JPH1059879A - 飽和ヒドロフルオロカーボンの精製方法 - Google Patents

飽和ヒドロフルオロカーボンの精製方法

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JPH1059879A JP9146667A JP14666797A JPH1059879A JP H1059879 A JPH1059879 A JP H1059879A JP 9146667 A JP9146667 A JP 9146667A JP 14666797 A JP14666797 A JP 14666797A JP H1059879 A JPH1059879 A JP H1059879A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒドロフルオロカーボン、特にフルオロエタ
ン、より好ましくはペンタフルオロエタン中の不純物を
除去する方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも1種のオレフィン不純物を含
有するヒドロフルオロカーボン(HFC)の精製方法で
あって、不純なHFCを触媒もしくは活性炭の不在下に
酸素と接触させる工程を含むことを特徴とするヒドロフ
ルオロカーボン(HFC)の精製方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン化炭化水素
の分野に関し、特に商品名HFCとして公知のヒドロフ
ルオロカーボンの精製に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ペンタフルオロエタン(R−125)お
よび1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R−13
4a)のようなヒドロフルオロカーボンは、現在ではジ
クロルジフルオロメタン(R−12)のようなオゾン層
の破壊に関与すると疑われているCFC(クロルフルオ
ロカーボン)に代替すべく開発されつつある。
【0003】たとえば弗化水素酸によりC2 化合物を弗
素化してヒドロフルオロカーボンを製造する方法は適す
る触媒および操作条件を必要とする上に、通常最終生成
物の精製を考慮する必要がある。その理由は、従来の方
法によれば高い収率および選択率が得られるが、HFC
化合物の合成に際し使用される工程および触媒により、
たとえば適する溶剤を用いる蒸留または選択的溶解のよ
うな慣用手段により分離もしくは除去困難である複数の
不純物が生ずるからである。さらに、たとえ少量で存在
する場合にも、これら不純物の幾つかはその毒性のため
除去せねばならない。これら不純物のうち、オレフィン
系誘導体、殊に2個の炭素原子と種々の率の水素、弗素
および/または塩素原子とを有するオレフィン系誘導体
を特に挙げることができる。
【0004】オレフィン不純物を除去しうるか低減させ
うる各種の方法が従来技術に記載されている。たとえば
R−134aに含有されているオレフィン、すなわち2
−クロル−1,1−ジフルオロエチレン(R−112
2)は、活性炭上に通過させて(EP特許第389 3
34号)またはテトラヒドロフラン中にて金属水素化物
で処理して(EP特許第508 631号)除去するこ
とができる。
【0005】EP特許第 357 328号に、1,1
−ジクロル−2,2,2−トリフルオロエタン(R−1
23)中に不純物として存在するオレフィン類CF3
CCl=CCl−CF3 、CF3 −CCl=CH−CF
3 、CCl2 =CF2 およびCF2 =CFClを除去す
るため、R−123を塩基性過マンガン酸カリウム水溶
液で処理することが記載されている。
【0006】EP特許第370 688号には、HFC
もしくはHCFC(ヒドロクロルフルオロカーボン)化
合物中のオレフィン不純物の含有量を低減させるため
に、少なくとも1種のCu(II)、Co(II)、A
g(I)もしくはMn(II)の酸化物で構成された金
属酸化物床に20〜300℃の温度で通過させることが
記載されている。
【0007】US特許第5,001,287号は、不純
なHFC化合物をたとえばPd/Cのような触媒上に水
素の存在下で通過させることによりオレフィン不純物の
接触水素化を推奨している。
【0008】EP特許第548,744号では、精製す
べきHFCもしくはHCFC化合物を−80〜−40℃
程度の温度にて弗素により処理している。しかしなが
ら、F2 二原子形態の弗素を使用することは、弗素の極
めて高い反応性に関連した危険性のため工業的に極めて
困難であり、従って弗素を極めて高度まで窒素で希釈し
なければならない。
【0009】さらにオレフィンの除去は光酸化によって
も行うことができる。精製すべき生成物に酸素の存在下
でUV照射するこの方法は、たとえば1,1−ジクロル
−1−フルオロエタン(R−141b)の精製に関して
FR特許第2,698,094号に記載されている。
【0010】US特許第5,430,205号では、粗
製R−134aと弗化水素酸と酸素もしくは空気とのガ
ス混合物を弗素化触媒上に200〜300℃の温度にて
通過させることによりR−134aのオレフィン不純物
を除去している。しかしながら、これら条件下ではR−
134aおよびその先駆体のR−133a(1−クロル
−2,2,2−トリフルオロエタン)が部分燃焼を受け
て生産性が低下しうる。
【0011】さらにHCFC中に含有するハロゲン化不
純物を、これを気相にて活性炭上に酸素の存在下で80
〜300℃の温度にて通過させることにより除去するこ
とも知られている(JP 06/080592号)。し
かしながら多量の不純物が存在する場合、活性炭の再生
を頻繁にせねばならない。
【0012】JP 05/000972号では、オゾン
を用いてHCFCもしくはHFCを精製する。しかしな
がらオゾンは、周囲雰囲気中に比較的低含有量で存在し
ていても人間の健康に諸問題をもたらしうる毒性ガスで
あるという欠点を示す。
【0013】
【発明が解決しようとする課題および課題を解決するた
めの手段】今回、HFC化合物中へ酸素(純粋または空
気として)を導入すると実質的に全てのオレフィン不純
物、特にC2 オレフィン、殊にクロルトリフルオロエチ
レンを除去できることを突き止めた。この除去は触媒も
活性炭も存在させる必要がない。これは中庸な温度でか
つ液相で行うことができ、工業上の観点から特に有利で
ある。すなわち適量の酸素を単に添加するだけで、たと
えばクロルトリフルオロエチレン(R−1113もしく
はCTFE)のようなオレフィンをたとえばR−125
のようなHFCから完全に除去することができる。
【0014】したがって本発明の主題は、少なくとも1
種のオレフィン不純物を含有するHFC化合物の精製方
法であって、前記不純なHFCを触媒もしくは活性炭の
不存在下に酸素と接触させることよりなる工程を含むこ
とを特徴とするHFC化合物の精製方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】精製すべきHFC化合物中のオレ
フィンの含有量は一般に10〜10,000ppm(重
量)、特にしばしば10〜1000ppm(重量)であ
る。特に2〜5個の弗素原子を有するフルオロエタンの
精製、好ましくはR−125の精製を目的とするが、本
発明による酸素での処理は3個もしくはそれ以上の炭素
原子を有するHFC化合物を精製するためにも適用する
ことができる。
【0016】精製すべきHFC化合物に添加される酸素
の重量は10〜10,000ppmに達しうるが、好ま
しくは500〜5000ppmの範囲である。酸素の添
加量は精製すべき生成物中のオレフィンの含有量および
用いる温度と圧力との条件に依存することは明らかであ
る。一般に、酸素/オレフィンのモル比が1〜100
0、好ましくは1〜200、より好ましくは1〜50の
範囲となるような酸素の量を使用することが推奨され
る。
【0017】酸素は精製すべきHFC化合物中に連続的
または非連続的に純粋酸素として或いは他のガス(たと
えば窒素)中に希釈して或いは空気として導入すること
ができる。
【0018】処理の持続時間は広範囲で変動させること
ができる(数分間〜数日間)。この時間は除去すべきオ
レフィンの含有量、酸素の添加量および用いる温度と圧
力との条件に依存するからである。操作は−40〜+2
00℃、好ましくは10〜150℃の範囲の温度、有利
にはほぼ室温にて行うことができる。圧力は10〜1
0,000kPaの範囲としうるが、好ましくは500
〜5000kPaの範囲である。
【0019】本発明による処理は液相または気相にて実
施しうるが、実用的観点から液相で処理を行うのが好適
である。
【0020】本発明による処理の後、オレフィン不純物
が除去されたHFC化合物を他の精製工程にかけて、最
初に存在する他の不純物および/または本発明による酸
素での処理の際に生じた化合物、たとえばHF、HC
l、CF3 COOH、COF2、COFClもしくはC
OCl2 残留物を除去しうることも明らかである。この
他の工程は、たとえばアルカリ水溶液での洗浄または活
性炭、特にアルカリ性活性炭への通過を含みうる。
【0021】
【実施例】以下、非限定実施例により本発明をさらに説
明する。ここでppmの数値は特記しない限り重量基準
である。
【0022】例1(比較) 450ppmのクロルトリフルオロエチレン(R−11
13)と10,000ppmのクロルペンタフルオロエ
タン(R−115)と285ppmの1,1,1−トリ
フルオロエタン(R−143a)と100ppmの1−
クロル−1,2,2,2−テトラフルオロエタン(R−
124)とを含有するペンタフルオロエタン(R−12
5)2.0gを、液体窒素でトラップした空気の不存在
下に、約8mLの容積を有するガラス管に導入した。減
圧下かつ液体窒素の温度に維持したガラス管をその後密
封し、次いで光を遮断した加熱装置に導入し、揺動によ
って撹拌した。温度を48時間にわたり80℃にした。
【0023】この時間が終了した後、密封管を液体窒素
の温度まで冷却し、予め減圧下に置き液体窒素の温度に
維持された鋼材壜(容積:20mL)に接続した。ガラ
ス管の頂部を次いで破壊し、このガラス管を室温まで緩
和に再加熱して金属試験管に捕獲することによりガスを
回収した。
【0024】かくして、2gのガスが試験管に回収され
た。そのVPC分析はR−125の組成は実質的に未変
化であることを示した。
【0025】実施例2 同じR−125を用いるが、2gのR−125に270
0ppmの酸素を添加して、すなわちガス状R−125
に対し1容量%で添加することにより、例1におけると
同様に行った。
【0026】48時間にわたり反応させた後、回収され
たR−125の分析はR−1113含有量が3ppm未
満に低下し、R−115、R−143aおよびR−12
4の初期含有量は未変化であることを示した。
【0027】実施例3 13ppmのR−1113と20ppmのR−143a
と675ppmのR−134aとを含有する不純なR−
125に0.5容量%の空気(すなわち270ppmの
酸素)を添加し、次いで不純なR−125を亜鉛メッキ
の金属板で作成した容器に室温(10〜20℃)および
1200kPaの絶対圧にて30日間にわたり貯蔵し
た。
【0028】この時間が終了した後、生成物の分析はそ
のR−1113含有量が1ppm未満となり、R−14
3aおよびR−134aの含有量が実質的に未変化であ
ることを示した。
【0029】次いで生成物を活性炭上に通過させて、処
理の際に生成された微量の酸度を除去することができ
る。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1種のオレフィン不純物を含
    有するヒドロフルオロカーボン(HFC)の精製方法で
    あって、不純なHFCを触媒もしくは活性炭の不在下に
    酸素と接触させる工程を含むことを特徴とするヒドロフ
    ルオロカーボン(HFC)の精製方法。
  2. 【請求項2】 オレフィン不純物がC2 オレフィン、特
    にクロルトリフルオロエチレンである請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 酸素/オレフィンのモル比が1〜100
    0、好ましくは1〜200、より好ましくは1〜50で
    ある請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 処理を−40〜+200℃、好ましくは
    10〜150℃の範囲の温度、有利にはほぼ室温にて行
    う請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 処理を10〜10,000kPa、好ま
    しくは500〜5000kPaの圧力にて行う請求項1
    〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 液相にて行う請求項1〜5のいずれか一
    項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 酸素を空気として導入する請求項1〜6
    のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 2〜5個の弗素原子を有するフルオロエ
    タンの精製、好ましくはペンタフルオロエタンの精製に
    対する請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法の使
    用。
  9. 【請求項9】 ヒドロフルオロカーボン、特に2〜5個
    の弗素原子を有するフルオロエタン中に存在するクロル
    トリフルオロエチレンを除去するための請求項1〜7の
    いずれか一項に記載の方法の使用。
  10. 【請求項10】 ペンタフルオロエタン中に存在するク
    ロルトリフルオロエチレンを除去するための請求項1〜
    7のいずれか一項に記載の方法の使用。
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