JPS608235A - 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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JPS608235A
JPS608235A JP58116777A JP11677783A JPS608235A JP S608235 A JPS608235 A JP S608235A JP 58116777 A JP58116777 A JP 58116777A JP 11677783 A JP11677783 A JP 11677783A JP S608235 A JPS608235 A JP S608235A
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JP
Japan
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aluminum fluoride
catalyst
fluoride
carrier
freon
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Pending
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JP58116777A
Other languages
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
Yoshifumi Kawamoto
川本 佳史
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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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Publication of JPS608235A publication Critical patent/JPS608235A/ja
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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

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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ア
ルミニウム又はフッ化アルミニウムを担体と混合成型あ
るいはフッ化アルミニウ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、@肪族ハロゲン化炭化水素をフッ化水素(HF)
K ! j5フッ素化し1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、炭素が一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あり、メタン系で水素
を3つ有する塩化メチル(CH3(J )をフッ素化し
て。
フルオロメタン(CH3F、以下フロン41という)を
製造する方法については、殆ど発表がないうその主な理
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−aci 
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比に比
して極めて困難であシ、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it!II 、
W応による副生物が多く、h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−C噛ハない
ためである。
したがって、フロン41を剋造するには1通常沃(ヒメ
チルにフッ上鈑を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
、取扱贋が複雑である等の大きな欠点を有し、工業的な
製造方法とけいえない。
一方、近時、半導体1苗におけるテトラフルオロメタン
(CF4)を始めとして、種々の分解においてフッ素を
含むメタン系化合物の特異な性質が注目されており、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
が期待されている。
本発明渚等は、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、フッ化アルミニウ
ム又はフッ化アルミニウムを担体と混合成型ある麿はフ
ッ化アルミニウムを担体に担持させた触媒を用いること
によって、フロン41が高い選択率で、かつ副生物の生
成が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、 CH3(JJとHF とをフッ化アルミニウ
ム又はフッ化アルミニウムを担体と混合成型あるいはフ
ッ化アルミニウムを担体に担持させた触媒を用込反応温
度100〜400 ℃の条件で気相反応させるフロン4
1の製造方法にある。
以下本発明の詳細な説明するう 本発明で用いるフッ化アルミニウムはそれがフッ化アル
ミニウム凰体であれば、そのまま成型又は活性炭等の多
孔質担体と混合成型あるいは担体に担持させて使用する
またフッ化アルミニウム化合物をフッ素化処理したもの
を用いる場合には、例えば、活性アルミナ等の酸化物、
塩化物、硝酸塩等で無水物或いは結晶水を有する化合物
をフッ素化処理して用いる。
上記アルミニウム化合物は、急独又は混合物でもよく、
マた。フッ化アルミニウム以外のアルミニウム化合物を
含有する場合には、成型又は活性炭等り多孔質担体と混
合成型あるいは担体に担持させた後、適当な方法でフッ
素化処理して鯵、反応に用いることが望ましい。この場
合、上記アルミニウム化合物の成型物又は担体と混合成
製ある竜へは担体に担持したものを、その壕ま反応触媒
に用い、原料CH3CJI 、HF の混合ガスと接触
させ、)で素化処理を行なわせなから11s反応をな嘆
しめてもよいが、反応榮件とフッ素化処理条件とが必ず
しも一致しないので、前もってフッ素化処理する方法が
好ましい、、また、フッ素化処理にはフルオロカーボン
類(いわゆるフロン類)又はHFあるいけこれらをN2
 b He等の不活性ガスで希釈したガス等を甲いるこ
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応温度は、原料肝とCH3
(J の比率、触媒との接触時間等の条件により異るが
、低くすぎると反応率が低下し、)a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0H8(Jのロスが増加す
る。そのため反応温度範囲としては、100〜400℃
が良く。
特に150〜350℃が好ましい。
また、原料HF 、0H3CJI の比率は、あまシH
Fが少ないとフロン41が実質的に生成しなハ。
HFの比率を増すことは、フロン41の生成率を高め効
果的であるが、ある比率以上となるとそれ以上HFを増
加してもフロン41の生成率は余シ増加せず、効果が無
くなる。また未反応のHFは廃棄又は回収処理をする必
要があるので、余fiHF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
10H3CJのモル比は1〜30、特に2〜20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υ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、経済性の面より常圧又は僅か
加圧で反応を行なわせることが好まし140 触媒と原料との接触方式は、流動床、固定床等。
特に制限はないが、装置の部屋なことから固定床が好ま
しい。
以上述べたように本発明に係るフロン41の製造方法は
、従来、困難と窟れていたフロン41を選択的に高収率
で製造することが出来るので、工業的に極めて有利であ
る、 以下実施例を示し、本発明を更に詳しく説明する。
実施例1 1’−eC−e a・6HzO:300S’を水に溶解
し、これに市販の46%弗酸水溶液250y−を徐々に
加え、三部1ヒアルミニウムを生成せしめた。
続いて、約50閣即の減圧下、これを約70℃に保つ事
により、副生じた塩酸、過剰の弗酸及び大部分の水を、
蒸発除去する事により、ペースト状の三弗化アルミニウ
ムを得た。
これを6rRjXφxsmsHのベレット状に成型した
後、N2 気流中で加熱乾燥し、約400℃に3時間保
ツタ後、取出し、フッfヒアルミニウム触媒約1001
i’−を得た。
この触媒10omzを内径20B、長さItsのノ・ス
テロイC製反応器に充填し、常圧下1反応器内部温度を
aoo℃に保ちつつ、CHaCl: O−845P/h
 r及びHF: 2.341i’ / 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時間にわたり反応器出口ガス中の未反応H
Fと、生成したH(J をアルカリにより捕集し、酸分
を除去した残りの有機物を冷却、した溶媒中に通じ、溶
j媒に吸収させて回収した。
上記の方法で、溶媒中に回収したフロン41及び原料の
CH2O,8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4x:0.358P、0H3(J : 1.98
Pま7′c1その他の生成物としては1分解によって生
成したと思はれる低弗点成分が若干見受けられる程度で
あった、 以上の結果は、供給したCH3σ6IC対し、フロン4
1が21俤生成し、反応したCH3Cβ に対するフロ
ン41の選択率は、はぼ96憾であることを示して1ハ
る。
婁施「112 6uφX6iiHのベレット状活性アルミナ100m1
を内径20朋昆さl m、のハステロイC製反応器中に
充填した。これをヒーターにより反応器内部温度を30
0℃に保持しつつ、N2 ガスを3or11/mf。
の流速で流して乾燥させた後、N2 ガスとともにHF
を通じ、徐々にN2 ガスのみを停止するとともて内部
温度を350’c−i:で加熱した。HFの消費が実質
土兄られなくなった時点でHFの供給を停止し、活性ア
ルミナを・フッ素比した触p臀を得た。
続゛ハて、反応器内部温度を250℃に保ちつつ、ch
x3ci : 0.82 V / hr 及びHF :
 3.25 P/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時間にわ
たり反応器出口ガス中の酸分をアルカリによシ捕集し、
酸分を除去した残りの有機物を、さらに冷却した溶媒に
より吸収させ回収した。
上記の方法で回収した溶媒中に含まれる〕aン41及び
CH3(Jを、ガスクロマトグラフィーにより、分析し
た結果、次の値を得た。
フロン41 : 0.42 P、 CH3(J : 1
.82茫また。その他の生成物としては、分解によって
生成したと思けれる低沸点成分が若干見受けられる程度
であった。
以上の結果け、供給した塩化メチルに対し、フロン41
が25係生成し1反応したCH3Clに対するフロン4
1の選択率は、はぼ98チであることを示している。
実施例3 実施例2で用いたと、同一の活性アルミナl(10ml
を同一の反応器に充填した。
続いて1反応器内部温度全250℃に保ちつつ、窒素ガ
スを流し、内部及び触媒を乾燥した。約2時間後、9素
ガス供給を停止し、直ちに、原料のCH3Ce:0.8
2 ?/1−TR、7?tヒHF:3.25 P/HR
を気相で、反応器に供給した。
この時、原料ガスの供給とともに、反応器内部温度の急
激な上界が見られた。
又1反応5出ロガス中の有機物組成を分析した所、 C
F(3F j・よ、(翻とんど生成して贋なかった。
なお、触f′#、■1部を抜き出し、X線回析で分析し
た結り触ir■中にHF3の存在が認められた。
この触媒を甲いて、前記とローの条件にて、反応を継押
しだ。
系2)安定後、実施例2と同様な方法で、反応器出口ガ
ス中の有機物組庁を分析した結果、次の値1−得た、 フロン4x:o、+qv、CF2O勇:2.041i’
また。その他の生ぼ物としては、分解によって生成した
と思われる副生原物が若干見覚けられる糧度であった。
以上の結果は、供給したCI(3(J に対し、フロン
41が16チ生成し、反応しだCF3O,、g に対す
るフロン41の迅択実は、f′1!ぼ、96チであった
ことを示している。
実施例4 uc石3.6 N20:20 !i’を水100SI−
に溶解した水溶液に%300’O,N2W囲気中で2時
間乾燥した4騙φx4wuILHのペレット状活性炭1
00iを添加、混合した後、エバポレーターで真空乾燥
することにより、塩化アルミニウムを活性炭に担持させ
たう 上記塩化アルミニウムが担持されている活性炭xoom
/を内径2oB、長さ1痛の71ステロイC製反応管内
に充填した。
次いでN2 ガスを30rrLt/minの流速で流し
ながらヒーターによシ反応器内部温度を徐々に上げ、3
00℃に2時間保持して乾燥した後、これに)IFを加
え、徐h K N2 ガスのみを停止するとともに、内
部温度を350℃まで加熱した。上記HFの消費が実質
土兄られなくなった後、HFの供給を停止し、活性炭に
塩化アルミニウムを担持させ、これをフッ素化処理した
触媒を得た。
続いて、反応器内部温度を250℃に保ちながらCH3
C7: 0.8459Δ1r及びH−P : 2.34
Vhrを気化器で蒸発させながら、気相で反応器に供給
した0系が十分安定した後、3時間にわたり反応器出口
ガス中の酸分をアルカリにより捕集し、酸分を除去した
残りの有機物をさらに冷却した溶媒により1汲Qさせ回
収した0 上記の方法により回収した溶媒中に含まれるフロン41
及び原料のC)l、CA!をガスクロマトグラフィーに
より分析した結果、次の値を得た0フロン41:o、3
419、CH,C/ : 2.029、またその他の生
成物としては、分解によって生成したと思われる低沸点
成分が若干見覚けられる程度であつ7ヒ0 以上の結果は、供給したCn、czに苅し70ン41が
20%生成し、反応したCH,C7に対するフロン41
の剋択率は、はぼ98%であることを示している。
実施例5 市販のA11F8:309と、粉末活性炭=1009と
をよく混合した後、6rnml×6mmHのペレット状
に成型し、フン化アルミニウムと、多孔質担体である活
性炭とを混合成型した触媒を得たOtnml 、:= この触媒100−を、内径20 、同さ1mのハステロ
イC製反応器に充填し、窒素気流中で、徐々に加熱乾燥
し、約400℃に3時間保持した0続いて、反応器内部
温度を270°Cに保ちつつ、り 塩化−′%Al・00・4几及びフッ化水素3.17V
HRを気化器で蒸発させながら、気相で・JX、I部器
に供給した0糸が十分安定した後、3時間に渡り、反応
器出口ガス中の酸分をアルカリによ、!lll抽集し、
酸分を除去した歿りの有機物を、史に、冷却した溶媒に
より1吸収させ回収した0上記の方法で、溶媒中に回収
したフロン41及ヒIIA’140)m化メチルを、ガ
スクロマトグラフィーにより分析した結果、次の値を得
た。
フロン41 : 0.45’、09 、塩化メチルF、
、 2.31o9又、七の他の生成物としては、分解に
よって生成したと思われる低沸点成分が、若干見覚けら
れる程度であった。
以上の結果、供給した塩化メチルに対し、フロン41が
22%生成した事をホし、反応した塩化メチルに対する
フロン41の選択率は、はは97%である事を示してい
る。
上記実h11!例1〜5より明らかなように、本発明に
係る方法は、副反応生l戊物が極めて少なく、フロン4
1を高収量で得ることが可能である。
出願人 昭和電工株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11 塩化メチルとフッ化水素とを、フッ化アルミニ
    ウム又はフッ化アルミニウムを担体と混合成型あるいは
    フッ化アルミニウムを担体に担持させたことよりなる触
    媒を用い1反応源度100〜400℃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)フッ化アルミニウムがアルミニウム化合物をフッ
    素化処理してなるものである特許請求の範囲第1項記載
    のフルオロメタンの製造方法。 (31担体が活性炭である特許請求の範囲第1項記載の
    フルオロメタンの製造方法。
JP58116777A 1983-06-28 1983-06-28 フルオロメタンの製造方法 Pending JPS608235A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005009933A1 (en) * 2003-07-24 2005-02-03 Showa Denko K.K. Azeotropic mixture of fluoromethane and hydrogen chloride and process for purifying fluoromethane
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KR100884287B1 (ko) 2004-09-16 2009-02-18 쇼와 덴코 가부시키가이샤 플루오로메탄 제조방법 및 제품

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