JPS6013726A - フルオロメタンの製造方法 - Google Patents

フルオロメタンの製造方法

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JPS6013726A
JPS6013726A JP58121252A JP12125283A JPS6013726A JP S6013726 A JPS6013726 A JP S6013726A JP 58121252 A JP58121252 A JP 58121252A JP 12125283 A JP12125283 A JP 12125283A JP S6013726 A JPS6013726 A JP S6013726A
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JP
Japan
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chromium
fluoride
carrier
catalyst
fluoromethane
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Pending
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JP58121252A
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English (en)
Inventor
Shigeru Takayama
高山 茂
Akira Takaichi
高市 侃
Hidetoshi Nakayama
秀俊 中山
Hiroaki Kawasaki
博明 川崎
Tetsukazu Hashimoto
哲一 橋本
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Hitachi Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フルオロメタンの製造方法に関し、さらに詳
しくは塩化メチルとフッ化水素の混合ガスをフッ化クロ
ム又はフン化クロムを担体と混合成型或いはフン化クロ
ムを担体に担持させた触媒と接触させるフルオロメタン
の製造方法に関する。
従来、脂肪族ハロゲン化炭化水素をフッ化水素(HF)
Kよシフッ素化し、種々のフルオロカーボン類(フロン
類)を製造する方法については、多数の研究、特許が発
表されている。しかし、これらの発表において用いられ
ているハロゲン化炭化水素は、炭素を2つ以上有するも
のであるか、炭素が1つのメタン系であっても水素を全
く有しない四塩化炭素、或いは一つ有するクロロホルム
のフッ素化に関するものでアシ、メタン系で水素を3つ
有する塩化メチル(CH2Cl)をフッ素化して、フル
オロメタン(CHs F % 以下フロン41をいう)
を製造する方法については、殆ど発表がない。
その主な理由は、ハロゲン化炭化水素をフッ素化する場
合、分子中の水素が多い程フッ素化の反応性が低くなシ
分解又は副反応を起し易いことが知られているが、CH
3C2のフッ素化においても、他の水素数の少ないハロ
ゲン化炭化水素のフッ素化に比して極めて困難であ如、
フロン41が殆んど得られないか、若干得られたとして
も分解反応等の副反応による副生物が多く、いまだ実用
に耐え得る反応率および選択率を有する製造方法が見出
されていないためである。
したがって、フロン41を製造するには、通常沃化メチ
ルにフン化銀な作用させることによる製造方法等、数種
の方法が用いられているが、いずれも原材料が高価で、
取扱いが複雑である等の大きな欠点を石し、工業的な製
造方法とはいえない。
一方、近時、半導体工業におけるテトラフルオロメタン
(CF4)を始めとして、種々の分野においてフッ素を
含むメタン系化合物の特異な性質が注目されておシ、そ
の−環として分子中にフッ素一つと水素三つを含み、し
かも塩素を全く含まないフロン41の効率的な製造方法
の完成が期待されている。
本発明者は、かかる期待に答えるべく、一般に極めて困
難とされているフロン41の工業的製造方法について、
広範かつ詳細な検討を重ねた結果、7ン化クロムを主体
とした触媒を用いて、CHsCLおよびHFを気相反応
させることによシ、70ン41が高収率で、かつ副生物
の生成が殆どなく得られることを見出した。
本発明は上記の発見に基づいてなされたもので、その要
旨は、CHsCLとHFとをフン化クロム又はフッ化ク
ロムを担体と混合成型或いはフッ化クロムを担体に担持
させたことよシなる触媒を用い、反応ム度1oo−≠0
0℃の条件で気相反応させるフロン4IC)製造方法に
ある。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明で用いるフン化クロムはそれが三フン化クロムで
おれは、そのまま又は活性炭等の多孔質担体粉末と混合
成型或いは活性炭等の多孔質担体に担持させて使用する
また、三フッ化クロム以外のクロム化合物、例えば酸化
クロム、水酸化クロム、塩化クロム、硝酸クロム等で無
水或いは結晶水を有する化合物又はクロム酸塩類をフッ
素化処理して用いることが出来る。
上記クロム化合物は、単独又は混合物でもよく、また、
三フッ化り四ム以外のクロム化合物を含有する場合には
、そのまま又は担体粉末と混合成型或いは担体に担持さ
せた後適当な方法でフッ素化処理した後反応に用いるこ
とが望ましい。
この場合、クロム化合物の成型物又は担体粉末と混合し
た成型物或は担体に担持させたものをそのまま反応触媒
に用い、原料CHa 04 HFの混合ガスと接触させ
、フロン41の生成反応を7部ともないながら、7ン紫
化処理を同時に行なわせてもよいが、反応処理とフッ素
化処理の条件が必ずしも一致しないので、前もってフッ
素化する方法が好ましい。また、フッ素化処理には、フ
ロン類、又はHF於凱あるいはこれらをN2、He等の
不活性ガスで希釈したガス等を用いることができる。
フッ素化処理によって得られた触媒の化学的組成は明か
でないが、フッ素化工程においてHFの消費が認められ
ることから、少なくとも一部はフッ化物となっているも
のと推定する。
本発明において選択される反工し温度は、原料HFとC
HaClの比率、触媒との接触時間等の条件によシ異る
が、低くすぎると反応率が低下し、フロン41の生成率
が低下する。また、高すぎると、副反応が増加し、フロ
ン41の選択率が低下し、原料CHaCtのロスが増加
する。そのため反応温度範囲としては、100〜4to
o℃が良く、特に110〜310℃が好ましい。
また、原料HF、CHsCLの比率は、あまルHFが少
ないとフロン41が実質的に生成しない。
11Fの比率を増すことは、フロン41の生成率管高め
効果的であるが、ある比率以上となるとそれ以上1(F
を増加してもフロン41の生成率は余力増加せず効果が
無くなる。また未反応の)IFは廃棄又は回収処理をす
る必要がおるので、あまシ北の比率を大きくすることは
、処理の頻雑さと、経済的不利を招く。したがってHF
/CkLsCLの七ル比は1〜J7.特にコ〜−〇に選
ぶのが望ましい。
また、上記反応は気相反応であるので、原料はあらかじ
め気化器等によシガス化させておく必要がある。その操
作圧力は、原料及び生成物が液化しない範囲であれば、
特に制限ないが、簡易化、経済性の面よシ常圧又は僅か
加圧で反応を行なわせることが好ましい。
触媒と原料との接触方式は、流動床、固定床等%に制限
はないが、装置の簡単なことから固定床方式が好ましい
以上述べたように本発明に係る70ン41の製造方法は
、従来困難とされていたフロン41t−選択的に高収率
で#!造することが出来るので、工業的に極めて有利な
方法である。
次に実施例を示し、本発明を更に詳しく説明する。
実施例1 市販のCrF3、JHQQ’、JOOfを、41111
11φX4+mHのベレット状に成型し、これをN2気
流中で徐々に加熱乾燥し約≠oo’r;、にコ時間保持
して取出し、三フフ化クロム触媒を得た。
この触媒100tdを内径コorrm、長さ/fflの
ハステロイC製反応器に充填し、常圧下 反応器内部温
度を、2!O′CK保ちツツ、CH3Ct : 0.1
.20f/hr及びHF:、12jf/hrを気化器で
蒸発させながら、気相で反応器に供給した。系が十分安
定した後、3時間に亘シ反応器出ロガス中の未反応フッ
化水素と生成したHClをアルカリによシ捕果し、酸分
を除去した残シの有機物を冷却した溶媒中に通じ、溶媒
に吸収させて回収した。
この溶媒中に回収したフロン41及び未反応のCHa 
CLをガスクロマトグラフィーによシ分析した結果、次
の値を得た。
フoy41 : 041/4At、CH3Cl: 11
2?その他の副生物は、わずかに見受けられただけであ
った。
以上の結果は、供給したCk13CLに対し、フロン4
1がコ!−生成し、反応したC H3Ctに対するフロ
ン41の選択率は、り6チであった。
実施例2 CrCA3 ・6H20: 7!If水100fK溶か
した水溶液に、N2雰囲気中でコhr乾燥した≠1II
I+IφX6■Hのベレット状活性炭:1ootを投入
、混合した後、エバポレーターで減圧乾燥して、crc
t3を活性炭に担持させた。
このCr CL 3を担持した活性炭100m1を、内
径20trxz、長さ/・mのハステロイC製反応器に
充填した。
次いで、N2ガスを30xl/−の流速で流しつつ、ヒ
ーターによシ反応器同部温度を徐々に上げ、JjTO’
QK一時間保持して乾燥した後、そのままの温度で)I
Fを加え、徐々KN2ガスを停止し、HFの消費が認め
られなくなった後HFを停止し、N2気流中で降温し、
活性炭に担持したCrCt3CH3C2: Qlコf/
hr、 、HF : JJ j f/hrを気化器で蒸
発させながら、気相で反応器に供給した。系が十分安定
した後、3時間に亘シ反応器出ロガス中の酸分をアルカ
リによシ捕集し、酸分を除去した残りの有機物を、更に
冷却した溶媒によシ吸収、回収した。
この溶媒中に回収したフロン41、及び未反応のCHs
etをガスクロマトグラフィーによシ分析した結果、次
の値を得た。
フロン41:O,4J/f、CHsCL:110t1そ
の他の副生物はわずかに見受けられただけであった。
以上の結果は、供給したcaaczに対し、フロン41
が26チ生成し、反応した〇H3C2K対するフロン4
1の選択率が、27%であった。
実施例3 ≠鰭φ:)l’msHのペレット状に成製した三酸化第
二りuム100−を内径20mm、長さ7mのハステロ
イC製反応器に充填した。
この反応器に、N2ガスを30m1/−の流速で流しつ
つ、ヒーターによシ反応器内部温度を徐々に上げ200
℃で乾燥した後、これにHFを加え、徐々にN2ガスを
停止するとともに、内部温度を310℃まで加熱し、H
Fの消費が認められなくなった後HFを停止し、N2気
流中で降温し、三酸化第ニクロムをフン素化処理した触
媒を得九。
次いで反応器内部温度をコzocVc保ちながら、CH
sCL:iコ! f / h r及びAy=aり7f/
hrを気化器で蒸発させながら、気相で反応器に供給し
た。系が十分安定した後、3時間に亘シ反応器出ロガス
中の酸分をアルカリによシ捕集し、酸分を除去した残υ
の有機物をさらに冷却した触媒によシ吸収、回収した。
この溶媒中に回収し九フロン41及び未反応のCHsC
Lをガスクロマトグラフィーによシ分析し九結果、次の
値を得た。
フay41 : ari t、CHsCL:ユタrtそ
の他の副生物は、殆ど認められなかった。
以上の結果は、供給した〇 H,IC1,1に対し、フ
ロン41がコOts生成し、反応し九〇 Ha CLに
対するフロン41の選択率はりrチであった。
実施例4 市販のCrFs−JH20: trotと粉末活性炭コ
ootとを十分混合して6調g6X4mHのペレント状
に成型し、とれをN2気流中で徐々に加熱乾燥し約1I
oo′CK一時間保持して三フフ化クロム触媒を得た。
との触媒100w1を用い、実施例1と全く同じ操作に
よって反応を行なわせ、次の値を得た。
フoy41 : Q3rt、CHsCL: /、11?
その他の副生物はわずかに見受けられる程度であった。
以上の結果は、反応したCHsC1K対する70ン41
の選択率は、27%であった。
実施例5 実施例2と全く同一の方法及び、割合で、crctaを
活性炭に担持させた。
このCr Ct 3を担持した活性炭100m1を、実
施例2と同一の装置に充填し、N2気流中310℃にて
十分乾燥した。
次いで、反応器内部温度を2!0′CK保ちつつ、ただ
ちに、CHsCL=αtコt/律凡及びHF:32jf
/”を、気化器で蒸発させながら、気相で反応器に供給
し、反応を行なわせた。
反応器出口ガス中の酸分をアルカリによシ捕集し、酸分
を除去した残シの有機物を、冷却した溶媒により吸収し
、回収した。
この溶媒中に回収したフロン41及び未反応のCHa 
Ctをガスクロマトグラフィーによシ、分析した結果、
当初ノ時間のCHa(、tの反応率は、極めて低く、フ
ロン41はほとんど得られなかった。
しかし、2≠時間経過後は供給したCH2Clに対しフ
ロン41が約20%生成した。
又、この時、副反応生成物の発生は、極めて、わずかで
あった。
以上述べたように本発明の方法は、副反応が殆トfk 
< 、CHa Cl−に対してフロン41を高収率で得
ることが出来る。
出願人 昭和電工株式会社 株式会社日立製作所 代理人 弁理士 志賀正武

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 塩化メチルとフン化水素とを、フッ化クロム又
    はフッ化クロムを担体と混合成型或いはフッ化りpムを
    担体に担持させたことよシなる触媒を用い、反応温度1
    oo−4Loo℃の条件で気相反応させることを特徴と
    するフルオロメタンの製造方法。
  2. (2) フン化クロムが三フッ化クロムである特許請求
    の範囲第7項記載のフルオロメタンの製造方法。
  3. (3) フン化クロムがクロム化合物をフッ素化処理し
    てなるものである特許請求の範囲第7項記載のフルオロ
    メタンの製造方法。
  4. (4)担体が活性炭である特許請求の範囲第7項記載の
    フルオロメタンの製造方法。
JP58121252A 1983-07-04 1983-07-04 フルオロメタンの製造方法 Pending JPS6013726A (ja)

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