KR100286118B1 - Method for preparing tetrafluoroethylene - Google Patents

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B35/00Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving a change in the type of bonding between two carbon atoms already directly linked
    • C07B35/06Decomposition, e.g. elimination of halogens, water or hydrogen halides

Abstract

PURPOSE: Provided is a method for preparing tetrafluoroethylene, which can prepare ethylene tetrafluoride with a high yield by supplying calories requisite for pyrolysis reaction in a short time. CONSTITUTION: The method comprises the steps of (i) charging mineral particles of carbon component nonreactive with byproduct or gaseous reactant into reactor; (ii) supplying the gaseous reactant to the lower of the reactor so as to flow from the lower of the reactor to the top of the reactor, and forming a fluidized bed flowing the mineral particles; (iii) heating the fluidized bed to the temperature of 650-1,000 deg.C for the pyrolysis of the gaseous reactant; (iv) cooling the pyrolyzed product, and isolating and recovering the cooled product.

Description

사불화에틸렌의 제조방법Process for preparing ethylene tetrafluoride

본 발명은 불화탄화수소를 고온에서 고속으로 열분해시켜 사불화에틸 렌(tetrafluoroethylene: CF2=CF2, 이하 'TFE'라 함)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세히 설명하자면, 불소를 포함하는 불화탄화수소를 열분해시키기 위해 짧은 반응 시간 내에 열분해 반응에 필요한 열량을 공급하여 TFE를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing tetrafluoroethylene (tetrafluoroethylene: CF 2 = CF 2 , hereinafter referred to as 'TFE') by pyrolyzing hydrogen fluoride hydrocarbon at high temperature at high speed. More specifically, the present invention relates to a method for preparing TFE by supplying the amount of heat required for a pyrolysis reaction within a short reaction time to pyrolyze fluorinated hydrocarbon fluoride including fluorine.

불소계 수지중 산업적으로 가장 많이 쓰이고 있는 폴리사불화에틸렌 (polytetrafluoroethylene)은 TFE를 단량체로 하여 중합과정을 거쳐 제조된다. 이외에도 TFE는 여타 불소계 화합물이나 수지의 핵심 기초 원료로 사용되므로 불화에틸렌중 가장 중요한 원료라 할 수 있다.Polytetrafluoroethylene, which is most used industrially among fluorine resins, is produced through polymerization process using TFE as a monomer. In addition, TFE is the most important raw material of ethylene fluoride since it is used as a core basic raw material of other fluorine compounds or resins.

이러한 용도의 TFE는 통상 불소를 포함하는 불화탄화수소를 고온에서 열분해 시켜 제조된다. 일반적으로 TFE의 원료의 분자식은 ClHmClnFo[여기서 l, m, o = 1, 2, 3, ...이며; n = 0, 1, 2, ..인 자연수]로 일반적으로 표시할 수 있는데, 탄소 원자수(l) 〈 10, 불소원자수/수소원자수의 비(o/m)와 불소원자수/탄소원자수의 비(o/l)의 값들은 각각 1 이상인 경우가 보통이다. 이 가운데 염화이불화메탄(chlorodifluoromethane: CHClF2, 이하 'R22'라 함)이나 삼불화메탄(CHF3)이 TFE 제조용 불화탄화수소 원료로 최근 상업적으로 가장 널리 사용되고 있다. 이들의 열분해 반응식은 다음과 같이 표시될 수 있다:TFE for this purpose is usually prepared by thermal decomposition of fluorinated hydrocarbons containing fluorine at high temperature. In general, the molecular formula of the raw material of TFE is C l H m Cl n F o [where l, m, o = 1, 2, 3, ...; n = 0, 1, 2, ..], which is generally expressed as carbon number (l) <10, ratio of fluorine / hydrogen atom (o / m) and fluorine / carbon source The values of the ratio of embroidery (o / l) are usually one or more. Among them, chlorodifluoromethane (CHClF 2 , hereinafter referred to as 'R22') or trifluoromethane (CHF 3 ) is the most widely used commercially as a raw material of hydrocarbon fluoride for the production of TFE. Their pyrolysis scheme can be represented as follows:

2 CHClF2-→ CF2=CF2+ 2 HCl2 CHClF 2- → CF 2 = CF 2 + 2 HCl

2 CHF3-→ CF2=CF2+ 2 HF2 CHF 3- → CF 2 = CF 2 + 2 HF

이 두 가지 열분해 반응은 모두 650~1,000℃ 정도의 고온에서 일어나며 부반응이 많고 생성된 TFE가 고온에서 계속 전환되어 다양한 부산물을 생성시키므로 반응 선택성을 높이기 위해서는 가급적 짧은 반응시간이 요구된다. 따라서, 본 발명에서는 TFE 제조를 위해 현재 가장 많이 이용되고 있는 R22의 열분해를 TFE 제조용 불화탄화수소의 열분해를 대변하는 TFE 제조 방식으로 기술하도록 한다.Both of the pyrolysis reactions occur at high temperatures of 650 ~ 1,000 ° C., and there are many side reactions, and the produced TFE is continuously converted at high temperatures to produce various by-products. Therefore, a short reaction time is required to increase reaction selectivity. Therefore, in the present invention, the pyrolysis of R22, which is currently most used for TFE production, will be described as a TFE production method representing pyrolysis of hydrocarbon fluoride for TFE production.

이와 같이 고온에서의 고속 열분해 반응을 위해서는 짧은 반응 시간 내에 반응열을 얼마나 빨리 효율절으로 공급하느냐가 관건이 된다. 이러한 특성의 열분해과정에 상업적으로는 관형 반응기(tubular reactor)가 주로 사용되어 왔다. 참고문헌(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A11, pp. 361, VCH)에 의하면, 금속이나 탄소 재질의 관형 반응기의 벽면을 가열하고 그 내부로 R22를 공급하면, 이 원료의 전환율이 30%이하이고 R22 전환으로 생성된 반응 생성물중 TFE 선택도도 83 % 수준에 미치지 못한다. 이와 같이 R22만을 공급하여 관형 반응기에서 전환율 (= 전환된 R22몰 수/공급된 R22몰 수)을 높이기 위해 반응기를 길게, 즉, 반응시간을 길게 조절하면 TFE의 선택도(= 2 x 생성된 TFE몰수/전환된 R22몰 수)가 낮아지는 문제가 발생하기 때문에 전환율과 선택도의 곱인 TFE 수율 (= 2 x 생성 TFE 몰 수/공급 R22몰 수)을 20%이상 높이기 힘들다. 이러한 문제의 근본적인 원인은 반응기 관의 제한된 열전달 면적으로 인해 R22 열분해에 필요한 열량을 한정된 반응 시간, 즉, 반응기 내부 체류 시간이내에 공급해줄 수 없기 때문이다.As such, the high speed pyrolysis reaction at high temperature is a matter of how quickly the heat of reaction is efficiently supplied within a short reaction time. In the pyrolysis process of this characteristic, a tubular reactor has been mainly used commercially. According to Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A11, pp. 361, VCH, the conversion of these raw materials is less than 30% when heating the walls of metal or carbon tubular reactors and supplying R22 into them. And the TFE selectivity in the reaction product produced by the R22 conversion is below 83% level. As such, when the reactor is lengthened to increase the conversion rate (= converted R22 moles / number of supplied R22 moles) in the tubular reactor by supplying only R22, the selectivity of the TFE (= 2 x generated TFE is increased). As the number of moles / moles converted R22) becomes low, it is difficult to increase the TFE yield (= 2 x moles of generated TFE / number of supplied R22 moles) more than 20%, which is the product of conversion and selectivity. The root cause of this problem is that due to the limited heat transfer area of the reactor tube, the amount of heat required for R22 pyrolysis cannot be supplied within a limited reaction time, ie within the reactor residence time.

이 문제를 해결하기 위해 독일 특허 1 073 475 (1958)에서는 반응물에 스팀을 섞어 넣음으로써 TFE 선택도를 약 65%까지 향상시킬 수 있음을 보여 주었다.To solve this problem, German patent 1 073 475 (1958) has shown that incorporation of steam into the reaction can improve TFE selectivity by about 65%.

이를 더욱 개선시켜 영국 특허 GB 960 309 (1962)에서는 고온의 과열 스팀을 R22에 과량 섞어 관형 반응기로 공급하여 열분해하는 방법을 제안하였다. 이 방법에 따르면, 관형 반응기의 열분해 영역에서 빠져나오는 반응가스의 온도가 650~800℃로 될 수 있게 800-1,000℃ (반응기 내부 열분해 영역 입구 온도 기준)의 과열 스팀을 공급해야 한다.To further improve this, British patent GB 960 309 (1962) proposed a method of pyrolysing a mixture of high temperature superheated steam in R22 and feeding it to a tubular reactor. According to this method, superheated steam of 800-1,000 ° C. (based on the inlet temperature of the reactor pyrolysis zone) must be supplied so that the temperature of the reaction gas exiting the pyrolysis zone of the tubular reactor can be 650-800 ° C.

이 과열 스팀의 공급량 및 공급 온도는 공급되는 R22를 열분해 영역의 온도범위까지 가열시킬 뿐만 아니라 흡열 반응인 열분해 과정에 소요되는 반응열을 공급하여 반응가스 및 스팀의 혼합물이 반응 영역 출구에서 650-800℃ 범위로 유지될정도로 제반 열량을 공급하기에 충분해야 한다. 따라서 높은 반응 수율을 얻기 위해서는 그러한 과열 스팀에 의한 R22의 희석률이 상기 특허에서 제안한 바대로 아주 높아야 한다. 따라서 800-1,000℃의 과열 스팀을 R22 몰 수의 10배 또는 그 이상이 되도록 대량 발생시켜 조달하기 위해서는 대형 연소 가열로의 설치가 필수적이고 연료의 연소 등에 의한 환경 문제의 부담이 커지게 된다. 따라서 관형 반응기에 과열 스팀을 공급하면서 동시에 반응기 관의 벽면을 전기 저항 가열하여 열분해에 필요한 열량을 공급해오고 있다. 이러한 제약으로 말미암아 상업적인 TFE제조 공정에서도 TFE의 수율을 50-60%정도 얻는 수준에서 조업되는 것이 보통이다.The amount and temperature of the superheated steam not only heat the supplied R22 to the temperature range of the pyrolysis zone but also supply the reaction heat for the pyrolysis process, which is an endothermic reaction, so that the mixture of the reaction gas and steam is 650-800 ° C at the outlet of the reaction zone. It should be sufficient to provide all the heat to be kept in range. Therefore, in order to obtain a high reaction yield, the dilution rate of R22 by such superheated steam must be very high as suggested in the above patent. Therefore, in order to generate and procure a large amount of superheated steam at 800-1,000 ° C to be 10 times or more of the number of moles of R22, the installation of a large combustion furnace is essential and the burden of environmental problems due to the combustion of fuel is increased. Therefore, while supplying superheated steam to the tubular reactor, the wall surface of the reactor tube has been electrically heated to supply the amount of heat required for pyrolysis. Due to these constraints, even in commercial TFE manufacturing processes, it is common to operate at a level of 50-60% yield of TFE.

게다가 상기 특허에서 설명한 바대로 관형 반응기는 내부 위치에 따라 온도가 다른 단열반응 특성 때문에 등온 반응의 경우보다 반응기의 운전 및 제어도 힘들다.In addition, as described in the patent, the tubular reactor is more difficult to operate and control the reactor than in the case of isothermal reaction because of the adiabatic reaction characteristic that the temperature varies depending on the internal position.

한편, 생성된 TFE의 추가적인 부반응을 방지하기 위해서는, 반응생성물 및 과다한 스팀의 혼합물을 반응 영역 출구에서 곧바로 급랭시켜야 한다. 이때, 이 반응 혼합물의 열용량이 커서 급랭 공정의 부담도 커지게 된다.On the other hand, to prevent further side reactions of the resulting TFE, the mixture of reaction product and excess steam must be quenched immediately at the outlet of the reaction zone. At this time, the heat capacity of the reaction mixture is large, and the burden of the quenching process is also increased.

이러한 문제 이외에도, 열분해 반응 온도보다 더 높은 과열 스팀의 공급과 반응기 관 벽면의 가열로 인하여 관 내벽면이나 반응기 출구에서 코크 물질이 생성 및 누적되어 지속적인 반응기 조업이 불가능해지는 문제도 있다.In addition to these problems, there is also a problem in that the supply of superheated steam higher than the pyrolysis reaction temperature and the heating of the reactor tube wall generate and accumulate coke material at the inner wall of the tube or at the outlet of the reactor, thereby making continuous reactor operation impossible.

이와 같이 과열 스팀을 사용해야하는 관형 반응기에 의한 열분해 공정의 문제점들을 해소하기 위해 최근 미국 특허 4,849,554 (1989)에서는 고주파 유도 가열방식의 반응기를 제안하였다. 이 반응기는 전자기 유도 코일로 800-980℃로 가열 되는 탄소성분의 발열체에 반경 방향으로 많은 구멍을 뚫어 반응 가스가 이 구멍을통과하면서 열분해되도록 한다. 이 방법은 앞에서 설명한 과열 스팀을 이용한 단열 반응에서 벗어나 열분해 반응을 등온 반응에 가깝게 제어할 수 있는 이점은 있다. 그러나 이 특허에서 예시된 열분해 실험결과는 과열 스팀을 사용하는 열분해 방법보다도 R22 전환율이 크게 낮은 단점이 있다. 발열체의 온도를 아무리 높여도 발열체와 반응 가스 사이의 제한된 열전달 효과로 인해 열분해에 필요한 반응열을 발열체를 통과하는 짧은 시간에 반응 가스로 충분히 공급할 수 없는 점을 고려할 때, 그러한 결과는 충분히 예상될 수 있다.In order to solve the problems of the pyrolysis process by the tubular reactor that requires the use of superheated steam, US Patent 4,849,554 (1989) recently proposed a high frequency induction heating reactor. The reactor makes a large number of holes in the radial direction of the carbon-based heating element heated to 800-980 ° C. with electromagnetic induction coils so that the reaction gas can be pyrolyzed while passing through the holes. This method has the advantage of controlling the pyrolysis reaction closer to the isothermal reaction away from the adiabatic reaction using the superheated steam described above. However, the results of pyrolysis experiments exemplified in this patent have the disadvantage that the conversion rate of R22 is significantly lower than that of pyrolysis using superheated steam. Such a result can be sufficiently predicted considering that the heat of the heating element cannot be sufficiently supplied with the reaction gas in the short time passing through the heating element due to the limited heat transfer effect between the heating element and the reaction gas due to the limited heat transfer effect between the heating element and the reaction gas. .

종래의 기술에서 나타난 바와 같이, 불화탄화수소의 열분해를 통한 TFE의 제조를 위해서는 제한된 공간 내에서 아주 짧은 시간에 반응 가스를 예열하고 열분해에 소요되는 반응열을 제대로 공급해줄 수 있는 새로운 방법이 모색되어야 될 필요가 있다.As shown in the prior art, the production of TFE by pyrolysis of hydrocarbon fluoride requires a new method for preheating the reaction gas in a limited space and supplying the heat of reaction required for pyrolysis in a very short time. There is.

제1도는 본 발명에 따라 사불화에틸렌을 제조하는 예시도.1 is an exemplary diagram for preparing ethylene tetrafluoride according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 고체 입자 2 : 원료 가스1: solid particle 2: raw material gas

3 : 희석 가스 4 : 반응가스 혼합물3: dilution gas 4: reaction gas mixture

6 : 가열 수단 7 : 원료 공급부6: heating means 7: raw material supply part

8 : 가스분산 수단 9 : 냉각기8 gas dispersing means 9 cooler

본 발명자들은 가열된 수많은 입자들과 가스의 흐름 사이에는 빠른 속도의 열전달이 가능할 뿐만 아니라 열전달에 필요한 입자들의 표면적이 아주 넓어 제한된 공간 내에서도 대량의 열량을 입자 주변 가스에 공급할 수 있다는 점에 착안하여 유동층 내부에서 불화탄화수소를 고온에서 고속 열분해시켜 TFE를 효과적으로 제조할 수 있음을 실험적으로 확인함으로써 본 발명에 이르게 되었다.The inventors have focused on the fact that not only fast heat transfer is possible between a large number of heated particles and gas flows, but also that the surface area of the particles required for heat transfer is so large that a large amount of heat can be supplied to the gas around the particles within a limited space. The present invention has been achieved by experimentally confirming that TFE can be effectively produced by high-speed pyrolysis of hydrogen fluoride hydrocarbon at a high temperature.

따라서, 본 발명은, 불화탄화수소를 원료로 한 열분해 반응에 의해 사불화탄화수소를 제조함에 있어, 반응기 내부에 고체 입자들을 채우고, 상기 원료 가스가 상기 고체 입자들 사이를 통해 상기 반응기의 상부로 흐르도록 상기 원료 가스를 상기 반응기의 내부로 공급하여 상기 고체 입자들을 유동시키는 유동층을 형성하고, 상기 유동층을 650-1,000℃의 온도 범위로 가열함으로써 상기 원료 가스를 열분해시킨 후, 그 결과 얻어진 생성 가스를 냉각시킨 다음, 분리 및 회수하는 것을특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention, in the production of hydrogen tetrafluorohydrocarbons by the pyrolysis reaction using a hydrocarbon fluoride as a raw material, to fill the solid particles inside the reactor, so that the source gas flows through the solid particles to the top of the reactor After supplying the source gas into the reactor to form a fluidized bed for flowing the solid particles, and pyrolyzing the source gas by heating the fluidized bed to a temperature range of 650-1,000 ℃, the resulting product gas is cooled The present invention provides a method for producing ethylene tetrafluoride, which is characterized in that the separation and recovery are carried out.

본 발명의 내용을 도1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The content of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

고체 입자(1)들로 이루어지는 입자층의 하부로부터 상부 방향으로 고속의 가스가 흐르게 되면 입자들이 유동하게 된다. 이와 같은 유동층은 입자들의 표면적이 아주 넓고 입자들 주변에 흐르는 가스의 속력이 아주 높아 입자 상호간뿐만 아니라 입자와 가스 사이에도 열전달이 아주 빨리 그리고 충분히 일어날 수 있는 특징이 있다. 고온의 TFE 제조 반응과 같이 R22나 삼불화메탄과 같은 원료나 반응생성물 모두 기체이므로 이러한 반응 가스들은 유동층에서 입자들의 유동에 직접 기여할 수 있다.When a high-speed gas flows from the bottom of the particle layer made of the solid particles 1 to the upper direction, the particles flow. Such a fluidized bed has a characteristic that the surface area of particles is very large and the velocity of gas flowing around the particles is very high so that heat transfer can occur very quickly and sufficiently not only between particles but also between particles and gases. These reaction gases can contribute directly to the flow of particles in the fluidized bed because both the raw materials and reaction products, such as R22 and methane trifluoride, are gases, such as high temperature TFE production reactions.

또, 입자들의 크기나 유동층의 부피 등에 따라 그러한 반응 가스만으로는 입자 유동, 열전달, 반응 수율 등의 운전 조건들을 동시에 만족시키기 어려우므로 희석용 가스를 추가로 공급할 필요도 있다. 희석 가스로는 이산화탄소, 일산화탄소, 질소와 같이 반응에 직접 참여하지 않는 기체나, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스, 그리고 스팀 등이 사용될 수 있다.In addition, it is also necessary to supply an additional diluent gas because it is difficult to simultaneously satisfy the operating conditions such as particle flow, heat transfer, reaction yield, etc., depending on the size of the particles or the volume of the fluidized bed. As the diluting gas, a gas that does not directly participate in the reaction, such as carbon dioxide, carbon monoxide, or nitrogen, an inert gas such as argon or helium, and steam may be used.

원료 가스(2)와 희석 가스(3)은 도1과 같이 따로 공급할 수도 있지만 미리 섞어서 혼합 가스 형태로 유동층 내부로 공급해도 무방하다. 이때, 불화탄화수소(2) 원료는 600-700℃정도로 예열하고, 희석 가스(3)는 반응기 내부에서의 가열 부하를 고려하여 필요한 온도로 예열해서 공급할 수 있다.The source gas 2 and the dilution gas 3 may be supplied separately as shown in FIG. 1, but may be premixed and supplied into the fluidized bed in the form of a mixed gas. At this time, the raw material of the hydrocarbon fluoride 2 may be preheated to about 600-700 ° C., and the diluent gas 3 may be preheated and supplied to a required temperature in consideration of the heating load inside the reactor.

유동층을 통과한 반응 가스 혼합물(4)은 냉각수 또는 냉각 오일과 같은 냉매 (10)로 냉각되는 냉각기(9)를 거쳐 분리 및 회수 공정으로 전달된다. 이러한 냉각기는 반응기 외부에 연결되어 설치될 수도 있지만 도1에 예시된 바와 같이 유동층상부의 빈 공간에 설치될 수도 있어 유동층을 통과한 반응 가스 혼합물이 고온에서불필요한 추가 반응이 계속되어 TFE 선택도가 낮아지는 문제점을 해소할 수 있게 한다.The reaction gas mixture 4 which has passed through the fluidized bed is passed to a separation and recovery process via a cooler 9 which is cooled by a coolant 10 such as cooling water or cooling oil. Such a cooler may be connected to the outside of the reactor, but may also be installed in an empty space above the fluidized bed as illustrated in FIG. 1 so that the reaction gas mixture passing through the fluidized bed continues unnecessarily additional reaction at high temperature, resulting in low TFE selectivity. Loss can be solved.

유동층 내부에서는 입자들의 상호 혼합이 원활하고 유동층을 구성하는 고체벽면(5)과의 접촉도 끊임없이 반복되며, 특히 불화탄화수소의 열분해 온도인 650-1,000℃ 범위에서는 입자들 사이의 복사 열전달도 자연스립게 일어난다. 그래서, 가열된 입자들은 주변에 흐르는 반응 가스로 열을 빼앗기더라도 적절한 가열수단 (6)에 의해 쉽게 재가열될 수 있다. 유동 입자들을 가열하는 수단(6)으로는 유동층 벽면(5) 외부나 유동층 내부에 설치될 수 있는 전기 저항가열 방식과 마이크로파나 적외선 같은 복사 가열 방식 등이 이용될 수 있다.Inside the fluidized bed, the intermixing of the particles is smooth and the contact with the solid wall 5 constituting the fluidized bed is constantly repeated. Especially, the radiant heat transfer between the particles occurs spontaneously in the range of 650-1,000 ° C, the pyrolysis temperature of the hydrocarbon fluoride. . Thus, the heated particles can be easily reheated by suitable heating means 6 even if the heat is lost to the reaction gas flowing in the surroundings. As the means 6 for heating the fluid particles, an electric resistance heating method which can be installed outside the fluidized bed wall 5 or inside the fluidized bed, and a radiation heating method such as microwave or infrared light can be used.

유동층에 사용되는 고체 입자(1)들로는 반응 원료 가스(2)나 반응 부산물인 염화수소(HCl) 및 불화수소(HF) 등과 반응하지 않는 탄소성분의 입자, 이를테면 활성탄과 같은 무기 재질이 좋다.The solid particles (1) used in the fluidized bed are inorganic materials such as carbonaceous particles that do not react with the reaction source gas (2) or reaction by-products such as hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF), such as activated carbon.

본 발명에 의한 TFE의 제조 방법은 유동층을 열전달 매체로 활용하므로 반응가스에 열량을 충분히 공급해 줄 수 있어 원료인 불화탄화수소의 전환율을 수월하게 높일 수 있다.Since the method for producing TFE according to the present invention utilizes a fluidized bed as a heat transfer medium, it is possible to supply sufficient amount of heat to the reaction gas, thereby easily increasing the conversion rate of hydrocarbon fluoride which is a raw material.

한편, 본 발명에 의하면 열분해를 통한 TFE 선택도를 향상시킬 수 있다. 이를 위해서는 유동층의 높이를 조절하여 반응 가스의 유동층 내부 평균 체류 시간을 0.2초 또는 그 이하로 낮출 수 있고, 종래의 관형 반응기와는 달리 짧은 반응 시간에도 불구하고 반응에 필요한 열량을 쉽게 공급해줄 수 있다. 실제로 유동층 내부에서의 반응 시간을 짧게 하면서 반응에 필요한 열량을 공급하기 위해서는 여러 가지 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 도1에 예시된 바와 같이 가스 분산 수단(8)을 통해서는 희석 가스를, 노즐 또는 관형의 공급부(7)을 통해서는 불화탄화수소를 함유하는 반응 원료가스를 나누어 공급하면서 반응 가스 공급부(7)의 출구의 높이를 희석가스 분산수단(8)보다 높게 함으로써 유동층 내에서 열분해 반응이 일어나는 영역을 유동층 상부로 제한시키는 방법이 있다.On the other hand, according to the present invention it is possible to improve the TFE selectivity through pyrolysis. To this end, by adjusting the height of the fluidized bed, the average residence time of the reaction gas in the fluidized bed can be lowered to 0.2 seconds or less, and unlike conventional tubular reactors, it is possible to easily supply the amount of heat required for the reaction despite the short reaction time. . In practice, various methods can be used to supply the amount of heat required for the reaction while shortening the reaction time in the fluidized bed. For example, as illustrated in FIG. 1, the reactive gas supply unit supplies diluent gas through the gas dispersing means 8 while dividing and supplying the reaction source gas containing hydrogen fluoride through the nozzle or tubular supply unit 7. The height of the outlet of (7) is higher than the diluent gas dispersing means 8, so that there is a method of restricting the region where the pyrolysis reaction occurs in the fluidized bed to the top of the fluidized bed.

따라서, 본 발명에서는 또한 상기 희석 가스를 상기 반응기의 하부에 설치된희석 가스 분산 수단을 통하여 상기 유동층 내부로 공급하고, 동시에, 상기 불화탄화수소를 포함하는 가스를 상기 회석 가스 분산 수단보다 높은 위치에서 공급되도록 설치된 가스 공급 수단을 통해 상기 유동층 내부로 공급할 수도 있다.Therefore, in the present invention, the dilution gas is also supplied into the fluidized bed through the dilution gas dispersing means installed at the bottom of the reactor, and at the same time, the gas containing the hydrocarbon fluoride is supplied at a position higher than the dilution gas dispersing means. It may be supplied into the fluidized bed through the installed gas supply means.

이 경우 반응 가스의 체류시간은 짧게 제한되지만 가스 공급부(7)의 출구보다 낮은 유동층 영역에서는 가열 수단(6)에 의해 유동층 입자들을 충분히 가열할 수 있는 공간, 즉, 가열 영역이 마련된다. 그러면, 가열 수단(6)에 의한 상부 반응 영역의 직접 가열이외에 반응 영역과 가열 영역사이의 자연스러운 입자 혼합이나 강제 대류 및 복사 열전달에 의해 반응 영역에서 소모되는 열량을 추가로 공급해줄 수 있다.In this case, the residence time of the reaction gas is limited to a short time, but in the fluidized bed region lower than the outlet of the gas supply unit 7, a space for sufficiently heating the fluidized bed particles by the heating means 6 is provided. Then, in addition to the direct heating of the upper reaction zone by the heating means 6, it is possible to additionally supply the amount of heat consumed in the reaction zone by natural particle mixing or forced convection and radiant heat transfer between the reaction zone and the heating zone.

이와 같이 본 발명에서 제시되는 유동층 가열 방식은 반응 가스의 짧은 평균체류 시간동안에도 열분해에 필요한 열량을 공급해줄 수 있어 불화탄화수소의 전환율과 TFE의 선택도를 동시에 높일 수 있게 하므로 높은 수율의 TFE를 제조할 수 있는 수단을 제공해 준다.As described above, the fluidized bed heating method proposed in the present invention can supply heat required for pyrolysis even during a short average residence time of the reaction gas, thereby increasing the conversion rate of hydrocarbon fluoride and the selectivity of TFE, thereby producing a high yield of TFE. Provide the means to do it.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하지만, 본 발명의 내용이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the content of this invention is not limited to an Example.

[실시예 1]Example 1

본 발명을 실시하기 위하여 유동층 반응기를 스텐레스강 재질의 원통형 용기 내부에 설치하였다. 유동층 반응기로 내경 45mm, 높이 500mm의 석영 재질의 관을 사용하여 다음과 같이 그 내부에 유동층을 형성시켰다.In order to practice the present invention, a fluidized bed reactor was installed inside a cylindrical vessel made of stainless steel. As a fluidized bed reactor, a fluidized bed was formed therein as follows using a quartz tube having an inner diameter of 45 mm and a height of 500 mm.

유동입자로 평균 입경이 0.34mm인 활성탄이 사용되었고 충전량은 183g이었다. 유동층 하부에는 가스 분산판이 설치되었고, 이 분산판 한 가운데에는 TFE 제조용 원료 가스로 사용된 R22 공급용 노즐이 설치되고 높이를 조절할 수 있게 하여유동층 내부의 원하는 높이에 원료 가스가 공급되도록 하였다. 유동층에 희석가스와 원료 가스를 공급하여 입자들이 유동하게 하였는데 희석 가스로 사용된 질소의 90%는 약 500℃로 예열시킨 다음, 가스 분산판을 통하여 공급하고, 희석 가스의 나머지 10%와 원료 가스를 미리 혼합한 뒤 300℃로 예열시킨 다음 노즐을 통하여 공급하여 입자들을 유동시켰다. 이때, 불화탄화수소 원료(R22)와 희석 가스의 공급 속도는 각각 0.12몰/분 및 0.29몰/분이 되게 하여 희석률(=원료 가스대비 희석 가스의 몰 비)이 2.4가 되게 하였다. 노즐의 높이를 조절하여 본 노즐 상부의 유동층 내부에서 원료 가스가 체류하는 평균 시간, 즉, 반응 시간이 0.173초가 되게 하였다.Activated charcoal with an average particle diameter of 0.34 mm was used as a flowing particle and the amount was 183 g. A gas dispersion plate was installed in the lower part of the fluidized bed, and in the middle of the distribution plate, an R22 supply nozzle used as a raw material gas for TFE production was installed and the height was adjusted so that the raw material gas was supplied at a desired height inside the fluidized bed. Diluent gas and source gas were supplied to the fluidized bed to allow particles to flow. 90% of the nitrogen used as the dilution gas was preheated to about 500 ° C., and then supplied through a gas dispersion plate, and the remaining 10% of the diluted gas and the source gas were supplied. Was premixed and preheated to 300 ° C. and then fed through a nozzle to flow the particles. At this time, the feed rates of the hydrocarbon fluoride raw material R22 and the dilution gas were 0.12 mol / min and 0.29 mol / min, respectively, so that the dilution rate (= molar ratio of the dilution gas to the raw material gas) was 2.4. The height of the nozzle was adjusted so that the average time of the source gas staying inside the fluidized bed above the nozzle, that is, the reaction time was 0.173 seconds.

유동층 내부의 입자들은 상기 스텐레스강 용기에 연결된 도파관을 통하여 주파수 2,450MHz의 마이크로파를 공급하여 가열하였다. 이 용기와 유동층 반응기 사이에는 단열재를 충전시켜 반응기를 보온하였다. 유동층 내부에는 5군데에 걸쳐 설치된 열전대(thermocouple)를 이용하여 열분해 반응 온도가 760℃(±3℃ 범위 이내)로 일정하게 유지되도록 하였다.The particles inside the fluidized bed were heated by feeding microwaves at a frequency of 2450 MHz through a waveguide connected to the stainless steel vessel. Insulation was filled between the vessel and the fluidized bed reactor to insulate the reactor. Inside the fluidized bed, the thermolysis reaction temperature was kept constant at 760 ° C (within ± 3 ° C) using five thermocouples.

상기 유동층 상부는 내경 120mm, 높이 300mm의 확장 영역을 설치하여 외벽을냉각시키고, 이 영역을 빠져 나온 반응 가스는 냉각기를 거치면서 냉각되도록 하였다. 반응 압력은 이 확장 영역 내부 압력을 기준으로 할 때 1.1기압이 되게 유지 하였다. 반응 결과를 알기 위해, 유동층 반응기 출구에서 냉각된 반응 가스의 일부를 빼내어 가스크로마토그래피로 반응 생성물의 성분을 분석하였다.The upper portion of the fluidized bed was provided with an expansion zone having an inner diameter of 120 mm and a height of 300 mm to cool the outer wall, and the reaction gas exiting the region was cooled while passing through a cooler. The reaction pressure was maintained at 1.1 atmospheres based on the pressure inside this extended zone. In order to know the reaction result, a part of the cooled reaction gas was removed from the fluidized bed reactor outlet and the components of the reaction product were analyzed by gas chromatography.

위와 같은 가열 방법에 의해 연속적으로 계속된 R22 열분해 반응의 결과는 표1에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 87.8% 및 64.8%로 나타나 TFE의 수율(=전환율 x 선택도)이 56.9%인 것으로 나타났다.As a result of the continuous R22 pyrolysis reaction by the above heating method, as summarized in Table 1, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 87.8% and 64.8%, respectively. = Conversion x selectivity) of 56.9%.

[실시예 2]Example 2

다음 조건을 제외하고는 상기 실시예1에서와 동일한 방식으로 TFE를 제조하였다. 유동 입자의 평균 입경과 충전량을 각각 0.67mm 및 170g으로 하고, 원료 가스(R22)와 희석 가스 (질소)의 공급 속도를 각각 0.31몰/분 및 1.22몰/분으로 하여 희석률을 3.9가 되게 하였다. 또, 반응 온도 및 반응 시간을 각각 780℃ 및 0.073초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.TFE was prepared in the same manner as in Example 1, except for the following conditions. The average particle diameter and the filling amount of the fluidized particles were 0.67 mm and 170 g, respectively, and the feed rates of the source gas (R22) and the diluent gas (nitrogen) were 0.31 mol / min and 1.22 mol / min, respectively, so that the dilution rate was 3.9. . Moreover, the fluidized bed reactor was continuously operated so that reaction temperature and reaction time might be 780 degreeC and 0.073 second, respectively.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표1에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 81.4% 및 81.2%로 나타나 TFE의 수율이 66.1%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 1, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 81.4% and 81.2%, respectively, and the yield of TFE was 66.1%. appear.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예2와같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 원료 가스(R22)와 희석 가스로서 질소의 공급 속도를 각각 0.06몰/분 및 1.22몰/분으로 하여 희석률을 20.3이 되게 하였다. 또, 반응 시간은 0.066초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 2 except for the following conditions. The feed rates of nitrogen as source gas R22 and dilution gas were 0.06 mol / min and 1.22 mol / min, respectively, so that the dilution rate was 20.3. Moreover, the fluidized bed reactor was continuously operated so that reaction time might be 0.066 second.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표1에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 89.5% 및 87.2%로 나타나 TFE의 수율이 78.0%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 1, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 89.5% and 87.2%, respectively, and the yield of TFE was 78.0%. appear.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예3과같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 반응 온도 및 반응 시간을 각각 840℃ 및 0.062초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 3 except for the following conditions. The fluidized bed reactor was run continuously so that the reaction temperature and reaction time were 840 ° C. and 0.062 seconds, respectively.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표1에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 93.3% 및 68.0%로 나타나 TFE의 수율이 63.4%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 1, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 93.3% and 68.0%, respectively, and the yield of TFE was 63.4%. appear.

[실시예 5]Example 5

다음 조건을 제외하고는 상기 실시예1에서와 동일한 방식으로 TFE를 제조하였다. 유동 입자의 평균 입경과 충전량을 각각 1.09mm 및 162g으로 하고, 원료 가스(R22)와 희석 가스로서 질소의 공급 속도를 각각 0.12몰/분 및 3.17몰/분으로 하여 희석률을 26.4가 되게 하였다. 또, 반응 온도 및 반응 시간을 각각 870℃ 및 0.030초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.TFE was prepared in the same manner as in Example 1, except for the following conditions. The average particle diameter and the filling amount of the fluidized particles were 1.09 mm and 162 g, respectively, and the dilution ratio was 26.4 with the feed rates of nitrogen as the source gas (R22) and the diluent gas being 0.12 mol / min and 3.17 mol / min, respectively. Moreover, the fluidized bed reactor was continuously operated so that reaction temperature and reaction time might be 870 degreeC and 0.030 second, respectively.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표1에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 95.2% 및 89.6%로 나타나 TFE의 수율이 85.3%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 1, the conversion rate of converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 95.2% and 89.6%, respectively, and the yield of TFE was 85.3%. appear.

[실시예 6]Example 6

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예5와 같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 질소 대신에 이산화탄소(CO2)를 희석 가스로 사용하였다. 원료 가스(R22)와 희석 가스 (CO2)의 공급 속도를 각각 0.12몰/분 및 2.82몰/분으로 하여 희석률을 23.5가 되게 하였다. 또, 반응 시간과 반응 압력을 각각 0.078초 및 2.1기압이 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 5 except for the following conditions. Carbon dioxide (CO 2 ) was used as the diluent gas instead of nitrogen. The feed rates of the source gas R22 and the dilution gas CO 2 were 0.12 mol / min and 2.82 mol / min, respectively, so that the dilution rate was 23.5. Moreover, the fluidized bed reactor was continuously operated so that reaction time and reaction pressure might be 0.078 second and 2.1 atmospheres, respectively.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표2에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 97.8% 및 79.2%로 나타나 TFE의 수율이 77.4%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 2, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 97.8% and 79.2%, respectively, and the yield of TFE was 77.4%. appear.

[실시예 7]Example 7

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예5와 같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 질소 대신에 불활성 가스인 헬륨(He)을 희석 가스로 사용하였다. 원료 가스(R22)와 희석 가스 (He)의 공급 속도를 각각 0.12몰/분 및 2.50몰/분으로 하여 희석률을 20.8이 되게 하였다. 또, 반응 시간은 0.043초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 5 except for the following conditions. Instead of nitrogen, helium (He), an inert gas, was used as the diluent gas. The feed rates of the source gas R22 and the dilution gas He were 0.12 mol / min and 2.50 mol / min, respectively, so that the dilution rate was 20.8. Moreover, the fluidized bed reactor was continuously operated so that reaction time might be 0.043 second.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표2에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전활율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 96.7% 및 87.2%로 나타나 TFE의 수율이 84.3%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 2, the conversion rate of R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 96.7% and 87.2%, respectively. Appeared.

[실시예 8]Example 8

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예5와 같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 평균 입경 1.09mm의 유동 실시예5의 50%인 81g만 장입하였다. 500℃의 과열 수증기를 질소를 대신하여 희석 가스로 사용하였다. 또, 희석 가스로서 수증기의 공급 속도를 1.7몰/분으로 하여 희석률을 14.2가 되게 하였다. 한편, 반응 시간은 0.048초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 5 except for the following conditions. Only 81 g of 50% of Flow Example 5 with an average particle diameter of 1.09 mm was charged. Superheated steam at 500 ° C. was used as the diluent gas in place of nitrogen. Moreover, the dilution rate was set to 14.2 by supplying steam of 1.7 mol / min as diluent gas. On the other hand, the fluidized bed reactor was continuously operated so that the reaction time was 0.048 second.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표2에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 97.2% 및 84.3%로 나타나 TFE의 수율이 81.9%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 2, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 97.2% and 84.3%, respectively, and the yield of TFE was 81.9%. appear.

[실시예 9]Example 9

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예5와 같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 원료 가스로 R22대신 삼불화메탄(CHF3)을 공급하였다. 또, 반응 온도와 반응 시간은 각각 800℃ 및 0.048초가 되게 유동층 반응기를 연속적으로 운전하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 5 except for the following conditions. As source gas, methane trifluoride (CHF 3 ) was supplied instead of R 22. Moreover, the fluidized bed reactor was continuously operated so that reaction temperature and reaction time might be 800 degreeC and 0.048 second, respectively.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표2에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 92.3% 및 87.5%로 나타나 TFE의 수율이 80.9%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 2, the conversion rate of the converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 92.3% and 87.5%, respectively, and the yield of TFE was 80.9%. appear.

[실시예 10]Example 10

상기 실시예1에서 사용된 반응기를 이용하여 다음 조건들 외에는 실시예8과 같은 방식으로 TFE를 제조하였다. 원료 가스로 R22와 삼불화메탄(CHF3)을 몰 기준 1:1로 혼합하여 총 0.12몰/분의 속도로 반응 시간이 0.037초가 되게 공급하였다.Using the reactor used in Example 1, TFE was prepared in the same manner as in Example 8 except for the following conditions. R22 and methane trifluoride (CHF 3 ) were mixed at a molar ratio of 1: 1 as source gas, and the reaction time was supplied at a rate of 0.12 mol / min so that the reaction time was 0.037 seconds.

이러한 유동층 가열 방식에 의한 R22 열분해 반응의 결과는 표2에 요약된 바와 같이, 전환된 R22의 전환율과 반응 생성물중 TFE의 선택도는 각각 95.8% 및 86.7%로 나타나 TFE의 수율이 83.1%인 것으로 나타났다.As a result of the R22 pyrolysis reaction by the fluidized bed heating method, as summarized in Table 2, the conversion rate of converted R22 and the selectivity of TFE in the reaction product were 95.8% and 86.7%, respectively, and the yield of TFE was 83.1%. appear.

이상에 설명한 바와 같이 불화탄화수소를 포함하는 반응 가스의 열분해에 의해 TFE를 제조함에 있어 본 발명의 방법을 이용하면 종래의 방법에 비해 훨씬 효과 적이다. 그 주요 효과를 들면 다음과 같다.As described above, the method of the present invention is much more effective than the conventional method in producing the TFE by pyrolysis of the reaction gas containing hydrocarbon fluoride. The main effects are as follows.

첫째, 본 발명은 고체 입자의 유동층을 불화탄화수소의 열분해에 필요한 열량을 공급하는 전열 수단으로 활용하기 때문에 열전달 효과가 커서 높은 수율의 TFE를 얻을 수 있는 수단을 제공한다.First, the present invention uses a fluidized bed of solid particles as a heat transfer means for supplying the amount of heat required for pyrolysis of hydrocarbon fluoride, thereby providing a means for obtaining a high yield of TFE due to its large heat transfer effect.

둘째, 본 발명에 따르면, 불화탄화수소의 전환율이나 반응생성물 중의 TFE 선택도를 유동층의 구성 방식에 따라 쉽게 조절할 수 있고 운전 조건의 선택 범위가 넓어 반응기를 경제적으로 제작할 수 있게 하고 운전 조건의 최적화가 용이하다.Secondly, according to the present invention, the conversion rate of hydrocarbon fluoride or the TFE selectivity in the reaction product can be easily adjusted according to the configuration of the fluidized bed, and the wide selection range of operating conditions allows the reactor to be manufactured economically and the optimization of the operating conditions is easy. Do.

셋째, 본 발명에서는 재래식 방법에서 사용되는 800~1,000℃의 과열 스팀의공급을 전제로 하지 않으므로 대량의 과열 스팀을 발생시켜 공급하고 회수시켜 순환시키는 데에 필요한 공정 설비를 배제할 수 있도록 해준다. 또한, 그러한 공정에 의해 야기되는 공해 문제에 관한 부담도 본 발명에 의하면 줄어든다. 또한, 대량의 과열 스팀이 사용되지 않으므로 반응기 출구에서의 급랭 공정의 부담을 대폭 줄여준다.Third, the present invention does not presuppose the supply of the superheated steam of 800 ~ 1,000 ℃ used in the conventional method allows to eliminate the process equipment necessary to generate, supply, recover and circulate a large amount of superheated steam. In addition, the burden on the pollution problem caused by such a process is also reduced according to the present invention. In addition, since a large amount of superheated steam is not used, the burden of the quenching process at the reactor outlet is greatly reduced.

넷째, 본 발명에 의한 반응기 가열 방식에 따르면, 유동층 내부에서의 원활한 열전달 효과로 인해 등온 열분해 반응이 가능하다. 이에 따라 반응기 내벽면, 유동 입자, 반응기 출구 등에서 필요한 반응 온도보다 불필요하게 높은 구간이 생성되지 않으므로 높은 온도에서 발생되는 코크 발생 및 누적 문제가 재래식 단열반응 시스템보다 대폭 줄어들게 된다. 이러한 이점은 반응기 운전을 지속적으로 계속할 수 있게 해준다.Fourth, according to the reactor heating method according to the present invention, isothermal pyrolysis reaction is possible due to the smooth heat transfer effect in the fluidized bed. As a result, an unnecessary unnecessarily higher section is not generated at the reactor inner wall, the fluid particles, or the reactor outlet, so that coke generation and accumulation problems occurring at a higher temperature are significantly reduced than in the conventional adiabatic reaction system. This advantage allows the reactor operation to continue continuously.

Claims (8)

불화탄화수소를 원료로 한 열분해 반응에 의해 사불화탄화수소를 제조함에 있어, 반응기 내부에 반응 원료 가스나 반응 부산물과 반응하지 않는 탄소 성분의 무기질 입자들을 채우고, 상기 반응기의 저부로 부터 상부로 흐르도록 상기 원료 가스를 상기 반응기의 저부에 공급하여 상기 무기질 입자들을 유동시키는 유동층을 형성하고, 상기 유동층을 650-1,000℃의 온도 범위로 가열함으로써 상기 원료 가스를 열분해시킨 후, 그 결과 얻어진 생성 가스를 냉각시킨 다음, 분리 및 회수하는 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.In the production of tetrafluorohydrocarbons by pyrolysis reaction using hydrocarbon fluoride as a raw material, the inside of the reactor is filled with inorganic particles of carbon components which do not react with the reaction source gas or reaction by-products, and flows from the bottom of the reactor to the top. Supplying a source gas to the bottom of the reactor to form a fluidized bed for flowing the inorganic particles, and pyrolyzing the source gas by heating the fluidized bed to a temperature range of 650-1,000 ° C., and then cooling the resulting product gas. Next, the method for producing ethylene tetrafluoride, characterized in that the separation and recovery. 제1항에 있어서, 상기 불화탄화수소가 염화이불화메탄, 삼불화메탄, 또는 이들의 혼합물인 사불화에틸렌의 제조 방법.The method for producing ethylene tetrafluoride according to claim 1, wherein the hydrogen fluoride hydrocarbon is dichloromethane chloride, methane trifluoride, or a mixture thereof. 제1항에 있어서, 상기 불화탄화수소에 추가하여 이산화탄소, 일산화탄소, 질소, 아르곤, 헬륨 및 스팀으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 희석가스를 상기 유동층 내부에 공급하는 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.The method of claim 1, wherein at least one diluent gas selected from the group consisting of carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen, argon, helium and steam is supplied to the fluidized bed in addition to the hydrocarbon fluoride. . 제1항에 있어서, 상기 불화탄화수소가 상기 유동층에서 체류하는 평균 체류시간이 약 0.2초보다 짧도록 상기 유동층의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the height of the fluidized bed is adjusted such that the average residence time of the hydrocarbon fluoride staying in the fluidized bed is shorter than about 0.2 seconds. 제1항에 있어서, 상기 유동층의 가열 수단이 전기 저항 가열, 마이크로파 가열 및 적외선 가열로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.The method for producing ethylene tetrafluoride according to claim 1, wherein the heating means of the fluidized bed is at least one selected from the group consisting of electric resistance heating, microwave heating and infrared heating. 제3항에 있어서, 상기 유동층이 상기 희석 가스만 흐르는 가열 영역과 상기불화탄화수소를 포함하는 가스가 흐르는 반응 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.The method for producing ethylene tetrafluoride according to claim 3, wherein the fluidized bed comprises a heating region in which only the diluent gas flows and a reaction region in which a gas containing the hydrocarbon fluoride flows. 제6항에 있어서, 상기 희석 가스를 상기 반응기의 하부에 설치된 희석 가스 분산 수단을 통하여 상기 유동층 내부로 공급하고, 동시에, 상기 불화탄화수소를 포함하는 가스를 상기 희석 가스 분산 수단보다 높은 위치에서 공급되도록 설치된 가스 공급 수단을 통해 상기 유동층 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.The dilution gas is supplied into the fluidized bed through the dilution gas dispersing means installed in the lower part of the reactor, and at the same time, the gas containing the hydrocarbon fluoride is supplied at a position higher than the dilution gas dispersing means. A method for producing ethylene tetrafluoride, characterized in that for feeding into the fluidized bed through the gas supply means installed. 제1항에 있어서, 반응 원료 가스나 반응 부산물과 반응하지 않는 탄소성분의 무기질 입자가 활성탄인 것을 특징으로 하는 사불화에틸렌의 제조 방법.The method for producing ethylene tetrafluoride according to claim 1, wherein the inorganic particles of the carbon component which do not react with the reaction source gas or the reaction by-product are activated carbon.
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