JPH1067692A - ハロゲン化炭化水素流からパーフルオロイソブチレンを選択的に除去する方法 - Google Patents

ハロゲン化炭化水素流からパーフルオロイソブチレンを選択的に除去する方法

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JPH1067692A
JPH1067692A JP9218931A JP21893197A JPH1067692A JP H1067692 A JPH1067692 A JP H1067692A JP 9218931 A JP9218931 A JP 9218931A JP 21893197 A JP21893197 A JP 21893197A JP H1067692 A JPH1067692 A JP H1067692A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲン化炭化水素のガス流からのパーフル
オロイソブチレンの効率的な除去方法の提供。 【解決手段】 活性炭を用いる吸着−脱着工程により、
ハロゲン化炭化水素のガス流からパーフルオロイソブチ
レンを除去する。吸着された化合物の脱着、および活性
炭の再生に用いられるガスおよび温度図式を選択するこ
とにより、パーフルオロイソブチレンを濃縮し除去する
のを容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明の分野 本発明はハロゲン化化合物の合成の際生成する工程流か
らパーフルオロイソブチレンを除去する方法に関する。
【0002】本発明の背景 テトラフルオロエチレン(TFE)およびテトラフルオ
ロプロピレン(HFP)は種々のプラスチックスまたは
エラストマーのフッ素化重合体、例えばPTFE、TF
E/HFP共重合体、およびTFEおよびHFPが他の
単量体と共重合した重合体の中に混入する単量体として
有用である。TFEおよびHFPはCF2HCl(HC
FC−222)を熱分解することにより合成されること
は、例えば米国特許2,551,573号;同2,99
4,723号、同3,306,940号および同3,3
08,174号に記載のように公知である。このような
熱分解の間、不純物としてパーフルオロイソブチレン
(CF32C=CF2、(PFIB)が生成し得る。P
FIBはまた他の工程、例えばHCFC−22以外の含
フッ素化合物の合成、および含フッ素重合体の分解の際
に生じることができる。PFIBはまた、PFIBの原
料の下流で得られる生成物の合成の際に使用されるPF
IB含有原料流からそれを除去しない場合、該生成物に
伴って存在することができる。
【0003】PFIBは極めて毒性が高い。従ってそれ
が存在する場合、それが生成する工程流を取り扱う工程
装置の中に注意して閉じ込めて、何等かの方法で生成物
流および廃棄物流から除去するかまたは何等かの方法で
解毒しなければならない。また一連の工程の装置全体を
通じてPFIBが存在する可能性があるために、保守を
行うために装置を開くことが出来るようになる前に、P
FIBを追い出し、また人を保護するための基準が必要
がある。
【0004】PFIBが生成する段階に近い所でフッ素
化された化合物流からPFIBを取り除き、下流の装置
の中に滞在しているPFIBを除去するのに使用できる
方法が極めて望まれている。
【0005】ヨーロッパ特許2098号に記載されてい
る処理法は、PFIBを液体メタノール中にHFおよび
/またはHClを含む溶液と接触させて毒性の少ないエ
ーテルにする方法である。
【0006】KarwackiおよびStickelは
Twenties Biennial Confere
nce on Carbon,Abstractsの7
4〜75頁(1991年)の中で、PFIBと水蒸気と
が反応してオリス−トリフルオロメチルメタン(TTF
MM)および/または3−トリフルオロ−2−トリフル
オロメチルプロピオン酸を生じる反応に対する水分を含
んだ活性炭素の影響について論じている。
【0007】Hall等はChemistry and
Industry誌、6巻3月号、145頁(198
9年)において、PFIBに対し呼吸の保護を行うため
の活性炭を含む蒸気フィルターについて論じている。使
用された活性炭は見掛けの表面積が約1180m2/g
であり、33〜43%w/wの水を含む相対湿度(R
H)80%において空気と平衡を保っている。80%R
Hの空気中においてフィルターがPFIBに対して用い
られた際に起こると信じられる反応は、PFIBが加水
分解してヘキサフルオロイソ酪酸とHFになり、次いで
HFがPFIBと反応してTTFMMになる一連の反応
である。
【0008】本発明の概要 本発明によれば、PFIBが効果的に除去されるのに十
分な時間の間ハロゲン化化合物流を乾燥した活性炭と接
触させ、該活性炭に該パーフルオロイソブチレンを吸着
させることを特徴とするハロゲン化化合物のガス流から
パーフルオロイソブチレンを除去する方法が提供され
る。該ガス流がテトラフルオロエチレンおよびヘキサフ
ルオロプロピレンのような所望の不飽和化合物を含んで
いる場合、最高60℃までの温度が好適である。本発明
方法に使用するのに最も適した活性炭は微小細孔容積が
大きい。好適な炭素はまた巨大細孔ももっている。
【0009】さらに本発明に従えば、炭素によってガス
流から吸着された他の化合物からパーフルオロイソブチ
レンをさらに分離することができる活性炭の再生方法が
提供される。好適な脱着方法は、第1の低い温度におい
て不活性置換ガスを流しながら一定期間脱着を行い、次
いで第2の高い温度で同じまたは異なった置換ガスを流
しながら脱着を行う方法である。第2の置換ガスとして
過熱水蒸気を有利に使用することができる。
【0010】本発明の詳細な説明 本発明においては随時HClおよび/またはHFが一緒
に存在するガス流を活性炭と接触させることにより該ガ
ス流からPFIBを効果的に除去し得ることが見出され
た。吸着されたPFIBまたはPFIB反応生成物は活
性炭を再生させて利用する幾つかの工程により脱着する
ことができる。活性炭はPFIBを吸着し、PFIBを
脱着しまた或る種のPFIBの反応に対して触媒作用を
及ぼす点に関して驚くべき選択性をもっている。吸着に
おける選択性は、例えばガス流中に比べて吸着された化
合物中の方がPFIB濃度が増加していることで判り
(実施例6)、脱着における選択性は他の吸着された化
合物に比べPFIBの脱着の方が時間的に遅れることに
よって判る(実施例6〜8)。
【0011】ガス流の組成は変動することができる。ガ
ス流は主としてPFIB自身から成っていることができ
る。ガス流は反応条件下において炭素と反応しない限り
ハロゲン化されていない成分を有していることができ
る。PFIBの他にハロゲン化された炭化水素を含むガ
ス流が特に重要である。ガス流中のハロゲン化炭化水素
は飽和または不飽和であることができる。TFEおよび
HFPはこれらのガス流の成分であり得る不飽和化合物
の例である。オクタフルオロシクロブタンはガス流の成
分であり得る飽和化合物の例である。ガス流中のハロゲ
ン化炭化水素はパーフルオロ化されている必要はない。
しかし不純物としてPFIBを生成し得る合成条件は高
度にフッ素化された生成物を生じるように設計され易
い。同様に分解がPFIBを生じる過程である場合に
は、分解生成物としては、他の生成物と共に高度にフッ
素化されたPFIBが生成する公算が極めて大きい。ク
ロロフルオロ炭素はフッ化炭化水素およびクロロフルオ
ロ炭化水素と共に主成分または少量成分として存在する
ことができる。
【0012】ガス流はハロゲン化化合物以外の成分を含
んでいることができる。特にガス流はハロゲン化化合物
の合成には比較的不活性と考えられる化学種、例えば窒
素または二酸化炭素を含んでいることができる。
【0013】ガス流は任意の原料を含んでいることがで
き、TFEおよび/またはHFPの合成原料が特に重要
である。ガス流は、できるだけその発生源に近くできる
だけ発生時に近い時点で本発明方法により処理されるこ
とが理想的である。或いはまた本発明方法におけるガス
流は原料流の一部であることができるか、或いは例えば
PFIBを含む原料流またはその一部を蓄積または貯蔵
することにより本発明方法の適用を遅らせることができ
る。
【0014】ガス流中におけるPFIBの量はそれが生
じる原料の条件、およびそれが生成した後にその濃度を
増加または減少させる工程に依存して広い範囲で変える
ことができる。一般に本発明方法は本発明方法の温度お
よび圧力において0.005〜20容積%の範囲のPF
IB濃度を有するガス流に適用することができる。
【0015】ガス流は、その原料から或いは下流の操作
から得られるHClまたはHFを含んでいることができ
る。例えばHClはHCFC−22を熱分解してTFE
をつくる場合に生じるガス流中に自然に存在しているで
あろう。同様にTFEをつくる供給原料としてCF3
を使用するとすれば、当然HFが存在しているであろ
う。活性炭に供給されるガス流は乾燥したガスであっ
て、ガス流の酸成分により腐食性が極めて大きい酸の水
溶液が生成しないことが好ましい。 本発明の一態様にお
いては、HClまたはHFを含むガス流からPFIBが
吸着される場合、それに伴ってPFIBがHClまたは
HFと反応する際の触媒となる。このような反応が望ま
しく、またHClまたはHFの濃度がこのような反応の
要求を満たすほど高くない場合には、HClまたはHF
を加えることができる。
【0016】本発明方法においては、PFIBを含むフ
ッ化炭素流を反応室の内部に含まれる活性炭のベッドと
接触させる。反応器は便宜的には筒形またはパイプの形
をした反応器であり、この中に活性炭を充填する。別法
として本発明を実施するのに気相反応に使用される他の
形の反応器、例えば流動ベッド反応器を用いることがで
きる。
【0017】活性炭は典型的にはN2BET法で測定し
て500〜1500m2/gの大きな表面積をもってい
る。本発明方法に使用するのに適した活性炭は表面積が
少なくとも800m2/g、好ましくは少なくとも10
00m2/gである。細孔容積が大きいために表面積も
大きく、表面積は最高450mL/L、恐らくはそれ以
上であるが、本発明に対しては全細孔容積が最高である
必要はない。本発明方法に対しては、細孔容積の大部分
は微小細孔、即ち直径が2nmよりも小さい細孔に起因
するものでなければならない。好適な活性炭は微小細孔
容積が全細孔容積の少なくとも0.25倍である。微小
細孔容積は全細孔容積の少なくとも0.35倍であるこ
とが好適である。全細孔容積は微小細孔容積(<2n
m)、中間細孔容積(2〜100nm)および巨大細孔
容積(>100nm)の和であり、粒子間の空間を含ま
ない。或る種の活性炭のキャラクタリゼーションを行っ
た実施例5を参照されたい。微小細孔容積はデュビニン
(Dubinin)の式(DubininおよびAst
akhov、Isv.Akad.Nauk.SSSR.
Ser.Khim.1971年)を使用し、測定された
ベンゼンの吸着等温曲線から計算することができる。微
小細孔の他に、活性炭は巨大細孔、即ち直径が100n
mより大きい細孔をもっていることが有利である。大き
な細孔の機能は確かには判っていないが、大きな細孔は
PFIBおよび/または炭素内部における反応生成物の
移動を容易にすると推測される。活性炭にはL−炭素
(酸素に富み、親水性)からH−炭素(酸素が少なく、
疎水性)までがある。H−炭素が好適である。好適な活
性炭は市販されている。使用前に活性炭を加熱して存在
する可能性がある水を追い出し、酸の水溶液の生成を避
けることが好ましい。PFIBを効果的に除去するのに
十分な時間の間工程流を活性炭に接触させる。適当な接
触時間はまた滞在時間とも呼ばれるが、当業界の専門家
には公知のように、他の工程変数、例えば温度、圧力、
および工程流中のPFIB含量によって変化する。1秒
〜30分の接触時間を使用することができる。好適な接
触時間は1〜10分である。接触時間は反応器に充填さ
れた炭素の容積を工程の温度および圧力における工程流
の容積速度で割った値として計算される。絶対圧力は8
0〜1000kPaであり、100〜200kPaが好
適である。本発明方法は−10〜180℃で行うことが
できる。温度範囲は10〜60℃であることが好まし
い。 工程流が所望の不飽和生成物、例えばTFEまたは
HFPを含んでいる場合に特にそうである。
【0018】本発明方法において活性炭は吸着剤として
作用し、またPFIBおよびもし存在するならばHCl
またはHFとの反応の触媒物質としての作用もすると考
えられる。吸着される物質はPFIBまたはPFIBの
反応生成物である。ガス流の或る種の他の成分も炭素に
吸着されるか、またはPFIBの吸着された容積の中に
溶解する。PFIBおよび/またはその反応生成物に対
する活性炭の選択性は本発明方法の驚くべき特徴であ
る。
【0019】本発明の第2の驚くべき特徴は、活性炭の
ベッドがその吸着能力を越える容積のPFIBを吸着
し、変化させ、結合し、過剰の変化した生成物はベッド
を通して分解されることである。ベッドからの流出流は
流入流中のPFIB濃度と同等の濃度のPFIB反応生
成物を含むことができる。流入流中にHClが存在すれ
ば、主要な反応生成物は(CF32−CH−CF2Cl
(HCFC−382lmz)である。HFが存在すれば
主要な反応生成物は(CF33−CH(TTFMM)で
ある。
【0020】活性炭のベッドが細孔容積によって規定さ
れるベッドの能力に近い容積のPFIBを吸着した場
合、新しい炭素と取り替る代替品として炭素を再生させ
ることができる。活性炭は10〜500℃の温度におい
て、真空下、または10〜2000kPa絶対圧、好ま
しくは20〜120kPa絶対圧の不活性雰囲気中にお
いて再生させることができる。不活性雰囲気中で再生を
行うことが好ましく、また炭素ベッド中に不活性ガスを
流しながら再生を行うことが好適である。本明細書にお
いて「不活性」という言葉は、再生条件下において吸着
された化合物に対し実質的に不活性であることを意味す
る。好適な不活性ガスには窒素または低沸点のハロゲン
化炭素、例えばHCFC−22が含まれる。窒素または
低沸点のハロゲン化炭素を不活性ガスとして再生に使用
する場合、120℃のような中程度の温度において8時
間で吸着された化合物の約80〜90%が脱着される。
工業的に実施する場合には100〜200℃の温度が便
利である。残留した吸着化合物は例えば350℃のよう
なもっと高い温度で脱着することができる。低い温度で
は脱着されない不純物が蓄積しないようにするために
は、時々このような高い温度で完全に脱着を行うことが
望ましい。
【0021】活性炭の使用されたベッドは過熱した水蒸
気の雰囲気を使用することにより有利に再生することが
できる。過熱水蒸気は炭素上に吸着されたPFIBと選
択的に反応してCF3−CH2CF3(HCFC−236
fa)およびフッ化カルボニルを生じ、有用な化合物で
あるHCFC−236faを生じてガス流からPFIB
を完全に除去する。このことは本発明のさらに別の特徴
である。
【0022】下記実施例で示されるように、混合ガス流
からPFIBを除去するのに使用した炭素ベッドから有
用な生成物を回収する方法は、温度調節を行い、最初は
冷たい、例えば通常の周囲温度から始め、次いで所望の
高温まで温度を上げて行くことにより補強される。例え
ば低い温度(例えば通常の周囲温度)で数時間ベッドの
中に窒素を流した後、なお窒素を流しながらベッドを外
部から加熱して再生を行うことができる。当業界の専門
家には公知のように、所望の結果を得るために種々の温
度上昇図式を用いることができる。例えば再生の開始温
度は一定の低温、例えば約75℃以下の温度であって、
これを一定時間保ち、次いで温度を不連続的な時間の間
不連続的に上昇させて高温、例えば少なくとも100℃
の温度に到達させることができる。開始温度は約50℃
以下であることが好ましい。 通常の周囲温度が特に便利
である。このようなプログラムでは温度の増加率を変化
させ、また時間間隔も変化させることができる。別法と
して、温度を低温から始め、高い温度まで均一に増加さ
せるか、または時間を変える図式に従って温度を均一に
上昇させることができる。脱着時間は温度の関数であ
り、温度が高いと脱着時間は短くなることは当業界の専
門家には公知である。このような方法においては、温度
が低い間はPFIBは炭素上に残るが、他の化合物は放
出される(脱着される)であろう。ガス流がTFEまた
はHFPの合成過程から得られる場合には、この時間の
間に大部分のTFEおよびHFPは実質的にPFIBを
含まない形で放出され、放出された生成物はそれ以上の
方法を用いずに分離し使用することができる。PFIB
は加熱開始後、低温で完全には脱着されなかった他の化
合物と共に放出されるから、適当なバルブ操作によって
さらに精製および/または分解を行うための経路へと導
くことができる。この再生法においては、ハロゲン化炭
素ではない不活性ガス、例えば窒素を用いると、HCF
C−22のようなハロゲン化炭素を用いる場合よりも良
好に分離が促進される。しかしHCFC−22が系全体
に亙って存在する成分である場合には、HCFC−22
を選ぶほうが良い。下記の実施例に示すように、再生ガ
スとしてHCFC−22を用いると、PFIBは通常の
周囲温度において脱着される。このことは、先ず窒素の
ようなガスを使用し、次いでHCFC−22のようなハ
ロゲン化炭素を使用するような、全部低温で行われる再
生法を行い得ることさえも示唆している。
【0023】温度をプログラミングして行う再生法の魅
力的な変形法においては、再生の低温部分を窒素のよう
な不活性ガスを用いて上記のように行うことができる。
次いで過熱水蒸気の流入を開始し、水蒸気を掃引ガス、
熱源、およびPFIBをHCFC−236faに変える
反応原料として使用して再生を完了させることができ
る。別法として、過熱水蒸気を再生ガスとしてだけ使用
することもできる。この場合には下流において吸着剤か
らの分離を全部行わなければならない。当業界の専門家
には公知のように、HCFC−236faへのPFIB
の変化率は過熱水蒸気を用いて再生を行う操作条件に依
存する。過熱水蒸気は工場において通常120〜200
℃(近似値)の範囲で入手できるので、再生に便利な上
記温度範囲とうまく一致している。
【0024】活性炭上に吸着された有用な生成物、例え
ばガス流がHCFC−22の熱分解で得られる場合に
は、TFE、HFPおよびパーフルオロシクロブタンを
回収するために、飽和した吸着剤に通気して新しい吸着
剤の方へ流すことにより、再生中にPFIBをさらに濃
縮することができる。このような方法においては、新し
い吸着剤の中で成分はTFE、HFPパーフルオロシク
ロブタン(二量体)およびPFIBの順序で出て来る。
これらの化合物の中でPFIBは最後に出て来るから、
他のものを実質的にPFIBを含まない状態で回収する
ことができる。勿論この工程は必要に応じ何回も繰り返
すことができる。
【0025】ガス流から早期にPFIBを回収する好適
なシステムでは、活性炭の充填ベッドを複数使用する。
但しこれが唯一の方法ではない。このことは例えば4個
の炭素ベッドをもったシステムで例示される。2個のベ
ッドを直列にして吸着体として使用し、この場合2番目
のベッドは防護ベッドとしての役目をする。第3のベッ
ドは第1の吸着体として前に使用したものであり、これ
は同時に再生が行われており、出て来るガスは第4のベ
ッドに入る。再生に過熱水蒸気を使わない限り、第4の
ベッドはPFIB(廃棄する)は他の化合物から分離さ
れる。第1のベッドが一定の時間を経過して役目を終え
るか、或いはPFIBを含む化合物を一定の量だけ吸着
したら、第1のベッドの使用を止め、再生を行う。即ち
第3のベッドにする。この時第2のベッドが第1のベッ
ドになり、再生されたベッド、即ち第3のベッドであっ
たものが第2の吸着体となる。
【0026】
【実施例】
実施例 1 約1.1ml(0.45〜0.5g)の活性炭(R3
Extra、米国、ネヴァダ州のNorit社製)を炉
の中で温度120℃、0.2バール(20kPa)絶対
圧で4時間乾燥し、次いで乾燥窒素下において冷却し、
直径1.2cmの筒状ガラス反応器に充填する。約0.
02容積%のPFIB、0.57〜0.64容積%のH
FP、0.30〜0.45容積%のTFE、約0.04
容積%のオクタフルオロシクロブタン、0.6〜1.1
容積%のHCl、および痕跡量の他のハロゲン化化合物
を窒素中に含むボンベをニードル・バルブおよび流量測
定装置を介して反応器に連結する。炭素を充填した容積
中の滞在時間が流速が4.5〜5.5秒になるように流
速を設定する。温度は20〜22℃(周囲温度)、圧力
は100kPa絶対圧である。反応器から出るガスの試
料を1時間間隔で採り、質量分光計に連結されたガスク
ロマトグラフ(GC)により1容積ppbのPFIBの
検出限界(10-9)まで分析を行った。この分析によれ
ば、12時間に亙り出口ガス中にPFIBまたはHCF
C−328lmzは全く検出されなかったので、入って
来たガス中のPFIBの少なくとも98%は変化するか
および/または吸着されたことが示された。TFEまた
はHFP濃度の減少は検出されなかった。
【0027】R3 Extra炭素は疎水性の炭素であ
り、表面積が小さく、磁性は少なく、また灰分分析によ
って測定されたカルシウム含量も低い(灰分約1重量
%)。微小細孔容積は全細孔容積の約45%であった。
実施例5参照。
【0028】実施例 2 R3 Extra活性炭を炉の中で温度110℃、絶対
圧力0.3バール(30kPa)において5時間乾燥
し、この間窒素を少量流し脱着された酸素および若干の
構造的な酸素を置換する。直径5cm、容積2Lの垂直
に配置されたステンレス鋼のパイプに0.5kg(約
1.2L)の乾燥した炭素を充填する。3〜4容積%の
PFIB、25〜30容積%のHFP、13〜15容積
%のTFE、13〜17容積%のオクタフルオロシクロ
ブタン、29〜36容積%のHCl、および全部で10
容積%より少ない他のハロゲン化化合物を含むガス流を
滞在時間18〜2分に対応する4〜36Lの範囲の流速
で炭素ベッドに供給する。初期供給速度は14L/時間
である。温度は25〜50℃、圧力は約120kPaで
あった。反応器から出るガスをGC分析することにより
決定されたように、225時間の試験期間中吸着または
HClとの反応によりPFIBの30〜100%がガス
流から除去された。表1に掲げた代表的な結果によれ
ば、変化率は滞在時間によって変化し、この試験の条件
下においてはPFIBの除去/変化に対して5〜10分
の滞在時間が最も効果的であった。供給流の速度が14
L/時間以下の場合、流速は流量測定装置における圧力
から推定した。PFIBの繁華率の数値は吸着率および
変化率の和であり、吸着および変化は両方ともこの実験
の少なくとも早い段階で起こった。試験中流入するガス
流から除去されたPFIBの累積値は約2kgであるこ
とが計算され、これに対してハロゲン化化合物に対する
R3 Extra活性炭0.5kgのの吸着能力は約
0.4kgであった。このことは活性炭と接触している
間にPFIBが変化したことを間接的に示している。
【0029】
【表1】
【0030】実施例 3 実施例2の反応器を用い、同じ品質の活性炭を新しく装
填した。条件および用いた方法は次の点を除いて同じで
あった。供給流は4〜5容積%のPFIB、30〜33
容積%のHFP、10.5〜12容積%のTFE、12
〜14.5容積%のオクタフルオロシクロブタン、30
〜35容積%のHCl、および残りの部分を構成する他
のハロゲン化化合物を含んでいた。流速は5〜15L/
時間であり、これは滞在時間が14〜5分であることに
対応する。温度は130〜175℃の範囲であった。試
験時間は48時間。
【0031】試験全体を通じ、またすべての条件下にお
いて、PFIBは吸着または変化して検出できない値ま
で減少した。この実験の条件においてTFEおよびHF
Pも部分的に変化した。TFEは主としてCF2H−C
2Clに変化した。HFPは減少し、実施例4におい
て同定されたCF3−CFH−CF2Clに変化したもの
と考えられる。変化率はTFEに対し約25%、HFP
に対し約75%であり、試験時間と共に両方の変化率は
徐々に減少した。オクタフルオロシクロブタンの変化は
検出されなかった。これらの結果は、飽和化合物を含む
ガス流からPFIBを除去するには温度が高い方が適し
ているが、所望の飽和化合物を含むガス流に対しては必
ずしも適していないことを示している。
【0032】実施例 4 HFPおよびHClの容積50/50の混合物を、活性
炭を新しく充填した実施例1の反応器に流速15mL/
時間において幾つかの温度で供給した。反応生成物CF
3−CFH−CF2ClはGC質量分光計によって同定さ
れた。HFPの変化率は20℃におて1%より小さく、
60℃において4時間後も1%より小さかった。両方共
6gの炭素を充填した場合である。炭素を3g充填した
場合HFPの変化率は128℃で4〜8%であった。こ
れらの結果は、所望の不飽和化合物を含むガス流からP
FIBを除去するには工程温度が低い方が好適であるこ
とを確証するものである。
【0033】実施例 5 実施例1の装置を使用してPFIBの吸着能力に対する
幾つかの等級の活性炭(すべてNorit社製)を評価
した。これらの炭素は、ベンゼンの吸着等温曲線および
水銀による多孔度の測定によって示されるように、微小
細孔(<2nm)の容積、中間細孔(2〜100nm)
の容積および巨大細孔(>100nm)の容積の異なっ
た組み合わせをもっている。Norit社によって提供
された特性を表2に示す。ここで等級C−Granul
arおよびDarco GC 4x12に対する名前は
省略名が示されている。ベッドの多孔度は炭素骨格およ
び同定された細孔として説明されない容積であり、粒子
間の空間として説明される。Norit RB2および
Norit R3 Extraも試験した。Norit
RX3 Extraはカルシウムおよびマグネシウム
化合物が存在しないR3 Extraであり、細孔構造
も似ている。Norit RB2の構造はR3 Ext
raに類似している。実施例1の方法を踏襲したが、流
速(14.5mL/分)は約4秒の滞在時間が得られる
ように設定し、圧力は約1.1バール(110kPa)
であった。結果を表3に示すが、ここで除去されたPF
IBは供給流中の濃度と出口流中の濃度の差である。こ
れらの結果によって示されるように、微小細孔の割合が
大きい活性炭の方がPFIBを除去するのに効果的であ
る。
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】実施例 6 本発明のPFIBの除去法に使用した活性炭は本実施例
および下記実施例に例示するようにして再生することが
できる。実施例2記載の装置における吸着試験に従い、
前に使用し再生したR3 Extra活性炭を充填し、
温度21℃において27L/時間の流速で約20時間同
様なハロゲン化炭素供給流を使用し(4.3時間でPF
IBが出て来る)、供給流の供給を停止した。次にCF
2HCl(HCFC−22)を約20L/時間の速度で
流して反応器に供給する。再生開始時における温度は炭
素ベッド中において熱電対で測定して19.2℃であっ
た。4.25時間後、反応器の温度は15.2℃に低下
する。この時点で反応器の外部からの加熱を開始する。
加熱開始25分後温度は徐々に35.4℃に上昇し、3
5分後には71.7℃へ、90分後には90.8℃へ、
さらに170分後には103.4℃へ上昇した。反応器
中の圧力は1.7〜2.0バール(170〜200kP
a)絶対圧であった。反応器の流出流をGCで監視す
る。しばらくすると流出流中のHCFC−22の濃度は
供給速度よりも少なくなる。これは恐らく吸着された試
験化合物が移動するにつれてHCFC−22は炭素に吸
着されたためであろう。吸着の前後、および再生後にお
いて反応器を秤量し、吸着されたハロゲン化化合物の量
は0.73g/g(即ち炭素1g当たり)であり、再生
後の残留物は0.39g/gであることが示された。別
の実験から再生中に吸着されたHCFC−22の量は約
0.19g/gであり、これは残留物1g当たり0.3
9g含まれていたから、脱着された化合物の全量は約
0.53g/gであることが示された。問題の化合物に
対する結果を図1に示す。図1にはPFIBの脱着のピ
ークは他の化合物に対して僅かに遅れることが示されて
いる。脱着された化合物の実質的全部は4.25時間の
点で加熱を始める前に脱着されたことに注意されたい。
図1に示した化合物および少量の成分に対するデータを
まとめると、脱着された混合物中のPFIBの容積濃度
は、HClを無視すると、供給流中におけるよりも約8
0%多いことが見出された。
【0037】実施例 7 一般的に実施例6の方法を繰り返したが、R3 Ext
ra活性炭を新しく充填して使用し、ハロゲン化炭素供
給流の流速を50L/時間、吸着温度を約25℃、吸着
試験時間を約8時間(3.5時間でPFIBが出て来
る)にし、再生ガスとして窒素を供給流速21L/時間
で使用し、圧力は180〜200kPa絶対圧であっ
た。再生温度図式は僅かに異なっており、通常の周囲温
度付近から開始し、2.5時間後に約120℃に上昇さ
せた。選ばれた化合物に対する結果を図2でグラフによ
って示す。これによれば再生ガスとして窒素を使用した
場合、PFIBはTFE、HFPおよびオクタフルオロ
シクロブタンよりも遅く流出する。この現象は再生中他
の化合物からPFIBを分離するのに使用することがで
きる。吸着の前後、および再生後に反応器を秤量するこ
とにより、吸着されたハロゲン化化合物の量は0.80
g/gであり、再生後の残留物は0.20g/gであっ
て、脱着された化合物は0.60g/gに達した。
【0038】過熱水蒸気、例えば170℃に過熱した水
蒸気を再生ガスとして使用した場合、PFIBはCF3
CH2CF3(HFC−236fa)に変わる。これは出
口流中で除去し、回収できる。
【0039】実施例 8 実施例7の方法を一般的に繰り返したが、活性炭は以前
に使用したものを再生したR3 Extraであり、ハ
ロゲン化炭素供給流の流速は90L/時間、吸着温度は
約30℃、吸着試験時間は約10時間(約3時間でPF
IBが出て来る)、再生ガスの窒素の流速は42L/時
間であり、再生には異なった温度図式を使用した。本実
施例においては、再生温度は最初の3.75時間の間約
25℃であり、次いで2.5時間で116℃に上昇さ
せ、その後この温度に保った。吸着の前後、および再生
後に反応器を秤量することにより、吸着されたハロゲン
化化合物の量は0.78g/gであり、再生後の残留物
は0.34g/gであって、脱着された化合物は0.4
4g/gに達することが判った。選ばれた化合物に対す
る結果を図3にグラフで示す。再生サイクルの最初の低
温の部分で大部分の化合物は部分的に脱着された。しか
しPFIBは温度図式の高温の部分においてのみ脱着さ
れた。このことは再生にHCFC−22を使用した実施
例6の結果とは対照的である。即ち窒素のような不活性
ガスを低温で流すことによりPFIBを含まない脱着流
を有利に得ることができる。
【0040】もし再生の4時間の時点で外部からの加熱
を始める代わりに、過熱水蒸気流を導入した場合、PF
IBはHFC−236faに変わり、これは出口流の中
で未変化のPFIBと共に除去され、回収される。
【0041】本発明の主な特徴及び態様は次の通りであ
る。 1.パーフルオロイソブチレン(PFIB)が効果的に
除去されるのに十分な時間の間ハロゲン化化合物流を乾
燥した活性炭と接触させ、該活性炭に該パーフルオロイ
ソブチレンを吸着させるハロゲン化化合物のガス流から
パーフルオロイソブチレンを除去する方法。
【0042】2.ハロゲン化化合物はテトラフルオロエ
チレンおよびヘキサフルオロプロピレンの少なくとも1
種を含む不飽和化合物を含んでいる上記第1項記載の方
法。
【0043】3.温度は10〜60℃であり、滞在時間
は1〜20分である上記第2項記載の方法。
【0044】4.該パーフルオロイソブチレンを吸着し
た該活性炭を過熱水蒸気と接触させ、CF3CH2CF3
をつくり、該活性炭から該CF3CH2CF3を脱着させ
る工程をさらに含む上記第1項記載の方法。
【0045】5.過熱水蒸気との該接触を行う前に、該
パーフルオロイソブチレンを吸着した活性炭を低温でハ
ロゲンを含まない不活性ガスと接触させる上記第4項記
載の方法。
【0046】6.さらに不活性ガス流を流して吸着され
たハロゲン化化合物の脱着を行い、該活性炭を再生する
上記第1項記載の方法。
【0047】7.該ガス流は該吸着されたパーフルオロ
イソブチレンと反応させるためのHFおよび/またはH
Clを含み、該反応の生成物もまた吸着させる上記第1
項記載の方法。
【0048】8.HClは、該ガス流中に存在する場
合、該パーフルオロイソブチレンと反応して(CF32
−CH−CF2Clを生じ、HFは、該ガス流中に存在
する場合、パーフルオロイソブチレンと反応して(CF
33CHを生じる上記第7項記載の方法。
【0049】9.該パーフルオロイソブチレンを含む多
数のハロゲン化化合物を活性炭に吸着させ、該活性炭を
ガスと接触させて該活性炭から吸着されたハロゲン化化
合物を脱着させる上記第8項記載の方法。
【0050】10.活性炭の存在下においてパーフルオ
ロイソブチレンを過熱水蒸気と接触させ、その結果とし
てCF3CH2CF3を生成させるパーフルオロイソブチ
レンをCF3CH2CF3に変える方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】再生ガスとしてCF2HClを使用し活性炭上
に吸着された化合物を脱着させる温度図式を示す(実施
例6)。
【図2】再生ガスとして窒素を使用し活性炭上に吸着さ
れた化合物を脱着させる温度図式を示す(実施例7)。
この場合炭素ベッドの加熱は脱着開始時に開始する。
【図3】再生ガスとして窒素を使用し活性炭上に吸着さ
れた化合物を脱着させる温度図式を示す(実施例8)。
この場合炭素ベッドの加熱を行う前に低温における脱着
期間を設ける。
───────────────────────────────────────────────────── 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 63/00 7419−4H C07B 63/00 F (72)発明者 トム・スポールマカー オランダ・3355シーエイチ パペンドレヒ ト・イエペンゾーム1 (72)発明者 グレン・フレツド・レバレツト アメリカ合衆国ウエストバージニア州 26105ビエナ・セカンドストリート5517

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パーフルオロイソブチレン(PFIB)
    が効果的に除去されるのに十分な時間の間ハロゲン化化
    合物流を乾燥した活性炭と接触させ、該活性炭に該パー
    フルオロイソブチレンを吸着させることを特徴とするハ
    ロゲン化化合物のガス流からパーフルオロイソブチレン
    を除去する方法。
  2. 【請求項2】 活性炭の存在下においてパーフルオロイ
    ソブチレンを過熱水蒸気と接触させ、その結果としてC
    3CH2CF3を生成させることを特徴とするパーフル
    オロイソブチレンをCF3CH2CF3に変える方法。
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