JPH07258123A - ペンタフルオロエタンの精製法 - Google Patents

ペンタフルオロエタンの精製法

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JPH07258123A
JPH07258123A JP7036439A JP3643995A JPH07258123A JP H07258123 A JPH07258123 A JP H07258123A JP 7036439 A JP7036439 A JP 7036439A JP 3643995 A JP3643995 A JP 3643995A JP H07258123 A JPH07258123 A JP H07258123A
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JP
Japan
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extractive distillation
bar
pentafluoroethane
extractant
pentane
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Pending
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JP7036439A
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English (en)
Inventor
Rene Bertocchio
ルネ,ベルトッチオ
Philippe Lacues
フィリップ,ラキュー
Andre Lantz
アンドレ,ランツ
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Arkema France SA
Original Assignee
Elf Atochem SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C17/383Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by distillation
    • C07C17/386Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by distillation with auxiliary compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 抽出剤としてC5-C8 直鎖または分枝アルカン
またはシクロアルカンを用いた抽出蒸留によるクロロペ
ンタフルオロエタンを含むペンタフルオロエタンの精製
法。 【効果】 C5-C8 直鎖または分枝アルカンまたはシクロ
アルカンは従来の抽出剤よりも選択性が高く、クロロペ
ンタフルオロエタンからのペンタフルオロエタンの分離
が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクロロペンタフルオロエ
タン(F115)を含むペンタフルオロエタン(F125)の精製法
に関し、その主題は特に、F115を抽出蒸留により分離
し、地球の大気圏に無害の生成物にその後変換するため
に容易に回収できる精製法である。
【0002】
【従来の技術】ペンタフルオロエタンはクロロフルオロ
カーボン(CFC) の可能な代替品の1 つであるが、クロロ
フルオロカーボンはモントリオール条約に関連し、それ
らは大気圏の上部にまで到達し、それ故、紫外線の影響
下でオゾン層の破壊に関与し得る異常に長い寿命を特徴
とする。かくして、その代替品は種々の製造法によりこ
れらのCFC を痕跡しか含んでいてはいけないことが明白
であろう。
【0003】代替品は一般に、選択性が高くなくかつ不
均化によりCFC 型の過ハロゲン化化合物を生じ得る適当
なフッ素化法か、またはCFC そのものから還元法によ
り、実際には水素化分解反応により得られる。それ故、
ペンタフルオロエタン(F125)はペルクロロエチレン、ま
たはジクロロトリフルオロエタン(F123)およびクロロテ
トラフルオロエタン(F124)のようなフッ素化中間生成物
のフッ素化、またはクロロペンタフルオロエタン(F115)
の水素化分解により製造できる。両者の場合、製造され
たF125はF115をかなりの量で含んでいるが、F115はCFC
であるためできるかぎり完全に除去しなければならな
い。
【0004】さて、F125の沸点( −48.1℃) に非常に近
い沸点(1.013バールで−48.5℃) を有する21重量% のF1
15含む、F115/F125 共沸混合物( 米国特許第3 505 233
号を参照されたい) が存在するので、蒸留によりF115と
F125を完全に分離することは実際上不可能である。それ
故、F125中のF115の除去は、第三の物質を含む化学的方
法かまたは物理的方法によってのみ実施できる。
【0005】特許出願EP 508 631には、金属水素化物ま
たはこのような水素化物の錯体を用いた塩素化合物、臭
素化合物またヨウ素化合物の液相での化学還元によるハ
イドロフルオロカーボン(HFC) の製造法が記載されてい
て、この方法はF125のようなある種のHFC を精製するの
に有利であり得ることが示されている。同様の目的のた
めに、特開平2-2001414 号公報は溶剤媒体中の金属レド
ックス対を使用している。Journal of Fluorine Chemis
try, 1991, vol. 55, p.105-107 に記載されているよう
な他の技術ではDMF 媒体中で過硫酸アンモニウムの存在
下でギ酸アンモニウムのような有機還元剤を使用してい
る。
【0006】取扱が困難な反応剤( 金属水素化物) また
は流出問題を提起し得る反応剤を使用するこれらの方法
は大量のトン数でのF125の工業生産にはあまり適さな
い。
【0007】F125の工業的製造としては、抽出蒸留技術
が、残留F115を除去する理想の方法であるようだ。抽出
蒸留法においては、二成分混合系の構成成分の分離を、
ボイラーから上部までに、1 番目は排気、2 番目は吸収
そして3 番目は回収の連続して3 つのセクションを含む
いわゆる抽出塔を利用して実施する。
【0008】選択的溶剤として作用する第三の物質を、
入口からボイラーまで液状で移動するように吸収セクシ
ョンの上部に導入しつつ、分別しようとする二成分混合
系を排気セクションの上部に注入する。3番目のいわゆ
る回収セクションを使用して、ゼロではない蒸気圧の作
用下で共留する痕跡量の溶剤から最も吸収されない成分
を蒸留により分離する。
【0009】1,1,1,2-テトラフルオロエタン(F134a) の
精製へのこの技術の適用は、米国特許第5 200 431 号の
主題となっており、使用する抽出剤は塩素化溶剤または
脂肪族炭化水素である。F125の精製への抽出蒸留の適用
は既に米国特許第5 087 329 号に記載されていて、使用
する抽出剤は、場合により水素および/ または塩素原子
を含むC1-C4 フルオロ炭化水素であり、その沸点は−39
℃と+50℃の間である。この特許のデータによると、ジ
クロロテトラフルオロエタン(F114 およびF114a)が、記
載されている他の化合物より少なくとも3 倍有効であ
る。さらに記載されている8 種の溶剤のうち5 種はモン
トリオール条約に関係のあるCFC であり、その市場での
売買は近い将来中止されるはずである。
【0010】この特許の方法の工業的使用は、それ故、
使用する抽出剤がF125をもたらす中間体のラインの一
部、すなわち、実際には、水素化分解によるF125の製造
法の一部を構成しないかぎり、経済的に考慮し得ない。
ペルクロロエチレンまたはその部分フッ素化生成物(F12
2 、F123、F124) のフッ素化によるF125の製造の場合に
は、米国特許第5 087 329 号は、もはや市場では見られ
ないCFC とF124またはF123のような低性能生成物との間
でしか選択の自由を与えない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】今回、飽和C5-C8 炭化
水素はクロロフルオロエタンの選択性よりさらに高い選
択性を示すことが見いだされた。F125はこれらの炭化水
素にほとんど溶解しないが、これらの同じ炭化水素への
F115の溶解性は、等しい溶媒重量では、F114またはF114
a へのF115の溶解性に匹敵する。
【0012】それ故、本発明の目的は、使用する抽出剤
がC5-C8 直鎖または分枝アルカンまたはシクロアルカン
であることを特徴とする、抽出蒸留によるクロロペンタ
フルオロエタンを含むペンタフルオロエタンの精製法を
提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】これらのアルカンおよび
シクロアルカンのなかで、例えば、n-ペンタン、イソペ
ンタン、シクロペンタン、n-ヘキサン、イソヘキサンお
よびシクロヘキサンのような、25〜85℃の沸点を有する
ものを使用することが好ましい。本発明法は公知の抽出
蒸留の原理に従って実施できる。操作は抽出蒸留塔で実
施し、分離すべきF125-F115 混合物を排気セクションの
上部に位置する箇所で塔に注入する。抽出剤、すなわち
アルカンまたはシクロアルカンは吸収セクションの上部
に位置する箇所で塔に導入する。それは液状でその導入
箇所からボイラーまで移動する。
【0014】抽出蒸留塔の直径および段数、還流比およ
び最適温度および圧力は、個々の成分およびその混合物
にあてはまるデータ( 相対揮発度、蒸気圧および物理定
数)から当分野で習熟した者は容易に計算できる。圧力
を絶対バールで示した以下の実施例は、本発明を説明す
るものであるが、限定するものではない。
【0015】F115-F125 混合物の抽出蒸留による分離で
使用するための溶剤の適性は、分圧1.4 バールおよび25
℃における溶剤中のF115の溶解度(s115)およびF125の溶
解度(s125)の比として規定されるその選択性(S) から評
価する: S = s115/ s125 これらの溶解度を測定するために、容量471 mlのステン
レス鋼製オートクレーブを使用し、それにトラップまた
は直接注入により既知量の溶剤を導入する。空気を除去
した後、全体を液体窒素温度から周囲温度まで温め、そ
の後25℃に温度調節してある容器に入れる。その後、1.
4 バールに近い圧力変化を得るのに必要な量のF115また
はF125をバルブにより導入する。平衡に達した後、全圧
を記録し、そして液相の試料と気相の試料を適切な装置
により取り出し、その後気相クロマトグラフィーにより
分析する。
【0016】気相のモル組成からF115またはF125の分圧
を計算できる。液相の溶剤1リットル当たりのF115また
はF125のg 数で表された、溶剤中のF115またはF125の溶
解度は関係式: s =1000×x ×M × d'/x'× M' 〔式中、x および x' はそれぞれ液相に存在するF115(
またはF125) および溶剤のモル分率を意味し(x+x' =1)
、M および M' はそれぞれF115( またはF125) および
溶剤の分子量を意味し、そして d' は25℃の液相中の溶
剤の密度である〕により液相のモル組成から計算する。
【0017】
【実施例】例 1 (比較例) F114 80.2 g を測定容器内に入れ、そしてF115 17.2 g
を添加した。系が平衡に達した後、全圧が3.25バールに
なり、液相および気相を分析すると以下のような結果と
なった: モル% 気相 液相 F115 43.1 15.9 F114 56.9 84.1 すなわち、25℃およびF115の分圧1.4 バールにおいて液
体F114の1リットル当たりのF115の溶解度(s115)は 25
0.9 gである。
【0018】操作をF125を用いて繰り返し、最初の試験
ではF114 82.1 g にF125 6.7 gを添加し、その後二番目
の試験ではF125 10.5 g をF114 80.7 g に添加した。平
衡圧がそれぞれ3.25および3.85バールとなり、以下の組
成が2 つの系の気相および液相について観測された。 モル% 全圧3.25バール 全圧3.85バール 気相 液相 気相 液相 F125 36.4 6.9 47 10.7 F114 63.6 93.1 53 89.3 すなわち、分圧1.18および1.81バールにおいてそれぞれ
の溶解度は76.2 g/lおよび123.3 g/l となり、そして1.
4 バールでの概算溶解度(s125)は 93 g/l である。それ
故、この同じ圧力でのF115とF125の溶解度の比により規
定される選択性は2.72となる。
【0019】例 2 n-ペンタン 61.6 g を上記の装置に入れ、そしてF115 1
3.4 g を添加した。平衡に達した後、圧力は2.05バール
で安定し、分析により以下の結果となった: モル% 気相 液相 F115 68.5 7 n-ペンタン 31.5 93 これらの結果から分圧1.4 バールでの溶解度(s115)は10
1.1g/lとなる。
【0020】F115をF125 5.3 gと取り換えて操作を繰り
返し、n-ペンタン58.5 gに添加した。圧力が2.05バール
で安定した後、2 相の組成は以下の通りであった: モル% 気相 液相 F125 67.3 2.65 n-ペンタン 32.7 97.35 すなわち、F125の分圧1.38バールでの溶解度(s125)は2
8.4 g/lで、選択性は 3.57 となる。
【0021】例 3 例 1に記載した操作を、溶剤として順次n-ヘキサン、イ
ソペンタン、シクロペンタン、イソヘキサン、シクロヘ
キサン、そして比較するためにF124、F113および四塩化
炭素を使用して繰り返した。以下の表に要約した結果に
より、アルカンおよびシクロアルカンの場合は、選択性
がF114( 比較例 1) または他の溶剤(F124 、F113、CC
l4) で得られたものよりかなり高いことがわかる。
【0022】
【0023】例 4 n-ペンタンを利用してF125 96.2 重量% およびF115 3.8
重量% から成る混合物を分離するために、図1 に示した
45の理論棚板の抽出蒸留塔を使用した。n-ペンタンを11
番目の理論棚板に導管(2) から流量350 kg/ 時で導入
し、そして分離すべきF125-F115 混合物を30番目の理論
棚板に導管(1) から流量170 kg/時で供給した。精製F12
5を抽出蒸留塔の上部から導管(3) により取り出し、そ
してF115に富んだn-ペンタンを導管(4) から底部で取り
出した。
【0024】塔を圧力10.5絶対バール、還流比6.2 で作
動させた。得られた結果を以下の表に要約する。
【0025】
【0026】例 5 シクロヘキサンを使用して例4 と同じF125-F115 混合物
を分離するにあたって、図2 に示した装置を使用した
が、これは例 4に記載の抽出蒸留塔をシクロヘキサンの
再利用を可能にする副蒸留塔と組み合わせたものであ
る。精製F125は導管(3) により抽出蒸留塔の上部で取り
出した。底部から取り出したF115に富むシクロヘキサン
は導管(4) により副蒸留塔に移送した。F115を上部で導
管(5) により回収し、そして精製シクロヘキサンを導管
(2) により抽出蒸留塔の11番目の理論棚板に再循環させ
た。
【0027】抽出蒸留塔を10.5絶対バールで、還流比6.
2 で作動し、F125-F115 混合物を170 kg/ 時で棚板30
に、そしてシクロヘキサンを 440 kg/時で棚板11に供給
したところ、以下の表に要約する結果が得られた。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】抽出蒸留に用いられる装置の概略図である。
【図2】抽出蒸留塔と副蒸留塔を組み合わせた、溶剤の
再利用を可能にする装置の概略図である。
フロントページの続き (72)発明者 アンドレ,ランツ フランス国 69390 ヴェルネゾン ドマ ン ド ラ エトレ (番地なし)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項 1】 使用する抽出剤がC5-C8 直鎖または分枝
    アルカンまたはシクロアルカンであることを特徴とす
    る、抽出蒸留によるクロロペンタフルオロエタン(F115)
    を含むペンタフルオロエタン(F125)の精製法。
  2. 【請求項 2】 抽出剤が25〜85℃の沸点を有するアルカ
    ンまたはシクロアルカンである、請求項 1の方法。
  3. 【請求項 3】 抽出剤がn-ペンタン、イソペンタン、シ
    クロペンタン、n-ヘキサン、イソヘキサンおよびシクロ
    ヘキサンから選ばれる、請求項 1の方法。
JP7036439A 1994-02-24 1995-02-24 ペンタフルオロエタンの精製法 Pending JPH07258123A (ja)

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FR9402114A FR2716449B1 (fr) 1994-02-24 1994-02-24 Procédé de purification du pentafluoroéthane.
FR9402114 1994-02-24

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JP (1) JPH07258123A (ja)
KR (1) KR950032032A (ja)
CN (1) CN1112541A (ja)
AU (1) AU1346395A (ja)
CA (1) CA2141657A1 (ja)
FR (1) FR2716449B1 (ja)

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KR950032032A (ko) 1995-12-20
EP0669302A1 (fr) 1995-08-30
FR2716449A1 (fr) 1995-08-25
AU1346395A (en) 1995-08-31
CA2141657A1 (fr) 1995-08-25
FR2716449B1 (fr) 1996-04-05
CN1112541A (zh) 1995-11-29

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