ステンレス鋼、特にオーステナイト系のタイプのもの、およびモネル(Monel)(登録商標)ニッケル−銅合金、ハステロイ(Hastelloy)−ベースの合金およびインコネル(Inconel)(登録商標)ニッケル−クロム合金などの周知の高ニッケル合金および銅クラッド鋼が挙げられる。反応器が高温に曝される場合、反応器は、2つ以上の材料で構成され得る。例えば、反応器の外表面層は構造的完全性を維持すると共に熱分解温度での腐食に耐える能力で選択されるべきであり、反応器の内表面層は、反応体および生成物による攻撃に耐性の、すなわち反応体および生成物に不活性である材料から選択されるべきである。本方法の場合において、生成物のフッ化水素は、一定の材料に腐食性である。換言すると、反応器は、高温での物理的強度のために選択された外側材料および熱分解温度下での反応体および生成物による腐食に対する耐性のために選択された内側材料で構成され得る。
本実施形態の方法について、反応器内表面層は、高ニッケル合金、すなわち、少なくとも約50重量%ニッケルを含有する合金、好ましくは少なくとも約75重量%ニッケルを有するニッケル合金、より好ましくは約8重量%クロム未満を有するニッケル合金、さらにより好ましくは少なくとも約98重量%ニッケルを有するニッケル合金、および最も好ましくはニッケル200として知られる市販グレードなどの実質的に純粋なニッケルから形成されることが好ましい。金が、反応器の内表面層用の材料としてニッケルまたはその合金より好ましい。内表面層の厚さは熱分解に実質的に影響せず、および内表面層の完全性が損なわれない限りにおいて重要ではない。内表面層の厚さは、典型的には約10〜約100mil(0.25〜2.5mm)である。内表面層の厚さは、制作方法、材料費、および所望の反応器の寿命に応じて決定されることが可能である。
反応器外表面層は、反応容器の変形の防止を維持するために、酸化または他の腐食に耐性であり、および反応温度で十分な強度を維持する。この層は、好ましくはインコネル(Inconel)(登録商標)合金、より好ましくはインコネル(Inconel)(登録商標)600である。
CFCHCFのCF=CHCFおよびHFへの本熱分解は、触媒の不在下に、実質的に空の反応器中で実施される。触媒が不在であるとは、熱分解プロセスの活性化エネルギーを低減することにより反応速度を高める材料または処理が、熱分解反応器に加えられていないことを意味する。熱分解反応器などのいずれかのコンテナ容器に不可避的に存在する表面が熱分解プロセスに偶発的な触媒性または抗触媒性効果を有し得るが、この効果による熱分解速度に対する寄与はあったとしても僅かであることが理解される。より具体的には、触媒の不在とは、フッ化水素のヒドロフルオロカーボンからの排除(すなわちデヒドロフッ素化)の促進に有用である、粒子、ペレット、繊維または担持された形態で高表面積を有する従来の触媒が不在であることを意味する。例えば、デヒドロフッ素化触媒としては、任意選択的に他の金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を含有する酸化クロム、単独または担持されたクロムフッ化物、および任意選択的に他の金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を含有する活性炭素が挙げられる。
本方法の実施に有用である実質的に空の反応器は、前述の構造材料を含む管である。実質的に空の反応器は、反応器を通る気体の流れが部分的に妨害されて逆混合、すなわち乱流を生じさせ、これにより気体の混合および良好な伝熱を促進させるものを含む。この部分的な妨害は、充填物を反応器の内部に置いてその断面を埋めることにより、または有孔阻流板を用いることにより簡便に達成されることが可能である。反応器充填物は、容易に挿入しおよび除去するために好ましくはカートリッジで配置される粒子状または繊維状のものであることが可能であり、コークスの蓄積を防ぎ、圧力低下を最低限とし、および気体の易流動性を許容する、ラッシリングまたは高自由体積を有する他の充填物と同様の開口構造を有する。好ましくは、このような反応器充填物の外表面は、反応器内表面層のものと同等の材料(ヒドロフルオロカーボンのデヒドロフッ素化を触媒せず、フッ化水素に耐性である材料)を含む。自由体積は、反応領域の容積と反応器充填物を構成する材料の体積との差である。自由体積は、少なくとも約80%、好ましくは少なくとも約90%、およびより好ましくは約95%である。
CFCHCFのCF=CHCFへの転換を達成する熱分解は、少なくとも約700℃、好ましくは少なくとも約750℃、およびより好ましくは少なくとも約800℃の温度で好適に実施される。最大温度は、約1,000℃以下、好ましくは約950℃以下、およびより好ましくは約900℃以下である。熱分解温度は、反応領域中のおよそ中間点の気体の温度である。
反応領域における気体の滞留時間は、典型的には、約700〜約900℃の温度および大気圧で約0.5〜約60秒、より好ましくは約2秒〜約20秒である。滞留時間は、反応領域の実容積と、所与の反応温度および圧力での反応器に対する気体の供給の容量供給速度とから決定され、および一定の体積のガスが反応領域に滞留する平均時間を指す。
熱分解は、好ましくは、少なくとも約25%、より好ましくは少なくとも約35%まで、および最も好ましくは少なくとも約45%までのCFCHCFの転換率で実施される。転換とは、反応器を通す単一パスで消費される反応体の部分を意味する。熱分解は、少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約60%、および最も好ましくは少なくとも約75%のCFCH=CFの収率で実施されることが好ましい。収率とは、消費された1モルのCFCHCFで生成されるCFCH=CFのモル数を意味する。
反応は、好ましくは、減圧で、または大気圧での全体の圧力で実施される。すなわち、反応体と他の要素との和が減圧または大気圧である(他の要素として不活性ガスが存在する場合には、以下に考察のとおり、反応体の分圧と、このような要素との和が減圧または大気圧である)。大気圧に近い全体の圧力がより好ましい。反応は、減圧された全体の圧力(すなわち、全体の圧力が1気圧未満)下で有利に行われることが可能である。
本実施形態による反応は、熱分解条件下で反応しない希釈ガスである、1種または複数種の非反応性希釈ガスの存在下で実施されることが可能である。このような非反応性希釈ガスとしては、不活性ガス窒素、アルゴン、およびヘリウムが挙げられる。例えば、トリフルオロメタンおよびパーフルオロカーボンといった熱分解条件下で安定であるフルオロカーボンがまた、非反応性希釈ガスとして用いられ得る。不活性ガスは、CFCHCFのCFCH=CFへの転換率を高めるために用いることができることが見出された。熱分解反応器に供給された不活性ガス対CFCHCFのモル比が約5:1〜1:1であるプロセスに注目すべきである。その比較的低い価格のために、窒素が好ましい不活性ガスである。
本方法は、反応器出口流中に、HFおよびCFCH=CFの1:1モル混合物を生成する。反応器出口流はまた、未転化反応体、CFCHCFを含有することが可能である。反応器出口流の構成成分は、蒸留などの従来の手段によって分離されることが可能である。フッ化水素およびCFCH=CFは、約60モルパーセントCFCH=CFを含有する均質な低沸点共沸物を形成する。本プロセス反応器出口流は蒸留されて、低沸点HFおよびCFCH=CF共沸物を蒸留塔頂流として取り除き、実質的に純粋なCFCHCFを蒸留塔底流として残すことが可能である。回収されたCFCHCF反応体は、反応器で再利用され得る。CFCH=CFは、そのHFとの共沸物から、圧力スイング蒸留などの従来の手法により、または苛性アルカリでのHFの中和により分離することが可能である。
さらなる詳細無しで、当業者は、本願明細書における記載を用いて、開示された組成物および方法を最大限に利用することが可能であると考えられている。以下の例示的な実施形態は、従って、単に例示として解釈されるべきであり、どのようにも一切開示の残りを制約しない。
(実施例1)
(炭素質触媒でのCFCHCHFのCFCH=CHFへのデヒドロフッ素化(EおよびZ異性体))
ハステロイ(Hastelloy)(商標)ニッケル合金反応器(2.54cm OD×2.17cm ID×24.1cm L)を、本願明細書において参照により援用される米国特許公報(特許文献16)に実質的に記載のとおり調製した、14.32g(25mL)の球状(8メッシュ)三次元マトリックス多孔性炭素質材料で充填した。反応器の充填部分を、反応器の外側に締め付けた5インチ×1インチセラミックバンドヒータにより加熱した。反応器壁およびヒータの間に配置した熱電対で反応器温度を計測した。反応器を炭素質材料で充填下後、窒素(10ml/分、1.7×10−7/秒)を反応器に通し、1時間かけて温度を200℃に昇温させ、およびこの温度でさらに4時間維持した。次いで、反応器温度を所望の操作温度に昇温させ、CFCHCHFおよび窒素流を反応器を通して流し始めた。
合計反応器溶出液の一部分を、質量選択検出器(GC−MS)を備えるガスクロマトグラフィーを用いる有機生成物分析のためにライン上でサンプリングした。結果が表3にまとめられている。有機生成物およびHFなどの無機酸をも含有する反応器溶出物バルクを、水性苛性アルカリで処理して中和した。
Figure 0005256040
(実施例2)
(フッ素化アルミナ触媒でのCFCHCHFのCFCH=CHFへのデヒドロフッ素化(EおよびZ異性体))
15インチ(38.1cm)×3/8インチ(0.95cm)ハステロイ(Hastelloy)管を、7.96グラム(13cc)の12〜20メッシュ(0.84〜1.68mm)に粉砕したγ−アルミナで充填した。触媒を、200℃で、15分間の間窒素パージ下で加熱することにより活性化した(50sccm、8.3×10−7/秒)。温度を、10分間かけて325℃に、20分間かけて400℃に昇温させ、次いで60分間かけて300℃に降温させた。窒素流を35sccm(5.8×10−7/秒)に減らし、無水HF蒸気を12sccm(2.0×10−7/秒)で35分間供給した。次いで、温度を、325℃に60分間かけて、350℃に60分間かけて、375℃に90分間かけて、400℃に30分間かけて、および425℃に40分間かけて上げた。次いで、窒素流を25sccm(4.2×10−7/秒)に減らし、HFを20sccm(3.3×10−7/秒)に20分間かけて増やした。次いで、窒素流を15sccm(2.5×10−7/秒)に減らし、HF流を、28sccm(4.7×10−7/秒)に20分間かけて増やした。次いで、窒素流を5sccm(8.3×10−8/秒)に減らし、HFを36sccm(6.0×10−7/秒)に20分間かけて増やした。次いで、窒素流を止め、HF流を、40sccm(6.7×10−7/秒)に121分間かけて増やした。
反応器の温度を375℃に設定し、およびCFCHCHFを5.46mL/時間(20.80sccm、3.5×10−7)の流速で供給し、窒素を5.2sccm(8.7×10−8)の流速で共に供給した。溶出物をGCにより分析した。結果が表4にまとめられている。
Figure 0005256040
(実施例3)
(炭素質触媒でのCFCHFCHFのCFCF=CHFへのデヒドロフッ素化(EおよびZ異性体))
CFCHFCHFおよび窒素の混合物を、実施例1の手法に従って反応器に通した。反応器溶出物のGC分析の結果が表5にまとめられている。
Figure 0005256040
(実施例4)
(フッ素化アルミナ触媒でのデヒドロフッ素化によるCFCF=CHの合成)
ハステロイ(Hastelloy)(商標)管型反応器(2.54cm OD×2.17cm ID×24.1cm L)を、25ccの12〜20メッシュ(0.84〜1.68mm)に粉砕したγ−アルミナで充填した。触媒を、200℃で、15分間の間窒素パージ下で加熱することにより活性化し、次いで、425℃以下に加熱したHF/N混合物と反応させて、16.7gmの活性化フッ素化アルミナを得た。
350℃の温度で、10sccmの窒素(1.7×10−7/秒)および15sccm(2.5×10−7/秒)のCFCFCHを混合し、反応器に流した。次いで、温度を400℃に昇温し、流速を一定に維持した。両方の温度についての溶出物をサンプリングし、19F NMRにより分析した。さらに、溶出物をGCにより分析して、表6にリストしたとおり濃度を判定した。
Figure 0005256040
(実施例5)
(炭素触媒でのCFCF=CHの合成)
実施例3の手法に従って、10sccm(1.7×10−7/秒)の窒素および15sccm(2.5×10−7/秒)のCFCFCHの混合物を反応器に通して、60秒の接触時間を得た。流れを5sccm(8.3×10−8/秒)の窒素および7.5sccm(1.3×10−7/秒)のCFCFCHに低減して、120秒の接触時間を得た。溶出物を両方の条件の組でサンプリングし、19F NMRにより分析した。GCにより測定した溶出物組成物が表7にリストされている。
Figure 0005256040
(実施例6)
(CHFCF=CHFのCHFCFCHFからの合成)
0.375インチ(0.95cm)O.D.ハステロイ(Hastelloy)(商標)ニッケル合金管を、7.0グラム(10cc)の12/20メッシュ(0.84〜1.68mm)に粉砕したγ−アルミナで充填した。温度を40℃〜175℃に昇温させながら、管を窒素(50sccm、8.3×10−7/秒)で20分間パージした。窒素流を、無水フッ化水素(50sccm、8.3×10−7/秒)を反応器に添加しながら、約1.5時間、継続した。次いで、窒素流を、20sccm(3.3×10−7/秒)に減らし、3.7時間の間にわたって、管中の温度を174℃〜373℃に昇温させながらフッ化水素流を80sccm(1.3×10−6/秒)に増やした。次いで、窒素流を、10sccm(1.7×10−7/秒)に減らし、フッ化水素流を、80sccm(1.3×10−6/秒)で、1時間の間400℃で維持した。次いで、反応器温度を290℃に調節し、反応器を窒素でパージした。
CHFCFCHFを蒸発させ、触媒との120秒の接触時間が維持されるような速度で反応器に供給した。窒素は共に供給しなかった。反応器溶出物の、3つの温度でのガスクロマトグラフィー分析が表8にリストされている。
Figure 0005256040
(実施例7)
(CFCH=CFCFの合成)
ハステロイ(Hastelloy)(商標)ニッケル合金反応器(2.54cm OD×2.17cm ID×24.1cm L)を、実施例1に記載のとおり、13.5g(25mL)の球状(8メッシュ)三次元マトリックス多孔性炭素質材料で充填した。
300℃の温度で、12.5sccmの窒素(2.1×10−7/秒)および12.5sccm(2.1×10−7/秒)のCFCHFCHFCHを混合し、反応器に流した。反応器温度を350℃に、および最終的に400℃に昇温させ、および溶出物をGC/MSにより各温度で分析した。溶出物組成物が表9にリストされている。
Figure 0005256040
(実施例8)
(CH=CFCHCFおよびE/Z−CFCH=CFCHの合成)
ハステロイ(Hastelloy)(商標)ニッケル合金反応器(2.54cm OD×2.17cm ID×24.1cm L)を、実施例1に記載のとおり、13.5g(25mL)の球状(8メッシュ)三次元マトリックス多孔性炭素質材料で充填した。
350℃の温度で、25sccmのN(4.2×10−7/秒)および25sccm(4.2×10−7/秒)のCFCHCFCHを混合し、反応器に流した。溶出物をGC/MSにより分析し、結果が表10にリストされている。
Figure 0005256040
(実施例9)
(炭素質触媒でのCFCHFCHFCFCFのCFCH=CFCFCFおよびCFCF=CHCFCFへのデヒドロフッ素化)
実施例3の手法に従って、窒素(10mL/分、1.7×10−7/秒)およびCFCHFCHFCFCF(5mLの液体/時間)の混合物を反応器に通した。数々の条件での反応器溶出物のGC分析が表11にまとめられている。表11において、tempは温度、Unksは不明、および他のHFCはCHF、CFCHF、およびCFCHFを含む。
Figure 0005256040
(実施例10)
(HFおよびE−CFCH=CHFの混合物の相研究)
実質的にE−CFCH=CHFおよびHFからなる組成物について相研究を実施し、ここで、20℃および70℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表12は、HFおよびE−CFCH=CHFについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例11)
(HFおよびZ−CFCF=CHFの混合物の相研究)
実質的にZ−CFCF=CHFおよびHFからなる組成物について相研究を実施し、ここで、19.5℃および70℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表13は、HFおよびZ−CFCF=CHFについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例12)
(HFとZ−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFの混合物との混合物の相研究)
実質的にZ−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFの混合物とHFとからなる組成物について相研究を実施し、ここで、20℃および70℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表14は、HFとZ−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFの混合物とについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例13)
(HFおよびCFCHFCHFCFCFの混合物の相研究)
実質的にCFCHFCHFCFCFおよびHFからなる組成物について相研究を実施し、ここで、30℃および80℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表15は、HFおよびCFCHFCHFCFCFについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例14)
(HFおよびCFCF=CHの混合物の相研究)
実質的にCFCF=CHおよびHFからなる組成物について相研究を実施し、ここで、9.3℃および44.4℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表16は、HFおよびCFCF=CHについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例15)
(HFおよびCFCH=CFの混合物の相研究)
実質的にCFCH=CFおよびHFからなる組成物について相研究を実施し、ここで、0.3℃および50.1℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表17は、HFおよびCFCH=CFについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例16)
(HFとZ−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFの混合物との混合物の相研究)
実質的にHFとZ−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFの混合物とからなる組成物について相研究を実施し、ここで、19.9℃および69.6℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表18は、HFとZ−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFの混合物とについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例17)
(HFおよびCCHFCHFCFの混合物の相研究)
実質的にCCHFCHFCFおよびHFからなる組成物について相研究を実施し、ここで、30.8℃および80.2℃の両方で組成物を変更し、蒸気圧を計測した。相研究からのデータに基づいて、他の温度および圧力での共沸組成を算出した。
表19は、HFおよびCCHFCHFCFについての、特定の温度および圧力での実験および算出共沸組成についてまとめたものを示す。
Figure 0005256040
(実施例18)
(E−CFCH=CHFをCFCHCHFから分離するための共沸蒸留)
HF、E−CFCH=CHFおよびCFCHCHFの混合物が、E−CFCH=CHFを精製する目的のために蒸留塔に供給される。表20中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。
Figure 0005256040
(実施例19)
(Z−CFCF=CHFをCFCHFCHFから分離するための共沸蒸留)
HF、Z−CFCF=CHFおよびCFCHFCHFの混合物が、Z−CFCF=CHFを精製する目的のために蒸留塔に供給される。表21中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。
Figure 0005256040
(実施例20)
(Z−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFをCFCHFCHFCFCFから分離するための共沸蒸留)
HF、Z−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFの混合物、およびCFCHFCHFCFCFが、Z−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFを精製する目的のために蒸留塔に供給される。表22中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。
Figure 0005256040
(実施例21)
(CFCF=CHをCFCFCHから分離するための共沸蒸留)
HF、CFCF=CH、およびCFCFCHの混合物が、CFCF=CHを精製する目的のために蒸留塔に供給される。表23中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。
Figure 0005256040
(実施例22)
(CFCH=CFをCFCHCFから分離するための共沸蒸留)
HF、CFCH=CFおよびCFCHCFの混合物が、CFCH=CFを精製する目的のために蒸留塔に供給される。表24中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。
Figure 0005256040
(実施例23)
(Z−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFをCCHFCHFCFから分離するための共沸蒸留)
HF、Z−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFの混合物、およびCCHFCHFCFが、Z−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFを精製する目的のために蒸留塔に供給される。表25中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。
Figure 0005256040
(実施例24)
(E−CFCH=CHFのHFからの分離のための2塔共沸蒸留)
HFおよびE−CFCH=CHFの混合物が、第1のものが高圧(HP)であると共に第2のものが低圧(LP)である直列の2塔を含む蒸留機構に供給される。表26中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。塔の頂部の数字は図1を参照する。
Figure 0005256040
(実施例25)
(Z−CFCF=CHFのHFからの分離のための2塔共沸蒸留)
HFおよびZ−HFC−1225yeの混合物が、Z−HFC−1225yeを精製する目的のために蒸留プロセスに供給される。表27中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。塔の頂部の数字は図1を参照する。
Figure 0005256040
(実施例26)
(Z−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFのHFからの分離のための2塔共沸蒸留)
HFおよびZ−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFの混合物が、Z−CFCH=CFCFCFおよびZ−CFCF=CHCFCFを精製する目的のために蒸留プロセスに供給される。表28中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。塔の頂部の数字は図1を参照する。
Figure 0005256040
(実施例27)
(CFCF=CHのHFからの分離のための2塔共沸蒸留)
HFおよびCFCF=CHの混合物が、CFCF=CHを精製する目的のために蒸留プロセスに供給される。表29中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。塔の頂部の数字は図1を参照する。
Figure 0005256040
(実施例28)
(CFCH=CFのHFからの分離のための2塔共沸蒸留)
HFおよびCFCH=CFの混合物が、CFCH=CFを精製する目的のために蒸留プロセスに供給される。表30中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。塔の頂部の数字は図1を参照する。
Figure 0005256040
(実施例29)
(Z−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFのHFからの分離のための2塔共沸蒸留)
HFおよびZ−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFの混合物が、Z−CCF=CHCFおよびZ−CCH=CFCFを精製する目的のために蒸留プロセスに供給される。表31中のデータは、計測したおよび算出した熱力学的特性を用いて算出することにより得た。塔の頂部の数字は図1を参照する。
Figure 0005256040
(実施例30〜33)
実施例30〜33は以下の3つの反応器の1つを用いる。
(反応器A:)
インコネル(Inconel)(登録商標)600管(この合金は約76重量%ニッケルである)、全長18インチ(45.7cm)×外径1.0インチ(2.5cm)×内径0.84インチ(2.1cm)。管壁厚は0.16インチ(0.41cm)である。予熱領域は全長7インチ(17.8cm)である。反応領域は全長2インチ(5.1cm)である。急冷領域は全長7インチ(17.8cm)である。管は1インチ(2.5cm)直径のセラミックバンドヒータで加熱される。7−点熱電対のリードが、反応器領域(ガス温度を計測するために)中央部の一部に管の全長に沿って分布される。
(反応器B:)
インコネル(Inconel)(登録商標)617オーバーレイを有するスケジュール(Schedule)80ニッケル200管、全長18インチ(45.7cm)、外径1.5インチ(3.8cm)、内径0.84インチ(2.1cm)。反応領域は全長2インチ(5.1cm)である。反応器領域は、全長8.5インチ(21.6cm)×2.5インチ(6.35cm)分割管炉で加熱される。7−点熱電対のリードが、反応器領域(ガス温度を計測するために)中央部の一部に管の全長に沿って分布される。
(反応器C:)
金ライニングを有するハステロイ(Hastelloy)(登録商標)C276。全長5インチ(12.7cm)×外径0.50インチ(1.3cm)×内径0.35インチ(0.89cm)。壁厚は0.15インチ(3.8mm)である。金ライニングの厚さは0.03インチ(0.08cm)である。反応器領域は全長2インチ(5.1cm)であり、およびセラミックバンドヒータで加熱される。
(実施例30)
反応器A(インコネル(Inconel)(登録商標)600反応表面)が用いられる。反応器入口ガス温度(表1における「反応器入口Tガス」)が反応温度である。それぞれ、724℃および725℃の反応温度で二回試験される。試験A、反応体供給物は不活性ガスで希釈されない。試験Bにおいて、ヘリウムおよび反応体は、1.4:1の比で供給される。不活性ガス希釈剤の有益性が、試験A(71%)の収率を超える試験B(80%)の向上した収率に見られる。低い濃度のフルオロカーボン副産物が試験Bにおいて形成される。結果が表32にまとめられている。表における「sccm」は、「標準立法センチメートル/分」を表すことに留意されたい。
Figure 0005256040
(実施例31)
反応器A(インコネル(Inconel)(登録商標)600反応表面)が、転換率および収率への温度の影響についてのこの研究において用いられる。試験Aは、600℃の反応器温度でなされる。試験BおよびCは、それぞれ、699℃および692℃でなされる。試験AおよびBは、4:1にヘリウムで希釈される。試験Cは希釈されていない。試験A(600℃)転換率は0.3%と低い。試験BおよびC(690〜700℃)は高い転換率を有するが、725℃および相当に長い反応領域滞留時間で試験した実施例30にみられる転換率と比すると未だ低い。収率が記録されているが、しかしながらこのような低い転換率については信頼性がない。転換率の温度および反応領域滞留時間への依存関係が、これらの実験から明らかである。結果が表33にまとめられている。
Figure 0005256040
(実施例32)
反応器B(ニッケル200反応表面)が用いられる。この反応器において、反応器温度は、反応器中心部ガス温度(表3において「反応器中心部ガスT」)である。試験A、B、およびCは、800℃で、それぞれ、0:1、1:1、および2:1のヘリウム:反応体比でなされる。実施例30より高いこれらの温度、およびニッケル表面上での類似する反応領域滞留時間では、転換率は同様に高く、および収率はより高い。熱分解において、より高い温度は、望ましくない副産物をもたらす望ましくない副反応の速度が増加するため、一般的にはより低い収率をもたらす。実施例32においてこれがみられていないことが、実施例30のニッケル合金反応表面に対するニッケル反応表面の優位性を証明する。この結論に対するさらなる支持が、850℃で、4:1ヘリウム希釈でなされた試験Dに見出される。転換率は76.9%と高く、および収率90.5%であり、実施例32試験のいずれかのなかで最良である。結果が表34にまとめられている。
Figure 0005256040
(実施例33)
反応器C(金反応表面)。ニッケルと同様に、金表面は高収率を与え、従って、望ましくない副産物をもたらす副反応は低減されている。不活性ガス希釈剤(還元)転換率への影響は、金ではニッケルまたはニッケル合金表面よりわずかである。800℃(試験AおよびB)で転換率は実施例32の試験BおよびCのものより低いが、平均収率はより高い。結果が表35にまとめられている。
Figure 0005256040
実施例30〜33は、生成物CFCH=CFを、良好な収率、良好な転換で、極微量の望ましくない副産物と共にもたらす本発明の熱分解の特異性を示す。ニッケルは、生成物の高い収率を与える反応表面としてニッケル合金に対して優位である。金はニッケルに対して優位である。
転換率は、約700℃以下で低く、725℃以上で良好であり、850℃であっても性能の劣化はない。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
1. ヒドロフルオロオレフィンの製造方法であって、少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化し、これにより前記ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む生成物混合物を形成する工程を含み、前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンの少なくとも1種が、前記生成物混合物中にフッ化水素との共沸組成物として存在していることを特徴とする方法。
2. 生成物混合物を蒸留して、前記ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含有する共沸組成物を含む留出組成物を製造する工程をさらに含むことを特徴とする1.に記載の方法。
3. フッ化水素を実質的に含まない前記ヒドロフルオロカーボンを含む塔底組成物を製造する工程をさらに含むことを特徴とする2.に記載の方法。
4. ヒドロフルオロオレフィンのヒドロフルオロカーボンからの分離方法であって、前記ヒドロフルオロオレフィンは、前記ヒドロフルオロカーボンより1つ少ないフッ素原子および1つ少ない水素原子を含有し、
(a)ヒドロフルオロオレフィン、ヒドロフルオロカーボン、およびフッ化水素を含む混合物を形成する工程、および
(b)前記混合物を蒸留工程に供して、前記ヒドロフルオロカーボンを実質的に含まない、フッ化水素およびヒドロフルオロオレフィンの共沸または近共沸組成物を含む塔留出組成物を形成する工程
を含むことを特徴とする方法。
5. ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素の共沸物または近共沸組成物を含む混合物からのヒドロフルオロオレフィンの分離方法であって、
a.)前記混合物を第1の蒸留工程に供する工程であって、(i)フッ化水素または(ii)ヒドロフルオロオレフィンのいずれか一方が富化された組成物を第1の留出組成物として取り出し、第1の塔底組成物は、前記構成成分(i)または(ii)の他方が富化される工程、および
b.)前記第1の留出組成物を異なる圧力で実施される第2の蒸留工程に供する工程であって、工程(a)において第1の塔底組成物として富化された成分を第2の留出組成物として取り出し、第2の蒸留工程の第2の塔底組成物は、第1の留出組成物において富化されたものと同一の成分が富化される工程
を含むことを特徴とする方法。
6. 前記第1の塔底組成物が、フッ化水素を実質的に含まないヒドロフルオロオレフィンを含むことを特徴とする4.に記載の方法。
7. 前記第2の塔底組成物が、ヒドロフルオロオレフィンを実質的に含まないフッ化水素を含むことを特徴とする4.に記載の方法。
8. 前記ヒドロフルオロカーボンおよびヒドロフルオロオレフィンが、
CF CF CH FおよびCF CF=CHF;
CHF CF CH FおよびCHF CF=CHF;
CHF CHFCHF およびCHF CF=CHF;
CH FCF CH FおよびCH FCF=CHF;
CH CF CHF およびCHF CF=CH
CHF CHFCH FおよびCHF CF=CH
CF CHFCH およびCF CH=CH
CF CH CH FおよびCF CH=CH
CHF CH CHF およびCHF CH=CHF;
CH FCF CF CF およびCHF=CFCF CF
CF CHFCF CHF およびCF CF=CFCHF
CF CH CF CF およびCF CH=CFCF
CF CHFCHFCF およびCF CH=CFCF
CH CF CF CF およびCH =CFCF CF
CF CH CH CF およびCF =CHCH CF
CF CHFCF CH FおよびCF CF=CFCH F;
CH FCF CF CHF およびCHF=CFCF CHF
CHF CH CF CF およびCHF CH=CFCF
CHF CF CH CF およびCHF CF=CHCF
CHF CHFCHFCF およびCHF CF=CHCF 、CHF CH=CFCF 、またはこれらの混合物;
CHF CHFCF CHF およびCHF CF=CFCHF
CF CH CHFCF およびCF CH=CHCF
CF CHFCF CH およびCF CF=CFCH
CF CF CHFCH およびCF CF=CFCH
CH CF CF CHF およびCH =CFCF CHF
CF CF CH CH FおよびCF CF=CHCH F、CF CF CH=CH 、またはこれらの混合物;
CH FCHFCHFCF およびCH FCF=CHCF 、CH FCH=CFCF 、またはこれらの混合物;
CHF CF CHFCH FおよびCHF CF=CFCH F、CHF CF CF=CH 、またはこれらの混合物;
CF CH CF CH FおよびCF CH=CFCH F;
CHF CH CHFCF およびCHF CH=CHCF
CHF CHFCH CF およびCHF CH=CHCF
CHF CH CF CHF およびCHF CH=CFCHF
CHF CHFCHFCHF およびCHF CH=CFCHF
CHF CH(CF およびCHF=C(CF
CH FCF(CF およびCHF=C(CF
CF CF CH CF CF およびCF CF CH=CFCF
CF CH CF CF CF およびCF CH=CFCF CF
CF CH CHFCF CF およびCF CH=CHCF CF
CF CHFCH CF CF およびCF CH=CHCF CF
CH CF CF CF CHF およびCH =CFCF CF CHF
CF CH CF CH CF およびCF CH=CFCH CF
CF CF CHFCHFCF CF およびCF CF CH=CFCF CF
CH FCHFCF CF CF CF およびCH =CFCF CF CF CF
CF CH CHFCF CF CF およびCF CH=CHCF CF CF
CF CHFCH CF CF CF およびCF CH=CHCF CF CF
CF CH CF CF CH CF およびCF CH=CFCF CH CF
CF CF CH CH CF CF およびCF CF=CHCH CF CF
CF CHFCHFCF CF およびCF CF=CHCF CF 、CF CH=CFCF CF 、またはこれらの混合物;
CHFCHFCF CF およびC CF=CHCF CF 、C CH=CFCF CF 、またはこれらの混合物;
CF CHFCHFCF およびC CF CF=CHCF
シクロ−CF CF CF CH −およびシクロ−CF CF CF=CH−;
シクロ−CF CF CHFCHF−およびシクロ−CF CF CF=CH−;
シクロ−CF CF CH CH −およびシクロ−CF CH CH=CF−;
シクロ−CF CF CF CHFCHF−およびシクロ−CF CF CF CF=CH−;
シクロ−CF CF CF CF CHFCHF−およびシクロ−CF CF CF CF CF=CH−;
CF CF CH CH およびCF CF=CHCH
CF CH CF CH およびCF CH=CFCH
CH FCH CHFCF およびCH FCH=CHCF
CH FCHFCH CF およびCH FCH=CHCF
CH CF(CF およびCH =C(CF
CH FCH(CF およびCH =C(CF
CHF CF(CHF およびCF =C(CHF
CHF CH(CHF およびCHF=C(CHF
CH CF(CHF およびCH =C(CHF
CH FCH(CH F)CF およびCH =C(CH F)CF
CH FCH(CHF およびCH =C(CHF
CH CF CF CF CF およびCH =CFCF CF CF
CHF CF CF CHFCH およびCHF CF CF=CFCH
CF CF CF CH CH およびCF CF CF=CHCH
(CF CFCH CF および(CF C=CHCF
(CF CHCHFCF および(CF C=CHCF
(CF CFCHFCHF および(CF C=CFCHF
CF CF CH CHFCF CF およびCF CF CH=CHCF CF
CH CH CF CF CF CF およびCH CH=CFCF CF CF
CF CF CF CH CHFCH およびCF CF CF CH=CHCH
(CF CFCF CH CH および(CF CFCF=CHCH
(CF CFCH CH CH および(CF C=CHCH CH
(CF CHCHFCF CF および(CF C=CHCF CF
(CF CFCHFCHFCF および(CF C=CFCHFCF 、(CF CFCF=CHCF 、(CF CFCH=CFCF 、またはこれらの混合物;
(CF CHCH CF CF および(CF CHCH=CFCF
(CF CFCH(CH および(CF C=C(CH
(CH CHCF CF CF および(CH C=CFCF CF
CHFCH CF およびC CH=CHCF
CH CHFCF およびC CH=CHCF
CF CHFCH CF CF およびCF CH=CHCF CF
CF CH CHFCF CF およびCF CH=CHCF CF
CF CF CF CF CF CH CH およびCF CF CF CF CF=CHCH
CF CF CF CF CH CH CH およびCF CF CF CF=CHCH CH ;および
(CH CHCF CF CF CF および(CH C=CFCF CF CF
からなる群から選択されることを特徴とする1.に記載の方法。
9. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、CHF CF=CHF、CH FCF=CHF、CHF CF=CH 、CF CH=CH 、CHF CH=CHF、CHF=CFCF CF 、CF CF=CFCHF 、CF CH=CFCF 、CH =CFCF CF 、CF =CHCH CF 、CF CF=CFCH F、CHF=CFCF CHF 、CHF CF=CFCHF 、CF CH=CHCF 、CF CF=CFCH 、CH =CFCF CHF 、CF CH=CFCH F、CHF CH=CHCF 、CHF CH=CFCHF 、CHF=C(CF 、CF CF CH=CFCF 、CF CH=CFCF CF 、CF CH=CHCF CF 、CH =CFCF CF CHF 、CF CH=CFCH CF 、CF CF CH=CFCF CF 、CH =CFCF CF CF CF 、CF CH=CHCF CF CF 、CF CH=CFCF CH CF 、CF CF=CHCH CF CF 、C CF CF=CHCF 、シクロ−CF CF CF=CH−、シクロ−CF CH CH=CF−、シクロ−CF CF CF CF=CH−、CF CF=CHCH 、CF CH=CFCH 、CH FCH=CHCF 、CH =C(CF 、CF =C(CHF 、CHF=C(CHF 、CH =C(CHF 、CH =C(CH F)CF 、CH =C(CHF 、CH =CFCF CF CF 、CHF CF CF=CFCH 、CF CF CF=CHCH 、(CF C=CHCF 、(CF C=CHCF 、(CF C=CFCHF 、CF CF CH=CHCF CF 、CH CH=CFCF CF CF 、CF CF CF CH=CHCH 、(CF CFCF=CHCH 、(CF C=CHCH CH 、(CF C=CHCF CF 、(CF CHCH=CFCF 、(CF C=C(CH 、(CH C=CFCF CF 、C CH=CHCF 、CF CH=CHCF CF 、CF CH=CHCF CF 、CF CF CF CF CF=CHCH 、CF CF CF CF=CHCH CH 、および(CH C=CFCF CF CF
からなる群から選択されることを特徴とする1.に記載の方法。
10. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、CHF CF=CHCF 、CHF CH=CFCF 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
11. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、CF CF=CHCH F、CF CF CH=CH 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
12. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、CH FCF=CHCF 、CH FCH=CFCF 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
13. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、CHF CF=CFCH F、CHF CF CF=CH 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
14. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、CF CF=CHCF CF 、CF CH=CFCF CF 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
15. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、C CF=CHCF CF 、C CH=CFCF CF 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
16. 前記ヒドロフルオロカーボンがシクロ−CF CF CF CF CHFCHF−であり、前記ヒドロフルオロオレフィンがシクロ−CF CF CF CF CF=CH−であることを特徴とする4.に記載の方法。
17. 前記ヒドロフルオロオレフィンが、(CF C=CFCHFCF 、(CF CFCF=CHCF 、(CF CFCH=CFCF 、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする4.に記載の方法。
18. CF =C(CHF 、CHF=C(CHF 、CH =C(CH F)CF 、CH =CFCF CF CF 、CHF CF CF=CFCH 、CF CF CF=CHCH 、(CF C=CFCHF 、(CF CFCF=CHCH 、(CF C=C(CH 、(CH C=CFCF CF 、C CH=CHCF 、CF CH=CHCF CF 、CF CF CF CF CF=CHCH 、CF CF CF CF=CHCH CH 、(CH C=CFCF CF CF 、およびCF CH=CFCH CF からなる群から選択されることを特徴とするヒドロフルオロオレフィン。

2塔共沸蒸留プロセスを実施するための一実施形態を示す概略的なフローチャートである。 ヒドロフルオロオレフィンを製造する方法を実施するための一実施形態を示す概略的なフローチャートである。

Claims (1)

  1. ヒドロフルオロオレフィンの製造方法であって、少なくとも1つの水素および少なくとも1つのフッ素を隣接する炭素上に含有するヒドロフルオロカーボンをデヒドロフッ素化し、これにより前記ヒドロフルオロオレフィン、未反応ヒドロフルオロカーボンおよびフッ化水素を含む生成物混合物を形成する工程を含み、前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンの少なくとも1種が、前記生成物混合物中にフッ化水素との共沸組成物または近共沸組成物として存在しており、
    前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンが、
    CH CFCHFおよびCHFCF=CH
    CFCHFCHおよびCFCH=CH
    CFCHCHFおよびCFCH=CH
    CHFCHCHFおよびCHFCH=CHF;
    CFCHCFCFおよびCFCH=CFCF
    CFCHFCHFCFおよびCFCH=CFCF
    CHCFCFCFおよびCH=CFCFCF
    CHFCHCFCFおよびCHFCH=CFCF
    CHCFCFCHFおよびCH=CFCFCHF
    CHFCHCHFCFおよびCHFCH=CHCF
    CHFCHFCHCFおよびCHFCH=CHCF
    CFCHCHFCFCFおよびCFCH=CHCFCF
    CFCHFCHCFCFおよびCFCH=CHCFCF
    CFCHCHFCFCFCFおよびCFCH=CHCFCFCF
    CFCHFCHCFCFCFおよびCFCH=CHCFCFCF
    CHFCHFCHCFおよびCHFCH=CHCF
    CHCF(CFおよびCH=C(CF
    (CFCFCHCFおよび(CFC=CHCF
    CHCHCFCFCFCFおよびCHCH=CFCFCFCF
    CHFCHCFおよびCCH=CHCF
    CHCHFCFおよびCCH=CHCF
    CFCHFCHCFCFおよびCFCH=CHCFCF;ならびに、
    CFCHCHFCFCFおよびCFCH=CHCFCF
    からなる群から選択され、
    そして、反応混合物を蒸留して、前記ヒドロフルオロオレフィンおよびフッ化水素を含む蒸留共沸組成物を製造し、フッ化水素を本質的に含まない前記ヒドロフルオロカーボン含む塔底組成物を製造する方法であって、
    前記ヒドロフルオロオレフィンおよび前記ヒドロフルオロカーボンの露点圧および沸点圧の差が3パーセント以下(沸点圧に基づいて)である組成物であることを特徴とする方法。
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