JP7336849B2 - クロム触媒を用いた気相接触フッ素化 - Google Patents

クロム触媒を用いた気相接触フッ素化 Download PDF

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Description

本発明は、接触気相フッ素化法に関する。好ましくは、本発明は、フッ化水素の存在下において塩素化化合物をフッ素化化合物へとフッ素化するための接触気相法に関する。特に、本発明は、再生される触媒の存在下においてフッ素化反応が実施される方法に関する。
オゾン層の保護に関するモントリオール議定書は、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）の使用を段階的に廃止することを義務付けた。ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）（例えばＨＦＣ－１３４ａ）といったオゾン層にやさしい物質がクロロフルオロカーボンに取って代わった。後者の化合物は、地球温暖化を引き起こす温室ガスであることが証明されている。この化合物は、気候変動に関する京都議定書によって規制された。地球的気候変動が引き続き懸念されることにより、オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）及び地球温暖化係数（ＧＷＰ）が共に高いこの化合物に代わる技術の開発がますます必要とされている。ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）は、非オゾン層破壊性化合物であり、溶媒、洗浄剤及び伝熱流体としてクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）及びハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）の代替物として同定されているが、依然として大きなＧＷＰを有する傾向にある。ハイドロフロオロオレフィン（ＨＦＯ）が、ＯＤＰがゼロであり且つＧＷＰの低い代替物候補として同定された。
そのため、多数の文献に、ＨＦＯ－１２３４ｙｆを含むこのようなＨＦＯを作製するための方法が記載されている。
例えば、国際公開第２００７／０７９４３１号には、ハイドロフルオロプロペンを含む、フッ素化オレフィンの生成方法が開示されている。単一反応又は二以上の反応として広く記載されるこの方法は、式Ｃ（Ｘ）ｍＣＣｌ（Ｙ）ｎＣ（Ｘ）ｍ（式中、Ｘ、Ｙ及びＺの各々は、独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｉ又はＢｒであり、各ｍは、独立して、１、２又は３であり、ｎは０又は１である）の化合物の、少なくとも１つの式ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨＺの化合物へのフッ素化を含む。ＨＦＯ－１２３４ｙｆは、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆを１，１，１，２－テトラフルオロ－２－クロロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へとフッ素化し、続いて脱塩化水素することにより調製される。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆは、対応する塩素化前駆体（ＣＣｌ２＝ＣＣｌＣＨ２Ｃｌ）のフッ素化により調製される。
ＥＰ－Ａ－９３９０７１には、多くの可能性の中でも、（極めて長いリストによる）ハロゲン化プロペンの、フッ素化プロペン（リストにＨＦＯ－１２３４ｙｆを含む）への気相フッ素化が開示されている。
国際公開第２００８／０５４７８１号には、任意選択的に触媒の存在下において、ハロプロパン又はハロプロペンとＨＦとを反応させることにより、様々なフルオロプロパン及びハロフルオロプロペンを生成するための様々な方法が開示されている。この文献は、触媒上、特にＣｒ／Ｃｏ（９８／２）上で、ＨＦの存在下において２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）を反応させることにより、ＨＦＯ－１２３４ｙｆを作製するための方法を開示する。反応生成物は、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ及びＨＦＣＯ－１２３３ｘｆを含み、後者が主生成物である；他の生成物は、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｚｄ）と、１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）及び１，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）である。
国際公開第２００８／００２５００号には、脱フッ化水素触媒上での１，１，１，２，３－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｅｂ）の接触転換による、ＨＦＯ－１２３４ｙｆとＨＦＯ－１２３４ｚｅの混合物の作製方法が開示されている。
国際公開第２００８／０４０９６９号には、ＨＣＦＣ－２４３ｄｂの、ＨＦＣＯ－１２３３（ｘｆ並びにｚｄ）への脱塩化水素、及び脱塩化水素による１，１，１，２－テトラフルオロ－２－クロロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）の形成とその後の所望のＨＦＯ－１２３４ｙｆの形成とを含む後続反応を含む方法が開示されている。前記文献の実施例１には、ＨＦＯ－１２３４ｙｆとＨＦＣＯ－１２３３ｘｆが少量のＨＦＣ－２４５ｃｂと共に形成される、Ｚｎ／二酸化クロム触媒上でのＨＣＦＣ－２４３ｄｂとＨＦとの大気圧下での気相反応が開示されている。
国際公開第２００９／０１５３１７号には、触媒上及び少なくとも１つの安定剤の存在下における、塩素化化合物（１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）又は２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）でありうる）とＨＦとの気相での反応が開示されている。この方法は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）を得ることを可能にする。
米国特許出願公開第２００９／０２４００９０号には、式（Ｉ）ＣＸ２＝ＣＣｌＣＨ２Ｘ又は式（ＩＩ）ＣＸ３ＣＣｌ＝ＣＨ２又は式（ＩＩＩ）ＣＸ３ＣＨＣｌＣＨ２Ｘの化合物（式中、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）から出発する、２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）の作製方法が開示されている。この方法は三工程を含み、それらの後に精製を行うことができる。この方法は、変換及び収率を高めることを可能にするリサイクル工程を含む。
国際公開第２０１０／１２３１５４号は、酸素及びクロム酸化物又はフッ素化クロム酸化物を含む触媒の存在下でＨＦと反応させることにより、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆから出発してＨＦＯ－１２３４ｙｆを生成するための方法を目的としている。
国際公開第２０１２／０９８４２１号及び同第２０１２／０９８４２２号は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン又は１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパンを接触気相フッ素化して２，２，２，３－テトラフルオロプロペンを生成するための方法に関する。触媒の再生は、酸化剤の存在下において実施される。
依然として、特に改善された変換率及び／又は改善された選択性を有する、及び／又はさらに長い期間にわたって有効な、ＨＦＯ－１２３４ｙｆといったフルオロオレフィンを作製するための改善された方法を提供する必要がある。
第１の態様において、本発明は、少なくとも１つの塩素原子を有する塩素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物を少なくとも１つのフッ素原子を有するフッ素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物へとフッ素化するための方法を提供し、この方法は：
（ａ）反応器内において、フッ素化触媒の存在下で、気相中、塩素化化合物をフッ化水素と接触させてフッ素化化合物を生成する工程、及び
（ｂ）工程ａ）で使用したフッ素化触媒を再生する工程
を含み、フッ素化触媒を再生する工程（ｂ）が、（ｃ）前記フッ素化触媒を、酸化剤含有ガス流で処理し、酸化フッ素化触媒を形成する工程、及び（ｄ）工程（ｃ）で得られた酸化フッ素化触媒を、還元剤及び不活性ガスを含むガス混合物で処理する工程を含み；工程ｂ）で再生された触媒が、工程ａ）で再利用され、還元剤が、水素、一酸化炭素、一酸化窒素、ホルムアルデヒド、Ｃ１－Ｃ６アルカン及びＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンからなる群より選択される。
本方法は、変換及び反応の選択性を向上させることができる。実際、フッ素化触媒を本発明において必要とされる再生工程に供することにより、特にそのように再生されたフッ素化触媒が工程ａ）において使用されるとき、副生成物の存在が制限又は回避されることが観察された。
別の実施態様では、不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン又はこれらの混合物から選択される。好ましくは、還元剤がＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンであるとき、ガス混合物はＨＦを含む。
好ましい一実施態様では、還元剤はガス状還元剤である。好ましくは、還元剤は、水素又はＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンからなる群より選択され、特に還元剤は水素及びＣ２－Ｃ６ヒドロハロカーボンからなる群より選択される。
好ましい一実施態様では、工程（ｄ）のガス混合物は、ガス混合物の総体積に基づいて、１から１０体積％、好ましくは２から９体積％、さらに好ましくは３から７体積％の還元剤を含む。
好ましくは、工程（ｄ）からのガス混合物は、水素及び窒素又はアルゴンを含み、好ましくは水素及び窒素からなる；或いは工程（ｄ）からのガス混合物は、Ｃ２－Ｃ６ヒドロハロカーボン、窒素又はアルゴン及びＨＦを含み、好ましくは工程（ｄ）からのガス混合物は、Ｃ３ヒドロハロカーボン、窒素及びＨＦを含む。
好ましくは、工程（ｄ）は、１００℃から４５０℃の範囲の温度及び１から１００秒、好ましくは１から７５秒、さらに好ましくは５から５０秒の接触時間で、１時間を超える時間、好ましくは１から５０時間、特に４から２５時間にわたって実施される。
好ましい一実施態様では、塩素化化合物は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，３，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｆａ）、１，１，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚａ）、１，３，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚｄ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，１，１，３－テトラクロロプロパン（ＨＣＣ－２５０ｆｂ）、１，１，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚａ）、３，３，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚｆ）からなる群より選択され；さらに好ましくは、塩素化化合物は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）からなる群より選択される。
好ましい一実施態様では、フッ素化化合物は、２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）、１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｆａ）、１，１，１，３－テトラフルオロ－３－クロロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｆａ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）、３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２４３ｚｆ）及び２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）である。
好ましくは、塩素化化合物とフッ素化化合物は異なる。例えば、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）が塩素化化合物であるとき、工程ａ）で得られるフッ素化化合物は２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）とは異なる。加えて、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）が、工程ａ）で得られるフッ素化化合物であるとき、工程ａ）で出発物質として使用される塩素化化合物は２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）とは異なる。
好ましい一実施態様では、塩素化化合物のフッ素化化合物へのフッ素化は：
－ ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，２，２，３－ ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ
のフッ素化である。
好ましい一実施態様では、フッ素化触媒は、オキシフッ化クロム、クロム酸化物、ハロゲン化クロム、及びこれらの混合物を含む。ハロゲン化クロムは、フッ化クロム及び／又は塩化クロムを指す。
好ましい一実施態様では、フッ素化触媒は、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｎｉからなる群より選択される遷移金属の塩；又は亜リン酸塩を含む一又は複数の共触媒も含みうる。
好ましい一実施態様では、方法は、工程（ａ）の前に実施される活性化工程を含み、活性化工程は、フッ素化触媒を、酸素、空気、塩素又は酸素と窒素との混合物から選択される酸化剤を含むガス流と接触させる第１の工程を含む。
好ましい一実施態様では、活性化工程は、第１の工程の後で、第１の工程後に得られるフッ素化触媒を、水素又はＣ２－Ｃ６ヒドロハロカーボンである還元剤と不活性ガスとを含むガス混合物と接触させる第２の工程も含みうる。
好ましい一実施態様では、工程（ａ）及び（ｂ）は交互に実施されうる。
好ましい一実施態様では、工程（ａ）及び（ｂ）は単一の反応器内で実施される。さらに、本明細書において規定される活性化工程は、本発明の方法による工程（ａ）及び（ｂ）に使用されるものと同じ反応器内で実施されてもよい。
好ましい一実施態様では、工程（ｂ）の前に及び／又は後で、即ちフッ素化反応と再生工程との間及び／又は再生工程の最後とフッ素化反応との間に、そのように再生されたフッ素化触媒を用いて、反応器のパージを実施してもよい。前記パージは、反応器を真空下に維持することによって、又は反応器内に含まれる気相成分を置換するために窒素の流れを反応器内に導入することによって、工程ｂ）の前に又は後で、実施することができる。代替的に、パージは、反応器内に含まれる気相成分を置換するために反応器内に空気又は酸素と窒素の混合物といった酸化剤の流れを導入することにより、工程ｂ）の前に又は後で、実施することができる。パージは、室温から４００℃の範囲の温度で；好ましくは大気圧から５バールの範囲の絶対圧力で；及び好ましくは１時間から５０時間の範囲の時間にわたって、実施されうる。
第２の態様では、本発明は、２，３，３，３－テトラフルオロプロペンを１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパンへとフッ素化するための方法を提供し、この方法は：
（ａ）反応器内において、フッ素化触媒の存在下で、気相中、２，３，３，３－テトラフルオロプロペンをフッ化水素と接触させて１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパンを生成する工程、及び
（ｂ）工程ａ）で使用したフッ素化触媒を再生する工程
を含み、フッ素化触媒を再生する工程（ｂ）が、（ｃ）前記フッ素化触媒を酸化剤含有ガス流で処理して酸化フッ素化触媒を形成する工程、及び（ｄ）工程（ｃ）で得られた酸化フッ素化触媒を、還元剤を含むガス混合物で処理する工程を含み；工程ｂ）で再生された触媒が工程ａ）で再利用され、還元剤が、水素、一酸化炭素、一酸化窒素、ホルムアルデヒド、Ｃ１－Ｃ６アルカン及びＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンからなる群より選択される。
還元剤、酸化剤、触媒、再生工程及び活性化工程は、本発明の第１の態様に関して上記及び／又は下記に規定される。
本明細書において使用される用語「Ｃ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボン」は、少なくとも１つのハロゲン原子、好ましくはＦ又はＣｌを有するＣ１－Ｃ１０アルカン、Ｃ２－Ｃ１０アルケン、Ｃ２－Ｃ１０アルキンを指す。好ましくは、Ｃ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンは、少なくとも１つのハロゲン原子、好ましくはＦ又はＣｌを有するＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンを指す。さらに好ましくは、Ｃ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンは、以下に定義される塩素化化合物、即ち少なくとも１つの塩素原子を有するＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンでありうる。特に、Ｃ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンは、少なくとも１つの塩素原子を含むＣ３ヒドロハロカーボンである。
本発明は、化合物のフッ素化のための方法に関する。驚くべきことに、本フッ素化法に用いられるフッ素化触媒の再生を実施することにより、副生成物の存在を制限又は回避することができることが発見された。
したがって、第１の態様において、本発明は、塩素化化合物をフッ素化化合物へとフッ素化するための方法に関する。前記方法は、（ａ）塩素化化合物を フッ素化触媒の存在下で、気相中、フッ化水素と接触させて、フッ素化化合物を生成する工程、及び（ｂ）工程（ａ）で用いた前記フッ素化触媒を再生する工程を含む。特に、フッ素化触媒を再生する工程（ｂ）は、（ｃ）前記フッ素化触媒を、酸化剤含有ガス流で処理し、酸化フッ素化触媒を形成すること、及び（ｄ）工程（ｃ）で得られた酸化フッ素化触媒を、還元剤を含むガス混合物で処理することを含む。
「塩素化化合物」は塩素原子を有する任意の分子とすることができ、「フッ素化化合物」はフッ素原子を有する任意の分子とすることができる。
好ましくは、塩素化化合物は、少なくとも１つの塩素原子を有する直鎖状又は分岐状のＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンである。用語「Ｃ２－Ｃ６アルカン」は、２、３、４、５又は６の炭素原子を有するアルカンを指す。用語「Ｃ２－Ｃ６アルケン」は、２、３、４、５又は６の炭素原子を有するアルケンを指す。塩素化化合物は、少なくとも１つの塩素原子を有する、Ｃ２－Ｃ５アルカン、好ましくはＣ２－Ｃ４アルカン、さらに好ましくはＣ３－Ｃ４アルカン、最も好ましくはＣ３アルカンでありうる。塩素化化合物は、少なくとも１つの塩素原子を有する、Ｃ２－Ｃ５アルケン、好ましくはＣ２－Ｃ４アルケン、さらに好ましくはＣ３－Ｃ４アルケン、最も好ましくはＣ３アルケンでありうる。前記塩素化化合物は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子を有しうる。前記塩素化化合物は、１、２、３、４、５、又は６の塩素原子を有しうる。したがって、前記塩素化化合物は、１から６の塩素原子、好ましくは１から５の塩素原子又は２から５の塩素原子を有する、直鎖状又は分岐状のＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンでありうる。本明細書に定義される、少なくとも１つの塩素原子を有する直鎖状又は分岐状のＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンは、塩素原子に加えて一又は複数のハロゲン原子を有してもよく、前記ハロゲン原子はＦ、Ｉ及びＢｒから選択され；好ましくはＦである。好ましい一実施態様では、本明細書に定義される塩素化化合物中のハロゲン原子の総数は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩから選択される、２から５のハロゲン原子、好ましくは３から５のハロゲン原子、さらに好ましくは４から５のハロゲン原子であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つは塩素原子である。
好ましくは、塩素化化合物は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子；及び好ましくは０から５のフッ素原子を有するＣ３アルカン化合物である。塩素化化合物は、１、２、３、４、５、又は６の塩素原子を有するＣ３アルカン化合物とすることができ；好ましくはフッ素原子を含まないか又は１、２、３、４、若しくは５のフッ素原子を含む。好ましくは、塩素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。さらに好ましくは、塩素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり、ハロゲン原子のうち、最大で４つがフッ素原子であり、少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。
好ましくは、塩素化化合物は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子；及び好ましくは０から３のフッ素原子を有するＣ３アルケン化合物である。塩素化化合物は、１、２、３、又は４の塩素原子を有するＣ３アルケン化合物でもよく；好ましくはフッ素原子を含まないか又は１、２、３、若しくは４のフッ素原子を含む。好ましくは、塩素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される３又は４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。さらに好ましくは、塩素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される３又は４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり、ハロゲン原子のうち、最大で３つがフッ素原子であり、少なくとも１つが塩素原子である。
さらに好ましくは、塩素化化合物は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，３，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｆａ）、１，１，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚａ）、１，３，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚｄ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，１，１，３－テトラクロロプロパン（ＨＣＣ－２５０ｆｂ）、１，１，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚａ）、３，３，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚｆ）からなる群より選択される。
特に、塩素化化合物は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）からなる群より選択される。
好ましくは、フッ素化化合物は、少なくとも１つのフッ素原子を有する直鎖状又は分岐状のＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンである。フッ素化化合物は、少なくとも１つのフッ素原子を有する、Ｃ２－Ｃ５アルカン、好ましくはＣ２－Ｃ４アルカン、さらに好ましくはＣ３－Ｃ４アルカン、最も好ましくはＣ３アルカンでありうる。フッ素化化合物は、少なくとも１つのフッ素原子を有する、Ｃ２－Ｃ５アルケン、好ましくはＣ２－Ｃ４アルケン、さらに好ましくはＣ３－Ｃ４アルケン、最も好ましくはＣ３アルケンでありうる。
前記フッ素化化合物は、少なくとも１つのフッ素原子、好ましくは少なくとも２つのフッ素原子、さらに好ましくは少なくとも３つのフッ素原子を有する直鎖状又は分岐状のＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンでありうる。フッ素化化合物は、１、２、３、４、又は５のフッ素原子を有しうる。フッ素化化合物は、１から５のフッ素原子、好ましくは２から５のフッ素原子又は３から５のフッ素原子を有しうる。本明細書に定義される少なくとも１つのフッ素原子を有する直鎖状又は分岐状のＣ２－Ｃ６アルカン又はＣ２－Ｃ６アルケンは、フッ素原子に加えて一又は複数のハロゲン原子を有することができ、前記ハロゲン原子はＣｌ、Ｉ及びＢｒから選択され；好ましくはＣｌである。好ましい一実施態様では、本明細書に定義されるフッ素化化合物中のハロゲン原子の総数は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩから選択される２から５のハロゲン原子、好ましくは３から５のハロゲン原子、さらに好ましくは４から５のハロゲン原子であり；ハロゲン原子のうち、少なくとも１つがフッ素原子であり、好ましくは少なくとも２つがフッ素原子であり、さらに好ましくは少なくとも３つがフッ素原子である。
好ましくは、フッ素化化合物は、少なくとも１つのフッ素原子、好ましくは少なくとも２つのフッ素原子、さらに好ましくは少なくとも３つのフッ素原子を有するＣ３アルカン化合物である。フッ素化化合物は、１、２、３、４、又は５のフッ素原子；及び好ましくは０から５の塩素原子、さらに好ましくは０から４の塩素原子、特に０から３の塩素原子を有するＣ３アルカンでありうる。好ましくは、フッ素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり、ハロゲン原子のうち、少なくとも１つはフッ素原子である。さらに好ましくは、フッ素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり、そのうち最大で３、好ましくは最大で２のハロゲン原子が塩素原子であり；少なくとも１つがフッ素原子であり、好ましくは少なくとも２つがフッ素原子であり、さらに好ましくは少なくとも３つがフッ素原子である。
好ましくは、フッ素化化合物は、少なくとも１つのフッ素原子、好ましくは少なくとも２つのフッ素原子、さらに好ましくは少なくとも３つのフッ素原子を有するＣ３アルケン化合物である。フッ素化化合物は、１、２、３、又は４のフッ素原子；好ましくは０から２の塩素原子、さらに好ましくは０から１の塩素原子を有するＣ３アルケン化合物でありうる。好ましくは、フッ素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり、ハロゲン原子のうち、少なくとも１つはフッ素原子である。さらに好ましくは、フッ素化化合物は、Ｃｌ及びＦから選択される４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり、そのうち、最大で２、好ましくは最大で１のハロゲン原子が塩素原子であり；少なくとも１つがフッ素原子であり、好ましくは少なくとも２つがフッ素原子であり、さらに好ましくは少なくとも３つがフッ素原子である。特に、フッ素化化合物は、フッ素原子である４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物でありうる。フッ素化化合物は、４のハロゲン原子を有し、それら４のうち３がフッ素原子であり、残りのハロゲン原子が塩素原子である、Ｃ３アルケン化合物でもよい。
さらに好ましくは、フッ素化化合物は、２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）、１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｆａ）、１，１，１，３－テトラフルオロ－３－クロロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｆａ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ－Ｅ）、３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２４３ｚｆ）及び２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）からなる群より選択される。
本方法によれば、塩素化化合物のフッ素化は、フッ素化の度合いの上昇にあり、即ちフッ素化化合物中のフッ素原子の数が、塩素化化合物中のフッ素原子の数より大きい。好ましくは、反応の間に、塩素化化合物中の少なくとも１つのＣｌ置換基がＦ置換基によって置き換えられる。好ましくは、反応のために選択される塩素化化合物、及びフッ素化反応を介してそれにより得られるフッ素化化合物は、同数の炭素原子を有する。
好ましい一実施態様では、塩素化化合物のフッ素化化合物へのフッ素化は：
－ ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，２，２，３－ ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
－ ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
－ １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
－ ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ
のフッ素化である。
塩素化化合物のフッ素化化合物への変換は、直接的変換（即ち単一の反応工程における又は本質的に一組の反応条件下での）及び間接的変換（即ち複数の反応工程による又は単一組の反応条件を複数用いる）を含む。
フッ素化反応は：
－ 典型的には３：１から１５０：１、好ましくは４：１から１２５：１、さらに好ましくは５：１から１００：１のＨＦモル比；
－ ３から１００秒、好ましくは４から７５秒、さらに好ましくは５から５０秒の接触時間；及び
－ 大気圧から２０バール、好ましくは２から１８バール、さらに好ましくは３から１５バールの圧力
を用いて実施することができる。
工程ａ）は、２００から４５０℃、好ましくは２５０℃から４００℃、さらに好ましくは２８０℃から３８０℃の温度で実施されうる。好ましくは、工程ａ）の温度は触媒床の温度である。
フッ素化反応の間に触媒が早々に非活性化することを防止するために、酸化剤（例えば酸素又は塩素）を、例えば酸化剤＋塩素化化合物の混合物に対して０．０５から２０ｍｏｌ．％、好ましくは０．１から１５ｍｏｌ．％、さらに好ましくは０．５から１０ｍｏｌ．％、特に１から８ｍｏｌ．％の比で加えることができる。
好ましい一実施態様では、本発明の工程（ｂ）によりフッ素化触媒を再生する前に、反応器のパージが実施される。パージは、反応器を真空下に維持することによって、又は本発明の工程（ａ）が完了した後で窒素の流れを反応器内に導入することによって、実施することができる。
好ましい一実施態様では、工程ａ）及びｂ）は交互に実施することができる。工程ａ）が工程ｂ）と交互に行われるとき、各工程の継続時間は５０から２０００時間、有利には５０から１５００時間、好ましくは２００から１０００時間とすることができ、各再生段階の継続時間は１０から２００時間、好ましくは１５から６０時間とすることができる。
触媒
触媒は、例えば、遷移金属酸化物又はこのような金属の誘導体若しくはハロゲン化物若しくはオキシハロゲン化物を含む金属に基づく触媒とすることができる。使用できる触媒は、オキシフッ化クロム、クロム酸化物、ハロゲン化クロム、フッ化アルミニウム及びオキシフッ化物の、担持触媒又は非担持触媒である。国際公開第２００７／０７９４３１号、７頁、１－５及び２８－３２行、ＥＰ－Ａ－９３９０７１、段落［００２２］、国際公開第２００８／０５４７８１号、９頁２２行から１０頁３４行、国際公開第２００８／０４０９６９号、請求項１も参照することができ、これらすべては参照により本明細書に包含される。
好ましい一実施態様では、フッ素化触媒は、オキシフッ化クロム、クロム酸化物、ハロゲン化クロム、及びこれらの混合物を含む。本発明に使用されるフッ素化触媒は、担持されていても、されていなくともよい。好ましい一実施態様では、オキシフッ化クロム触媒は、その総重量に基づいて、３０ｗｔ％を上回るフッ素含有量、好ましくは３０から４５ｗｔ％のフッ素含有量を有しうる。代替え的に、オキシフッ化クロム触媒は、その総重量に基づいて、３０ｗｔ％未満のフッ素含有量を有してもよい。
フッ素化触媒は、担持又は非担持の、オキシフッ化クロム、クロム酸化物、ハロゲン化クロム及びこれらの混合物でありうる。
好ましい一実施態様では、触媒は、クロム及びニッケルの両方を含む担持された混合触媒である。金属元素に関し、モル比Ｃｒ：Ｎｉは、一般に０．５から５、例えば０．７から２であり、１の近似値を含む。触媒は、０．５から２０ｗｔ％のニッケルを含みうる。
担持触媒に関する限り、触媒担体は、より高い温度及び圧力でＨＦと適合性である当技術分野で既知の材料から選択することができる。例えば、フッ素化アルミナ、予備フッ素化活性炭素、グラファイト又はフッ素化グラファイトは、適切な触媒担体である。担体は、好ましくはアルミニウムから作製される。アルミナ、活性アルミナ又はアルミニウム誘導体といった複数の可能な担体が存在する。これら誘導体には、例えば米国特許第４９０２８３８号に記載の、又は活性化プロセスにより得られた、ハロゲン化アルミニウム及びアルミニウムのハロゲン化物酸化物が含まれる。国際公開第２００９／１１８６２８号、特に４頁、３０行から７頁、１６行までの触媒の開示内容を参照することができ、これらは参照により本明細書に包含される。
別の実施態様によれば、本方法は、好ましくは非担持の、高表面積Ｃｒ系触媒を使用する。好ましい触媒は、高表面積の非担持クロム酸化物触媒である。
本明細書に定義される触媒のいずれもが、少なくとも５０ｍ2／ｇ、好ましくは５０から３００ｍ2／ｇ、さらに好ましくは７０から２５０ｍ2／ｇ、特に１００から２００ｍ2／ｇの表面積を有しうる。
他の可能な触媒は、亜鉛又は酸化亜鉛を含む二酸化クロム系フッ素化触媒である。亜鉛／二酸化クロム触媒中に存在する亜鉛又は亜鉛の化合物の総量は、約０．０１％から約２５％、好ましくは０．１％から２５％、便利には０．０１％から６％の亜鉛とすることができ、いくつかの実施態様では、好ましくは触媒の０．５重量％から２５重量％、好ましくは触媒の約１から１０重量％、さらに好ましくは触媒の約２から８重量％、例えば触媒の約４から６重量％である。他の実施態様では、触媒は、便利には、０．０１％から１％、さらに好ましくは０．０５％から０．５％の亜鉛を含む。亜鉛／二酸化クロム触媒は、追加の金属又はその化合物を含みうる。典型的には、追加の金属は、好ましくはニッケル、マグネシウム、アルミニウム及びこれらの混合物から選択される、二価又は三価の金属である。典型的には、追加の金属は、触媒の０．０１重量％から約２５重量％の量で、好ましくは触媒の約０．０１から１０重量％の量で存在する。他の実施態様は、少なくとも約０．５重量％又は少なくとも約１重量％の追加の金属を含む。他の触媒は、非晶性二酸化クロム；触媒の０．５から２５重量％の亜鉛総量の酸化亜鉛；及び触媒の０．１から２．５重量％の総量の結晶性クロム酸化物からなる二酸化クロム系フッ素化触媒であり；触媒は、ＥＰ１８７７１８１に開示されるように、担持されるか、又は担持されない。
好ましい一実施態様では、触媒は、好ましくは低レベルで、一又は複数の共触媒、例えばＣｏ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｐ及びＮｉの塩を含むことができる。好ましい共触媒は、ニッケル、マグネシウム又は亜鉛である。好ましい非担持クロム触媒は、任意選択的に、コバルト、ニッケル、亜鉛、マンガン、マグネシウム又はマンガンとマグネシウムとの混合物から選択される、含浸、混合粉末などの当技術分野で既知の方法により調製された、低レベルの一又は複数の共触媒を含むことができる。
存在するとき、共触媒の量は、１から２０ｗｔ．％、好ましくは１から１０ｗｔ．％、さらに好ましくは１から５ｗｔ．％の間で変化させることができる。水溶液又は有機溶液からの吸着とそれに続いて行われる溶媒のエバポレーションとった、当技術分野で既知の方法によって共触媒を触媒に加えることができる。この実施態様において好ましい触媒は、共触媒としてニッケル又は亜鉛を含む純粋なクロム酸化物である。代替え的に、共触媒は、完全混和を生成するための粉砕により触媒と物理的に混合することができる。
活性化の前に、触媒は、乾燥工程に供してもよい。前記乾燥工程は、乾燥ガス、好ましくは窒素を、触媒上に通すことを含みうる。乾燥工程は、大気圧から２０バールまでの圧力で実施することができる。乾燥工程の間の触媒の温度は、約１から１００秒、好ましくは約１０から４０秒の接触時間で、概ね１から５０時間、好ましくは５から２０時間にわたり、室温から４００℃まで、好ましくは約１００℃から約３００℃の範囲とすることができる。
乾燥工程の後、触媒は、よりよいレベルの触媒活性に到達させるために活性化することができる。
触媒の活性化
本発明者らは、酸化剤含有ガス流を用いた上記触媒の活性化が、フッ素化法の効率を向上させることを発見した。
この活性化法は、二工程で又は単一工程で、１つの活性化剤又は２つの活性化剤を用いて触媒を活性化することを含む。活性化剤の１つは、酸化剤、例えば、酸素又は酸素／窒素混合物又は空気又は塩素である。他の活性化剤は、還元剤を含むガス混合物でありうる。
第１の実施態様では、活性化法は、フッ素化触媒を酸化剤含有ガス流と接触させる工程を含む。フッ素化触媒は、酸化剤で処理される。酸化剤は、好ましくは空気、酸素、塩素又は酸素と窒素の混合物から選択される、酸素含有剤とすることができる。酸化剤での処理の間の温度は、好ましくは約１から２００秒、好ましくは１から１５０秒、さらに好ましくは５から１００秒の接触時間で；好ましくは少なくとも１時間、好ましくは少なくとも２時間、さらに好ましくは少なくとも４時間、最も好ましくは少なくとも１０時間、特に少なくとも１５時間の時間にわたり、２５０から５００℃、好ましくは３００から４５０℃、さらに好ましくは３５０から４００℃の範囲とすることができる。したがって、酸化剤での処理は、１から約１５００時間、好ましくは２から１０００時間、さらに好ましくは４から５００時間、最も好ましくは１０から２００時間、特に１５から１５０時間の時間にわたって実施されうる。
別の実施態様では、活性化工程は、フッ素化触媒を、上記に定義された酸化剤含有ガス流と接触させる第１の工程（ｉ）、及び工程（ｉ）の後に得られるフッ素化触媒を、還元剤を含むガス混合物で処理する第２の工程（ｉｉ）を含む。
還元剤を含むガス混合物は、不活性ガスも含みうる。不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、ＨＦ又はこれらの混合物でありうる。代替え的に、不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン又はこれらの混合物を含みうる。ガス混合物は、ガス混合物の総体積に基づいて、１から１０体積％、好ましくは２から９体積％、さらに好ましくは３から７体積％の還元剤を含みうる。
還元剤は、水素、一酸化炭素、一酸化窒素、ホルムアルデヒド、Ｃ１－Ｃ６アルカン及びＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンからなる群より選択されうる。好ましくは、還元剤は、水素、ホルムアルデヒド、Ｃ１－Ｃ６アルカン又はＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンである。特に、還元剤は、Ｃ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボン、好ましくは上記に定義された塩素化化合物とすることができる。還元剤は、塩素化化合物であるとき、本方法の工程ａ）で用いられる塩素化化合物と同じでも異なってもよく、好ましくは本方法の工程ａ）で用いられるものと同じである。還元剤がＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボン、好ましくは塩素化化合物であるとき、ガス混合物は、窒素、ヘリウム、アルゴン、ＨＦ又はこれらの混合物といった不活性ガスを含む。好ましくは、還元剤がＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボン、特にＣ３ヒドロハロカーボンであるとき、ガス混合物はＨＦを含む。
したがって、還元剤は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子；及び好ましくは０から５のフッ素原子を有するＣ３アルカン化合物とすることができる。還元剤は、１、２、３、４、５、又は６の塩素原子を有するＣ３アルカン化合物とすることができ；好ましくはフッ素原子を含まないか又は１、２、３、４、若しくは５のフッ素原子を含む。好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。さらに好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり、ハロゲン原子のうち、最大で４つがフッ素原子であり、少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。
好ましくは、還元剤は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子；及び好ましくは０から３のフッ素原子を有するＣ３アルケン化合物とすることができる。還元剤は、１、２、３、又は４の塩素原子を有するＣ３アルケン化合物とすることができ；好ましくはフッ素原子を含まないか又は１、２、３、若しくは４のフッ素原子を含む。好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。さらに好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり、ハロゲン原子のうち、最大で３つがフッ素原子であり、少なくとも１つが塩素原子である。
さらに好ましくは、還元剤は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，３，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｆａ）、１，１，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚａ）、１，３，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚｄ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，１，１，３－テトラクロロプロパン（ＨＣＣ－２５０ｆｂ）、１，１，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚａ）、３，３，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚｆ）からなる群より選択される。
特に、還元剤は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）からなる群より選択される。
第２の工程（ｉｉ）の温度は、約１００℃から約４５０℃とすることができる。第２の工程（ｉｉ）は、約１から約１００秒、好ましくは１から７５秒、さらに好ましくは５から５０秒の接触時間で；１時間を上回る時間、好ましくは１から５０時間にわたって実施することができる。好ましくは、第２の工程（ｉｉ）の温度は、約１から約１００秒、好ましくは１から７５秒、さらに好ましくは５から５０秒の接触時間で；１時間を上回る時間、好ましくは１から５０時間にわたり、約３００から約４００℃とすることができる。代替え的に、第２の工程（ｉｉ）は、１時間未満にわって実施されてもよい。代替え的に、第２の工程（ｉｉ）は、２００から３００℃の範囲の温度で実施されうる。第２の工程（ｉｉ）は、大気圧から５バールの圧力で実施されてもよい。
工程（ｉ）及び（ｉｉ）の両方を、触媒活性がその最高レベルに達するまで繰り返すことができる。
特定の実施態様では、上記に定義される活性化法の前に、触媒を、ＨＦと上記に定義される塩素化化合物との混合物と接触させることができる。接触は、約６から約１００時間にわたって（例えば５０時間未満にわたって）実施することができる。ＨＦ：塩素化化合物のモル比は、約２から約４０の範囲とすることができる。塩素化化合物は、その後工程ａ）のフッ素化反応の間に使用されるものと同じものでよい。代替的に、塩素化化合物は、その後フッ素化反応の間に使用される塩素化化合物とは異なるものでもよい。したがって、この特定の実施態様では、活性化工程は：
（ｉ’）フッ素化触媒を、ＨＦと塩素化化合物とを含む混合物と接触させること：
（ｉｉ’）工程（ｉ’）で得られたフッ素化触媒を、酸化剤含有ガス流と接触させること、及び
（ｉｉｉ’）任意選択的に又は非任意選択的に、工程（ｉｉ’）の後に得られたフッ素化触媒を還元剤で処理すること
によって実施されうる。
各工程は、触媒活性がその最高レベルに達するまで繰り返すことができる。
別の実施態様によれば、活性化法は：
（ｉ’’）フッ素化触媒を、ＨＦ、酸化剤含有ガス流及び塩素化化合物を含むガス混合物と接触させること、並びに
（ｉｉ’）任意選択的に又は非任意選択的に、工程（ｉ’）において得られたフッ素化触媒を還元剤と接触させること
によって実施されうる。
酸化剤、塩素化化合物及び還元剤は、上記に定義された通りである。ＨＦ、塩素化化合物及び酸化剤の混合物中における酸化剤の割合は、約２から約９８ｍｏｌ．％の範囲とすることができる。ＨＦ、塩素化化合物及び酸化剤の混合物中における塩素化化合物の割合は、約２から約９８ｍｏｌ．％の範囲とすることができる。ＨＦ、塩素化化合物及び酸化剤の混合物中におけるＨＦの割合は、約２から約９８ｍｏｌ．％の範囲とすることができる。活性化工程のプロセス条件は、上記に定義される。各工程は、触媒活性がその最高レベルに達するまで繰り返すことができる。
工程（ｉ），（ｉｉ）、又は（ｉ’），（ｉｉ’），（ｉｉｉ’）、又は（ｉ’’），（ｉｉ’’）は、交互に、一回、二回又は三回以上繰り返すことができる。
触媒の再生
本発明者らはまた、触媒を酸化剤含有ガス流と接触させた後で還元剤と接触させる再生工程に供することにより副生成物の存在を制限できることを見出した。
好ましい一実施態様では、本方法のフッ素化触媒の再生（工程ｂ）は：
ｃ）前記フッ素化触媒を酸化剤含有ガス流で処理し、酸化フッ素化触媒を形成すること；及び
ｄ）工程ｃ）において得られた前記酸化フッ素化触媒を、還元剤を含むガス混合物で処理すること
を含む。
一実施態様によれば、工程ｃ）において使用される酸化剤は、酸素又は空気又は酸素／窒素混合物又は塩素である。工程ｃ）が空気又は酸素／窒素混合物を用いて実施されるとき、酸素の割合は、酸素＋窒素の混合物に対して２０から約１００ｍｏｌ．％とすることができる。
別の実施態様では、工程ｃ）は、酸素又は空気又は酸素／窒素混合物又は塩素及びＨＦを用いて実施することができる。酸素の割合は、酸素＋ＨＦの混合物に対して約２から約９８ｍｏｌ．％の範囲、及び酸素＋窒素の混合物に対して約２０から約１００ｍｏｌ．％の範囲とすることができる。
工程ｃ）の間の温度は、１から２００秒、好ましくは１から１５０秒、さらに好ましくは５から１００秒の接触時間で；１から約１５００時間、好ましくは２から１０００時間、さらに好ましくは４から５００時間、最も好ましくは１０から２００時間、特に１５から１５０時間、具体的には１５から７０時間の時間にわたり、２５０から５００℃、好ましくは３００から４５０℃、さらに好ましくは３５０から４００℃、又は３２５℃から３７５℃の範囲とすることができる。工程ｃ）は、大気圧から２０バール、有利には大気圧から５バール、好ましくは大気圧から３バールの範囲の圧力で実施することができる。好ましい一実施態様では、工程ｃ）の間の温度は、約１から２００秒の接触時間での、１０から２００時間にわたり、大気圧から２０バール、好ましくは大気圧から３バールの範囲の圧力で、約２５０から５００℃の範囲とすることができる。特に好ましい一実施態様によれば、工程ｃ）の間の温度は、約５から１００秒の接触時間で、１５から７５時間にわたり、大気圧から２０バール、好ましくは大気圧から３バールまでの範囲の圧力で、約３２５から３７５℃の範囲とすることができる。
工程（ｄ）において使用されるガス混合物は、特に還元剤がＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボン、好ましくは塩素化化合物であるとき、不活性ガスを含みうる。不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、ＨＦ又はこれらの混合物でありうる。不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、又はこれらの混合物でありうる。特に、不活性ガスは、ＨＦと窒素との混合物でありうる。具体的には、不活性ガスは、還元剤がＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボン、有利にはＣ３ヒドロハロカーボン、好ましくは少なくとも１つの塩素原子を有するＣ３アルカン又はアルケンであるとき、ＨＦと窒素との混合物とすることができる。
好ましい一実施態様では、工程（ｄ）のガス混合物は、ガス混合物の総体積に基づいて、１から１０体積％、好ましくは２から９体積％、さらに好ましくは３から７体積％の還元剤を含む。
好ましい一実施態様では、工程ｄ）は、水素、一酸化炭素、一酸化窒素、ホルムアルデヒド、Ｃ１－Ｃ６アルカン及びＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンからなる群より選択される還元剤を用いて実施される。好ましくは、還元剤は、水素、ホルムアルデヒド、Ｃ１－Ｃ６アルカン又はＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンである。さらに好ましくは、還元剤はＣ１－Ｃ１０ヒドロハロカーボンである。特に、還元剤は、上記に定義された塩素化化合物である。具体的には、還元剤は、水素或いは少なくとも１つの塩素原子を有するＣ３アルカン又はアルケンでありうる。
したがって、還元剤は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子；及び好ましくは０から５のフッ素原子を有するＣ３アルカン化合物とすることができる。還元剤は、１、２、３、４、５、又は６の塩素原子を有するＣ３アルカン化合物とすることができ；好ましくはフッ素原子を含まないか又は１、２、３、４、若しくは５のフッ素原子を含む。好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。さらに好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４又は５のハロゲン原子を有するＣ３アルカン化合物であり、ハロゲン原子のうち、最大で４つがフッ素原子であり、少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。
好ましくは、還元剤は、少なくとも１つの塩素原子、好ましくは少なくとも２つの塩素原子；及び好ましくは０から３のフッ素原子を有するＣ３アルケン化合物とすることができる。還元剤は、１、２、３、又は４の塩素原子を有するＣ３アルケン化合物とすることができ；好ましくはフッ素原子を含まないか又は１、２、３、若しくは４のフッ素原子を有する。好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり；ハロゲン原子のうちの少なくとも１つが塩素原子であり、好ましくは少なくとも２つが塩素原子である。さらに好ましくは、還元剤は、Ｃｌ及びＦから選択される４のハロゲン原子を有するＣ３アルケン化合物であり、ハロゲン原子のうち、最大で３つがフッ素原子であり、少なくとも１つが塩素原子である。
さらに好ましくは、還元剤は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，３，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｆａ）、１，１，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚａ）、１，３，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚｄ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，１，１，３－テトラクロロプロパン（ＨＣＣ－２５０ｆｂ）、１，１，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚａ）、３，３，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚｆ）からなる群より選択される。
特に、還元剤は、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）からなる群より選択される。
工程ｄ）は、約１００℃から約４５０℃の範囲の温度で実施されうる。好ましくは、工程ｄ）は、３００から４００℃、特に３２５℃から３７５℃の温度で実施されうる。工程ｄ）は、約１から約１００秒、好ましくは１から７５秒、さらに好ましくは５から５０秒の接触時間にわたって実施されうる。好ましくは、工程ｄ）は、１時間を上回る時間、好ましくは１から５０時間、特に１から１５時間にわたって実施されうる。さらに好ましくは、工程ｄ）は、３００から４００℃、特に３２５℃から３７５℃の温度で、約１から約１００秒、好ましくは１から７５秒、さらに好ましくは５から５０秒の接触時間で、１時間を上回る時間、好ましくは１から５０時間、特に１から１５時間にわたって実施される。代替え的に、工程ｄ）は、１時間未満にわって実施されてもよい。代替え的に、工程ｄ）は、２００から３００℃の範囲の温度で実施されうる。工程ｄ）は、大気圧から５バールの範囲の圧力で実施されてもよい。
工程ｃ）及びｄ）の両方は、交互に、一回、二回又は三回以上繰り返すことができる。特に、工程ｄ）は、独立して、一回、二回又は三回以上繰り返すことができ、即ち各工程ｄ）を異なる還元剤を用いて繰り返すことができる。例えば、工程ｄ）は、水素を用いて実施することができ、且つ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペンを用いて繰り返すことができる。
以下の実施例は本発明を限定することなく説明する。
設備機器は、２１ｍｍの内径を有するＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）６００合金及び６ｍｍの内径を有する１２ｍのコイル予熱器から作製された管形反応器を含んでいた。システムは、流動砂浴に浸漬した。反応器は、圧力及び温度コントローラを備えていた。反応物は、事前に混合され、反応器の下部に導入された。
反応器を出るガス流は、水スクラッバを通過させた後乾燥させ、サンプリングし、ガスクロマトグラフィーによって分析した。ＨＰモデル５８９０ＧＣを、すべての実験に使用した。クロマトグラフは、共に熱伝導率検出器（ＴＣＤ）に接続された、ＲＴＸ（登録商標）－２００カラムとＳｈｉｎＣａｒｂｏｎカラム（Ｒｅｓｔｅｋ）とを備えていた。
比較実施例１：ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆのフッ素化－還元剤を含むガス混合物による処理なしでのフッ素化触媒の再生
上記設備機器を使用して、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの接触気相フッ素化を実施した。反応器に、約１３０ｃｍ３の事前に活性化した市販のクロムバルク触媒を充填した。
反応を、Ｐ＝５バールの一定の絶対圧力で実行し、温度をＴ＝３８０℃に維持した。無水フッ化水素（ＨＦ）、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ及び空気を継続的に反応器内に導入した。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対するＨＦのモル比は２０であった。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対する酸素（Ｏ２）のモル比は０．０４であった。接触時間は反応条件下で２０秒として計算された。
７０時間の反応後、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの変換が約２０％である間に、反応を停止し、１３ｌ／ｈ、Ｔ＝３８０℃及び大気圧での７２時間にわたる空気処理により再生工程を実施した。
次いで同じ条件を用いて反応を再開した。
ＨＦＯ－１２３４ｙｆ以外に得られた主生成物はＨＦＣ－２４５ｃｂである。この化合物は、リサイクルして再利用することができ、有用な物質とみなされる。得られた副生成物及びそれらの選択性を以下の表１に示す：
Figure 0007336849000001
本発明による実施例２：ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆのフッ素化－還元剤を含むガス混合物による処理を伴うフッ素化触媒の再生
上記設備機器を使用して、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの接触気相フッ素化を実施した。反応器に、約１３０ｃｍ３の事前に活性化した市販のクロムバルク触媒を充填した。
反応を、Ｐ＝５バールの一定の絶対圧力で実行し、温度をＴ＝３８０℃に維持した。無水フッ化水素（ＨＦ）、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ及び空気を継続的に反応器内に導入した。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対するＨＦのモル比は２０であった。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対する酸素（Ｏ２）のモル比は０．０４であった。接触時間は反応条件下で２０秒として計算された。
７６時間の反応後、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの変換が約３５％である間に、反応を停止し、
－ ５ｌ／ｈ、Ｔ＝３８０Ｃ及び大気圧での７２時間にわたる空気処理，
－ Ｔ＝３５０℃での５時間にわたるＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ：ＨＦ：窒素（１４．１ｇ／ｈ，４３．１ｇ／ｈ；５１ｌ／ｈ）の混合物を用いた処理
により再生工程を実施した。
次いで同じ条件を用いて反応を再開した。
ＨＦＯ－１２３４ｙｆ以外に得られた主生成物はＨＦＣ－２４５ｃｂである。この化合物は、リサイクルして再利用することができ、有用な物質とみなされる。得られた副生成物及びそれらの選択性を以下の表２に示す：
Figure 0007336849000002
比較実施例３：ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆのフッ素化－還元剤を含むガス混合物による処理なしでのフッ素化触媒の再生
上記設備機器を使用して、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの接触気相フッ素化を実施した。反応器に、約１３０ｃｍ３の事前に活性化した市販のクロムバルク触媒を充填した。
反応を、Ｐ＝５バールの一定の絶対圧力で実行し、温度をＴ＝３５０℃に維持した。無水フッ化水素（ＨＦ）、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ及び空気を継続的に反応器内に導入した。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対するＨＦのモル比は２０であった。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対する酸素（Ｏ２）のモル比は０．０４であった。接触時間は反応条件下で３４秒として計算された。
４８時間の反応後、反応物の流量を増加させ、新規の接触時間が反応条件下で２０秒として計算された。さらに２４時間の反応後、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの変換が約４５％である間に、反応を停止し、７．５ｌ／ｈ、Ｔ＝３５０℃及び大気圧での７２時間にわたる空気処理により再生工程を実施した。
次いで同じ条件（反応条件下で接触時間を２０秒として計算）を用いて反応を再開した。
ＨＦＯ－１２３４ｙｆ以外に得られた主生成物はＨＦＣ－２４５ｃｂである。この化合物は、リサイクルして再利用することができ、有用な物質とみなされる。得られた副生成物及びそれらの選択性を以下の表３に示す：
Figure 0007336849000003
本発明による実施例４：ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆのフッ素化－還元剤を含むガス混合物による処理を伴うフッ素化触媒の再生
上記設備機器を使用して、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの接触気相フッ素化を実施した。反応器に、約１３０ｃｍ３の事前に活性化した市販のクロムバルク触媒を充填した。
反応を、Ｐ＝５バールの一定の絶対圧力で実行し、温度をＴ＝３５０℃に維持した。無水フッ化水素（ＨＦ）、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ及び空気を継続的に反応器内に導入した。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対するＨＦのモル比は２０であった。ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆに対する酸素（Ｏ２）のモル比は０．０４であった。接触時間は反応条件下で２０秒として計算された。
４８時間の反応後、ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆの変換が約６１％である間に、反応を停止し，
－ ５ｌ／ｈ、Ｔ＝３５０℃及び大気圧での４８時間にわたる空気処理，
－ Ｔ＝３２５℃での５時間にわたる水素：窒素（１．２５ｌ／ｈ；２５ｌ／ｈ）の混合物を用いた処理
－ １０ｌ／ｈ、Ｔ＝３５０℃及び絶対圧力Ｐ＝１．６ｂａｒでの２４時間にわたる窒素処理
により再生工程を実施した。
次いで同じ条件を用いて反応を再開した。
ＨＦＯ－１２３４ｙｆ以外に得られた主生成物はＨＦＣ－２４５ｃｂである。この化合物は、リサイクルして再利用することができ、有用な物質とみなされる。得られた副生成物及びそれらの選択性を以下の表４に示す：
Figure 0007336849000004

Claims (12)

  1. 少なくとも１つの塩素原子を有する塩素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物を少なくとも１つのフッ素原子を有するフッ素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物へとフッ素化するための方法であって：
    （ａ）反応器内において、フッ素化触媒の存在下で、気相中、塩素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物をフッ化水素と接触させてフッ素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物を生成する工程、及び
    （ｂ）工程（ａ）で使用したフッ素化触媒を再生する工程
    を含み、フッ素化触媒を再生する工程（ｂ）が、（ｃ）前記フッ素化触媒を、酸化剤含有ガス流で処理し、酸化フッ素化触媒を形成する工程、及び（ｄ）工程（ｃ）で得られた酸化フッ素化触媒を、還元剤、ＨＦ及び不活性ガスを含むガス混合物で処理する工程を含み；工程（ｂ）で再生された触媒が、工程（ａ）で再利用され、還元剤が、少なくとも１つの塩素原子を含むＣ ３ ヒドロハロカーボンであり、工程（ｄ）のガス混合物が、ガス混合物の総体積に基づいて、２から９体積％の還元剤を含み、不活性ガスが窒素、ヘリウム、アルゴン、又はこれらの混合物より選択される、方法。
  2. 工程（ｄ）が、１００℃から４５０℃の範囲の温度、及び１から１００秒の接触時間で、１時間を超える時間にわたって実施される、請求項１に記載の方法。
  3. 塩素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物が、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）、１，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）、１，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）、２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）、１，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）、２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，３，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｆａ）、１，１，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚａ）、１，３，３，３－テトラクロロプロペン（ＨＣＯ－１２３０ｚｄ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，１，１，３－テトラクロロプロパン（ＨＣＣ－２５０ｆｂ）、１，１，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚａ）又は３，３，３－トリクロロプロペン（ＨＣＯ－１２４０ｚｆ）である、請求項１又は２に記載の方法。
  4. フッ素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物が、２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）、１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）、１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｆａ）、１，１，１，３－テトラフルオロ－３－クロロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｆａ）、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）、３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２４３ｚｆ）、又は２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 塩素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物からフッ素化Ｃ３アルカン又はアルケン化合物へのフッ素化が：
    － ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
    － １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
    － １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
    － ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
    － １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
    － ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）へ；
    － １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
    － １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
    － ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
    － １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
    － ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）へ；
    － ２－クロロ－３，３，３－トリフルオロ－１－プロペン（ＨＦＣＯ－１２３３ｘｆ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
    － １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
    － １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
    － ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
    － １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
    － ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から２－クロロ－１，１，１，２－テトラフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４４ｂｂ）へ；
    － １，１，１，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ｄｂ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
    － １，１，２，２，３－ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ－２４０ａａ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
    － ２，３－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロプロパン（ＨＣＦＣ－２４３ｄｂ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
    － １，１，２，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘａ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ；
    － ２，３，３，３－テトラクロロ－１－プロペン（ＨＣＯ－１２３０ｘｆ）から１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｃｂ）へ
    のフッ素化である、請求項１か４のいずれか一項に記載の方法。
  6. フッ素化触媒が、オキシフッ化クロム、クロム酸化物、ハロゲン化クロム及びこれらの混合物を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. フッ素化触媒が、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｎｉからなる群より選択される遷移金属の塩；又は亜リン酸塩を含む一又は複数の共触媒を含有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 工程（ａ）の前に実施される活性化工程を含み、活性化工程がフッ素化触媒を酸素、空気、塩素又は酸素と窒素との混合物から選択される酸化剤を含有するガス流と接触させる第１の工程を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 活性化工程が、第１の工程の後で、第１の工程後に得られるフッ素化触媒を、水素又はＣ２－Ｃ６ヒドロハロカーボンである還元剤及び不活性ガスを含有するガス混合物で処理する第２の工程を含む、請求項８に記載の方法。
  10. 工程（ａ）及び（ｂ）が交互に実施される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 反応器のパージが、工程（ｂ）の前に及び／又は後で実施される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. ２，３，３，３－テトラフルオロプロペンを１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパンへとフッ素化するための方法であって：
    （ａ）反応器内において、フッ素化触媒の存在下で、気相中、２，３，３，３－テトラフルオロプロペンをフッ化水素と接触させて１，１，１，２，２－ペンタフルオロプロパンを生成する工程、及び
    （ｂ）工程（ａ）で使用したフッ素化触媒を再生する工程
    を含み、フッ素化触媒を再生する工程（ｂ）が、（ｃ）前記フッ素化触媒を、酸化剤含有ガス流で処理し、酸化フッ素化触媒を形成する工程、及び（ｄ）工程（ｃ）で得られた酸化フッ素化触媒を、還元剤及びＨＦを含むガス混合物で処理する工程を含み；工程（ｂ）で再生された触媒が工程（ａ）で再利用され、還元剤が、少なくとも１つの塩素原子を含むＣ ３ ヒドロハロカーボンであり、工程（ｄ）のガス混合物が、ガス混合物の総体積に基づいて、２から９体積％の還元剤を含む、方法。
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