JPWO2014208452A1 - Method for producing trifluoroethylene - Google Patents

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Abstract

調達の容易な原料を使用し、触媒を使用せずに、熱分解を伴う合成反応で工業的に有用なHFO−1123を効率よく、かつHFO−1123との蒸留分離が難しい副生物、特にHFO−1132(E)の生成を抑えて高純度に製造する経済的に有利な方法の提供。TFEとR31とから、熱分解を伴う合成反応によりHFO−1123を製造する方法であって、(a)前記TFEと前記R31とを、予め混合しまたは別々に反応器に供給する工程と、(b)熱媒体を前記反応器に供給する工程と、(c)前記反応器内で、反応器内の温度を400〜950℃に制御した状態で、前記テトラフルオロエチレンと前記クロロフルオロメタンと前記熱媒体とを接触させて前記トリフルオロエチレンを生成する工程とを有する。By-products that are easy to procure, without the use of catalysts, industrially useful HFO-1123 in synthetic reactions involving thermal decomposition, and by-products that are difficult to separate by distillation from HFO-1123, especially HFO An economically advantageous method for producing a high purity by suppressing the formation of -1132 (E). A method for producing HFO-1123 from TFE and R31 by a synthetic reaction involving thermal decomposition, wherein (a) the TFE and R31 are mixed in advance or separately supplied to a reactor; b) supplying a heat medium to the reactor; and (c) in the reactor, the temperature in the reactor is controlled at 400 to 950 ° C., and the tetrafluoroethylene, the chlorofluoromethane, and the And a step of bringing the trifluoroethylene into contact with a heat medium.

Description

本発明は、トリフルオロエチレンの製造方法に係り、テトラフルオロエチレンとクロロフルオロメタンを原料として、トリフルオロエチレンを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing trifluoroethylene, and relates to a method for producing trifluoroethylene using tetrafluoroethylene and chlorofluoromethane as raw materials.

本明細書において、ハロゲン化炭化水素については化合物名の後の括弧内にその化合物の略称を記す。また、本明細書では必要に応じて化合物名に代えてその略称を用いる。トリフルオロエチレン(HFO−1123)は、地球温暖化係数(GWP)が小さいため、温室効果ガスであるジフルオロメタン(HFC−32)や1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(HFC−125)に代わる新しい冷媒として、近年大きな期待が寄せられている。   In the present specification, for halogenated hydrocarbons, the abbreviations of the compounds are shown in parentheses after the compound names. In this specification, the abbreviations are used instead of the compound names as necessary. Since trifluoroethylene (HFO-1123) has a low global warming potential (GWP), it is a greenhouse gas such as difluoromethane (HFC-32) or 1,1,1,2,2-pentafluoroethane (HFC-). In recent years, great expectations have been given as a new refrigerant replacing 125).

HFO−1123の製造方法としては、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)を、パラジウムまたは白金触媒の存在下で水素により還元する方法(例えば、特許文献1参照。)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)や1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)を酸化アルミニウム等の担体に担持させた金属フッ化物等を触媒として脱フッ化水素させる方法(例えば、特許文献2参照)、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタンをパラジウム等の触媒の存在下で水素により還元する方法(例えば、特許文献3参照。)等が知られている。   As a method for producing HFO-1123, chlorotrifluoroethylene (CTFE) is reduced with hydrogen in the presence of a palladium or platinum catalyst (for example, see Patent Document 1), 1,1,1,2-tetra. A method of dehydrofluorination using a metal fluoride or the like in which fluoroethane (HFC-134a) or 1,1,2,2-tetrafluoroethane (HFC-134) is supported on a carrier such as aluminum oxide as a catalyst (for example, Patent Document 2), a method of reducing 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane with hydrogen in the presence of a catalyst such as palladium (for example, see Patent Document 3), and the like are known. ing.

しかしながら、特許文献1〜3に記載の触媒プロセスを用いる製造方法では、触媒調製、触媒失活に伴う触媒充填反応器の触媒の入れ替え、触媒廃棄または再活性化、触媒充填反応器の高分子副生成物での目詰まりの可能性、および反応時間が長い等の経済的に不利な点が多い。また、特許文献1および特許文献3に示された方法ではいずれも、水素還元が過度に進行して生成する副生成物の生成量が多くなり、高純度のHFO−1123を十分に高い収率で得ることができなかった。   However, in the production method using the catalyst process described in Patent Literatures 1 to 3, catalyst preparation, replacement of the catalyst in the catalyst-filled reactor accompanying catalyst deactivation, catalyst discard or reactivation, There are many economic disadvantages such as possible clogging with the product and long reaction times. Moreover, in any of the methods shown in Patent Document 1 and Patent Document 3, the amount of by-products generated by excessive hydrogen reduction is increased, and a sufficiently high yield of high-purity HFO-1123 is obtained. Could not get in.

国際公開2012/000853号International Publication 2012/000853 特開2010−533151号JP 2010-533151 A 特開平9−104647号JP-A-9-104647

本発明者らが研究を重ねた結果、特許文献1および特許文献3に示された方法ではいずれも、水素還元が過度に進行して、E−1,2−ジフルオロエチレン(HFO−1132(E))が生成することがわかった。本発明者らによればこのHFO−1132(E)が、HFO−1123と沸点が非常に近く、したがって両者の蒸留精製分離が困難であること、そして、特定の条件下においてこのHFO−1132(E)の副生を抑制することが出来ることがわかった。   As a result of repeated studies by the present inventors, in both methods shown in Patent Document 1 and Patent Document 3, hydrogen reduction proceeds excessively, and E-1,2-difluoroethylene (HFO-1132 (EFO )) Was generated. According to the present inventors, this HFO-1132 (E) has a boiling point very close to that of HFO-1123, and thus it is difficult to distill and separate them. And under certain conditions, this HFO-1132 ( It was found that the by-product of E) can be suppressed.

本発明は、上記観点からなされたものであり、調達の容易な原料を使用し、触媒を使用せずに、熱分解を伴う合成反応で工業的に有用なHFO−1123を、HFO−1123との蒸留分離が難しい副生物、特にHFO−1132(E)の生成を抑えて高純度に効率よく製造する経済的に有利な方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made from the above viewpoint, and uses HFO-1123, which is industrially useful in a synthesis reaction involving thermal decomposition, without using a catalyst, using raw materials that are easily procured, and HFO-1123. It is an object of the present invention to provide an economically advantageous method for efficiently producing a high purity by suppressing the formation of by-products which are difficult to separate by distillation, particularly HFO-1132 (E).

本発明は、テトラフルオロエチレン(TFE)とクロロフルオロメタン(R31)から、トリフルオロエチレン(HFO−1123)を製造する方法であって、
(a)前記TFEと前記R31とを、予め混合しまたは別々に反応器に供給する工程と、
(b)熱媒体を前記反応器に供給する工程と、
(c)前記反応器内で、該反応器内の温度を400〜950℃に制御した状態で、前記TFEと前記R31と前記熱媒体とを接触させて前記HFO−1123を生成させる工程と
を有することを特徴とするHFO−1123の製造方法を提供する。
The present invention is a method for producing trifluoroethylene (HFO-1123) from tetrafluoroethylene (TFE) and chlorofluoromethane (R31),
(A) mixing the TFE and the R31 in advance or separately supplying them to the reactor;
(B) supplying a heat medium to the reactor;
(C) In the reactor, the temperature in the reactor is controlled at 400 to 950 ° C., and the TFE, the R31, and the heat medium are brought into contact with each other to generate the HFO-1123. A method for producing HFO-1123 is provided.

本発明の製造方法によれば、調達が容易なTFEとR31を原料として、触媒を使用せずに、特定の温度に制御された熱分解を伴う合成反応で、地球温暖化係数(GWP)の小さい、新冷媒として工業的に有用なHFO−1123を効率よく製造することができる。   According to the production method of the present invention, TFE and R31, which are easy to procure, are used as raw materials, and a synthesis reaction involving thermal decomposition controlled at a specific temperature without using a catalyst. HFO-1123 that is industrially useful as a small new refrigerant can be efficiently produced.

本発明の製造方法によれば、沸点が近いことから非常に分離しにくい副生物の生成を抑制し、純度の高いHFO−1123を得ることができる。すなわち、副生物のなかでもRHFO−1132(E)は、沸点が−51℃とHFO−1123の沸点(−54℃)と極めて近いため、通常の分離精製技術(蒸留等)では分離・精製が困難であるが、本発明の製造方法によれば、HFO−1132(E)のようなHFO−1123との蒸留分離が難しい副生物の生成を抑えて高純度に製造することができる。   According to the production method of the present invention, since the boiling point is close, the production of by-products that are very difficult to separate can be suppressed, and high-purity HFO-1123 can be obtained. That is, among the by-products, RHFO-1132 (E) has a boiling point of −51 ° C. and very close to that of HFO-1123 (−54 ° C.). Although difficult, according to the production method of the present invention, it is possible to produce by high purity while suppressing the formation of by-products that are difficult to be separated by distillation from HFO-1123 such as HFO-1132 (E).

本発明の製造方法によれば、熱媒体を用いることで、製造(反応)条件の制御、特に温度条件の制御が容易であり、よって定量的なHFO−1123の製造が可能となり経済的なメリットが大きい。またさらに、ジフルオロカルベン(FC:)を発生し得る副生物をリサイクルして原料成分として使用することも可能であり、工業的製造方法として有用である。According to the production method of the present invention, by using a heat medium, it is easy to control production (reaction) conditions, in particular, temperature conditions, so that quantitative HFO-1123 can be produced, which is an economic advantage. Is big. Furthermore, by-products that can generate difluorocarbene (F 2 C :) can be recycled and used as raw material components, which is useful as an industrial production method.

したがって、本発明の製造方法は、例えば、高価な金属触媒や爆発性の高い水素を用いる従来の製造方法に比べて、原料および製造設備に要するコストを大幅に低減することができ、経済的に有利である。さらに、上記のとおりHFO−1132(E)のようなHFO−1123との蒸留分離が難しい副生物の生成を抑えられるため、特別な精製方法を採用することなく、加圧蒸留など公知の技術を用いた精製分離を行うことで、高純度のHFO−1123を得られる点においても工業的製造方法として有用である。   Therefore, the production method of the present invention can significantly reduce the cost required for raw materials and production equipment, compared with the conventional production method using an expensive metal catalyst or highly explosive hydrogen, for example. It is advantageous. Furthermore, as mentioned above, since it is possible to suppress the formation of by-products that are difficult to be separated from HFO-1123 such as HFO-1132 (E), a known technique such as pressure distillation can be used without employing a special purification method. It is useful as an industrial production method in that high-purity HFO-1123 can be obtained by carrying out the purification separation used.

本発明の製造方法に使用する反応装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reaction apparatus used for the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法に使用する反応装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reaction apparatus used for the manufacturing method of this invention.

以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、原料としてTFEとR31を用い、熱分解を伴う合成反応により、HFO−1123を製造する方法を提供する。そして、この製造方法は、
(a)前記TFEと前記R31とを、予め混合しまたは別々に反応器に供給する工程と、
(b)熱媒体を前記反応器に供給する工程と、
(c)前記反応器内で、該反応器内の温度を400〜950℃に制御した状態で、前記TFEと前記R31と前記熱媒体とを接触させて前記HFO-1123を生成させる工程とを有する。
Embodiments of the present invention will be described below.
The present invention provides a method for producing HFO-1123 by a synthesis reaction involving thermal decomposition using TFE and R31 as raw materials. And this manufacturing method
(A) mixing the TFE and the R31 in advance or separately supplying them to the reactor;
(B) supplying a heat medium to the reactor;
(C) In the reactor, with the temperature in the reactor controlled to 400 to 950 ° C., the TFE, the R31, and the heat medium are brought into contact with each other to generate the HFO-1123. Have.

本発明の製造方法は、連続式の製造方法であっても、バッチ式の製造方法であってもよい。連続式の製造方法において、原料である上記TFEおよびR31の反応器への供給と熱媒体の反応器への供給、反応器内での原料と熱媒体との接触、およびHFO−1123を含む反応混合物の反応器からの取り出しは、いずれも連続的に行われる。バッチ式の製造では、工程(a)における原料の供給と工程(b)における熱媒体の供給とは、どちらが先であっても、同時であってもよい。すなわち、原料と熱媒体のいずれか一方の供給の際に、反応器内に他方が供給されていない場合でも、先に供給された原料または熱媒体の滞留中に、後から供給される成分が供給され、原料と熱媒体とが内部温度を上記特定の温度範囲内に制御した反応器内で所定の時間接触すればよい。
本発明の製造方法は、製造効率の点で連続式の方法であるのが好ましい。以下、本発明の方法を連続式の製造に適用する実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、前記反応器からHFO−1123を含む反応混合物を取り出す工程を、以下、工程(d)という。したがって、上記連続的な製造方法においては、上記工程(a)、工程(b)、工程(c)および工程(d)は連続的に行われる。
The production method of the present invention may be a continuous production method or a batch production method. In the continuous production method, supply of TFE and R31, which are raw materials, to the reactor, supply of the heat medium to the reactor, contact between the raw material and the heat medium in the reactor, and a reaction including HFO-1123 Any removal of the mixture from the reactor is carried out continuously. In batch-type production, the supply of the raw material in the step (a) and the supply of the heat medium in the step (b) may be performed earlier or simultaneously. That is, when one of the raw material and the heat medium is supplied, even if the other is not supplied into the reactor, the component supplied later is retained during the retention of the previously supplied raw material or the heat medium. The raw material and the heat medium that are supplied may be in contact with each other for a predetermined time in a reactor in which the internal temperature is controlled within the specific temperature range.
The production method of the present invention is preferably a continuous method in terms of production efficiency. Hereinafter, although embodiment which applies the method of this invention to continuous manufacture is described, this invention is not limited to this. In addition, the process of taking out the reaction mixture containing HFO-1123 from the reactor is hereinafter referred to as process (d). Therefore, in the continuous production method, the step (a), the step (b), the step (c), and the step (d) are continuously performed.

<TFEおよびR31による合成反応>
本発明の製造方法における、反応器内の主な反応を下記式(1)に示す。
<Synthesis reaction with TFE and R31>
The main reaction in the reactor in the production method of the present invention is shown in the following formula (1).

Figure 2014208452
Figure 2014208452

原料であるTFEおよびR31は、反応器内で熱分解および脱塩素反応により、TFEから生成する中間体であるジフルオロカルベン(FC:)、およびR31から生成する中間体であるフルオロメチルラジカル(HFC・)等の反応中間体を生成する。そして、これら反応中間体と未反応原料化合物とを含む混合物中において、反応中間体同士や反応中間体と原料化合物とが直接付加反応して、または1種以上の他の中間体を経て最終的にHFO−1123へと転化すると考えられる。本発明においては、これら熱分解反応からHFO−1123の生成反応までを、熱分解を伴う合成反応という。The raw materials TFE and R31 are difluorocarbene (F 2 C :), which is an intermediate produced from TFE, and fluoromethyl radical, which is an intermediate produced from R31, by thermal decomposition and dechlorination reaction in the reactor. A reaction intermediate such as H 2 FC ·) is produced. Then, in the mixture containing these reaction intermediates and unreacted raw material compounds, the reaction intermediates or the reaction intermediates and the raw material compounds are directly subjected to an addition reaction, or finally through one or more other intermediates. To HFO-1123. In the present invention, these thermal decomposition reaction to the formation reaction of HFO-1123 are referred to as a synthesis reaction involving thermal decomposition.

<原料>
本発明のHFO−1123の製造方法は、TFEとR31とを原料として用いる。
反応器に供給するTFEの供給量に対するR31の供給量のモル比(以下、「モル比R31/TFE」と示す。)は、0.01〜100の範囲が好ましく、0.05〜20の範囲がより好ましく、0.1〜10の範囲が特に好ましい。モル比R31/TFEが0.01〜100であると、原料の転化率、特にR31の転化率が高く、HFO−1123を効率よく製造できる。また、反応器から取り出される反応混合物における、HFO−1123の割合を一定以上とすることができる。
なお、原料および熱媒体を、反応器内を連続的に流通させて反応を行わせる本発明において、各原料および熱媒体の供給量は、単位時間当たりの供給量を示すものとする。
<Raw material>
The method for producing HFO-1123 of the present invention uses TFE and R31 as raw materials.
The molar ratio of the supply amount of R31 to the supply amount of TFE supplied to the reactor (hereinafter referred to as “molar ratio R31 / TFE”) is preferably in the range of 0.01 to 100, and in the range of 0.05 to 20. Is more preferable, and the range of 0.1 to 10 is particularly preferable. When the molar ratio R31 / TFE is 0.01 to 100, the conversion rate of the raw material, particularly the conversion rate of R31, is high, and HFO-1123 can be produced efficiently. Moreover, the ratio of HFO-1123 in the reaction mixture taken out from the reactor can be set to a certain level or more.
In the present invention in which the raw material and the heat medium are continuously circulated through the reactor to perform the reaction, the supply amount of each raw material and the heat medium indicates the supply amount per unit time.

原料としては、これら2成分に加えて、必要に応じて反応器内で熱分解してFC:を発生し得る含フッ素化合物(ただし、TFEを除く。)、例えば、クロロジフルオロメタン(R22)、CTFE、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、オクタフルオロシクロブタン(RC318)およびヘキサフルオロプロペンオキシド(HFPO)等を使用することができる。原料成分としてさらに、このような反応器内で熱分解してFC:を発生しうる含フッ素化合物を用いることで、FC:が生成され、R31と反応し最終的にHFO−1123が生成される。As a raw material, in addition to these two components, a fluorine-containing compound (excluding TFE) that can be thermally decomposed in a reactor as necessary to generate F 2 C :, for example, chlorodifluoromethane (R22 ), CTFE, hexafluoropropene (HFP), octafluorocyclobutane (RC318), hexafluoropropene oxide (HFPO), and the like. Further, by using a fluorine-containing compound that can be thermally decomposed in such a reactor to generate F 2 C: as a raw material component, F 2 C: is generated, reacts with R31, and finally HFO-1123. Is generated.

原料としてこのような反応器内で熱分解してFC:を発生しうる含フッ素化合物を用いる場合には、新たに用意した含フッ素化合物を用いてもよいが、上記熱分解反応を伴う合成反応において副生する含フッ素化合物、例えば、HFP、RC318およびCTFE等から選ばれる1種以上を用いることが、リサイクルの観点から好ましい。反応器内で熱分解してFC:を発生しうる含フッ素化合物(ただし、TFEを除く。)を、「他のFC:源化合物」ともいう。When a fluorine-containing compound that can be pyrolyzed in such a reactor to generate F 2 C: is used as a raw material, a newly prepared fluorine-containing compound may be used, but it involves the above pyrolysis reaction. From the viewpoint of recycling, it is preferable to use one or more fluorine-containing compounds by-produced in the synthesis reaction, for example, one selected from HFP, RC318, and CTFE. By thermally decomposing in a reactor F 2 C: a fluorine-containing compound capable of generating a (excluding TFE.), "Other F 2 C: source compound" also referred to.

本発明の製造方法において、HFO−1123を含む反応混合物は反応器の出口から取り出される。反応混合物には未反応原料、反応生成物、副生物および熱媒体等が含まれる。反応混合物から、熱媒体および目的生成物であるHFO−1123を分離し、さらに、副生物を除去することで、未反応原料のTFEおよびR31と、他のFC:源化合物とから主として構成される混合物が得られる。この混合物を、新たなTFEとR31とともに反応器に供給することで、TFE、R31およびFC:源となり得る化合物のリサイクルが可能となり、経済的に有利である。In the production method of the present invention, the reaction mixture containing HFO-1123 is taken out from the outlet of the reactor. The reaction mixture includes unreacted raw materials, reaction products, by-products and a heat medium. From the reaction mixture, the heat medium and the target product, HFO-1123, are separated, and by-products are further removed, and mainly composed of TFE and R31 as unreacted raw materials and other F 2 C: source compounds. Is obtained. By supplying this mixture to the reactor together with fresh TFE and R31, it is possible to recycle the TFE, R31 and F 2 C: source compounds, which is economically advantageous.

[工程(a)]
本発明の製造方法における工程(a)は、TFEとR31とを予め混合し、または別々に反応器に供給する工程である。
工程(a)において、各原料は、常温のまま反応器に導入してもよいが、反応器内での反応性を向上させるために、反応器に導入する際の温度を加熱等により調整してもよい。ただし、TFEおよび他のFC:源化合物とR31とは、反応性を向上させるのに好適な温度範囲が異なるので、温度調整を別々に行うことが好ましい。
[Step (a)]
Step (a) in the production method of the present invention is a step in which TFE and R31 are mixed in advance or separately supplied to the reactor.
In step (a), each raw material may be introduced into the reactor at room temperature, but in order to improve the reactivity in the reactor, the temperature at the time of introduction into the reactor is adjusted by heating or the like. May be. However, since TFE and other F 2 C: source compounds and R31 have different temperature ranges suitable for improving the reactivity, it is preferable to perform temperature adjustment separately.

反応器に供給するTFEの温度は、より反応性を高めるという観点から0〜600℃が好ましく、25〜600℃がより好ましく、100〜500℃が最も好ましい。
他のFC:源化合物を使用する場合には、TFEと他のFC:源化合物は反応性がある程度高いが、カーボン化はしにくい温度とするという観点からそれぞれ独立に反応器に供給することが好ましく、その温度は、0〜600℃が好ましく、25〜600℃がより好ましく、100〜500℃が最も好ましい。
The temperature of TFE supplied to the reactor is preferably 0 to 600 ° C., more preferably 25 to 600 ° C., and most preferably 100 to 500 ° C. from the viewpoint of further increasing the reactivity.
When other F 2 C: source compounds are used, TFE and the other F 2 C: source compounds have a certain degree of reactivity, but they are independently used in the reactor from the viewpoint of setting the temperature to be difficult to carbonize. It is preferable to supply, and the temperature is preferably 0 to 600 ° C, more preferably 25 to 600 ° C, and most preferably 100 to 500 ° C.

反応器に供給するR31の温度は、反応性の観点から0〜950℃が好ましい。より反応性を高めるという観点からは、25〜900℃が好ましく、100〜800℃がより好ましい。
ただし、反応器に供給する上記各原料成分の温度はそれぞれ、後述する工程(c)における反応器内の温度以下に設定される。
The temperature of R31 supplied to the reactor is preferably 0 to 950 ° C. from the viewpoint of reactivity. From the viewpoint of increasing the reactivity, 25 to 900 ° C is preferable, and 100 to 800 ° C is more preferable.
However, the temperature of each raw material component supplied to the reactor is set to be equal to or lower than the temperature in the reactor in the step (c) described later.

TFEおよびR31、さらに必要に応じて用いられる他のFC:源化合物の各原料の反応器への供給は、別々であってもよいし、各原料を混合してから供給してもよい。各原料を混合してから供給する場合には、原料をグループに分けることが好ましい。例えば、TFEおよび必要に応じて用いられる他のFC:源化合物とそれ以外に分けて、各グループでそれぞれ各原料を混合し反応器に別々に供給してもよいし、全原料を混合してから供給してもよい。上記温度条件の違いを考慮すれば、TFEおよび必要に応じて用いられる他のFC:源化合物を混合し、上記好ましい温度条件に調整して反応器に供給し、これとは別にR31を上記好ましい温度条件に調整して反応器に供給することが好ましい。TFE and R31, as well as other F 2 C used as necessary, may be supplied separately to the reactor for each raw material, or may be supplied after mixing each raw material. . When the raw materials are mixed and then supplied, the raw materials are preferably divided into groups. For example, TFE and other F 2 C used as necessary may be divided into the source compound and the others, and each raw material may be mixed in each group and supplied separately to the reactor, or all raw materials may be mixed Then, it may be supplied. In consideration of the difference in the above temperature conditions, TFE and other F 2 C: source compounds used as necessary are mixed, adjusted to the above preferable temperature conditions, and supplied to the reactor. It is preferable to adjust to the above preferable temperature conditions and supply to the reactor.

なお、TFEおよびR31、さらに必要に応じて用いられる他のFC:源化合物の各原料を、予め混合してから反応器に供給する場合は、反応器の手前で反応・分解が進行することを防ぐという観点から、反応器に導入する際の温度は600℃以下が好ましく、500℃以下がより好ましい。In addition, when each raw material of TFE and R31 and other F 2 C: source compounds used as necessary is mixed in advance and then supplied to the reactor, the reaction and decomposition proceed before the reactor. From the viewpoint of preventing this, the temperature during introduction into the reactor is preferably 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or lower.

[工程(b)]
本発明の製造方法における工程(b)は、熱媒体を前記反応器に供給する工程である。
[Step (b)]
Step (b) in the production method of the present invention is a step of supplying a heat medium to the reactor.

<熱媒体>
本発明の工程(b)において、熱媒体は、前記原料と反応器内で一定の時間接触するように、反応器に供給される。熱媒体は、反応器内の温度で熱分解が生じない媒体であり、具体的には反応温度(100〜950℃)で熱分解しない媒体であるのが好ましい。熱媒体としては、水蒸気、窒素、二酸化炭素等が挙げられる。熱媒体としては、水蒸気、窒素および二酸化炭素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなることが好ましく、水蒸気を50体積%以上含み、残部が窒素および/または二酸化炭素である混合物がより好ましい。各原料の熱媒体との接触による反応に伴い生成する塩化水素を塩酸にして除くため、熱媒体における水蒸気の含有割合は50体積%以上が好ましく、100体積%(すなわち、水蒸気のみ)がより好ましい。
<Heat medium>
In the step (b) of the present invention, the heat medium is supplied to the reactor so as to be in contact with the raw material for a certain time in the reactor. The heat medium is a medium that does not undergo thermal decomposition at the temperature in the reactor, and is specifically preferably a medium that does not undergo thermal decomposition at the reaction temperature (100 to 950 ° C.). Examples of the heat medium include water vapor, nitrogen, carbon dioxide, and the like. The heat medium is preferably at least one selected from the group consisting of water vapor, nitrogen and carbon dioxide, and more preferably a mixture containing 50% by volume or more of water vapor, with the balance being nitrogen and / or carbon dioxide. In order to remove hydrogen chloride generated by the reaction of each raw material by contact with the heat medium as hydrochloric acid, the content ratio of water vapor in the heat medium is preferably 50% by volume or more, more preferably 100% by volume (that is, only water vapor). .

熱媒体の供給量は、熱媒体および原料の供給量の合計量に対して20〜98体積%となる割合が好ましく、50〜95体積%がより好ましい。熱媒体の供給量を20体積%以上とすると、高沸物の生成や原料のカーボン化を抑制しながら原料と熱媒体との接触による反応を進行させて、HFO−1123を効率よく製造できる。また、上記割合が98体積%以下であると、生産性が著しく低下することがなく、工業的に現実的なプロセスとなる。また、反応器に供給する熱媒体の温度は、その熱分解と原料成分の反応性をより高めるという観点から100〜950℃が好ましい。原料成分の反応性をより高めるという観点からは、反応器に供給する熱媒体の温度は400〜950℃がより好ましく、500〜950℃が最も好ましい。   The supply amount of the heat medium is preferably 20 to 98% by volume, and more preferably 50 to 95% by volume with respect to the total amount of the heat medium and the raw material. When the supply amount of the heat medium is 20% by volume or more, HFO-1123 can be efficiently produced by advancing the reaction by the contact between the raw material and the heat medium while suppressing the formation of high boilers and carbonization of the raw material. Further, when the ratio is 98% by volume or less, productivity is not significantly reduced, and an industrially realistic process is obtained. Further, the temperature of the heat medium supplied to the reactor is preferably 100 to 950 ° C. from the viewpoint of further improving the thermal decomposition and the reactivity of the raw material components. From the viewpoint of further increasing the reactivity of the raw material components, the temperature of the heat medium supplied to the reactor is more preferably 400 to 950 ° C, and most preferably 500 to 950 ° C.

<反応条件> <Reaction conditions>

工程(c)における反応器内の温度は、反応器に供給される各原料成分、すなわちR31、TFEおよび必要に応じて用いられる他のFC:源化合物の温度以上の温度であり、かつ400〜950℃である。工程(c)における反応器内の温度は、500〜950℃がより好ましく、600〜950℃が最も好ましい。反応器内の温度が400〜950℃であると、上記式(1)で示される熱分解を伴う合成反応の反応率を高めるとともに、副生物、特にHFO−1132(E)の生成を抑制して、HFO−1123を効率よく得ることができる。The temperature in the reactor in the step (c) is a temperature equal to or higher than the temperature of each raw material component supplied to the reactor, that is, R31, TFE and other F 2 C: source compound used as necessary, and 400-950 degreeC. As for the temperature in the reactor in a process (c), 500-950 degreeC is more preferable, and 600-950 degreeC is the most preferable. When the temperature in the reactor is 400 to 950 ° C., the reaction rate of the synthesis reaction involving thermal decomposition represented by the above formula (1) is increased, and the production of by-products, particularly HFO-1132 (E), is suppressed. Thus, HFO-1123 can be obtained efficiently.

反応器内の温度は、反応器に供給される前記熱媒体の温度および圧力を調整することで制御することができる。また、前記反応器内の温度が特に好ましい温度範囲(600〜950℃)になるように、電気ヒータ等により反応器内を補助的に加熱することもできる。   The temperature in the reactor can be controlled by adjusting the temperature and pressure of the heat medium supplied to the reactor. Further, the inside of the reactor can be supplementarily heated with an electric heater or the like so that the temperature in the reactor falls within a particularly preferable temperature range (600 to 950 ° C.).

反応器内の圧力は、ゲージ圧で0〜2MPaとすることが好ましく、0〜0.5MPaの範囲がさらに好ましい。   The pressure in the reactor is preferably 0 to 2 MPa in gauge pressure, and more preferably in the range of 0 to 0.5 MPa.

熱媒体と上記原料との反応器内での接触時間は、0.01〜10秒間が好ましく、0.01〜3.0秒間がより好ましい。接触時間が0.01〜10秒間であると、HFO−1123の合成反応を十分に進行できる。なお、熱媒体と原料との接触時間は、原料の反応器内での滞留時間に相当し、原料の反応器への供給量(流量)を調節することで制御できる。   The contact time of the heat medium and the raw material in the reactor is preferably 0.01 to 10 seconds, and more preferably 0.01 to 3.0 seconds. When the contact time is 0.01 to 10 seconds, the synthesis reaction of HFO-1123 can sufficiently proceed. The contact time between the heat medium and the raw material corresponds to the residence time of the raw material in the reactor, and can be controlled by adjusting the supply amount (flow rate) of the raw material to the reactor.

反応器としては、後述する反応器内温度および圧力に耐えるものであれば、特に形状は限定されず、例えば円筒状の縦型反応器が挙げられる。反応器の材質としては、ガラス、鉄、ニッケル、または鉄、ニッケルを主成分とする合金等が挙げられる。   The shape of the reactor is not particularly limited as long as it can withstand the temperature and pressure in the reactor described later, and examples thereof include a cylindrical vertical reactor. Examples of the material of the reactor include glass, iron, nickel, or an alloy mainly composed of iron and nickel.

<反応装置>
本発明において、HFO−1123の製造に使用される反応装置の一例を、図1および図2に示す。
反応装置20は、電気ヒータ等の加熱手段を備えた反応器1を有する。反応器1には、第1の原料成分であるR31の供給ライン2、第2の原料成分であるTFEの供給ライン3、および熱媒体としての水蒸気の供給ライン4が、以下に示すように接続されている。なお、反応器1における加熱手段の設置は必須ではない。
<Reactor>
In the present invention, an example of a reaction apparatus used for production of HFO-1123 is shown in FIGS.
The reaction apparatus 20 has a reactor 1 provided with heating means such as an electric heater. Connected to the reactor 1 are a supply line 2 for R31 as a first raw material component, a supply line 3 for TFE as a second raw material component, and a supply line 4 for steam as a heat medium as shown below. Has been. In addition, installation of the heating means in the reactor 1 is not essential.

R31の供給ライン2およびTFEの供給ライン3には、それぞれ電気ヒータ等を備えた予熱器(プレヒータ)2a、3aが設置されており、供給される各原料成分が所定の温度に予熱されてから反応器1に供給される。また、水蒸気の供給ライン4には、加熱水蒸気発生器4aが設置されており、供給される水蒸気の温度および圧力が調整される。   The R31 supply line 2 and the TFE supply line 3 are provided with preheaters (preheaters) 2a and 3a each equipped with an electric heater or the like, and after each raw material component to be supplied is preheated to a predetermined temperature. It is supplied to the reactor 1. The steam supply line 4 is provided with a heated steam generator 4a, and the temperature and pressure of the steam supplied are adjusted.

これらの供給ライン2、3、4はそれぞれ別々に反応器1に接続されていてもよいが、一部または全部の供給ラインは反応器1の手前で連結されて反応器に接続されていてもよい。例えば、図1に示すように、それぞれの予熱器2a、3aを経た後の供給ライン2、3を連結することで、全ての原料成分が混合された原料混合物が、原料混合供給ライン5から反応器1に供給され、水蒸気は、原料混合供給ライン5とは別に、水蒸気の供給ライン4から反応器1に供給されるように構成してもよい。
また、図2に示す反応装置20のように、TFE、R31および水蒸気が別個に反応器1に供給されて反応器1の入り口付近でこれらが一体に混合されるように構成することもできる。
These supply lines 2, 3, and 4 may be separately connected to the reactor 1, but some or all of the supply lines may be connected before the reactor 1 and connected to the reactor. Good. For example, as shown in FIG. 1, the raw material mixture in which all raw material components are mixed is reacted from the raw material mixing supply line 5 by connecting the supply lines 2 and 3 after passing through the respective preheaters 2 a and 3 a. The steam supplied to the reactor 1 may be supplied from the steam supply line 4 to the reactor 1 separately from the raw material mixing supply line 5.
Moreover, like the reaction apparatus 20 shown in FIG. 2, it can also comprise so that TFE, R31, and water vapor | steam may be separately supplied to the reactor 1, and these may be mixed integrally in the vicinity of the inlet_port | entrance of the reactor 1. FIG.

反応器1の出口には、水冷器のような冷却手段6が設置された出口ライン7が接続されている。出口ライン7には、さらに、水蒸気および酸性液回収槽8、アルカリ洗浄装置9および脱水塔10が順に設置されている。そして、脱水塔10により脱水された後、得られたガスの各成分がガスクロマトグラフィ(GC)のような分析装置により分析・定量されるようになっている。なお、HFO−1123を含有する反応混合物が反応器1から取り出され、上記のように出口ライン7以降の処理によって塩化水素などの酸性物質、水蒸気、水などが除去されて得られたガスを、以下、出口ガスという。   An outlet line 7 provided with a cooling means 6 such as a water cooler is connected to the outlet of the reactor 1. The outlet line 7 is further provided with a water vapor and acidic liquid recovery tank 8, an alkali cleaning device 9, and a dehydration tower 10 in this order. Then, after dehydration by the dehydration tower 10, each component of the obtained gas is analyzed and quantified by an analyzer such as gas chromatography (GC). In addition, the reaction mixture containing HFO-1123 is taken out from the reactor 1, and the gas obtained by removing acidic substances such as hydrogen chloride, water vapor, water, etc. by the treatment after the outlet line 7 as described above, Hereinafter, it is called outlet gas.

<出口ガス成分>
出口ガスには、目的生成物であるHFO−1123が含まれる。出口ガスに含有されるHFO−1123および未反応原料成分(TFE、R31)以外の化合物としては、HFO−1132(E/Z)、1,1−ジフルオロエチレン(VdF)、CTFE、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(HCFO−1122)、E/Z−1,2−ジクロロフルオロエチレン(HCFO−1122a(E/Z))、1,1,2−トリフルオロエタン(HFC−143)、メタン、E/Z−1−クロロ−2−フルオロエチレン(HCFO−1131(E/Z))、フルオロエチレン(HFO−1141)、3,3−ジフルオロプロペン(HFO−1252zf)、3,3,3−トリフルオロプロペン(HFO−1243zf)、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)、E/Z−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E/Z))、HFP、E/Z−1,2,3,3,3−ペンタフルオロプロペン(HFO−1225ye(E/Z))、1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロペン(HFO−1225zc)、HFC−125、HFC−134、HFC−134a、1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、1−クロロ−1,2,2,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124)、1−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124a)、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ca)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236fa)、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236ea)、ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)、HFC−32、トリフルオロメタン(HFC−23)、フルオロメタン(HFC−41)、クロロメタン、およびRC318等が挙げられる。なお、上記においてE/ZはE体とZ体の混合物を意味する。
<Outlet gas component>
The outlet gas contains HFO-1123, which is the target product. Examples of compounds other than HFO-1123 and unreacted raw material components (TFE, R31) contained in the outlet gas include HFO-1132 (E / Z), 1,1-difluoroethylene (VdF), CTFE, 1-chloro- 2,2-difluoroethylene (HCFO-1122), E / Z-1,2-dichlorofluoroethylene (HCFO-1122a (E / Z)), 1,1,2-trifluoroethane (HFC-143), methane E / Z-1-chloro-2-fluoroethylene (HCFO-1131 (E / Z)), fluoroethylene (HFO-1141), 3,3-difluoropropene (HFO-1252zf), 3,3,3- Trifluoropropene (HFO-1243zf), 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf), E / Z-1, , 3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze (E / Z)), HFP, E / Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225ye (E / Z)), 1 , 1,3,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225zc), HFC-125, HFC-134, HFC-134a, 1,1,1-trifluoroethane (HFC-143a), 1-chloro-1 , 2,2,2-tetrafluoroethane (HCFC-124), 1-chloro-1,1,2,2-tetrafluoroethane (HCFC-124a), 1,1,1,2,2,3,3 -Heptafluoropropane (HFC-227ca), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC-227ea), 1,1,1,3,3,3-hexafluoropro (HFC-236fa), 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (HFC-236ea), dichlorodifluoromethane (CFC-12), HFC-32, trifluoromethane (HFC-23), fluoro Examples include methane (HFC-41), chloromethane, RC318, and the like. In the above, E / Z means a mixture of E body and Z body.

これらの成分のうちで、メチル基(−CH)、メチレン基(−CH−、=CH)またはメチン基(≡CH、−CH=)を有する化合物、具体的には、メタン、VdFおよびHFC−143a等、およびフッ素原子1個と水素原子1個がひとつの炭素に結合した部分(−CFH−、=CFH)をもつ化合物、具体的には、HFO−1132、HFC−143、HFO−1131、HFO−1141、HFO−1123およびHFO−1225(ただし、HFO−1225は、HFO−1225yeおよびHFO−1225zcを総称する。)等は、原料成分のR31に由来する化合物である。また、フッ素原子2個以上がひとつの炭素に結合した部分をもつ化合物、具体的には、HFP、CTFE、HFO−1123、HFO−1225、RC318およびVdF等は、いずれも原料成分のTFEに由来する化合物である。HFO−1123は、TFEに由来する化合物であるとともに、R31に由来する化合物である。Among these components, compounds having a methyl group (—CH 3 ), a methylene group (—CH 2 —, ═CH 2 ), or a methine group (≡CH, —CH═), specifically, methane, VdF HFC-143a and the like, and compounds having a moiety in which one fluorine atom and one hydrogen atom are bonded to one carbon (-CFH-, = CFH), specifically, HFO-1132, HFC-143, HFO -1311, HFO-1141, HFO-1123, and HFO-1225 (where HFO-1225 is a generic term for HFO-1225ye and HFO-1225zc) and the like are compounds derived from R31 of the raw material component. Further, compounds having a moiety in which two or more fluorine atoms are bonded to one carbon, specifically, HFP, CTFE, HFO-1123, HFO-1225, RC318, VdF, etc. are all derived from TFE as a raw material component. It is a compound. HFO-1123 is a compound derived from RFE as well as a compound derived from TFE.

出口ガスに含まれるHFO−1123以外の上記成分は、蒸留等の既知の手段により、望まれる程度に除去できる。本発明の製造方法によれば、特に、HFO−1132(E)等のHFO−1123と沸点の近い副生物の生成が抑制できることから、特別な精製方法や装置を用いることなく、一般的な蒸留装置等により、高純度に精製されたHFO−1123が製造できる。   The above components other than HFO-1123 contained in the outlet gas can be removed to a desired extent by known means such as distillation. According to the production method of the present invention, since a by-product having a boiling point close to that of HFO-1123 such as HFO-1132 (E) can be suppressed, a general distillation can be performed without using a special purification method or apparatus. By using an apparatus or the like, HFO-1123 purified to a high purity can be produced.

そして、分離されたTFEおよびR31は原料成分の一部としてリサイクルが可能である。また、HFP、CTFEおよびRC318はFC:源化合物であり、原料成分の一部としてリサイクルが可能である。なお、得られるVdF、TFE、HFP、CTFE等は、必要に応じて、PVdF(VdF重合体)、PTFE(TFE重合体)、FEP(TFE−HFP共重合体)、VdF−HFP共重合体、PCTFE(CTFE重合体)、ECTFE(エチレン−CTFE共重合体)等のフッ素樹脂の原料として使用できる。The separated TFE and R31 can be recycled as a part of the raw material components. HFP, CTFE and RC318 are F 2 C: source compounds and can be recycled as part of the raw material components. The obtained VdF, TFE, HFP, CTFE, etc. are PVdF (VdF polymer), PTFE (TFE polymer), FEP (TFE-HFP copolymer), VdF-HFP copolymer, It can be used as a raw material for fluororesins such as PCTFE (CTFE polymer) and ECTFE (ethylene-CTFE copolymer).

さらに、本発明においては、沸点が近いことから非常に分離しにくい副生物の生成を抑制し、純度の高いHFO−1123を得ることができる。すなわち、副生物のなかでもHFO−1132(E)は、沸点が−51℃とHFO−1123の沸点(−54℃)と極めて近いため、通常の分離精製技術(蒸留等)では分離・精製が困難であるが、本発明においては、R31とTFEを原料として使用し、これら原料の熱分解を伴う合成反応における温度を特定の範囲に制御する、具体的にはこの合成反応を行う反応器内の温度を上記特定の範囲に制御することで、HFO−1123の生成量に対するHFO−1132(E)の生成量の割合を大幅に減少させることができ、より高い純度のHFO−1123を得ることができる。   Furthermore, in this invention, since the boiling point is near, the production | generation of the by-product which is very hard to isolate | separate can be suppressed and HFO-1123 with high purity can be obtained. That is, among the by-products, HFO-1132 (E) has a boiling point of −51 ° C. and very close to that of HFO-1123 (−54 ° C.). Although it is difficult, in the present invention, R31 and TFE are used as raw materials, and the temperature in the synthesis reaction involving thermal decomposition of these raw materials is controlled within a specific range. The ratio of the production amount of HFO-1132 (E) to the production amount of HFO-1123 can be greatly reduced by controlling the temperature of the above to the specific range, and a higher purity HFO-1123 is obtained. Can do.

以下に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。例1〜4が実施例であり、例5が比較例である。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Examples 1 to 4 are examples, and example 5 is a comparative example.

(例1)
図1に示す反応装置を用い、TFEとR31とからなる原料ガスから、以下に示すようにして粗HFO−1123を得た。
(Example 1)
Using the reaction apparatus shown in FIG. 1, crude HFO-1123 was obtained as shown below from a raw material gas composed of TFE and R31.

炉内温度300℃に設定した電気炉内のステンレス製チューブの予熱器2aに、R31を連続的に導入し、R31を300℃に加熱した。また、炉内温度300℃に設定した電気炉内のステンレス製チューブの予熱器3aに、TFEを連続的に導入し、TFEを300℃に加熱した。   R31 was continuously introduced into the stainless steel tube preheater 2a in the electric furnace set at a furnace temperature of 300 ° C., and R31 was heated to 300 ° C. Further, TFE was continuously introduced into a preheater 3a made of a stainless steel tube in an electric furnace set at a furnace temperature of 300 ° C., and the TFE was heated to 300 ° C.

炉内温度750℃に設定した電気炉である加熱水蒸気発生器4aによって加熱されたスチーム(水蒸気)を、0.04MPaで内温750℃に管理された反応器1に供給した。さらに、予め加熱されて上記温度に調整された原料ガス成分(R31およびTFE)を、原料ガス成分の供給量が、モル比R31/TFE=0.5となり、かつガス供給量全体に対する水蒸気の供給割合(水蒸気/(R31+TFE+水蒸気)なる体積比で示される割合)が90体積%となるようにして反応器1に供給した。なお、反応器1は、内圧(ゲージ圧)0.04MPa、内温750℃の状態に管理した。以下、圧力はいずれもゲージ圧とする。   Steam (steam) heated by a heated steam generator 4a, which is an electric furnace set to an in-furnace temperature of 750 ° C., was supplied to the reactor 1 controlled at 0.04 MPa and an internal temperature of 750 ° C. Furthermore, the raw material gas components (R31 and TFE) that have been preheated and adjusted to the above temperature, the supply amount of the raw material gas components is a molar ratio R31 / TFE = 0.5, and the supply of water vapor to the entire gas supply amount The ratio (a ratio indicated by a volume ratio of water vapor / (R31 + TFE + water vapor)) was supplied to the reactor 1 so as to be 90% by volume. The reactor 1 was controlled to have an internal pressure (gauge pressure) of 0.04 MPa and an internal temperature of 750 ° C. Hereinafter, all the pressures are assumed to be gauge pressures.

こうして、反応器内の原料ガスの滞留時間が0.2秒間となるように、原料ガスの流量(単位時間当たりの供給量)を制御し、反応混合物のガスを反応器の出口より取り出した。反応器内温度の実測値は750℃であり、反応器内圧力の実測値は0.04MPaであった。なお、反応器の出口より取り出された反応混合物のガスには、反応により生成または副生したガスの他に、未反応の原料ガスも含まれる。   In this way, the flow rate of the source gas (amount supplied per unit time) was controlled so that the residence time of the source gas in the reactor was 0.2 seconds, and the gas of the reaction mixture was taken out from the outlet of the reactor. The actually measured value of the reactor internal temperature was 750 ° C., and the actually measured value of the reactor internal pressure was 0.04 MPa. In addition, the gas of the reaction mixture taken out from the outlet of the reactor includes unreacted source gas in addition to the gas generated or by-produced by the reaction.

次いで、反応器の出口より取り出した反応混合物のガスを、100℃以下に冷却し、蒸気および酸性液の回収とアルカリ洗浄を順に行ってから脱水処理した後、得られた出口ガスをガスクロマトグラフィで分析して、出口ガスに含まれるガス成分のモル組成を計算した。これらの結果を、反応の条件とともに表1に示す。
なお、R31およびTFEの予熱温度は、予熱用の各電気炉における設定温度であり、水蒸気温度は、水蒸気加熱用の電気炉における設定温度である。また、水蒸気圧力は設定圧力である。
Next, the gas of the reaction mixture taken out from the outlet of the reactor is cooled to 100 ° C. or lower, and after performing steam and acidic liquid recovery and alkali washing in order, dehydration treatment is performed, the obtained outlet gas is subjected to gas chromatography. Analysis was performed to calculate the molar composition of the gas component contained in the outlet gas. These results are shown in Table 1 together with the reaction conditions.
In addition, the preheating temperature of R31 and TFE is a set temperature in each electric furnace for preheating, and the water vapor temperature is a set temperature in an electric furnace for water vapor heating. The water vapor pressure is a set pressure.

また、ガスクロマトグラフィでの分析で得られた出口ガスのモル組成を基にして、出口ガスにおける、TFE、R31およびHFO−1123のモル比を算出した。さらに、R31の転化率(反応率)、R31由来の各成分の選択率、TFEの転化率(反応率)およびHFO−1123/HFO−1132(E)(モル比)をそれぞれ求めた。これらの結果を表1の下欄に示す。   The molar ratio of TFE, R31 and HFO-1123 in the outlet gas was calculated based on the molar composition of the outlet gas obtained by gas chromatography analysis. Furthermore, the conversion rate (reaction rate) of R31, the selectivity of each component derived from R31, the conversion rate of TFE (reaction rate), and HFO-1123 / HFO-1132 (E) (molar ratio) were determined. These results are shown in the lower column of Table 1.

なお、上記値は、それぞれ以下のことを意味するものである。
(R31由来の各成分の収率)
出口ガス中のR31由来成分(メチル基(−CH)、メチレン基(−CH−、=CH)またはメチン基(≡CH、−CH=)を有する化合物、およびフッ素原子1個と水素原子1個がひとつの炭素に結合した部分(−CFH−、=CFH)をもつ化合物のうちのR31以外の各化合物の占める割合(モル%)を意味する。
(R31転化率(反応率))
出口ガス中のR31由来成分のうちで、R31の占める割合(R31収率)がX%であるとき、(100−X)%をR31の転化率(反応率)という。反応したR31の割合(モル%)を意味する。
(R31由来の各成分の選択率)
反応したR31のうちで、R31以外の各成分に転化したのは各々何%かをいう。各成分の選択率は、「R31由来の各成分の収率」/「R31の転化率(反応率)」で求められる。
The above values mean the following respectively.
(Yield of each component derived from R31)
R31-derived component (methyl group (—CH 3 ), methylene group (—CH 2 —, ═CH 2 ) or methine group (≡CH, —CH═) in the outlet gas, one fluorine atom and hydrogen It means the proportion (mol%) of each compound other than R31 in the compound having a moiety (—CFH—, ═CFH) in which one atom is bonded to one carbon.
(R31 conversion rate (reaction rate))
Among the components derived from R31 in the outlet gas, when the proportion of R31 (R31 yield) is X%, (100-X)% is referred to as the conversion rate (reaction rate) of R31. It means the ratio (mol%) of reacted R31.
(Selectivity of each component derived from R31)
Of the reacted R31, the percentage converted to each component other than R31 is the percentage. The selectivity of each component is determined by “yield of each component derived from R31” / “conversion rate (reaction rate) of R31”.

(TFE転化率(反応率))
出口ガス中のTFE由来成分(フッ素原子2個以上がひとつの炭素に結合した部分をもつ化合物)のうちで、TFEの占める割合(TFE収率)がX%であるとき、(100−X)%をTFEの転化率(反応率)という。反応したTFEの割合(モル%)を意味する。
(TFE conversion rate (reaction rate))
Of the TFE-derived components (compounds having two or more fluorine atoms bonded to one carbon) in the outlet gas, when the proportion of TFE (TFE yield) is X%, (100-X) % Is referred to as TFE conversion (reaction rate). It means the ratio (mol%) of reacted TFE.

(HFO−1123/HFO−1132(E))
出口ガス中のHFO−1132(E)の存在比に対するHFO−1123の存在比の割合である。「HFO−1123の出口ガスモル組成」/「HFO−1132(E)の出口ガスモル組成」で求められる。出口ガス中にHFO−1123がHFO−1132(E)に対してどのくらいの割合(モル比)で存在しているかを表す。
(HFO-1123 / HFO-1132 (E))
It is the ratio of the abundance ratio of HFO-1123 to the abundance ratio of HFO-1132 (E) in the outlet gas. It is obtained by “the outlet gas molar composition of HFO-1123” / “the outlet gas molar composition of HFO-1132 (E)”. It represents how much (molar ratio) HFO-1123 is present in the outlet gas with respect to HFO-1132 (E).

[例2]
スチームを加熱する電気炉の設定温度を800℃とし、反応器の内温を800℃に管理した以外は例1と同様な条件で反応を行なわせた。次いで、反応器の出口より取り出した反応混合物のガスを、例1と同様に処理した後、得られた出口ガスを例1と同様に分析した。結果を反応の条件とともに表1に示す。
[Example 2]
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the set temperature of the electric furnace for heating the steam was 800 ° C. and the internal temperature of the reactor was controlled to 800 ° C. Subsequently, the gas of the reaction mixture taken out from the outlet of the reactor was treated in the same manner as in Example 1, and then the obtained outlet gas was analyzed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 together with the reaction conditions.

[例3]
スチームを加熱する電気炉の設定温度を850℃とし、反応器の内温を850℃に管理した以外は例1と同様な条件で反応を行なわせた。次いで、反応器の出口より取り出した反応混合物のガスを、例1と同様に処理した後、得られた出口ガスを例1と同様に分析した。結果を反応の条件とともに表1に示す。
[Example 3]
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the set temperature of the electric furnace for heating the steam was 850 ° C. and the internal temperature of the reactor was controlled at 850 ° C. Subsequently, the gas of the reaction mixture taken out from the outlet of the reactor was treated in the same manner as in Example 1, and then the obtained outlet gas was analyzed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 together with the reaction conditions.

[例4]
スチームを加熱する電気炉の設定温度を650℃とし、反応器の内温を650℃に管理し、反応器内の原料ガスの滞留時間が0.61秒間となるように、原料ガスの流量を制御した以外は例1と同様な条件で反応を行なわせた。次いで、反応器の出口より取り出した反応混合物のガスを、例1と同様に処理した後、得られた出口ガスを例1と同様に分析した。結果を反応の条件とともに表1に示す。
[Example 4]
The temperature of the electric furnace for heating the steam is set to 650 ° C., the internal temperature of the reactor is controlled to 650 ° C., and the flow rate of the raw material gas is set so that the residence time of the raw material gas in the reactor is 0.61 seconds. The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the control was performed. Subsequently, the gas of the reaction mixture taken out from the outlet of the reactor was treated in the same manner as in Example 1, and then the obtained outlet gas was analyzed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 together with the reaction conditions.

[例5]
スチームを加熱する電気炉の設定温度を980℃とし、反応器の内温を980℃に管理した以外は例1と同様な条件で反応を行なわせた。次いで、反応器の出口より取り出した反応混合物のガスを、例1と同様に処理した後、得られた出口ガスを例1と同様に分析した。結果を反応の条件とともに表1に示す。
[Example 5]
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the set temperature of the electric furnace for heating the steam was 980 ° C. and the internal temperature of the reactor was controlled at 980 ° C. Subsequently, the gas of the reaction mixture taken out from the outlet of the reactor was treated in the same manner as in Example 1, and then the obtained outlet gas was analyzed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 together with the reaction conditions.

Figure 2014208452
Figure 2014208452

本発明の製造方法によれば、工業的に有用なHFO−1123を効率よく、かつHFO−1132(E)のようなHFO−1123との蒸留分離が難しい副生物の生成を抑えて高純度に製造する方法を提供できる。
なお、2013年6月28日に出願された日本特許出願2013−136611号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
According to the production method of the present invention, industrially useful HFO-1123 can be efficiently produced with high purity by suppressing the formation of by-products that are difficult to be separated from HFO-1123 such as HFO-1132 (E). A method of manufacturing can be provided.
It should be noted that the entire content of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2013-136611 filed on June 28, 2013 is cited here as the disclosure of the specification of the present invention. Incorporated.

1…反応器、2…R31の供給ライン、3…TFEの供給ライン、4…水蒸気の供給ライン、2a,3a…予熱器(プレヒータ)、4a…加熱水蒸気発生器、5…原料混合供給ライン、6…冷却手段、7…出口ライン、8…蒸気および酸性液回収槽、9…アルカリ洗浄装置、10…脱水塔、20…反応装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor, 2 ... R31 supply line, 3 ... TFE supply line, 4 ... Steam supply line, 2a, 3a ... Preheater (preheater), 4a ... Heated steam generator, 5 ... Raw material mixing supply line, DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Cooling means, 7 ... Outlet line, 8 ... Steam | vapor and acidic liquid collection tank, 9 ... Alkaline washing | cleaning apparatus, 10 ... Dehydration tower, 20 ... Reaction apparatus.

Claims (9)

テトラフルオロエチレンとクロロフルオロメタンから、トリフルオロエチレンを製造する方法であって、
(a)前記テトラフルオロエチレンと前記クロロフルオロメタンとを、予め混合してまたは別々に反応器に供給する工程と、
(b)熱媒体を前記反応器に供給する工程と、
(c)前記反応器内で、該反応器内の温度を400〜950℃に制御した状態で、前記テトラフルオロエチレンと前記クロロフルオロメタンと前記熱媒体とを接触させて前記トリフルオロエチレンを生成させる工程と、
を有することを特徴とするトリフルオロエチレンの製造方法。
A method for producing trifluoroethylene from tetrafluoroethylene and chlorofluoromethane,
(A) supplying the tetrafluoroethylene and the chlorofluoromethane to the reactor by mixing them in advance or separately;
(B) supplying a heat medium to the reactor;
(C) In the reactor, the trifluoroethylene is produced by bringing the tetrafluoroethylene, the chlorofluoromethane, and the heat medium into contact with each other while the temperature in the reactor is controlled to 400 to 950 ° C. A process of
A process for producing trifluoroethylene, comprising:
前記クロロフルオロメタンの供給量が、前記テトラフルオロエチレンの1モルに対して0.01〜100モルである、請求項1に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The manufacturing method of the trifluoroethylene of Claim 1 whose supply_amount | feed_rate of the said chlorofluoromethane is 0.01-100 mol with respect to 1 mol of the said tetrafluoroethylene. 前記反応器に供給する前記クロロフルオロメタンの温度が0〜950℃である、請求項1または2に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The manufacturing method of the trifluoroethylene of Claim 1 or 2 whose temperature of the said chlorofluoromethane supplied to the said reactor is 0-950 degreeC. 前記反応器に供給する前記テトラフルオロエチレンの温度が0〜600℃である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The manufacturing method of the trifluoroethylene of any one of Claims 1-3 whose temperature of the said tetrafluoroethylene supplied to the said reactor is 0-600 degreeC. 前記反応器に供給する前記熱媒体の温度が100〜950℃である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The manufacturing method of the trifluoroethylene of any one of Claims 1-4 whose temperature of the said heat medium supplied to the said reactor is 100-950 degreeC. 前記熱媒体が、水蒸気、窒素および二酸化炭素からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The method for producing trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat medium comprises at least one selected from the group consisting of water vapor, nitrogen and carbon dioxide. 前記熱媒体の供給量が、前記反応器に供給する全気体中の20〜98体積%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The method for producing trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 6, wherein a supply amount of the heat medium is 20 to 98% by volume in a total gas supplied to the reactor. 工程(c)における接触時間が0.01〜10秒間である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The manufacturing method of the trifluoroethylene of any one of Claims 1-7 whose contact time in a process (c) is 0.01 to 10 second. 前記反応器への原料の供給から前記反応器からの反応混合物の取り出しまでを連続的に行う、請求項1〜8のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The method for producing trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 8, wherein the process from the supply of the raw material to the reactor to the removal of the reaction mixture from the reactor is continuously performed.
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