JPH08119885A - フッ素化炭化水素の製造方法 - Google Patents

フッ素化炭化水素の製造方法

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JPH08119885A
JPH08119885A JP26040594A JP26040594A JPH08119885A JP H08119885 A JPH08119885 A JP H08119885A JP 26040594 A JP26040594 A JP 26040594A JP 26040594 A JP26040594 A JP 26040594A JP H08119885 A JPH08119885 A JP H08119885A
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JP
Japan
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fluorinated hydrocarbon
reaction
hydrogen
chlorinated
producing
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JP26040594A
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Naokado Takada
直門 高田
Yasuo Hibino
泰雄 日比野
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Central Glass Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/23Preparation of halogenated hydrocarbons by dehalogenation

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩素化フッ素化炭化水素を水素で還元してフ
ッ化炭化水素を製造する方法であって、局部的な発熱を
抑制し、反応率および選択率の両方に優れかつ触媒寿命
を長く保つことのできる製造方法を提供する。 【構成】 主とする反応領域の前段に少なくとも一の該
反応領域よりも低い温度に設定した反応領域を配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィンフォー
ム、ポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポ
リイソシアヌレートフォーム等の発泡剤、冷媒、溶剤等
として有用なフッ素化炭化水素の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】フッ素化炭化水素の製造方法としては、対
応する不飽和フッ素化炭化水素への水素の添加、塩素化
フッ素化炭化水素の還元、フッ素化塩素化炭化水素のフ
ッ素化、塩素化炭化水素のフッ素化などの方法が知られ
ている。
【0003】例えば、1,1−ジフルオロエタン(以
下、HFC−152aと記す。)の製造方法としては、
アセチレンのフッ化水素によるフッ素化(ドイツ特許
2139993号、ドイツ特許2105478号、フラ
ンス特許1601442号、フランス特許157030
6号等)、塩化ビニルのフッ化水素によるフッ素化
(ドイツ特許2215019号等)、五塩化アンチモ
ン触媒を用いる1,1−ジクロルエタンのフッ化水素に
よるフッ素化(Journal of the Society of Chemical
Industry Vol.66 P.430〜433 (1947))、1−クロ
ル−1,1−ジフルオロエタン(以下、HCFC−14
2bと記す。)の水素による還元(特開平3−8394
0号)等が提案されている。
【0004】しかしながら、などの不飽和フッ素化
炭化水素を原料とする方法は一般に原料が容易に入手で
きないこと、の液相法は触媒として用いる五塩化アン
チモンの触媒劣化が著しく再生操作が必要となること等
の欠点を有している。
【0005】一方、などの水素還元法はパラジウム系
触媒が使用されており、触媒寿命が短い欠点を除けば最
も工業的に適した方法と考えられる。そこで、フッ素化
プロパン類の製造方法についても、例えば、1,1,
2,2,3−ペンタフルオロプロパン(以下、HFC−
245caと記す。)の場合、1,3−ジクロロ−
1,2,2,3,3−ペンタフルオロプロパンの活性炭
担持パラジウム触媒を用いる水素による還元(特開平2
−204443号)、また、1,1,1,4,4,4
−ヘキサフルオロブタンを製造する方法としては、2,
3−ジクロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオ
ロブテン−2を原料として気相で水素化する方法(特開
平5−155788号)などが提案されている。
【0006】、の方法については目的とするHCF
C−245ca、1,1,1,4,4,4−ヘキサフル
オロブタンの選択率、収率ともに低く、それに加え触媒
寿命が短いという欠点を有していたが、本発明者らはす
でにその触媒系についての改良法を提案している(特願
平6−10429号)。
【0007】
【発明の解決しようとする課題】気相法でパラジウムな
どの触媒の存在下塩素化フッ素化炭化水素の塩素原子の
みを水素により還元する場合、局部的な発熱が起こり易
く、好ましくない水素化分解、フッ素原子の水素置換等
の副反応が多数おこることがしばしば見られる。また、
この局部的な発熱は触媒のシンタリング等も促進するの
で触媒寿命に悪影響を与える。ところが、この様な問題
を回避するために反応温度を低く設定すると反応率の低
下を招くこととなる。
【0008】したがって、本発明は対応する塩素化フッ
素化炭化水素を水素で還元してフッ化炭化水素を製造す
る方法であって、局部的な発熱を抑制し、反応率および
選択率の両方に優れかつ触媒寿命を長く保つことのでき
る製造方法を提供する。
【0009】
【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは上記
従来技術の有する問題点に鑑み、塩素化フッ素化炭化水
素を触媒の存在下水素により還元する方法に関し鋭意検
討を加えたところ、各々独立に温度を設定できる複数の
反応領域を直列に配列することで高収率且つ選択的に目
的とするフッ素化炭化水素が生成することを見い出し、
本発明に到達したものである。
【0010】すなわち、本発明は、下式(1)で表され
る塩素化フッ素化炭化水素を触媒の存在下、水素で還元
して下式(2)で表されるフッ素化炭化水素を製造する
方法であって、各々独立に温度を設定できる複数の反応
領域を直列に配列することを特徴とするフッ素化炭化水
素の製造方法並びにそれに使用する反応装置である。
【0011】 CnHxClyFz (1) CnHpFz (2) 〔(1)、(2)において、nは1〜6の整数、xは0
〜2n、yおよびzは1〜2n+1の整数、x+y+z
=2n+2または2nであって、x+y+z=2n+2
の場合p=x+yであり、x+y+z=2nの場合、p
=x+y+2である。〕 本発明の方法により得られる生成物は、通常、水および
/またはアルカリ水溶液による洗浄、乾燥などの工程を
経て最終的に蒸留により製品化される。この場合、目的
生成物にそのフッ素原子が1あるいは数個過水素化した
物質が混入することが多いが、この様な副生成物は通常
の蒸留においてはしばしば共沸または共沸様の挙動を示
すことが知られている。したがって、この様な過水素化
物の生成量は製品の歩留りに極めて重大な影響を与え
る。本発明の方法によると、特に生成物中の過水素化物
の生成量を低減させることに極めて有効である。
【0012】本発明は複数の反応領域を直列に設けるこ
とを特徴とし、且つそれぞれの反応領域の温度を独立に
制御できるようにしてある。反応領域はそれぞれが独立
の反応器であってもよく、また、単一の反応器を部分毎
に独立に温度を制御できるように加熱装置を設けたもの
であってもよい。反応の形式は特に限定されず、固定
床、流動床、移動床式のいずれでもよいが、固定床式が
最も適している。反応器の形式は特に限定されず、通
常、外部加熱式の多管式反応器が好ましい。
【0013】直列に配列する反応領域の数は2以上で可
能な限り多いことが好ましいが経済的観点並びに操作が
煩雑となるなどの理由から10以下とするのが良い。さ
らに好ましくは2から4が推奨される。以下、反応領域
または反応器について第n番目との表示はいずれも原料
送入側から第n番目の反応領域または反応器をいい、最
終のものを第z番目というものとする。
【0014】それぞれの反応領域の温度の設定について
は、通常、主たる反応領域である第z番目の反応領域を
所望の原料反応率が得られる温度とし、第1番目から第
z番目まで順次設定温度を高くするのが好ましい。ま
た、通常、主たる反応領域を大きく、また、一般に第1
番目の反応領域をそれより小さくすることが反応を制御
し易く好ましい。
【0015】反応温度は原料化合物、反応率、選択率お
よび触媒寿命並びに原料化合物の沸点に関係するが、第
z番目の反応領域の温度は一般には70℃以下の沸点を
有する原料化合物については70〜400℃、好ましく
は90〜350℃の範囲が推奨される。70℃または原
料化合物の沸点温度よりも低い場合には原料を完全に気
化させるために減圧反応装置などの特段の装置が必要と
なり、400℃を越えると触媒のシンタリング等を促進
するので触媒寿命が低下する。また、その他の反応領域
の温度は同様に第z番目よりは低く且つ70〜400
℃、好ましくは90〜350℃の範囲が推奨される。
【0016】本発明の方法を適用できる炭素数1の塩素
化フッ素化炭化水素としては、クロロトリフルオロメタ
ン、クロロジフルオロメタン、クロロフルオロメタン、
ジクロロジフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、
トリクロロフルオロメタンなどを挙げるとができる。こ
れらの塩素化フッ素化炭化水素はどの様な方法で得られ
たものでもよく、また、混合物をそのまま本発明の方法
に供することもできる。
【0017】本発明の方法を適用できる炭素数2の塩素
化フッ素化炭化水素としては、下式(3) C2HxClyFz (3) 〔式中、xは0〜4、yおよびzは1〜5の整数であっ
て、x+y+z=6または4である。〕で表される塩素
化フッ素化エタンまたはエチレンであり、例えば、クロ
ロペンタフルオロエタン、1,1−ジクロロテトラフル
オロエタン、1,2−ジクロロテトラフルオロエタン、
1,1,1−トリクロロトリフルオロエタン、1,1,
2−トリクロロトリフルオロエタン、1−クロロ−1,
1−ジフルオロエタン、2−クロロ−1,1,1−トリ
フルオロエタン、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリ
フルオロエタン、クロロトリフルオロエチレン、1,1
−ジクロロジフルオロエチレン、1,2−ジクロロジフ
ルオロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、2−ク
ロロ−1,1−ジフルオロエチレン、1,2−ジクロロ
−1−フルオロエチレン、1,1−ジクロロ−2−フル
オロエチレン、1−クロロ−1−フルオロエチレン、1
−クロロ−2−フルオロエチレンおよびその異性体など
を挙げることができ、1,1−ジクロロテトラフルオロ
エタン、1,1,1−トリクロロフルオロエタン、1−
クロロ−1,1−ジフルオロエタン、2,2−ジクロロ
−1,1,1−トリフルオロエタン、クロロトリフルオ
ロエチレンなどが好ましい。
【0018】本発明の方法を適用できる炭素数3の塩素
化フッ素化炭化水素としては、下式(4) C3HxClyFz (4) 〔式中、xは0〜6、yおよびzは1〜7の整数であっ
て、x+y+z=8または6である。〕で表される塩素
化フッ素化プロパンまたはプロペンであり、例えば、
1,1,3−トリクロロ−1,2,2,3,3−ペンタ
フルオロプロパン、1,3−ジクロロ−1,1,2,
2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1,1−ト
リクロロ−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパ
ン、1,1−ジクロロ−1,2,2,3,3,3−ヘキ
サフルオロプロパン、1−クロロ−1,1,2,2,
3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、1,1,1,2
−テトラクロロ−2,3,3,3−テトラフルオロプロ
パン、1,1,2−トリクロロ−1,2,3,3,3−
ペンタフルオロプロパン、1,2−ジクロロ−1,1,
2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1,
1,3−テトラクロロ−2,2,3,3−テトラフルオ
ロプロパン、1,1,2,3−テトラクロロ−1,2,
3,3−テトラフルオロプロパン、1,2,3−トリク
ロロ−1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,3,3−テトラクロロ−1,2,3,3−テト
ラフルオロプロパン、1,1,3−トリクロロ−1,
2,3,3,3−ペンタフルオロプロパン、1,1,
1,3,3−ペンタクロロ−2,2,3−トリフルオロ
プロパン、1,1,3,3−テトラクロロ−1,2,
2,3−テトラフルオロプロパン、1,3,3−トリク
ロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、
1,1,1,2,3−ペンタクロロ−2,3,3−トリ
フルオロプロパン、1,1,2,3−テトラクロロ−
1,2,3,3−テトラフルオロプロパン、1,2,3
−トリクロロ−1,1,2,3,3−ペンタフルオロプ
ロパン、3−クロロペンタフルオロプロペン−1、2−
クロロペンタフルオロプロペン−1、1−クロロペンタ
フルオロプロペン−1、1,1−ジクロロテトラフルオ
ロプロペン−1、1,2−ジクロロテトラフルオロプロ
ペン−1、1,3−ジクロロテトラフルオロプロペン−
1、3,3,3−トリクロロトリフルオロプロペン−
1、1,1,3−トリクロロトリフルオロプロペン−
1、1,1,2−トリクロロトリフルオロプロペン−1
およびその異性体などが挙げられる。
【0019】また、上記に例示した化合物の一部の塩素
を水素で置換した化合物、例えば、3,3−ジクロロ−
1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン、1,3
−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロ
パン、1,1−ジクロロ−1,2,2,3,3−ペンタ
フルオロプロパン、1−クロロ−1,2,2,3,3−
ペンタフルオロプロパン、1−クロロ−2,2,3,
3,3−ペンタフルオロプロパン、1−クロロ−1,
1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1−クロロ
−2,3,3−テトラフルオロプロペン−1、1,1−
ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン−1、
1,3−ジクロロ−2,3,3−トリフルオロプロペン
−1、1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプ
ロペン−1、など、またはこれらと上記に例示した化合
物との混合物も原料として適する。
【0020】本発明の方法を適用できる炭素数4の塩素
化フッ素化炭化水素としては、下式(5) C4HxClyFz (5) 〔式中、xは0〜8、yおよびzは1〜9の整数であっ
て、x+y+z=10または8である。〕で表されるフ
ッ素化塩素化ブタンおよびブテンであり、例えば、クロ
ロノナフルオロブタン、1,1−ジクロロオクタフルオ
ロブタン、2,2−ジクロロオクタフルオロブタン、
2,3−ジクロロオクタフルオロブタン、2,2,3−
トリクロロヘプタフルオロブタン、1,2,4−トリク
ロロヘプタフルオロブタン、2,2,3,3−テトラク
ロロヘキサフルオロブタン、1,2,3,4−テトラク
ロロヘキサフルオロブタン、1,2,2,3−テトラク
ロロヘキサフルオロブタン、1,1,3,4−テトラク
ロロヘキサフルオロブタン、1,1,1,3,3−ペン
タクロロペンタフルオロブタン、1,1,3,3,4−
ペンタクロロペンタフルオロブタン、1,1,1,3,
3,3−ヘキサクロロテトラフルオロブタン、1,2,
2,3,3,4−ヘキサクロロテトラフルオロブタン、
1,1,2,3,4,4−ヘキサクロロテトラフルオロ
ブタン、1,1,1,3,3,4−ヘキサクロロテトラ
フルオロブタン、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタ
クロロフルオロブタン、1,1,2,2,3,3,4−
ヘプタクロロフルオロブタン、1,1,1,2,2,
4,4,4−オクタクロロジフルオロブタン、1,1,
1,2,2,3,3,4−オクタクロロジフルオロブタ
ン、2−クロロヘプタフルオロブテン、2,3−ジクロ
ロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブテン−
2、1,4−ジクロロ−1,1,2,3,4,4−ヘキ
サフルオロブテン−2、4,4−ジクロロ−1,1,
2,3,3,4−ヘキサフルオロブテン−2、3,4−
ジクロロ−1,1,2,3,4,4−ヘキサフルオロブ
テン−2、2,4,4−トリクロロペンタフルオロブタ
ン、4,4,4−トリクロロペンタフルオロブタンおよ
びその異性体などを挙げることができる。
【0021】また、上記に例示した化合物の一部の塩素
を水素で置換した化合物、例えば、1−クロロ−1,
1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、
1,1−ジクロロ−2,2,3,3,4,4,4−ヘプ
タフルオロブタン、2,2,3−トリクロロ−1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロブタン、1,1,1−
トリクロロ−3−トリフルオロメチルプロパン、1,
1,2,2,3,3,4−ヘプタクロロ−4,4−ジフ
ルオロブタン、1−クロロ−2,2,3,3,4,4,
4−ヘプタフルオロブタン、1,2−ジクロロ−2,
3,3,4,4,4−ヘキサフルオロブタン、2,3−
ジクロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサクロロブタ
ン、1,1,1−トリクロロ−2,2,4,4,4−ペ
ンタフルオロブタン、1,1,1,2,2−ペンタクロ
ロ−4,4,4−トリフルオロブタン、2−クロロ−
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン、1,
3−ジクロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブ
タン、1,1,1−トリクロロ−2,2,3,3−テト
ラフルオロブタン、2−クロロ−1,1,1,4,4,
4−ヘキサフルオロブテン−2、4−クロロ−1,1,
2,3,3,4−ヘキサフルオロブテン−1、1,3,
4−トリクロロ−1,3,4,4−テトラフルオロブテ
ン−1、1,1,1,2−テトラクロロ−1,1,1−
トリフルオロブテン−2など、またはこれらと上記に例
示した化合物との混合物も原料として適する。
【0022】本発明の方法を適用できる炭素数5の塩素
化フッ素化炭化水素としては、下式(6) C5HxClyFz (6) 〔式中、xは0〜10、yおよびzは1〜11の整数で
あって、x+y+z=12または10である。〕で表さ
れるフッ素化塩素化ペンタンおよびペンテンであり、例
えば、1−クロロドデカフルオロペンタン、1,1,3
−トリクロロ−1,2,2,3,4,4,5,5,5−
ノナフルオロペンタン、1,1,1,2,2,4,4,
5,5,5−デカクロロ−3,3−ジフルオロペンタ
ン、2,3−ジクロロオクタフルオロペンテン−1、
3,4,ジクロロ−2−トリフルオロメチルペンタフル
オロブテン−1など、または、1−クロロ−1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンタ
ンなどの水素を有する化合物をあげることができる。ま
たはこれらと上記に例示した化合物との混合物も原料と
して適する。
【0023】本発明の方法を適用できる炭素数6の塩素
化フッ素化炭化水素としては、下式(7) C6HxClyFz (7) 〔式中、xは0〜12、yおよびzは1〜13の整数で
あって、x+y+z=14または12である。〕 表さ
れるフッ素化塩素化ヘキサンおよびヘキセンであり、例
えば、1−クロロトリデカフルオロヘキサン、3,4−
ジクロロデカフルオロヘキサン、2,5−ジクロロデカ
フルオロヘキサン、1,5−ジクロロデカフルオロヘキ
サン、1,1,1−トリクロロウンデカフルオロヘキサ
ン、2,3,4,5,6,7−ヘキサクロロオクタフル
オロヘキサン、1,1,1,3,4,6,6,6−オク
タクロロヘキサフルオロエタンおよびその異性体などを
挙げることができる。
【0024】また、上記に例示した化合物の一部の塩素
を水素で置換した化合物、例えば、1−クロロ−1,
1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカ
フルオロヘキサン、1−クロロ−2,2,3,3,4,
4,4,5,5,6,6,6−ウンデカフルオロヘキサ
ンなど、またはこれらと上記に例示した化合物との混合
物も原料として適する。
【0025】原料である塩素化フッ素化炭化水素はどの
様な方法で製造されたものでもよいが、例えば、1,3
−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロ
パン(以下、HCFC−225cbと記す。)は特定フ
ロンの代替品に挙げられている物質であり、テトラフル
オロエチレンと四塩化炭素の付加化合物(CClF2
2CCl3)をフッ化水素によりフッ素化した後(CC
lF2CF2CCl2F)、水素で還元する方法で製造で
きる。HCFC−225cbは、またテトラフルオロエ
チレンとトリクロロフルオロメタンの付加化合物(CC
lF2CF2CCl2F)を水素で還元する方法で製造で
きる。またこれらの中間生成物である塩素化フッ素化プ
ロパンにも本発明の方法は適用できる。
【0026】また、2,3−ジクロロ−1,1,1,
4,4,4−ヘキサフルオロブテン−2は任意の方法で
製造されたものでよいが、例えば、1,1,1−トリク
ロロ−2,2,2−トリフルオロエタンのカップリング
反応で合成されたもの(特開平4−264040号公
報)、1,1,1,2,3,4,4,4−オクタクロロ
ブテン−2をフッ素化して合成されたもの(USP2,
554,857号公報)等が挙げられる。また、本反応
の中間体である2,3−ジクロロ−1,1,1,4,
4,4−ヘキサフルオロブテン−2の一部もしくは全部
の塩素が水素に置換された化合物も原料として使用でき
る。これらの原料はシス体とトランス体の異性体が存在
するが、いずれの異性体でも、またこれら異性体の混合
物でも本発明の反応は適用できる。
【0027】本発明のパラジウム触媒は、金属単体の各
種形態、例えば、粉末、金属黒、金網、ゾルなどとして
も使用できるが、通常担持触媒として使用し、その担体
としては活性炭、アルミナ、フッ化アルミ、部分的にフ
ッ素化されたアルミナ、ジルコニア、部分的にフッ素化
されたジルコニア、フッ化カルシウム、シリカ、部分的
にフッ素化されたシリカ、シリカ−アルミナ、チタニ
ア、部分的にフッ素化されたチタニア等の種々の担体が
使用可能であるが、活性炭、アルミナ、フッ化アルミ、
部分的にフッ素化されたアルミナ、フッ化カルシウムが
好ましく、特に活性炭が推奨される。担体重量に対する
パラジウムの担持量は0.01重量%〜20重量%、好
ましくは0.1重量%から10重量%の範囲が推奨され
る。0.01重量%以下では触媒床の容積を大きくしな
ければならず、また20重量%以上ではパラジウムを均
一に分散させた状態に担持することが困難である。
【0028】本発明のパラジウム触媒は更に高活性、高
選択率、長寿命にするためにパラジウム以外の1a族,
2a族,3b族,4b族,5b族,6b族,7b族,8
族,1b族,2b族,3a族,4a族,5a族,6a族
の、好ましくは、3a族、4a族、5a族の一種類以上
の元素、例えば、Tl、In、Ga、Sn、Pb、Bi
を添加することができ、特にビスマスまたはビスマスと
他の一種以上の上記元素の組み合わせが推奨される。
【0029】他の一種以上の上記元素としては、触媒寿
命をのばす目的でW、Re、Ta、Os、Mo、Ir、
Ru、Nb、Hfなど、また、選択性を高める目的でT
l、Sn、Cu、In、Cd、Ag、Pb、Hg、H
f、Zr、Mg、La、Ceなどを併用することも好適
である。
【0030】したがって、具体的には、Pd/Bi/
W、Pd/Bi/Re、Pd/Bi/Ta、Pd/Bi
/Os、Pd/Bi/Mo、Pd/Bi/Ir、Pd/
Bi/Ru、Pd/Bi/Nb、Pd/Bi/Hf、P
d/Bi/Tl、Pd/Bi/Sn、Pd/Bi/C
u、Pd/Bi/In、Pd/Bi/Cd、Pd/Bi
/Ag、Pd/Bi/Pb、Pd/Bi/Hg、Pd/
Bi/Zr、Pd/Bi/Mg、Pd/Bi/La、P
d/Bi/Ceなどの3元系触媒を挙げることができ
る。また、これらの3元系触媒にさらに上記元素を併用
することも可能である。
【0031】本発明のパラジウム触媒にビスマスを添加
する場合、反応原料の塩素化フッ素化炭化水素により異
なるが、パラジウムとビスマスの組成比はパラジウム1
00重量部に対してビスマス10〜500重量部が適切
であり、50〜300重量部がより適切であり、70〜
250重量部がさらに適切である。ビスマス10重量部
以下ではビスマスを添加したことによる、高収率を達成
する効果、触媒劣化防止効果および反応装置の温度制御
を容易にする効果が認められず、ビスマス500重量部
以上では水素化活性が低下するので好ましくない。
【0032】さらに、第3成分として上記元素を添加す
る場合には、パラジウム100重量部に対して0.5〜
200重量部が適切であり、5〜150重量部がより適
切であり、20〜100重量部がさらに適切である。第
3成分が0.5重量部以下では第3成分を添加したこと
による触媒劣化防止効果または選択率の向上効果が認め
られず、ビスマス200重量部以上では水素化活性が低
下するので好ましくない。
【0033】本発明の触媒においてパラジウムを担体に
担持する方法は、従来既知の製造方法から採用すること
ができる。たとえば、パラジウム化合物を含んだ溶液に
担体を浸漬し風乾および加熱乾燥させることにより製造
することができる。この場合、最終的には200〜50
0℃好ましくは250〜400℃で焼成する。ビスマス
等の第2成分または第3成分を添加する場合、あらかじ
め調製されたパラジウム担持触媒を第2成分、例えば、
ビスマス化合物または第3成分を含んだ溶液に浸漬し、
風乾および加熱乾燥させることを繰り返し製造すること
ができる。この場合も、最終的には200〜500℃好
ましくは250〜400℃で焼成する。また、ビスマス
等の第2成分または第3成分を添加する場合、あらかじ
め調製されたパラジウム担持触媒を第2成分、例えば、
ビスマス化合物および第3成分を含んだ溶液に浸漬し、
風乾および加熱乾燥させることにより製造することがで
きる。この場合も、最終的には200〜500℃好まし
くは250〜400℃で焼成する。さらに、パラジウム
化合物とビスマス化合物などの2種以上の触媒成分を含
んだ溶液に担体を浸漬し、風乾および加熱乾燥させるこ
とにより1回の浸漬操作で製造することもできる。この
場合も、最終的には200〜500℃好ましくは250
〜400℃で焼成する。
【0034】担持に使用する金属は溶液を形成し得る化
合物であれば特に限定されないが、パラジウム化合物
は、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウ
ム、テトラクロロパラジウム酸ナトリウム、酢酸パラジ
ウム、アセチルアセトナートパラジウム、アリルパラジ
ウムクロライド、テトラキス(トリフェニルフォスフィ
ン)パラジウムなど、またビスマス化合物は塩化ビスマ
ス、硝酸ビスマス、硫酸ビスマスなどが好ましく、さら
に他の元素は、殆どの場合塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫
酸塩または酸化物などの化合物が利用でき、浸漬液の溶
媒に溶解するものを選択する。
【0035】触媒調製時に使用する溶媒としては、水ま
たはアンモニア、塩酸、硝酸、硫酸などの水溶液、メタ
ノール、エタノール、アセトン、塩化メチレン、クロロ
ホルム、ベンゼンなどの有機溶媒を挙げることができ
る。また、これらの水、水溶液あるいは有機溶媒の混合
物も使用できる。
【0036】また、反応を開始する前に、予め水素雰囲
気中あるいはヒドラジンなどの還元剤存在下、200〜
500℃好ましくは300〜500℃において担持金属
の還元を行っておくことが必要である。200℃以下で
は還元が充分に起こらす、500℃以上では触媒のシン
タリングを促進する可能性があるので好ましくない。
【0037】また、上記の様にして調製された触媒をオ
ーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレス、
マルテンサイト系ステンレス、アルミニウム、ジェラル
ミン、低炭素ニッケル、ニッケル−アルミニウム合金、
モネル、ハステロイ、インコネル等の金属、α−アルミ
ナ、γ−アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシ
ウム、シリカ等の酸化物、また、アルミナ、アルミナ−
ジルコニア、窒化炭素、等のセラミックス、活性炭、グ
ラファイト等で希釈して用いることも可能である。
【0038】本発明の反応は反応圧力としては特に限定
する必要はないが1〜10kg/cm2で行う。1kg
/cm2未満では反応器の形状が大型化し好ましくな
く、また10kg/cm2以上では、装置の強度の点か
ら特に好ましいとはいえない。接触時間としては0.5
〜200秒の範囲が適用できるが、好ましくは2〜60
秒の範囲である。
【0039】本発明においては、水素ガスと原料ガスの
モル比は原料有機物により異なるが、式 CnHxClyFz (1) 〔nは1〜6の整数、xは0〜2n、yおよびzは1〜
2n+1の整数、x+y+z=2n+2または2nであ
る。〕にあっては、y:1〜20y:1であり、y:1
〜10y:1が好ましく、y:1〜7y:1がより好ま
しく、y:1〜5y:1がさらに好ましい。。水素を大
過剰にすると水素の回収等に問題が生じる。一方、水素
ガスは触媒を再生する働きも有するので特に好ましく
は、水素は原料が飽和化合物の場合1.0y〜4.0y
モル倍、不飽和化合物の場合2.0y〜5.0yモル倍
である。また所望により反応系を窒素、アルゴン、ヘリ
ウム等の不活性ガスで希釈してもよい。
【0040】
【実施例】以下、実施例により詳細に説明するが、本発
明の実施態様はこれらに限られない。
【0041】〔触媒調製例1〕70℃に保った100c
cの純水中に硝酸ビスマス5水塩10.1gと35%塩
酸100ccを加えよく攪拌しA液を調製した。同様に
70℃に保った100ccの純水中に塩化パラジウム3
3.8gと35%塩酸100ccを加えてよく撹拌しB
液を調製した。また、活性炭(日揮化学製G−6)40
5gを1100ccの純水の入ったフラスコに入れ一昼
夜浸漬した後、そのフラスコに予め混合しよく攪拌した
A液とB液の混合液を注入し、よくかき混ぜ再び一昼夜
放置した後、エバポレーターを用いて水分を蒸発乾固さ
せた。これを更に120℃の温風乾燥器で2時間乾燥さ
せ、300℃で3時間焼成し、触媒を調製した。この触
媒は活性炭重量に対して5重量%のパラジウムと1.0
5重量%のビスマスが担持されている。
【0042】〔触媒調製例2〕70℃に保った100c
cの純水中に硝酸ビスマス5水塩20.2gと35%塩
酸100ccを加えよく攪拌しA液を調製した。同様に
70℃に保った100ccの純水中に塩化パラジウム3
3.8gと35%塩酸100ccを加えてよく撹拌しB
液を調製した。また、活性炭(日揮化学製G−6)40
5gを1100ccの純水の入ったフラスコに入れ一昼
夜浸漬した後、そのフラスコに予め混合しよく攪拌した
A液とB液の混合液を注入し、よくかき混ぜ再び一昼夜
放置した後、エバポレーターを用いて水分を蒸発乾固さ
せた。これを更に120℃の温風乾燥器で2時間乾燥さ
せ、300℃で3時間焼成し、触媒を調製した。この触
媒は活性炭重量に対して5重量%のパラジウムと2.1
重量%のビスマスが担持されている。
【0043】〔実施例1〕外部に各々独立に温度制御で
きる3基の管状電気炉(原料送入側から第一電気炉、第
二電気炉、第三電気炉という。以下同じ。)を備えた内
径3.7cm長さ170cmのSUS304製反応管に
調製例1で調製した触媒を第一電気炉(40cm)、第
二電気炉(40cm)および第三電気炉(80cm)の
加熱範囲に相当する1645cc充填した。そして、水
素を2660cc/minの流速で流通させながら8時
間かけて内温が400℃となるまで第一電気炉、第二電
気炉および第三電気炉で加熱し、その後2時間ホールド
した。次いで、第一電気炉を内温245℃、第二電気炉
を内温255℃、第三電気炉を内温280℃に設定し、
原料であるHCFC−225cbを360g/hで混合
器を備えた気化器を通して供給した。ほぼ定常状態にな
った時点で反応管から流出するガスをガスクロマトグラ
フィーで分析したところ、HCFC−225cbの反応
率が100%、HFC−245caの選択率が97.4
%であり、過水素化物であるHFC−254caの選択
率は0.4%に過ぎなかった。これは後に記載する比較
例1におけるHFC−254caの選択率1.7%に比
較して低生成率であり蒸留精製の負荷を著しく軽減でき
る。表1には生成物の組成を示す。
【0044】
【表1】
【0045】〔実施例2〕実施例1で用いた反応管に調
製例2で調製した触媒を第一電気炉、第二電気炉および
第三電気炉の加熱範囲に相当する1645cc充填し
た。そして、水素を2660cc/minの流速で流通
させながら8時間かけて内温が400℃となるまで第一
電気炉、第二電気炉および第三電気炉で加熱し、その後
2時間ホールドした。次いで、第一電気炉を内温235
℃、第二電気炉を内温245℃、第三電気炉を内温28
0℃に設定し、原料であるHCFC−225cbを36
0g/hで混合器をそなえた気化器を通して供給した。
ほぼ定常状態になった時点で反応管から流出するガスを
ガスクロマトグラフィーで分析した。その結果を表1に
示す。
【0046】〔比較例1〕一基の管状電気炉を備えた内
径3.7cm長さ170cmのSUS304製反応管に
調製例2で調製した触媒を電気炉の加熱範囲に相当する
1645cc充填した。そして、水素を2660cc/
minの速度で流通させながら8時間かけて内温が40
0℃まで電気炉で加熱し、その後2時間ホールドした。
次いで、電気炉を内温280℃に設定し、原料であるH
CFC−225cbを360g/hで混合器をそなえた
気化器を通して供給した。ほぼ定常状態になった時点で
反応管から流出するガスをガスクロマトグラフィーで分
析した。その結果を表1に示す。
【0047】〔蒸留精製の例〕実施例1および2並びに
比較例1で得られた水素化生成物を理論段数30段の蒸
留塔で蒸留精製した。その時の結果を表2に示す。
【0048】
【表2】
【0049】
【発明の効果】本発明の方法を用いて対応する塩素化フ
ッ素化炭化水素を水素で還元してフッ化炭化水素を製造
することにより、同一の触媒、主たる反応条件でありな
がら、反応率および選択率のいずれにも優れかつ触媒寿
命を長く保つことができるという効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩素化フッ素化炭化水素を気相法において
    水素で還元してフッ素化炭化水素を製造する方法であっ
    て、各々独立に反応温度を設定できるm個(m=2から
    10の整数。)の反応領域を直列に配列することを特徴
    とするフッ素化炭化水素の製造方法。
  2. 【請求項2】塩素化フッ素化炭化水素を気相法において
    水素で還元してフッ素化炭化水素を製造する方法であっ
    て、主とする反応領域の前段に少なくとも一の該反応領
    域よりも低い温度に設定した反応領域を配置したことを
    特徴とするフッ素化炭化水素の製造方法。
  3. 【請求項3】塩素化フッ素化炭化水素が下式(1)で表
    される塩素化フッ素化炭化水素であることを特徴とする
    請求項1または2記載のフッ素化炭化水素の製造方法。 CnHxClyFz (1) 〔nは1〜6の整数、xは0〜2n、yおよびzは1〜
    2n+1の整数、x+y+z=2n+2または2nであ
    る。〕
  4. 【請求項4】少なくともパラジウムを含む触媒の存在下
    に反応させることを特徴とする請求項1または2記載の
    フッ素化炭化水素の製造方法。
  5. 【請求項5】少なくともパラジウムとビスマスを含む触
    媒の存在下に反応させることを特徴とする請求項1また
    は2記載のフッ素化炭化水素の製造方法。
  6. 【請求項6】塩素化フッ素化炭化水素が1,3−ジクロ
    ロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンであ
    る請求項1または2記載のフッ素化炭化水素の製造方
    法。
  7. 【請求項7】塩素化フッ素化炭化水素を気相法において
    水素で還元してフッ素化炭化水素を製造する反応装置で
    あって、それぞれ独立に反応温度を設定できるm個(m
    =2から10の整数。)の反応領域を直列に配列したこ
    とを特徴とする反応装置。
  8. 【請求項8】塩素化フッ素化炭化水素を気相法において
    水素で還元してフッ素化炭化水素を製造する反応装置で
    あって、主とする反応領域の前段に該反応領域よりも低
    い温度に設定した少なくとも一の反応領域を配置したこ
    とを特徴とする反応装置。
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