JPH05255144A - 弗化水素および1−クロロ−2,2,2−トリフルオロエタンを含有する混合物の分離方法 - Google Patents

弗化水素および1−クロロ−2,2,2−トリフルオロエタンを含有する混合物の分離方法

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JPH05255144A
JPH05255144A JP30404092A JP30404092A JPH05255144A JP H05255144 A JPH05255144 A JP H05255144A JP 30404092 A JP30404092 A JP 30404092A JP 30404092 A JP30404092 A JP 30404092A JP H05255144 A JPH05255144 A JP H05255144A
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chloro
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ウオルフガング・ドウカート
Bernd Kutzner
ベルント・クッツナー
Guenter Siegemund
ギユンター・ジーゲムント
Wolfgang Wanzke
ウオルフガング・ウアンツケ
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    • C01B7/191Hydrogen fluoride
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 R133aとHFとを分離する方法を提供す
る。 【構成】 弗化水素および1−クロロ−2,2,2−ト
リフルオロエタン(R133a)を含有する混合物の分
離法であって、上記混合物を分離帯域(5)中で−80
℃ないし−20℃に冷却し、10モル%未満のHF含有
率を有する有機相(7)を下相として形成させるととも
に、95%を越えるHF含有率を有するHF相(6)を
上相として分離帯域(5)内に形成させることからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弗化水素(HF)およ
び1−クロロ−2,2,2−トリフルオロエタン(R1
33a)を含有する混合物の分離方法に関する。
【0002】
【従来技術】R123aは、部分的にハロゲン化された
フルオロカーボン(H−FC)およびクロロフルオロカ
ーボン(H−CFC)の製造における揮発性の中間体で
あり、そして該R123aは完全にハロゲン化されたC
FCの代替え物として異なる用途のセクターで作用し、
そしてこれらよりも生態学的に優れている。R123a
は、更に反応によりR134a(1,1,1,2−テト
ラフルオロエタン)に、およびR123(1,1−ジク
ロロ−2,2,2−トリフルオロエタン)、R124
(1−クロロ1,2,2,2−テトラフルオロエタン)
およびR125(ペンタフルオロエタン)に転化するこ
とができる。これは、同様にして吸入麻酔性の1−ブロ
モ−1−クロロ−2,2,2−トリフルオロエタンの合
成のおよびトリフルオロ酢酸誘導体の製造の中間体とし
て使用することもできる。
【0003】クロロベンゼンから弗化水素との反応によ
り脂肪族フルオロカーボンを工業的に製造するに当たっ
て、過剰のHFを回収し、そしてこれを反応の際に戻す
ことは、いくつかの理由のために重要である。一方にお
いて、経済的観点からは、水性弗化水素酸またはフルオ
ライド溶液への転化が価値の著しい低下を表すので、こ
の方法においてできる限りの無水弗化水素を使用するこ
とが好ましい。他方においては、弗素−含有排水は、排
水保護の理由により避けるべきである。
【0004】液状の弗化水素は、ほんの限定された範囲
でしか多くの脂肪族フルオロカーボンと混和しないとい
うことは既知である。不均質混合物が相分離器内で分離
して高−HF相および低−HF相を得て、もって上記2
相を次いで更に別々に操作できるようにするという点
で、こういった事実は既に開発されている。
【0005】米国特許第2450415号明細書は、例
えばジクロロジフルオロエタン(R12)およびHFの
相分離を記載している。次いで、低いHF含量を有する
R12相を水性条件下に操作し、一方、高いHF相は反
応系に戻される。
【0006】米国特許第2450425号明細書は、H
Fと連続製造法におけるテトラクロロエタンの弗素化生
成物との相分離を記載している。高HF相をここで反応
器に戻している。
【0007】米国特許第3947558号明細書は、H
FがC1 〜C3 フルオロカーボンの弗素化法からできる
限り完全に除去する一連の2相分離を記載している。低
−HF有機相を先ず分離し、次いでこれにモノグリコー
ルを添加するが、ここで有機弗素化合物は実質的に不溶
性である。第2の相の分離後、HFは、ほとんど排他的
にグリコール相に位置し、そしてここから蒸留により回
収できる。
【0008】ヨーロッパ特許第98341号明細書は、
HFをこれとペンタフルオロタンおよび1−クロロ−
1,1−ジフルオロエタンとの混合物を相分離および蒸
留により回収することを記載している。
【0009】米国特許第4911792号明細書(=ヨ
ーロッパ特許出願公開第0353970号明細書)は、
HF、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエ
タンおよび/または2−クロロ−1,1,1,2−テト
ラフルオロエタンの混合物を相分離および引き続いての
両相の蒸留による分離を記載している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】トリフルオロエタンお
よびHFからのR133aの接触分解製造はヨーロッパ
特許出願公開第0407961号明細書に記載されてい
る。この反応から得られた生成物の混合物は、R133
aに加えて蒸留により分離することができる塩化水素を
なおも含有している。しかしながら、R133aとHF
との分離は、単純な蒸留では不可能である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、弗化水素およ
び1−クロロ−2,2,2−トリフルオロエタンを含有
する混合物の分離法であって、上記混合物を分離帯域中
で−80℃ないし−20℃に冷却し、10モル%未満の
HF含有率を有する有機相を下相として形成させるとと
もに、95%を越えるHF含有率を有するHF相を上相
として分離帯域内に形成させることからなる、上記方法
に関する。
【0012】低い温度を選択した結果、2相は、引き続
いての相の蒸留によりHFおよびR133aとを分離さ
せる組成を有している。2相が常圧下に0℃で既に形成
されており、一方対応する混合物がなおも20℃で均質
であるということは真実である。しかしながら、0℃で
の2相の組成は、成分R133aおよびHFの完全な分
離を2相の別々の蒸留により可能となるような導入され
た粗製混合物の濃度の差はない。
【0013】これに対して、−20℃では両相の常圧下
での濃度差は、既に十分である。相分離は、10モル%
未満のHFを有するR133a相および5モル%未満の
R133aを有するHF相を製造する。相分離を−40
℃ないし−80℃で行うのが好ましく、この場合、2%
未満のHFしかR133a相に見出されず、そしてHF
相においては1%未満のR133aしか見出されない。
【0014】圧力は、一般に0.1ないし10バールで
あり、好ましくは1ないし5バールである。本発明によ
る低温の相分離の結果、高いHF含量および低いR13
3a含量を有するHF上相が、低いHF含量および高い
R133a含量を有する有機下相と同様に得られる。
【0015】HF相を、分離帯域から除き、蒸留塔に移
し、そしてHFおよび1−クロロ−2,2,2−トリフ
ルオロエタンの共沸物を塔の頂部で回収しつつ、蒸留塔
の底部でHFを抜き取ることが好ましい。この場合の塔
頂部における温度は、一般には−40℃ないし+80℃
であり、好ましくは0℃ないし+50℃である。塔中の
圧力は、一般には0.1バールないし10バールであ
り、好ましくは1ないし5バールである(各々絶対
圧)。次いで、共沸物を分離帯域に戻すのが好ましい。
【0016】別法により、HFおよび共沸物への蒸留に
よる分離の代わりにHF相を、トリクロロエタンとHF
を反応させてR133aとする反応を行う反応器に戻す
こともできる。
【0017】特に好ましい実施態様において、HF相に
加えて有機相も蒸留により、HFおよび1−クロロ−
2,2,2−トリフルオロエタンの共沸物を塔の頂部で
回収しつつ、有機相を分離帯域から除去し、これを蒸留
塔に移すことによって操作される。この場合のこの塔の
頂部の温度は、一般には−50℃ないし+80℃であ
り、好ましくは0℃ないし+80℃である。この塔の圧
力は、一般には0.1ないし10バールであり、好まし
くは1ないし5バールである(各々絶対圧、その他の全
ての本発明の記載も同様)。共沸物を分離帯域に戻すの
が好ましい。
【0018】分離帯域へ2回の蒸留の頂部生成物として
得られるHFおよび1−クロロ−2,2,2−トリフル
オロエタンの共沸物を連続して戻し、これをそこで新た
な出発混合物(HFおよびR133a含有)と一緒にす
ることによって、HFおよびR133aの完全な分離が
連続操作で達成される。
【0019】ヨーロッパ特許第0407961号明細書
(上記を参照のこと)に従って得られた混合物を使用す
るために、これを先ず蒸留によりHClをなくす。この
ようにして得られた混合物は、なおも少量の高沸点化合
物、例えば未反応トリクロロエタンおよび1,2−ジフ
ルオロエタン(R132b)を含有し、そしてこれらは
本発明の進行に影響を及ぼす。低沸点不純物、例えばペ
ンタフルオロエタン(R132b)は、HClと一緒に
前もって留去され、もってR133aおよびHFと少部
分(3%未満)の上記高沸点化合物との混合物だけが分
離帯域に存在する。 図1は、本発明の好ましい態様の
略図である。
【0020】R133aおよびHFから本質的になる生
成物混合物(少量の未反応トリクロロエタンおよび少量
の不純物、例えば1,2−ジクロロ−1,1−ジフルオ
ロエタンを含有)は、冷却器(3)およびライン(3)
を介するライン(1)および(2)を介して相分離器
(分離帯域)(5)に流れる。相分離器(5)におい
て、高−HF上相(6)および高−R133a相(7)
が形成される。HF相(6)を相分離器(5)から抜取
り、そしてライン(8)を介して蒸留塔(9)に供給さ
れる。純粋な弗化水素をライン(10)を介して塔
(9)の底部で回収される。塔頂部で製造されたHFお
よびR133aの共沸物をライン(11)を介して冷却
管(12)に通過させ、そこで凝縮し、次いで再びライ
ン(2)および冷却器(3)を介して相分離器(5)に
供給する。
【0021】低有機相(7)からR133aを回収する
ために、これを相分離器(5)から抜取り、そしてライ
ン(13)を介して第2の蒸留塔(14)に供給する。
HFおよびR133aからなる共沸物を、ライン(1
5)を介して塔腸で抜取り、冷却管(16)中で液化
し、そして冷却器(3)を介して相分離器(5)に供給
する。R133aをライン(16)を介して塔(14)
の頂部で抜き取る。上相(6)の全てまたは一部をライ
ン(17)を介して反応器に戻すことができるが、これ
は好ましくない。塔(9)および(14)は2つのロー
タリーエバポレーターにより駆動される。
【0022】
【実施例】以下の実施例は、本発明を説明する。 比較例1 10gのHF(0.5モル)および56.2gのR13
3a(0.47モル)を透明な弗素プラスチック(ポリ
クロロトリフルオロエタンPCTFE)製の気密容器に
配置する。容器を20℃にまで加熱した後、相分離は観
察できない。2時間後でも、この混合物は均質である。
混合物の上および下部分は同一モル濃度のHFおよびR
133aを含有していた。 比較例2 504gのHF(25.2モル)および496gのR1
33a(4.2モル)をスチール製のシリンダー中で混
合し、そして20℃に加熱する。5時間後、各50gを
混合物の上および下部分から除去して、観察する。測定
したHFおよびR133a濃度は、はかりとった量の比
率と一致し、よってモル比HF/R133aで相分離は
同様に進行しなかった。 比較例3 比較例1からの混合物を0℃の温度に冷却した。数時間
内に、2相の形成が観察された。サンプルを両方の相か
ら分離し、そしてHFおよびR133aの濃度を測定し
た。 分析: 上相 下相 HF 58モル% 46モル% R133a 42モル% 54モル% 相分離はこの場合生ぜず、2相はほぼ同一組成であっ
た。 例1 比較例1からの混合物を−40℃の温度に冷却した。次
いで、2相を分析した。
【0023】 上相 下相 HF 99モル% 2モル% R133a 1モル% 98モル% 例2 図1に従う連続低分離装置について、規定された仮言的
な量のR133aおよびHFを入口(1)において導入
した場合の位置(8)、(10)、(11)、(1
3)、(15)および(16)で生じるR133aおよ
びHFの速度を測定した。蒸留塔(9)および(14)
の分離効率について、10段の理論プレートを各々の場
合に仮定した。(1)における仮定割合およびその他の
位置で測定された速度を以下の表に掲載する。この表
は、更に全ての記載した位置での仮定され、そして計算
に使用した温度および圧力も含む。更に、そのR133
aおよびHF混合物の実測および理論熱力学的データ
を、計算に、特に−40℃における相分離に関する例1
の結果に使用した。 (1):生成物混合物入口 (8):相分離器(5)からのHF相 (10):塔(9)からの底部生成物 (11):塔(9)からの頂部生成物 (13):相分離器(5)からのR133a相 (15):塔(14)からの底部生成物 (16):塔(14)からの頂部生成物
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の好ましい態様の略図である。
【符号の説明】
1,2,4,8,10,11,13,15,16,17
ライン 3
冷却器 5
分離帯域 6
高−HF上相 7
高−R133a下相 9,14
蒸留塔 12
冷却管 18,19
蒸発器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギユンター・ジーゲムント ドイツ連邦共和国、ホーフハイム・アム・ タウヌス、フランクフルテル・ストラー セ、21 (72)発明者 ウオルフガング・ウアンツケ ドイツ連邦共和国、ゲルストホーフエン、 アイヒエンドルフストラーセ、1

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弗化水素および1−クロロ−2,2,2
    −トリフルオロエタンを含有する混合物の分離法であっ
    て、上記混合物を分離帯域中で−80℃ないし−20℃
    に冷却し、10モル%未満のHF含有率を有する有機相
    を下相として形成させるとともに、95%を越えるHF
    含有率を有するHF相を上相として分離帯域内に形成さ
    せることからなる、上記方法。
  2. 【請求項2】 混合物を−40℃ないし−80℃に冷却
    する請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 HF相を分離帯域から除去し、蒸留塔に
    移し、そしてHFと1−クロロ−2,2,2−トリフル
    オロエタンとの共沸物を塔の頂部で回収しながらHFを
    その底部から抜き出す請求項1または2の方法。
  4. 【請求項4】 塔頂部の温度が−40℃ないし+80℃
    である請求項3の方法。
  5. 【請求項5】 共沸物を分離帯域に戻す請求項3または
    4の方法。
  6. 【請求項6】 有機相を分離帯域から除去し、蒸留塔に
    移し、そしてHFと1−クロロ−2,2,2−トリフル
    オロエタンとの共沸物を塔の頂部で回収しながら1−ク
    ロロ−2,2,2−トリフルオロエタンをその底部で抜
    き出す請求項1ないし5のいずれか一つの方法。
  7. 【請求項7】 塔頂部の温度が−50℃ないし+80℃
    である請求項6の方法。
  8. 【請求項8】 共沸物を分離帯域に戻す請求項6または
    7の方法。
JP30404092A 1991-11-15 1992-11-13 弗化水素および1−クロロ−2,2,2−トリフルオロエタンを含有する混合物の分離方法 Withdrawn JPH05255144A (ja)

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DE4137600 1991-11-15
DE4137600:5 1991-11-15

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