KR0169196B1 - Method of preparing chloroforum - Google Patents

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KR0169196B1
KR0169196B1 KR1019950021511A KR19950021511A KR0169196B1 KR 0169196 B1 KR0169196 B1 KR 0169196B1 KR 1019950021511 A KR1019950021511 A KR 1019950021511A KR 19950021511 A KR19950021511 A KR 19950021511A KR 0169196 B1 KR0169196 B1 KR 0169196B1
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Abstract

본 발명은 클로로포름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공성 감마-알루미나(γ-Al2O3)또는 실리카(SiO2)에 K2PtCl6, (NH4)2PtCl6, Pt(NH3)2(NO2 The present invention relates to a method for producing chloroform, and more particularly to porous gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) K 2 PtCl 6 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 , Pt (NH 3 ) 2 (NO 2

)2, Pt(NH3)4(NO3)2또는 Pt(NH3)4Cl3를 담지시켜 고르게 분산시킨 불균일계 백금 촉매가 존재하는 반응기 내에 기체상(gas phase)의 수소/사염화탄소를 4~20몰비로 도입하고 기상 반응시킴으로써 촉매의 비활성화를 억제하고 높은 전환율과 선택도로 클로로포름을 제조하는 방법에 관한 것이다.) 2 , gas phase hydrogen / carbon tetrachloride in a reactor with a heterogeneous platinum catalyst that is evenly dispersed by supporting Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 or Pt (NH 3 ) 4 Cl 3 . The present invention relates to a method for inhibiting catalyst deactivation and introducing chloroform with high conversion and selectivity by introducing at a molar ratio of 20 to gas phase reaction.

Description

클로포름의 제조방법Method of Making Claw Form

제1도는 본 발명 (실시예 1)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,1 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 1),

제2도는 본 발명 (실시예 2)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,2 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 2),

제3도는 본 발명 (실시예 3)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,3 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 3),

제4도는 본 발명 (실시예 4)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,4 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 4),

제5도는 본 발명 (실시예 5)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,5 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 5),

제6도는 본 발명 (실시예 6)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,6 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 6),

제7도는 본 발명 (실시예 7)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,7 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 7),

제8도는 본 발명 (실시예 8)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,8 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 8),

제9도는 본 발명 (실시예 9)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,9 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 9),

제10도는 본 발명 (실시예 10)의 제조방법에 의한 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 나타낸 그래프이고,10 is a graph showing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform according to the preparation method of the present invention (Example 10),

본 발명은 클로로포름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공성 감마-알루미나(γ-Al2O3) 또는 실리카(SiO2)에 K2Pt/Cl6, (NH4)2PtCl6, Pt(NH3)2(NO2)2, Pt(NH3)4(NO3)2또는 Pt(NH3)4Cl2을 담지시켜 고르게 분산시킨 불균일계 백금 촉매가 존재하는 반응기 내에 기체상(gas phase)의 수소/사염화탄소를 4~20 몰비로 도입하고 기상 반응시킴으로써 촉매의 비활성화를 억제하고 높은 전환율과 선택도로 클로로포름을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing chloroform, and more particularly to K 2 Pt / Cl 6 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 , Pt in porous gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ). Gas phase in a reactor in which a heterogeneous platinum catalyst is evenly dispersed by supporting (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 , Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 or Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 The present invention relates to a method for inhibiting catalyst deactivation and introducing chloroform with high conversion and selectivity by introducing hydrogen / carbon tetrachloride in a 4-20 molar ratio and gas phase reaction.

사염화탄소는 상온 및 상압하에서 독특한 냄새를 가진 무색의 액체로서 세정제, 용매등에 이용되어 왔으나, 그 자체의 독성 때문에 1970년부터 미국에서는 일상생활용품등에의 사용을 금하고 있으며, 현재는 냉매, 에어로졸, 발포제 등에 사용되는 CFC(chlorofluorocarbon)의 원료로 이용되고 있다. 그러나 CFC가 오존층 파괴물질로 인지되면서 그의 사용이 금지되고 있고, 사염화탄소 역시 1990년 런던 회의에서 추가 규제 물질로 분류되었다. 이에 사염화탄소를 오존층 파괴문제가 없는 물질로 전환시키는 연구가 많은 관심을 끌고 있으며, 사염화탄소를 처리하는 방법으로서 사염화탄소를 분해하는 방법[J. Phys. Chem., Vol 97,pp. 1914(1993)], 그리고 사염화탄소의 수소화반응을 통한 클로로포름(CHCl3) 또는 다이클로로메탄(dichloromethane, CH2Cl2)등의 유용한 화합물로 전환하는 방법이 있다. 상기 사염화탄소의 처리방법에 있어서, 분해방법 보다는 수소화반응을 통한 유용한 물질로서의 전환이 보다 바람직한 방법으로 사료되며, 사염화탄소의 수소화반응을 개략적으로 표시하면 다음 반응식과 같이 나타낼 수 있다.Carbon tetrachloride is a colorless liquid with a unique odor at room temperature and atmospheric pressure, and has been used in detergents and solvents.Because of its toxicity, the use of carbon tetrachloride has been prohibited from use in daily household goods since 1970. It is used as a raw material for chlorofluorocarbon (CFC). However, as CFCs were recognized as ozone depleting substances, their use was banned, and carbon tetrachloride was also classified as an additional regulatory substance at the 1990 London Conference. Therefore, research on converting carbon tetrachloride to a substance having no ozone layer destruction problem has attracted much attention, and a method of decomposing carbon tetrachloride as a method of treating carbon tetrachloride [J. Phys. Chem., Vol 97, pp. 1914 (1993)] and converting them into useful compounds such as chloroform (CHCl 3 ) or dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) through the hydrogenation of carbon tetrachloride. In the treatment method of carbon tetrachloride, conversion to useful materials through hydrogenation reaction is considered to be more preferable than decomposition method, and the hydrogenation reaction of carbon tetrachloride can be expressed as follows.

CCl4+ H2→ CHCl3+ HClCCl 4 + H 2 → CHCl 3 + HCl

CCl4+ 4H2→CH4+ 4HClCCl 4 + 4H 2 → CH 4 + 4HCl

촉매를 이용한 사염화탄소의 수소화반응에 의한 클로로포름의 제조방법으로서 유기금속 촉매를 이용한 균일계 촉매가 보고된 바 있으나{J. Organomet. Chem., Vol. C8, pp.364(1989)], 이 방법에서는 대부분이 담지된 Pt, Pd, Ir, Rh, Ru 등의 귀금속을 사용하고 있다. 국제특허공개 제91-0982호에서는 Pd, Rh, Ru 또는 Pt를 활성탄, 알루미나 혹은 실리카에 담지시킨 촉매를 사용하여 기상 혹은 액상반응의 기본공정으로 사염화탄소를 클로로포름으로 전환시키는 방법이 보고된바 있다. 그리고 다우 케미칼(Dow Chemical)회사의 유럽특허 제479,116호에서는 촉매를 사용하기 전에 염소처리를 실시하여 사염화탄소의 수소화반응에서 부산물로서 생성되는 헥사클로로에탄(hexachloroethane), 과염화에틸렌(perchloroethylene), 메탄(nethane) 등을 줄임으로써 클로로포름에 대한 선택도를 높이고 촉매의 비활성화를 억제한 바 있다.As a method of preparing chloroform by hydrogenation of carbon tetrachloride using a catalyst, a homogeneous catalyst using an organometallic catalyst has been reported {J. Organomet. Chem., Vol. C8, pp. 364 (1989)], in this method, precious metals such as Pt, Pd, Ir, Rh, and Ru which are mostly supported are used. International Patent Publication No. 91-0982 reported a method of converting carbon tetrachloride to chloroform as a basic process of gas phase or liquid phase reaction using a catalyst having Pd, Rh, Ru or Pt supported on activated carbon, alumina or silica. In addition, European Patent No. 479,116 of Dow Chemical Co., Ltd. discloses hexachloroethane, perchloroethylene, methane ( nethane), etc., increased selectivity to chloroform and suppressed catalyst deactivation.

크롤로포름은 의약품의 마취제로서 사용된 바 있으나, 그 자체의 독성 때문에 마취제로의 사용은 금지되었고 현재는 주로 용매나 세정제 및 고무산업에 이용되고 있다. 이러한 클로로포름은 주로 메탄의 염소화반응, 사염화탄소의 수소화반응 또는 아세톤으로부터 제조하여 사용해 왔다.Crawloform has been used as an anesthetic for pharmaceuticals, but its use as an anesthetic has been banned because of its toxicity, and is currently used primarily in the solvent, cleaning and rubber industries. These chloroforms have been mainly prepared from chlorination of methane, hydrogenation of carbon tetrachloride or acetone.

본 발명은 향후 사용이 금지되는 사염화탄소의 용제로서 유용한 클로로포름으로 전환시키기 위해 다공성 감마-알루미나(γ-Al2O3)또는 실리카(SiO2) 담체에 백금전구체를 담지시켜 고르게 분산시킨 Pt/γ-Al2O3촉매 또는 Pt/siO2촉매를 이용하여 연속 흐름식 반응기에서 사염화탄소와 수소를 반응시켜 선택적으로 클로로포름을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Pt / γ- evenly dispersed by supporting a platinum precursor on a porous gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) carrier to convert it to chloroform, which is useful as a solvent of carbon tetrachloride which is prohibited for future use. It is an object of the present invention to provide a method for selectively preparing chloroform by reacting carbon tetrachloride and hydrogen in a continuous flow reactor using an Al 2 O 3 catalyst or a Pt / siO 2 catalyst.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 백금(Pt) 촉매존재하에 사염화탄소를 수소화반응시켜 클로로포름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 백금(Pt) 촉매로는 다공성 감마-알루미나 또는 실리카에 K2PtCl6, (NH4)2PtCl6. Pt(NH3)2)NO2)2, Pt(NH3)4(NO3)2또는 Pt(NH3)4Cl2를 담지시켜 고르게 분산시킨 불균일계 촉매를 사용하는 것을 특징으로 하는 클로로포름의 제조방법에 그 특징이 있다.The present invention is a method for producing chloroform by hydrogenating carbon tetrachloride in the presence of a platinum (Pt) catalyst, the platinum (Pt) catalyst as a porous gamma-alumina or silica in K 2 PtCl 6 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 . Chloroform, characterized by using a heterogeneous catalyst which is uniformly dispersed by supporting Pt (NH 3 ) 2 ) NO 2 ) 2 , Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 or Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 . The manufacturing method has its characteristics.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

본 발명은 환경오염 물질로 인정되고 규제 물질로 분류되어 사용이 금지되는 사염화탄소를 산업적으로 유용한 클로로포름으로 전화시키는 방법에 관한 것이다. 클로로포름으로의 전환과정에서는 다공성 감마-알루미나(γ-Al2O3) 또는 실리카(SiO2)담체에 K2PtCl6, (NH4)2PtCl6, Pt(NH3)2(NO2)2, Pt(NH3)4(NO3)2또는 Pt(NH3)4Cl2의 백금 전구체를 고르게 분산시킨 Pt/γ-Al2O3의불균일계 백금촉매를 제조하고, 백금촉매 존재하에 사염화탄소기체와 수소기체를 1:4~20 몰비로 반응기 내에 도입하므로써 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 극대화시킨다.The present invention relates to a method for converting carbon tetrachloride into an industrially useful chloroform, which is recognized as an environmental pollutant and classified as a regulated substance and prohibited from use. In the conversion process to chloroform, K 2 PtCl 6 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 , Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 in a porous gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) carrier To prepare a heterogeneous platinum catalyst of Pt / γ-Al 2 O 3 in which a platinum precursor of Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 or Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 was evenly dispersed, and in the presence of a platinum catalyst Gas and hydrogen gas are introduced into the reactor in a 1: 4-20 molar ratio to maximize the conversion of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform.

본 발명에서 사용되는 불균일계 백금촉매 즉, Pt/γ-Al2O3또는 Pt/SiO2촉매의 제조과정을 간략히 설명하면, 먼저 백금(Pt)을 함유하는 백금전구체를 물에 녹여 0.1~10 % 농도에 백금 수용액을 만들고, 이는 담지법(incipient wetness)에 의해 감마-알루미나(γ-Al2O3)또는 실리카(SiO2) 담체를 백금을 담지시킨다. 그리고 여기에 공기를 흘러주면서 300~500℃에서 3~5시간 동안 소성시킨 다음, 수소기체를 흘려주면서 200~500℃에서 1.5~2.5시간 동안 환원시켜 담체에 백금이 고르게 분산된 Pt/r-Al2O3Pt/SiO2촉매를 제조한다.Briefly describing the manufacturing process of the heterogeneous platinum catalyst used in the present invention, that is, Pt / γ-Al 2 O 3 or Pt / SiO 2 catalyst, first, a platinum precursor containing platinum (Pt) is dissolved in water to 0.1-10. A platinum solution is prepared at the% concentration, which carries the platinum to gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) carrier by incipient wetness. Then, the mixture was calcined for 3 to 5 hours at 300 to 500 ° C while flowing air, and then reduced to 1.5 to 2.5 hours at 200 to 500 ° C while flowing hydrogen gas, thereby evenly dispersing Pt / r-Al in the carrier. Prepare a 2 O 3 Pt / SiO 2 catalyst.

상기 불균일계 백금촉매 제조시 담체로 사용된 감마-알루미나(γ-Al2O3)는 비표면적이 100~300㎥/g 이고 세공부피가 0.5~1.5㎖/g 인 통상의 것이며, 실리카(SiO2)는 비표면적이 300~600㎥/g 이고 세공부피가 1.0~2.5㎖/g 인 통상의 것이다. 그러나 이들 담체의 비표면적 또는 세공부피가 상기 범위를 벗어나면 담체 내에서의 백금 분산이 나쁘거나 또는 물질 전달이 잘 안되는 문제가 있다. 그리고 담체에 담지되는 백금(Pt)의 양은 담체에 대하여 0.1~10중량%에 해당하는 양으로서, 만약 백금(Pt)의 담지량이 0.1중량%미만이면 촉매활성이 저조하고 10중량%를 초과하여 담지시키는 것은 비경제적이다.Gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 ) used as a carrier in the preparation of the heterogeneous platinum catalyst has a specific surface area of 100 to 300 m 3 / g and a pore volume of 0.5 to 1.5 ml / g, and is typically silica (SiO). 2 ) is a conventional one having a specific surface area of 300 to 600 m 3 / g and a pore volume of 1.0 to 2.5 ml / g. However, when the specific surface area or pore volume of these carriers is out of the above range, there is a problem in that the platinum dispersion in the carrier is poor or mass transfer is poor. The amount of platinum (Pt) supported on the carrier is equivalent to 0.1 to 10% by weight relative to the carrier. If the amount of platinum (Pt) is less than 0.1% by weight, the catalytic activity is low and the amount is more than 10% by weight. It is uneconomical to make.

상기와 같은 제조공정에 의해 제조된 불균일계 백금촉매를 사용하여 연속 흐름식 반응기 내에서 사염화탄소와 수소를 반응시켜 선택적으로 클로로포름을 제조하는데, 이때 반응온도는 100~140℃가 바람직하고, 수소/사염화탐소의 몰비는 4~20이 바람직하며, 촉매 1kg 당 통과하는 기체의 반응물(수소기체와 사염화탄소 기체)의 공간 속도는 500~50,000ℓ/kg/hr로 하는 것이 좋다.Chloroform is selectively prepared by reacting carbon tetrachloride and hydrogen in a continuous flow reactor using a heterogeneous platinum catalyst prepared by the above manufacturing process, wherein the reaction temperature is preferably 100 to 140 ° C, and hydrogen / tetrachloride. The molar ratio of the toxin is preferably 4 to 20, and the space velocity of the reactant (hydrogen gas and carbon tetrachloride gas) of the gas passing per kilogram of the catalyst is preferably 500 to 50,000 liters / kg / hr.

상기 클로로포름의 제조과정에 있어서, 반응온도가 100℃미만이면 촉매활성이 저조하고, 140℃를 초과시에는 촉매비활성화가 관찰된다. 수소/사염화탄소의 몰비가 4 미만이면 촉매 비활성화가 관찰되고, 20을 초과하면 단위시간당 클로로포름의 수율이 떨어진다. 그리고 기체상의 반응물의 반응기로 유입되는 공간속도가 500ℓ/㎏/hr을 초과하면 사염화탄소의 전환율이 감소된다.In the production process of the chloroform, the catalytic activity is low when the reaction temperature is less than 100 ℃, catalyst inactivation is observed above 140 ℃. If the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride is less than 4, catalyst deactivation is observed, and if it exceeds 20, the yield of chloroform per unit time drops. When the space velocity flowing into the reactor of the gaseous reactant exceeds 500 l / kg / hr, the conversion rate of carbon tetrachloride is reduced.

상기와 같이 Pt/γ-Al2O3또는 Pt/SiO2의 불균일계 백금촉매하에서 사염화탄소의 수소화반응에 의해 클로로포름을 제조하는 본 발명의 경우 기존에 보고된 촉매나 본 발명에서 제조 비교예로 제시한 어떤 촉매 보다 촉매의 비활성화 없이 안정된 활성을 보여 촉매 수명이 크게 향상되었고, 클로로포름에 대한 높은 선택도를 나타내었다.As described above, in the case of the present invention for preparing chloroform by hydrogenation of carbon tetrachloride under a heterogeneous platinum catalyst of Pt / γ-Al 2 O 3 or Pt / SiO 2 , it is presented as a catalyst or a comparative example prepared in the present invention. It showed more stable activity without any catalyst deactivation than any other catalysts, which greatly improved catalyst life and showed high selectivity for chloroform.

이하, 본 발명을 실시에에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following Examples, but the present invention is not limited to the examples.

[제조실시예 1]Preparation Example 1

[백금 촉매의 제조][Production of Platinum Catalyst]

비표면적이 100㎡/g 이고 세공부치가 0.5㎖/g 인 상용 감마-알루미나(γ-Al2O3, 10g)와, K2PtCl6(0.299g)를 물 (5㎖)에 녹인 백금 수용액(5㎖)을 담지법(incipient wetness)에 의해 감마-알루미나 담체에 대하여 1중량%에 해당하는 양의 백금을 담지시켰다. 그런 다음 공기를 흘리면서 300℃에서 4시간 동안 소성시킨 후, 수소기체를 흘리면서 300℃에서 2시간 동안 환원시킴으로써 Pt/γ-Al2O3의 불균일계 촉매를 제조하였다.Platinum aqueous solution in which commercial gamma-alumina (γ-Al 2 O 3 , 10 g) with a specific surface area of 100 m 2 / g and a pore value of 0.5 ml / g and K 2 PtCl 6 (0.299 g) are dissolved in water (5 ml) (5 ml) was loaded with platinum in an amount corresponding to 1% by weight based on the gamma-alumina carrier by incipient wetness. Then, after firing at 300 ° C. for 4 hours while flowing air, a heterogeneous catalyst of Pt / γ-Al 2 O 3 was prepared by reducing hydrogen gas at 300 ° C. for 2 hours.

[제조실시예 2~10 , 제조비교예][Production Examples 2 to 10, Comparative Production Example]

[백금촉매의 제조][Production of Platinum Catalyst]

상기 제조실시예 1과 동일한 방법으로 불균일계 촉매를 제조하되, 다만 다음 표1에 나타낸 바와 같이 백금전구체 또는 담체의 종류를 달리하였다.A heterogeneous catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the platinum precursor or carrier was changed as shown in Table 1 below.

[실시예 1]Example 1

연속흐름식 석영 반응기(자체제작)에 상기 제조실시예1에서 Pt/γ-AlO촉매(0.2g)를 넣고 300℃에서 수소기체로 2시간 동안 환원시켰다. 반응온도를 120℃로 하고 포화기에서 수소/사염화탄소의 몰비가 9가 되도록 하고, 기체상의 반응물을 9000ℓ/kg/hr 의 공간속도로 반응기에 주입하여 상압, 기상 반응을 실시하였다. 그 결과 클로포름 50%, 메탄 7% 및 탄소원자수 2 이상의 물질 43%가 각각 생성되었고, 정상상태의 전환율은 20%이었다.The Pt / γ-AlO catalyst (0.2 g) was added to the continuous-flow quartz reactor (self-made) in Preparation Example 1 and reduced with hydrogen gas at 300 ° C. for 2 hours. The reaction temperature was 120 ° C., and the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride in the saturator was 9, and the gaseous reactants were introduced into the reactor at a space velocity of 9000 L / kg / hr to perform atmospheric pressure and gas phase reactions. As a result, 50% of chloroform, 7% of methane, and 43% of a substance having 2 or more carbon atoms were produced, and the conversion rate of the steady state was 20%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 2]Example 2

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예2에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름 68%, 메탄 16% 및 탄소원자수2 이상의 물질16%가 각각 생성되었고, 정상상태의 전환율을 98%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 2 in the same manner as in Example 1 produced 68% of chloroform, 16% of methane and 16% of a substance having 2 or more carbon atoms, respectively, and the conversion rate of the steady state was 98%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예3에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름80%, 메탄 20%로 부반응물은 거의 생성되지 않았다. 그리고, 정상상태의 전환율을 99.5%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 3 in the same manner as in Example 1 resulted in almost no side reactions with 80% of chloroform, 20% of methane. And the conversion rate in the steady state was 99.5%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되지 않았지만 클로로포름의 선택도가 50% 정도로 감소하고 메탄의 선택도는 30%, 탄소원자수2이상의 물질20%가 각각 생생되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst was not deactivated when the reaction temperature was higher than 140 ° C, but the selectivity of chloroform was reduced to about 50%, the selectivity of methane was 30%, and 20% of carbon atoms or more. . In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예4에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름79%, 메탄21%로 부반응물을 거의 생성되지 않았다. 그리고, 정상상태의 전환율은 90%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 4 in the same manner as in Example 1, almost no side reactions were produced by 79% chloroform, 21% methane. And the conversion rate of the steady state was 90%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 5]Example 5

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예5에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름 82%, 메탄 18%로 부반응물은 거의 생성되지 않았다. 그리고, 정상상태의 전환율은 99.5%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 5 in the same manner as in Example 1 resulted in almost no side reactions with 82% chloroform, 18% methane. And the conversion rate of steady state was 99.5%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 6]Example 6

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예6에서 제조한 촉매로 실험한 결과 사염화탐소의 전환율이 72%일 때, 클로로포름 72%, 메탄 19% 및 탄소원자수2이상의 물질9%가 각각 생생되었다. 그리고, 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 6 in the same manner as in Example 1, when the conversion rate of the tetrachloride was 72%, 72% of chloroform, 19% of methane and 9% of a substance having 2 or more carbon atoms were produced. And the deactivation phenomenon of the catalyst was observed.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 7]Example 7

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예7에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름 79%, 메탄 18% 및 탄소원자수 2 이상의 물질3%가 각각 생성되었다. 그리고, 정상상태의 전환율은 86%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 7 in the same manner as in Example 1 produced 79% of chloroform, 18% of methane and 3% of a substance having 2 or more carbon atoms. The conversion rate at steady state was 86%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 8]Example 8

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예 8에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름 78%, 메탄 18% 및 탄소원자수 2 이상의 물질4%가 각각 생성되었다. 그리고, 정상상태의 전환율은 99%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 8 in the same manner as in Example 1 produced 78% of chloroform, 18% of methane and 4% of a substance having 2 or more carbon atoms. And, the steady state conversion was 99%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상은 관찰되지 않았지만 클로로포름의 선택도가 75% 정도로 감소하고 메탄의 선택도는 25%이었으며, 부반응물은 거의 생성되지 않았다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.When the other conditions were the same and the reaction temperature was higher than 140 ° C., the catalyst deactivation was not observed, but the selectivity of chloroform decreased to about 75%, the selectivity of methane was 25%, and almost no side reactions were produced. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 9]Example 9

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예9에서 제조한 촉매로 실험한 결과 사염화탄소의 전환율이 95%일 때, 클로로포름 66%, 메탄 30% 및 탄소원자수 2 이상의 물질4%가 각각 생성되었다. 그리고, 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 9 in the same manner as in Example 1, when the conversion rate of carbon tetrachloride was 95%, 66% of chloroform, 30% of methane and 4% of a substance having at least 2 carbon atoms were produced. And the deactivation phenomenon of the catalyst was observed.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[실시예 10]Example 10

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조실시예10에서 제조한 촉매로 실험한 결과 사염화탐소의 전환유리 40%일 때, 클로로포름 37%, 메탄 19% 및 탄소원자수 2 이상의 물질44%가 각각 생성되었다. 그리고, 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example 10 in the same manner as in Example 1, when the conversion glass of the tetrachloride 40%, 37% of chloroform, 19% of methane and 44% of the carbon atoms of 2 or more, respectively. And the deactivation phenomenon of the catalyst was observed.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 실시예1과 동일한 방법으로 제조비교예에서 제조한 촉매로 실험한 결과 클로로포름50%, 메탄10% 및 탄소원자수 2이상의 물질 40%가 각각 생성되었고, 정상상태의 전환율은 20%이었다.Experiment with the catalyst prepared in Preparation Example in the same manner as in Example 1, 50% of chloroform, 10% of methane and 40% of a substance having two or more carbon atoms were produced, respectively, the conversion rate of the steady state was 20%.

다른 조건은 동일하고 반응온도만 140℃ 초과시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다. 또한, 수소/사염화탄소의 몰비만 4 미만으로 변화시켰을 경우 촉매의 비활성화 현상이 관찰되었다.The other conditions were the same and the catalyst deactivation was observed when the reaction temperature exceeded 140 ° C. In addition, the catalyst deactivation phenomenon was observed when only the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to less than 4.

[비교예 2]Comparative Example 2

상기 실시예1과 동일한 방법으로 하되, 다만 담체로는 MgO을 사용하고 백금 전구체로는 HPtCl.xHO를 사용하여 제조한 촉매로 실험한 결과, 반응온도 140℃이고 수소/사염화탄소의 몰비가 5일 때, 클로로포름76%, 메탄17% 및 탄소원자수 2이상의 물질 7%가 각각 생성되었고, 정상상태의 전환율은 50%이었다.In the same manner as in Example 1, but using a catalyst prepared using MgO as a carrier and HPtCl.xHO as a platinum precursor, when the reaction temperature is 140 ℃ and the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride is 5 , 76% of chloroform, 17% of methane and 7% of a substance having 2 or more carbon atoms were produced, and the conversion of the steady state was 50%.

다른 조건은 동일하고 수소/사염화탄소의 몰비만 9로 변화시켰을 경우, 클로로포름80%, 메탄17% 및 탄소원자수2이상의 물질 3%가 각각 생성되었고, 정상상태의 전환율은 60%이었다.When the other conditions were the same and the molar ratio of hydrogen / carbon tetrachloride was changed to 9, 80% of chloroform, 17% of methane, and 3% of substances having 2 or more carbon atoms were produced, respectively, and the conversion of the steady state was 60%.

도면 제1~10도는 실시예1~10과 비교예1의 반응시간의 경과에 따른 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 비교해 나타낸 것으로, 비교예1이 낮은 전환율과클로로포름의 선택도를 보인데 반하여 본 발명에 따른 백금전구체를 담지시킨 불균일계 백금촉매를 사용하여 클로로포름을 제조한 실시예1~10은 담체의 종류에 따라 다소 차이는 있지만, 대체로 촉매의 활성감소 없이 높은 사염화탄소의 전환율과 클로로포름의 선택도를 보여준다.Figures 1 to 10 are shown by comparing the conversion rate of carbon tetrachloride and the selectivity of chloroform with the reaction time of Examples 1 to 10 and Comparative Example 1, while Comparative Example 1 shows a low conversion rate and selectivity of chloroform Examples 1 to 10 of preparing chloroform using a heterogeneous platinum catalyst carrying a platinum precursor according to the present invention are somewhat different depending on the type of carrier, but generally have high conversion rate of carbon tetrachloride and selection of chloroform without decreasing the activity of the catalyst. Shows the figure.

따라서, 본 발명의 클로로포름의 제조방법은 촉매의 비활성화 현상없이 저온에서도 사염화탄소의 전환율이 거의 100%에 이르고, 또한 클로로포름의 선택도가 80%이상이고 탄소원자수2이상의 물질이 거의 생성되지 않는 다는 우수성을 보유하고 있어, 사염화탄소의 제거 및 사염화탄소를 이용한 클로로포름 제조공정 분야에 특히 유용하다.Therefore, the method for producing chloroform of the present invention is excellent in that the conversion rate of carbon tetrachloride reaches almost 100% even at low temperature without deactivation of the catalyst, and the selectivity of chloroform is 80% or more and almost no carbon atoms or more are generated. It is particularly useful in the field of carbon tetrachloride removal and chloroform manufacturing process using carbon tetrachloride.

Claims (1)

백금(Pt)촉매존재하에 사염화탄소를 수소화반응시켜 클로로포름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 백금(Pt)촉매로는 실리카 또는 감마-알루미나에 K2PtCl6, (NH4)2PtCl6, Pt(NH3)2(NO2)2, Pt(NH3)4(NO3)2또는 Pt(NH3)4Cl2의 백금 전구체를 담지시켜 고르게 분산시킨 불균일계 촉매를 사용하고 기체상의 수소/사염화탄소를 4~20몰비로 반응기에 도입시키되 촉매 1kg 당 그리고 단위 시간당 500~50,000ℓ/㎏/hr의 공간속도로 도입시켜서 100~140℃에서 수소화반응 시키는 것을 특징으로 하는 클로로포름의 제조방법.In the method for producing chloroform by hydrogenating carbon tetrachloride in the presence of a platinum (Pt) catalyst, the platinum (Pt) catalyst may be silica or gamma-alumina in K 2 PtCl 6 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 , Pt (NH 3 ) Using a heterogeneous catalyst which is uniformly dispersed by supporting a platinum precursor of 2 (NO 2 ) 2 , Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2, or Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 , gaseous hydrogen / carbon tetrachloride A method for producing chloroform, which is introduced into a reactor at a 4 to 20 molar ratio, and introduced at a space velocity of 500 to 50,000 l / kg / hr per 1 kg of catalyst and per unit time to be hydrogenated at 100 to 140 ° C.
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