KR101287974B1 - The preparation method of high-yield difluoromathane from cholorodifluoromethane using hydrodechlorination - Google Patents

The preparation method of high-yield difluoromathane from cholorodifluoromethane using hydrodechlorination Download PDF

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Abstract

본 발명의 디플루오로메탄의 제조방법은 다공성 촉매담체에 Pd가 담지된 금속담지촉매를 포함하는 반응기 내의 산소를 제거하는 반응준비단계, 상기 반응기에 수소 및 액화된 클로로디플루오로메탄를 포함하는 혼합물을 주입하고, 상기 반응기 내의 압력이 50 내지 300 bar, 상기 반응기 내의 온도가 300 내지 500 ℃인 초임계유체상에서 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하는 반응단계, 상기 반응물을 냉각하는 냉각단계, 그리고 상기 반응물에서 디플루오로메탄을 수거하는 수거단계를 포함한다. 상기 디플루오로메탄의 제조방법에 의하면, 디플루오로메탄의 수율을 높일 수 있고, 고온고압의 반응을 이용하여 생산량도 높일 수 있으며, 촉매의 코킹 현상을 방지할 수 있다. 또한, 오존층을 파괴하는 것으로 알려진 클로로디플루오로메탄을 회수, 이용하여 재사용이 가능한 디플루오로메탄으로 전환하여 유용성을 높일 수 있다.In the method for preparing difluoromethane of the present invention, a reaction preparation step for removing oxygen in a reactor including a metal supported catalyst having Pd supported on a porous catalyst carrier, and a mixture including hydrogen and liquefied chlorodifluoromethane in the reactor The reaction step of obtaining a reactant containing difluoromethane by hydrodechlorination on a supercritical fluid having a pressure in the reactor is 50 to 300 bar, the temperature in the reactor is 300 to 500 ℃, A cooling step of cooling, and a collecting step of collecting difluoromethane from the reactants. According to the method for producing difluoromethane, it is possible to increase the yield of difluoromethane, to increase the production by using a high temperature and high pressure reaction, it is possible to prevent the caulking of the catalyst. In addition, chlorodifluoromethane, which is known to destroy the ozone layer, may be recovered and used to convert it into reusable difluoromethane, thereby increasing its usefulness.

Description

클로로디플루오로메탄으로부터 수첨탈염소반응을 통한 고수율의 디플루오로메탄의 제조방법{The preparation method of high-yield difluoromathane from cholorodifluoromethane using hydrodechlorination}The preparation method of high-yield difluoromathane from cholorodifluoromethane using hydrodechlorination}

본 발명은 디플루오로메탄의 제조방법에 관한 것으로, 고온고압의 초임계유체상에서 다공성 촉매담체에 Pd이 담지된 금속담지촉매와 클로로디플루오로메탄을 이용하여 고수율의 디플루오로메탄을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing difluoromethane, using the metal supported catalyst and chlorodifluoromethane supported Pd in a porous catalyst carrier on a high-temperature, high-pressure supercritical fluid to produce a high yield of difluoromethane Provide a way to.

염화불화탄소화합물(chloro floro carbon, CFC)은 독성이 없는 무색, 무취의 물질로 열적, 화학적으로 매우 안정하고 부식성이 없기 때문에 1960년대 이후의 화학산업의 발전과 더불어 그 사용량이 급증하여 왔다.Chloro floro carbon (CFC) is a colorless, odorless, non-toxic material that is thermally and chemically very stable and non-corrosive, and its use has increased rapidly with the development of the chemical industry since the 1960s.

또한, 그 용도도 냉매, 분사제, 발포제, 세정제 등으로 상당히 광범위한 적용이 가능하여서, 냉동공조산업, 전자전기산업, 식품산업, 의약산업, 화장품산업, 정밀기기산업 등 거의 모든 산업 분야에서 적용되어 왔다.In addition, it can be used in a wide range of applications such as refrigerants, propellants, blowing agents, cleaning agents, etc. come.

그러나, 1990년대 중반부터 CFC가 대기권에서 분해되지 않고, 성층권으로 확산되어 성층권의 오존층을 파괴하고, 지구온난화를 유도하는 물질로 확인되면서, CFC의 대체 물질의 개발과 함께 CFC를 안전하게 처리하는 방법의 개발도 절실하게 필요하다.However, from the mid-1990s, CFCs have not been decomposed in the atmosphere, but have diffused into the stratosphere, destroying the ozone layer in the stratosphere and inducing global warming. Development is also desperately needed.

CFC의 처리방법은 처리된 생성물에 따라 완전분해방법과 부분분해방법으로 나눌 수 있다.The treatment of CFCs can be divided into complete and partial decomposition methods, depending on the product treated.

완전분해방법은 소각법, 플라즈마법 등을 이용하여 CFC를 무해한 물질로 완전히 분해, 처리하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법은 불소 등의 유용자원을 폐기한다는 점과 분해 과정에서 발생하는 할로겐화합물에 의해서 심각한 장치의 부식을 일으킬 수 있다는 점에서 문제점이 있다. 따라서, CFC의 부분분해법을 이용하여 CFC의 대체물질 및 유용물질로 변환하는 방법이 많은 각광을 받고 있다.The complete decomposition method is a method of completely decomposing and treating CFCs into harmless materials by using an incineration method or a plasma method. However, this method has problems in that it is possible to dispose of useful resources such as fluorine and to cause serious corrosion of the device by halogen compounds generated during decomposition. Therefore, a method of converting CFCs into substitutes and useful substances by using partial decomposition of CFCs has received much attention.

부분분해방법을 이용하여 CFC를 CFC의 대체물질로 변환하는 방법으로는, 수첨탈염소화반응(hydrodechlorination)을 이용하여 CFC를 수소염화불소화합물(hydrochloroflorocarbon, HCFC)로, 또는 불화탄소화합물(hydro fluoro carbon, HFC)로 전환하는 방법이 있다.To convert CFCs into CFC substitutes using partial decomposition, CFCs can be converted to hydrochloroflorocarbons (HCFCs) or hydrofluorofluoro compounds (CFCs) using hydrodechlorination. , HFC).

한편, HCFC는 CFC보다 낮은 오존층파괴지수(ozone depletion potential)를 가지고 있지만, HCFC도 역시 오존층 파괴의 우려가 있어서 현재 생산과 사용에 대한 규제를 실시하고 있다.On the other hand, HCFC has lower ozone depletion potential than CFC, but HCFC is also concerned about the destruction of ozone layer.

따라서, 염소를 포함하지 않아서 오존층파괴지수가 제로이고, 지구온난화계수(GWP, Global Warming Potential)도 낮아서, 차세대 친환경 냉매로 사용가능한 HFC로 전환하는 제조기술이 각광을 받고 있다.Accordingly, the ozone layer destruction index is zero because it does not contain chlorine, and the global warming potential (GWP) is low.

한편, 클로로디플루오로메탄(cholorodifluoromethane, CHF2Cl, HCFC-22)을 대체할 수 있는 물질인 디플루오로메탄(difluoromathane, CH2F2, HFC-32)을 제조하는 방법으로는, 디클로로메탄(CH2Cl2)에 불화수소(HF)를 첨가하여 제조하는 액상법과 기상법이 있다. 일반적으로, HFC-32(CH2F2)를 합성하는 반응은 메틸렌 디클로로메탄(methylene chloride, CH2Cl2)에 불화수소(HF)를 첨가하여 촉매상에서 반응을 진행하는 불화반응이 주를 이룬다.Meanwhile, as a method for preparing difluoromethane (CH 2 F 2 , HFC-32), which is a substance that can replace chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22), dichloromethane There are a liquid phase method and a gas phase method prepared by adding hydrogen fluoride (HF) to (CH 2 Cl 2 ). In general, the reaction for synthesizing HFC-32 (CH 2 F 2 ) is mainly fluorination reaction by the addition of hydrogen fluoride (HF) to methylene chloride (CH 2 Cl 2 ) to proceed on the catalyst. .

그러나, 향후 폐기되어야 하는 HCFC-22(CHF2Cl)를 원료로 이용하여 유용한 물질인 HFC-32(CH2F2)를 제조하기 위해서는, 물질 내의 염소를 제거하고 수소를 첨가하는 수첨탈염소반응을 진행해야 한다.However, in order to prepare HFC-32 (CH 2 F 2 ), which is a useful substance by using HCFC-22 (CHF 2 Cl) which should be disposed of in the future, hydrodechlorination reaction to remove chlorine in the substance and add hydrogen Should proceed.

HCFC-22(CHF2Cl)을 원료로 이용하여 HFC-32(CH2F2)로 전환하는 종래의 기술은 무촉매 열분해 반응과 기상에서 적절한 금속 담지 촉매를 이용한 수첨탈염소반응이 있다. 하지만, 상기 무촉매 방법은 700℃ 이상의 높은 반응온도가 필요하고, 수율이 낮으며, 반응물질의 탄화(carbonization)가 발생할 수 있어서, 연속 반응 시에 반응기의 관의 흐름이 막히는 단점이 있다.Conventional techniques for converting HCFC-22 (CHF 2 Cl) into HFC-32 (CH 2 F 2 ) using as a raw material include a catalystless pyrolysis reaction and hydrodechlorination using an appropriate metal supported catalyst in the gas phase. However, the non-catalytic method requires a high reaction temperature of 700 ° C. or higher, low yield, and carbonization of the reactants, and thus, there is a disadvantage in that the flow of the tube of the reactor is blocked during the continuous reaction.

기상에서 촉매를 이용한 HCFC-22의 수첨탈염소반응은, 약 400℃의 반응온도에서 HFC-32를 생성시킬 수 있어서, 반응물질의 탄화를 방지할 수 있고, 연속 반응이 가능할 수 있다는 장점이 있다.Hydrodehydrochlorination of HCFC-22 using a catalyst in the gas phase can produce HFC-32 at a reaction temperature of about 400 ° C., thereby preventing carbonization of the reactants and having a continuous reaction. .

이러한 기상에서 촉매를 이용한 탈염소수소화반응에는 주로 VII족 전이금속이 담체에 담지된 금속 담지 촉매가 사용되며, 이 중 팔라디움(palladium, Pd)이 담지된 촉매는 다른 전이금속들과 비교하였을 때 CFC 또는 HCFC에 존재하는 염소원자를 선택적으로 제거하는데 우수한 성능을 보이며 촉매 활성 역시 우수하다.In such gas phase, the dechlorination reaction using a catalyst mainly uses a metal-supported catalyst in which a Group VII transition metal is supported on a carrier. Among these catalysts, palladium (Pd) -supported catalysts are compared with other transition metals. Alternatively, it shows excellent performance in selectively removing chlorine atoms present in HCFC, and also has excellent catalytic activity.

그러나. Pd계 촉매를 이용하여 기상에서 HCFC-22의 수첨탈염소화 반응으로 HFC-32를 제조할 경우에는, HFC-32의 수율이 10% 미만으로 매우 낮고, 반응부산물에 의한 촉매의 코킹(coking) 및 Pd 촉매가 탄소화가 되어 활성이 약화된 팔라디움 카바이드(PdCx)생성에 의해 촉매의 활성이 저하되는 문제점이 있다.But. When HFC-32 is prepared by hydrodechlorination of HCFC-22 in the gas phase using a Pd-based catalyst, the yield of HFC-32 is very low, less than 10%, and coking of the catalyst by reaction byproducts and There is a problem in that the activity of the catalyst is reduced by the generation of palladium carbide (PdC x ) whose activity is weakened due to carbonization of the Pd catalyst.

본 발명의 목적은 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl, HCFC-22)을 원료로 이용하고 높은 비표면적을 갖는 카본류에 담지된 팔라디움(Pd) 촉매를 사용하여 초임계유체상에서의 수첨탈염소반응을 통해 고수율로 디플루오로메탄(CH2F2, HCFC-23)을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to use hydrochloric dechlorination in supercritical fluid using chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22) as a raw material and a palladium (Pd) catalyst supported on carbons having a high specific surface area. The reaction provides a high yield of difluoromethane (CH 2 F 2 , HCFC-23).

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디플루오로메탄의 제조방법은 다공성 촉매담체에 Pd가 담지된 금속담지촉매가 포함된 반응기 내에서 산소를 제거하는 반응준비단계, 상기 반응기에 수소 및 액화된 클로로디플루오로메탄를 포함하는 혼합물을 주입하고, 상기 반응기 내의 압력이 50 내지 300 bar, 상기 반응기 내의 온도가 300 내지 500 ℃인 초임계유체상에서 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하는 반응단계, 상기 반응물을 냉각하는 냉각단계, 그리고 상기 반응물에서 디플루오로메탄을 수거하는 수거단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for preparing difluoromethane according to an embodiment of the present invention is a reaction preparation step for removing oxygen in a reactor containing a metal supported catalyst Pd-supported in a porous catalyst carrier, the reactor To a mixture containing hydrogen and liquefied chlorodifluoromethane, difluoromethane by hydrodechlorination over a supercritical fluid having a pressure in the reactor of 50 to 300 bar and a temperature of 300 to 500 ° C in the reactor. A reaction step of obtaining a reactant comprising a, a cooling step of cooling the reactant, and a collection step of collecting difluoromethane from the reactant.

상기 디플루오로메탄의 제조방법은 상기 반응준비단계와 상기 반응단계의 사이에 촉매활성화단계를 더 포함하고, 상기 촉매활성화단계는 상기 반응기에 수소를 주입하며, 상기 반응기 내의 압력는 50 내지 150 bar, 상기 반응기 내의 온도는 300 내지 500 ℃로 하여 촉매를 활성화하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.The method for preparing difluoromethane further includes a catalyst activation step between the reaction preparation step and the reaction step, wherein the catalyst activation step injects hydrogen into the reactor, and the pressure in the reactor is 50 to 150 bar, The temperature in the reactor may be to include a step of activating the catalyst to 300 to 500 ℃.

상기 금속담지촉매는 Pd의 담지량이 상기 금속담지촉매 전체를 기준으로 0.5 내지 20 중량%인 것일 수 있다.The metal supported catalyst may be 0.5 to 20% by weight based on the total amount of Pd supported catalyst.

상기 다공성 촉매담체는 카본계 담체인 것일 수 있다.The porous catalyst carrier may be a carbon-based carrier.

상기 촉매활성화 단계에서 상기 반응기 내의 압력 및 온도는 30분 내지 2시간 동안 유지하는 것일 수 있다.In the catalyst activation step, the pressure and temperature in the reactor may be maintained for 30 minutes to 2 hours.

상기 디플루오로메탄의 제조방법은 상기 냉각단계와 상기 수집단계의 사이에 상기 냉각단계에서 냉각된 반응물이 중화반응기를 통과하여 산성물질을 포함하는 반응부산물을 제거하는 산성물질제거단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The method for preparing difluoromethane further includes an acidic material removing step of removing a reaction by-product including an acidic substance by passing through a neutralization reactor the reactant cooled in the cooling step between the cooling step and the collecting step. It may be.

상기 반응단계에서 상기 혼합물은 상기 수소와 상기 액화 클로로디플루오로메탄을 10:1 내지 2:1의 몰비로 포함하는 것일 수 있다.In the reaction step, the mixture may include the hydrogen and the liquefied chlorodifluoromethane in a molar ratio of 10: 1 to 2: 1.

상기 냉각단계는 열교환기를 이용하여 물로 열을 교환하는 방식으로 수행되는 것일 수 있다.The cooling step may be performed by exchanging heat with water using a heat exchanger.

상기 중화반응기는 수산화나트륨(NaOH)를 포함하는 것일 수 있다.
The neutralization reactor may be one containing sodium hydroxide (NaOH).

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초임계유체상에서의 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl, HCFC-22)의 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄(CH2F2, HCFC-23)을 얻기 위한 시스템을 도시한 것이다.1 is a hydrodechlorination reaction of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22) in a supercritical fluid according to an embodiment of the present invention, difluoromethane (CH 2 F 2 , HCFC-23) It shows a system for obtaining.

상기 도 1을 참조하면, 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응기는 고압반응기(10), 고압 수소저장용기(11), 고압 클로로디플루오로메탄 저장용기(12), 공급 물질의 혼합용 혼합기(20), 초임계유체상 반응을 위한 전기히터(30), 공급 물질을 고압 반응기로 도입하기 위한 고압유량조절기(mass flow controller, MFC)(40, 41), 반응물질과 생성물질의 급속 냉각을 위한 냉각기(50, 51), 발생된 산성물질을 제거하기 위한 중화반응기(60), 반응기 내부의 압력을 유지하면서 상압으로 생성물을 유출하기 위한 감압밸브(70), 금속촉매(80)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the hydrochlorination dechlorination reactor of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) is a high pressure reactor (10), high pressure hydrogen storage container (11), high pressure chlorodifluoromethane storage container (12), supply Mixer 20 for mixing of materials, electric heater 30 for supercritical fluid phase reaction, mass flow controller (MFC) 40, 41 for introducing feed material into high pressure reactor, reactants and Coolers (50, 51) for rapid cooling of the product, neutralization reactor (60) for removing generated acidic substances, pressure reducing valve (70) for flowing out the product at atmospheric pressure while maintaining the pressure inside the reactor, metal catalyst 80 may be included.

이하, 상기 도 1을 참조하여 본 발명의 디플루오로메탄의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for preparing difluoromethane of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명의 디플루오로메탄의 제조방법은 반응준비단계, 반응단계, 냉각단계, 그리고 수거단계를 포함한다.The method for preparing difluoromethane of the present invention includes a reaction preparation step, a reaction step, a cooling step, and a collection step.

상기 디플루오로메탄의 제조방법은 상기 반응준비단계와 상기 반응단계 사이에 촉매활성화단계를 더 포함할 수 있다.The method for preparing difluoromethane may further include a catalyst activation step between the reaction preparation step and the reaction step.

상기 디플루오로메탄의 제조방법은 상기 냉각단계와 상기 수집단계의 사이에 산성물질제거단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing difluoromethane is between the cooling step and the collection step. It may further comprise an acidic material removal step.

상기 반응준비단계는 다공성 촉매담체에 Pd가 담지된 금속담지촉매가 포함된 반응기 내에서 산소를 제거하는 과정이다. 상기 산소를 제거하는 과정은 상기 반응기 내에 수소를 주입하는 과정을 포함할 수 있다.The reaction preparation step is a process of removing oxygen in the reactor containing the metal supported catalyst Pd is supported on the porous catalyst carrier. Removing the oxygen may include injecting hydrogen into the reactor.

상기 반응준비단계는 상기 고압반응기(10)에 상기 금속담지촉매를 넣고, 상온에서 수소 기체를 상기 반응기(10) 내로 주입하여 상기 고압반응기(10)내의 산소를 제거하는 과정을 포함할 수 있다.The preparing of the reaction may include removing the oxygen in the high pressure reactor 10 by inserting the metal supported catalyst into the high pressure reactor 10 and injecting hydrogen gas into the reactor 10 at room temperature.

상기 금속담지촉매는, Pd이 다공성의 촉매담체의 표면에 부착된 금속담지촉매인 것이 바람직하다. 다공성 촉매담체는 표면에 수많은 기공이 형성되어 있기 때문에 매우 큰 표면적을 갖는다.The metal supported catalyst is preferably a metal supported catalyst having Pd attached to the surface of the porous catalyst carrier. Porous catalyst carriers have a very large surface area because numerous pores are formed on the surface.

상기 다공성의 촉매담체로 다공성의 카본계 담체를 적용하는 것이, 높은 표면적을 갖고, 수첨탈염소화반응으로부터 생성되는 물질인 HCl 또는 HF의 부식 반응으로부터 안정한 특성을 갖는다는 점에서 바람직하다.Application of the porous carbon-based carrier to the porous catalyst carrier is preferable in that it has a high surface area and stable properties from the corrosion reaction of HCl or HF, which is a material produced from hydrodechlorination.

구체적으로, 상기 다공성의 촉매담체는 활성탄소(activated carbon), 탄소 에어로겔, 그라팬 및 이들의 조합으로 이루어진 것에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 다공성 촉매담체는 벌크(bulk), 판(plate), 펠렛(pellet), 공(ball), 분말의 형태일 수 있다.Specifically, the porous catalyst carrier may be any one selected from the group consisting of activated carbon, carbon aerogel, graphane, and combinations thereof. The porous catalyst carrier may be bulk, plate, It may be in the form of pellets, balls, powders.

상기 금속담지촉매는 Pd의 담지량이 상기 금속담지촉매 전체를 기준으로 0.5 내지 20 중량%인 것일 수 있고, 1 내지 10 중량%인 것일 수 있다.The metal supported catalyst may be 0.5 to 20% by weight based on the total amount of Pd supported catalyst, and may be 1 to 10% by weight.

상기 금속담지촉매의 상기 Pd의 담지량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 반응 수율이 낮아질 수 있고, 담지량이 20 중량%를 초과하는 경우에는 촉매에 의한 반응의 이득이 없을 수 있다.When the supported amount of the Pd of the metal supported catalyst is less than 0.5% by weight, the reaction yield may be low, and when the supported amount exceeds 20% by weight, there may be no benefit of the reaction by the catalyst.

상기 촉매활성화단계는 상기 반응기에 수소를 주입하며, 상기 반응기 내의 압력는 50 내지 150 bar, 상기 반응기 내의 온도는 300 내지 500 ℃로 높여서 촉매를 활성화하는 단계이다.The catalyst activation step is to inject hydrogen into the reactor, the pressure in the reactor is 50 to 150 bar, the temperature in the reactor to 300 to 500 ℃ step to activate the catalyst.

상기 촉매활성화단계는 상기 고압반응기(10)에 유입되는 수소를 수소저장용기(11)로부터 고압유량조절기(MFC)(41)를 통한 후 혼합기(20)를 거쳐서 고압반응기에 일정 유량으로 주입하면서 이루어질 수 있다.The catalyst activation step is made while injecting hydrogen introduced into the high pressure reactor (10) through a high pressure flow controller (MFC) 41 from the hydrogen storage vessel (11) through a mixer 20 at a constant flow rate to the high pressure reactor. Can be.

상기 반응기에 도입되는 수소 기체의 유량은 특별한 제한은 없으나, 50 내지 1,500 ㎖/min인 것이 바람직하다. 상기 수소의 유량이 50 ㎖/min 미만인 경우, 금속담지촉매를 활성화하는 시간이 길어질 수 있고, 상기 수소 유량이 1,500 ㎖/min를 초과하는 경우에는 이득없이 수소가 소비될 수 있다.The flow rate of the hydrogen gas introduced into the reactor is not particularly limited, but is preferably 50 to 1500 ml / min. When the flow rate of hydrogen is less than 50 ml / min, the time for activating the metal supported catalyst may be long, and when the flow rate of hydrogen exceeds 1,500 ml / min, hydrogen may be consumed without gain.

상기 촉매활성화단계에서, 상기 고압반응기(10)는 상기 수소 기체를 주입하고, 상기 전기히터(30)로 가열하여 반응기 내의 온도가 300 내지 500℃ 및 반응기 내의 압력이 50 내지 150 bar가 되도록 온도와 압력을 높여서, 30분 내지 2 시간 동안 유지시킬 수 있으며, 바람직하게 30분 내지 1시간 동안 유지시킬 수 있다. 이러한 경우 충분히 촉매를 활성화시킬 수 있다.In the catalyst activation step, the high-pressure reactor 10 is injected with the hydrogen gas, and heated with the electric heater 30 so that the temperature in the reactor 300 to 500 ℃ and the pressure in the reactor 50 to 150 bar and By raising the pressure, it can be maintained for 30 minutes to 2 hours, preferably for 30 minutes to 1 hour. In this case, the catalyst can be sufficiently activated.

상기 온도 및 압력으로 상기 반응기 내를 유지하는 경우에는, 반응기 내부가 초임계(supercritical) 유체 상태, 즉 압축해도 액화가 이루어지지 않는 고밀도의 기체 상태로 유지되어 반응단계의 효율을 높일 수 있다.When maintaining the inside of the reactor at the temperature and pressure, the inside of the reactor is maintained in a supercritical fluid state, that is, a high-density gas state in which no liquefaction occurs even when compressed, thereby increasing the efficiency of the reaction step.

상기 반응단계는 상기 반응기에 수소 및 액화된 클로로디플루오로메탄를 포함하는 혼합물을 주입하고, 상기 반응기 내의 압력이 50 내지 300 bar, 상기 반응기 내의 온도가 300 내지 500 ℃인 초임계유체상에서 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하는 단계이다.The reaction step is to inject a mixture containing hydrogen and liquefied chlorodifluoromethane in the reactor, hydrodechlorine on a supercritical fluid of 50 to 300 bar pressure in the reactor, 300 to 500 ℃ temperature in the reactor The reaction yields a reactant comprising difluoromethane.

상기 반응단계에서 상기 반응기 내의 온도와 압력을 상기의 범위로 유지하는 경우에는, 반응물인 수소(임계온도 = -240.2 ℃; 임계압력 = 12.93 bar) 및 CHF2Cl(임계온도 = 96.2 ℃; 임계압력 = 49.36 bar), 그리고 생성물인 CHF3(임계온도 = 25.7 ℃; 임계압력 = 48.16 bar), CH2F2(임계온도 = 78.45 ℃; 임계압력 = 58.3 bar) 및 CH4(임계온도 = - 82.7 ℃; 임계압력 = 45.96 bar)를 수첨탈염소반응이 효과적으로 이루어질 수 있는 초임계유체 조건으로 유지하여 반응이 효과적으로 이루어질 수 있다.In the reaction step, when maintaining the temperature and pressure in the reactor in the above range, the reactants hydrogen (critical temperature = -240.2 ℃; critical pressure = 12.93 bar) and CHF 2 Cl (critical temperature = 96.2 ℃; critical pressure = 49.36 bar), and the product CHF 3 (critical temperature = 25.7 ° C; critical pressure = 48.16 bar), CH 2 F 2 (critical temperature = 78.45 ° C; critical pressure = 58.3 bar) and CH 4 (critical temperature =-82.7 The critical pressure = 45.96 bar) can be effectively maintained by maintaining a supercritical fluid condition in which hydrodechlorination can be effected effectively.

상기 반응단계는 액화된 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl) 및 수소 기체를 혼합기(20)에서 혼합한 후 고압반응기(10)에 도입하여 초임계유체상에서 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 액화된 클로로디플루오로메탄과 상기 수소기체를 혼합한 후에 반응기에 도입하는 경우에는 반응의 수율을 높일 수 있다.The reaction step may include the step of mixing the liquefied chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) and hydrogen gas in the mixer 20 and introduced into the high-pressure reactor 10 to react in a supercritical fluid. When the liquefied chlorodifluoromethane and the hydrogen gas are mixed and then introduced into the reactor, the yield of the reaction can be increased.

구체적으로, 상기 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)은 고압 HCFC-22 저장용기(12)에서 유출되어, 냉각기(50)를 거쳐서 액화된 후, 상기 고압반응기(10)에 도입되기 전에 고압 수소저장용기로부터 혼합기(20)에 도입된 수소와 상기 혼합기(20)에서 혼합됨으로써, 향후 촉매층에 도입되었을 때 수율을 높일 수 있다.Specifically, the chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) is discharged from the high pressure HCFC-22 storage container 12, liquefied through the cooler 50, and then the high pressure hydrogen before being introduced into the high pressure reactor (10) By mixing the hydrogen introduced into the mixer 20 from the storage vessel and the mixer 20, the yield can be increased when introduced into the catalyst layer in the future.

상기 반응단계에서 상기 혼합물은 상기 수소와 상기 액화 클로로디플루오로메탄을 10:1 내지 2:1의 몰비로 포함하는 것일 수 있다. In the reaction step, the mixture may include the hydrogen and the liquefied chlorodifluoromethane in a molar ratio of 10: 1 to 2: 1.

상기 수소:클로로디플루오로메탄의 몰비가 2:1 미만일 경우에는, 수첨탈염소화 반응 시에 반응하는 수소의 양이 적어서 디플루오로메탄(CH2F2)의 수율이 낮아질 수 있고, 상기 수소:클로로디플루오로메탄의 몰비가 10:1을 초과하는 경우에는, 이득없이 수소를 소비하여 경제적인 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.When the molar ratio of hydrogen: chlorodifluoromethane is less than 2: 1, the amount of hydrogen reacted during hydrodechlorination may be small, so that the yield of difluoromethane (CH 2 F 2 ) may be lowered. If the molar ratio of: chlorodifluoromethane exceeds 10: 1, hydrogen may be consumed without gain, which may be undesirable from an economic point of view.

상기 반응단계에서 상기 반응기 내의 압력이 50 내지 300 bar이고, 상기 반응기 내의 온도가 300 내지 500 ℃인 것이 적합하다.In the reaction step, the pressure in the reactor is 50 to 300 bar, it is suitable that the temperature in the reactor is 300 to 500 ℃.

상기 반응기 내의 압력이 50 bar 미만일 경우에는, 효과적인 수첨탈염소화반응을 진행시키기에 적절한 초임계유체상이 형성되지 않을 수 있고, 상기 반응기 내의 압력이 300 bar를 초과하는 경우에는, 공정 비용이 상승할 수 있다.If the pressure in the reactor is less than 50 bar, a supercritical fluid phase suitable for conducting an effective hydrodechlorination may not be formed, and if the pressure in the reactor exceeds 300 bar, the process cost may rise. have.

상기 반응기 내의 온도가 300 ℃미만일 경우에는, 효과적인 수첨탈염소화반응이 진행되지 않을 수 있고, 클로로디플루오로메탄의 전환율이 낮아질 수 있다. 상기 반응기 내의 온도가 500 ℃를 초과하는 경우에는, 수첨탈염소화반응이 과도하제 진행될 수 있고, 디플루오로메탄의 선택도가 낮아지고 메탄의 선택도가 높아질 수 있어서, 반응의 수율이 떨어질 수 있다.If the temperature in the reactor is less than 300 ℃, the effective hydrodechlorination may not proceed, the conversion of chlorodifluoromethane may be lowered. When the temperature in the reactor exceeds 500 ℃, hydrodechlorination may proceed excessively, the selectivity of difluoromethane can be lowered and the selectivity of methane can be high, the yield of the reaction may be lowered .

상기 반응단계를 상기 반응기 내의 온도 및 압력을 유지하면서 반응이 이루어지는 경우에는 클로로디플루오로메탄의 전환율을 높일 수 있고, 생성물의 디플루오로메탄의 선택도도 높아질 수 있으며, 장시간 반응시에도 클로로디플루오로메탄의 전환률 및 디플루오로메탄의 수율이 거의 감소하지 않을 수 있다.When the reaction is carried out while maintaining the temperature and pressure in the reactor, the conversion rate of chlorodifluoromethane may be increased, and the selectivity of difluoromethane of the product may be increased, and chlorodi may be reacted even for a long time. The conversion of fluoromethane and the yield of difluoromethane may hardly decrease.

상기 냉각단계는 상기 반응단계를 거친 반응물을 냉각하는 단계이다. 상기 냉각단계는 상기 고압반응기(10)에서 유출되는 물질을 열교환기(51)를 통과하여 급랭하는 과정을 포함할 수 있다.The cooling step is a step of cooling the reactants passed through the reaction step. The cooling step may include a step of quenching the material flowing out of the high pressure reactor 10 through the heat exchanger 51.

상기 냉각단계는 초임계유체상에서의 수첨탈염소반응 후 고압반응기(10)로부터 유출되는 반응물질을, 내부관이 코일형태로 감겨있고 영하의 물을 이용하여 열을 교환하는 열교환기(51)를 통과하여 이루어질 수 있다.The cooling step is a heat exchanger (51) for exchanging the heat of the reaction material flowing out from the high-pressure reactor (10) after the hydrodechlorination reaction in a supercritical fluid, the inner tube is wound in the form of a coil using heat below zero It can be done through.

상기 산성물질제거단계는 상기 냉각단계에서 냉각된 반응물이 중화반응기를 통과하여 산성물질을 포함하는 반응부산물을 제거하는 단계이다.The acidic material removing step is a step in which the reactant cooled in the cooling step passes a neutralization reactor to remove reaction by-products containing acidic material.

상기 산성물질제거단계는 상기 반응물에 포함될 수 있는 산성물질 등을 포함하는 반응부산물을 제거하기 위하여 상기 냉각된 반응물을 중화반응기(60)를 통과하는 과정을 포함할 수 있다.The acidic material removing step may include passing the cooled reactant through a neutralization reactor 60 to remove reaction by-products including acidic materials that may be included in the reactant.

구체적으로, 상기 열교환기(51)를 통과한 반응물은 염기성인 수산화나트륨(NaOH)이 들어있는 중화반응기(60)를 통과시켜 수첨탈염소반응시 생성되었을지 모를 산성물질을 제거할 수 있다.Specifically, the reactant passed through the heat exchanger 51 may be passed through a neutralization reactor 60 containing basic sodium hydroxide (NaOH) to remove acidic substances that may have been generated during hydrodechlorination.

상기 수거단계는 상기 반응물에서 디플루오로메탄을 수거하는 단계이다. 상기 수거단계는 상기 반응물을 감압밸브(70)를 통과시켜서 포집용 용기에 기체 반응물을 수집하는 단계를 포함할 수 있다.The collection step is a step of collecting difluoromethane from the reactant. The collecting step may include collecting the gaseous reactant in the collection vessel by passing the reactant through the pressure reducing valve 70.

본 발명은 초임계유체상에서 촉매를 이용하여 수첨탈염소반응을 진행하여, 초임계유체의 장점인 높은 물질전달 속도 및 빠른 열전달 속도를 이용하여 반응의 수율을 높일 수 있다. 또한, 물질 전달에 의한 촉매 활성의 감소를 현저하게 줄일 수 있어서 촉매의 활성을 급격하게 증가시킬 수 있으며, 유기물질에 대한 용해력 때문에 촉매의 코킹(coking)을 방지할 수 있다.The present invention proceeds the hydrodechlorination reaction using a catalyst in a supercritical fluid, it is possible to increase the yield of the reaction by using a high material transfer rate and a fast heat transfer rate which is an advantage of the supercritical fluid. In addition, it is possible to significantly reduce the decrease in catalyst activity due to mass transfer, thereby rapidly increasing the activity of the catalyst, and to prevent coking of the catalyst due to its dissolving power to organic materials.

아울러, 초임계유체상에서의 반응은 촉매 표면에서 생성된 HFC-32 생성물의 탈착을 원활하게 할 수 있고, HFC-32가 메탄으로 수소화되는 것을 저해할 수 있어서, HFC-32의 선택성을 높일 수 있다. 마지막으로, 초임계유체상에서의 반응은 고압 압축 반응공정이므로, 적은 용량의 반응기를 사용하더라도 생산량을 높일 수 있다.In addition, the reaction on the supercritical fluid can facilitate the desorption of the HFC-32 product generated on the surface of the catalyst and can inhibit the hydrogenation of HFC-32 into methane, thereby increasing the selectivity of HFC-32. . Finally, the reaction in the supercritical fluid is a high-pressure compression reaction process, so even a small capacity reactor can be used to increase the yield.

본 발명은, 오존층 파괴지수가 높고 지구온난화 지수가 높아 향후 사용이 금지될 것으로 예상되는 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl, HCFC-22) 냉매를 회수하여, 이를 원료로 재사용가능한 디플루오로메탄(CH2F2, HFC-32)으로 전환할 수 있고, Pd계 촉매를 사용한 초임계유체상 수첨탈염소반응을 이용하여 기상에서의 반응보다 훨씬 높은 수율로 디플루오로메탄(CH2F2, HFC-32)을 얻을 수 있다.The present invention recovers a chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22) refrigerant, which is expected to be banned in the future due to a high ozone layer destruction index and a high global warming index, and reused as a raw material. (CH 2 F 2 , HFC-32), using a supercritical fluidized hydrochlorination reaction using a Pd-based catalyst in a much higher yield than the reaction in the gas phase, difluoromethane (CH 2 F 2 , HFC-32).

본 발명의 디플루오로메탄의 제조방법은 디플루오로메탄의 수율을 높일 수 있고, 고온고압의 반응을 이용하여 생산량도 높일 수 있으며, 촉매의 코킹 현상을 방지할 수 있다. 또한, 오존층을 파괴하는 것으로 알려진 클로로디플루오로메탄을 회수, 이용하여 재사용이 가능한 디플루오로메탄으로 전환하여 유용성을 높일 수 있다.The method for producing difluoromethane of the present invention can increase the yield of difluoromethane, can increase the production by using a high temperature and high pressure reaction, it is possible to prevent the caulking of the catalyst. In addition, chlorodifluoromethane, which is known to destroy the ozone layer, may be recovered and used to convert it into reusable difluoromethane, thereby increasing its usefulness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초임계유체상에서의 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄을 얻기 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 연속식의 상압기상 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응을 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예 1의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 2의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예 3의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예 4의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예 1 및 비교예 1에서 사용한 5 중량%의 Pd가 활성탄소에 담지된 촉매의 수첨탈염소화반응 전 및 반응 후 촉매를 X선회절분석법(X-ray diffraction, XRD)로 분석한 결과이다.
1 illustrates a system for obtaining difluoromethane by hydrodechlorination of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) in a supercritical fluid according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a system for hydrodechlorination of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) in continuous atmospheric pressure.
3 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Example 1.
4 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 1.
5 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 2.
Figure 6 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 3.
7 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 4.
FIG. 8 is an X-ray diffraction (XRD) analysis of the catalyst before and after hydrodechlorination of the catalyst loaded with 5% by weight of Pd on activated carbon used in Example 1 and Comparative Example 1; The result is.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

<< 실시예Example 1> 1>

초임계Supercritical HCFCHCFC -22상에서의 On -22 PdPd /Of activatedactivated carboncarbon 을 이용한 클로로디플루오로메탄(Chlorodifluoromethane using CHFCHF 22 ClCl )의 )of 수첨탈염소반응Hydrodechlorination

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초임계유체상에서의 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄을 얻기 위한 시스템을 도시한 것이다. 이하, 상기 도1을 참고하여 실시예 1을 설명한다.1 illustrates a system for obtaining difluoromethane by hydrodechlorination of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) in a supercritical fluid according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, Embodiment 1 will be described with reference to FIG. 1.

금속담지촉매로 5 중량%의 Pd/activated carbon 2.0 g을 고온고압반응기(10)의 중앙 부분에 넣고, 상기 고온고압반응기(10) 내의 산소를 제거하기 위하여, 상온에서 750 ㎖/min의 유량으로 10 분간 수소를 주입했다.2.0 g of 5% by weight of Pd / activated carbon is added to the central portion of the high temperature high pressure reactor (10) with a metal supported catalyst, and at a temperature of 750 ml / min at room temperature to remove oxygen in the high temperature high pressure reactor (10). Hydrogen was injected for 10 minutes.

상기 고온고압반응기(10) 내부의 산소를 제거한 후, 상기 촉매를 환원시키기 위해 수소를 750 ㎖/min의 유량으로 연속적으로 주입하며 상기 고온고압반응기의 내부 온도를 400 ℃, 상기 고온고압반응기의 압력을 100 bar로 높이고, 1 시간 동안 촉매를 활성화(환원)시켰다.After removing the oxygen in the high temperature high pressure reactor (10), hydrogen is continuously injected at a flow rate of 750 ml / min to reduce the catalyst and the internal temperature of the high temperature high pressure reactor is 400 ℃, the pressure of the high temperature high pressure reactor Was raised to 100 bar and the catalyst was activated (reduced) for 1 hour.

혼합기에 수소와 냉각기(40)를 이용하여 액화한 클로로디플루오로메탄을 도입하여 고루 섞이게 한 후 고온고압반응기(10)에 도입하였다. 이때, 상기 혼합기(20)에 도입하는 클로로디플루오로메탄의 유량은 150 ㎖/min로 하였으며, 수소:클로로디플루오로메탄의 몰비가 5:1로 상기 고온고압반응기(10)에 도입되도록 조절하였고, 상기 고온고압반응기(10)의 내부 온도를 400 ℃로 일정하게 유지시켰다.Hydrogen and chlorodifluoromethane liquefied using a cooler (40) were introduced into the mixer, mixed well, and then introduced into a high temperature high pressure reactor (10). At this time, the flow rate of chlorodifluoromethane introduced into the mixer 20 was set to 150 ml / min, and the molar ratio of hydrogen: chlorodifluoromethane was adjusted to 5: 1 to be introduced into the high temperature high pressure reactor 10. The internal temperature of the high temperature high pressure reactor 10 was kept constant at 400 ° C.

상기 고온고압반응기(10)에서 유출되는 반응물을, 내부관을 코일형태로 감아 영하의 물로 열을 교환하는 열교환기(40)에 통과시켜 급랭하였다. 상기 열교환기(40)를 통과한 반응물은 수산화나트륨(NaOH)이 들어있는 중화반응기(51)를 통과하여 생성되었을지 모를 산성물질 등을 제거한 후, 감압밸브(70)를 통과한 기체시료 포집용기에 수집하였다. The reactant flowing out of the high temperature and high pressure reactor (10) was quenched by passing through a heat exchanger (40) which wound the inner tube in the form of a coil and exchanges heat with subzero water. The reactant passed through the heat exchanger 40 removes acidic substances, which may have been produced through the neutralization reactor 51 containing sodium hydroxide (NaOH), and then passes through the pressure reducing valve 70 to collect the gas sample collection vessel. Collected on.

상기 수집된 반응물을 기체크로마토크래피로 분석하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.
The collected reactants were analyzed by gas chromatography, and the results are shown in FIG. 3.

<< 비교예Comparative example 1>  1>

상압기상에서On atmospheric pressure PdPd /Of activatedactivated carboncarbon 을 이용한 Using 클로로디플루오로메탄(CHFChlorodifluoromethane (CHF 22 Cl)의Cl) 수첨탈염소반응Hydrodechlorination

도 2는 연속식의 상압기상 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응 시스템을 도시한 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 수첨탈염소반응 시스템은 상압반응기(10), 고압 수소저장용기(11), 클로로디플루오로메탄 저장용기(12), 고온반응을 위한 전기히터(20), 공급물을 고압반응기로 도입하기 위한 고압유량조절기(MFC)(30, 31), 생성물질의 급속 냉각을 위한 냉각기(40), 발생된 산성물질을 제거하기 위한 중화반응기(50), 금속촉매(80)를 포함한다. 이하, 상기 도 2를 참조하여 비교예 2을 설명한다.FIG. 2 shows a hydrodechlorination system of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) in continuous atmospheric pressure. Referring to FIG. 2, the hydrodechlorination system is an atmospheric pressure reactor 10, a high pressure hydrogen storage container 11, a chlorodifluoromethane storage container 12, an electric heater 20 for high temperature reaction, and a supply. High pressure flow controllers (MFCs) 30 and 31 for introducing water into the high pressure reactor, coolers 40 for rapid cooling of product materials, neutralization reactors 50 for removing generated acidic substances, and metal catalysts (80). ). Hereinafter, Comparative Example 2 will be described with reference to FIG. 2.

금속담지촉매로 5 중량%의 Pd가 담지된 비표면적이 600 m2/g인 activated carbon 2.0 g을 상압반응기(10)의 중앙 부분에 넣고, 상기 상압반응기(10) 내부의 산소를 제거하기 위하여, 상온에서 750 ㎖/min의 유량으로 10 분간 수소를 주입하였다.In order to remove oxygen in the atmospheric pressure reactor 10, 2.0 g of activated carbon having a specific surface area of 600 m 2 / g loaded with 5% by weight of Pd with a metal supported catalyst was put in the center portion of the atmospheric pressure reactor 10. And hydrogen was injected for 10 minutes at a flow rate of 750 ml / min at room temperature.

상기 금속담지촉매를 활성화시키기 위하여, 750 ㎖/min의 유량으로 수소 기체를 계속 주입하면서, 전기히터(20)를 사용하여 상기 상압반응기(10)의 온도를 400 ℃로 높이고, 1 시간 동안 촉매를 환원(활성화)시켰다.In order to activate the metal supported catalyst, while continuously injecting hydrogen gas at a flow rate of 750 ml / min, the temperature of the atmospheric pressure reactor 10 was raised to 400 ° C. using an electric heater 20, and the catalyst was heated for 1 hour. Reduced (activated).

상기 촉매를 활성화시킨 후, 클로로디플루오로메탄 기체를 150 ㎖/min의 유량으로 상압반응기(10)에 도입하면서, 수소:클로로디플루오로메탄 몰비를 5:1로 조절하며, 수첨탈염소반응을 진행하였다.After activating the catalyst, the chlorodifluoromethane gas was introduced into the atmospheric reactor 10 at a flow rate of 150 ml / min, and the hydrogen: chlorodifluoromethane molar ratio was adjusted to 5: 1, followed by hydrodechlorination. Proceeded.

이때, 상기 수소와 상기 클로로디플루오로메탄은 스테인레스 스틸(SS316)의 크로스형 이음관에 직각 방향으로 도입, 혼합되도록 하였으며, 상기 상압반응기(10)의 촉매상층부에는 K-열전대를 설치하여 반응기(10) 내부의 온도를 측정하였다.At this time, the hydrogen and the chlorodifluoromethane were introduced and mixed at right angles to the cross-shaped joint pipe of stainless steel (SS316), and the K-thermocouple was installed on the upper portion of the catalyst of the atmospheric pressure reactor (10) for the reactor ( 10) The internal temperature was measured.

상기 상압반응기(10)는 부식 및 스케일을 방지하기 위하여 내열성과 내산성이 강한 Inconel 625 재질을 사용하였으며, 상기 상압반응기(10)의 외부에는 열전대를 연결하여, 상기 상압반응기(10)의 중심 한곳과 상단 하상의 각각 2곳에서 온도를 측정하였다.In order to prevent corrosion and scale, the atmospheric pressure reactor 10 used an Inconel 625 material having strong heat resistance and acid resistance, and connected to a thermocouple outside of the atmospheric pressure reactor 10, the center of the atmospheric pressure reactor 10 and The temperature was measured at each of the two places in the upper bottom.

상기 상압반응기(10)에서 유출되는 반응물은 공랭식 열교환기(40)를 통해서 급랭시켰고, 상기 열교환기(40)를 통과한 배출물질을 고온반응 중 생성될 수 있는산성물질의 제거를 위해 900 ㎖의 중화반응기(50)를 통과시키고, 수분 제거를 위해 실리카겔 튜브를 통과시킨 후에 기체시료 포집용기에 수집하였다.The reactant flowing out of the atmospheric pressure reactor (10) was quenched through the air-cooled heat exchanger (40), and 900 mL of the exhaust material passed through the heat exchanger (40) for removal of acidic substances that may be generated during the high temperature reaction. After passing through the neutralization reactor (50), and passed through a silica gel tube for water removal was collected in the gas sample collection vessel.

상기 수집된 반응물은 기체크로마토크래피로 분석하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.
The collected reactants were analyzed by gas chromatography and the results are shown in FIG. 4.

<< 비교예Comparative example 2>  2>

초임계Supercritical HCFCHCFC -22상에서 On -22 PdPd /γ-/ γ- Al2O3Al2O3 를 이용한 Using 클로로디플루오로메탄(CHFChlorodifluoromethane (CHF 22 Cl)의Cl) 수첨탈염소반응Hydrodechlorination

고온고압반응기의 내부에 도입되는 금속담지촉매가, 5 중량%의 Pd가 표면적이 160 m2/g인 γ-Al2O3에 담지되어 있는 촉매인 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 초임계 HCFC-22상에서의 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응을 수행하여 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하였다.The same method as in Example 1, except that the metal supported catalyst introduced into the high-temperature high-pressure reactor is a catalyst in which 5% by weight of Pd is supported on γ-Al 2 O 3 having a surface area of 160 m 2 / g. Hydrochlorination of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) over supercritical HCFC-22 was carried out to give a reaction product containing difluoromethane.

상기 수득한 반응물은 기체크로마토그래피로 분석하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.
The obtained reactant was analyzed by gas chromatography and the results are shown in FIG. 5.

<< 비교예Comparative example 3>  3>

초임계Supercritical HCFCHCFC -22상에서 On -22 NiNi /Of activatedactivated carboncarbon 를 이용한 클로로디플루오로메탄(Chlorodifluoromethane using CHFCHF 22 ClCl )의 )of 수첨탈염소반응Hydrodechlorination

고온고압반응기(10) 내부에 도입되는 금속담지촉매가, 20 중량%의 Ni가 표면적이 600 m2/g인 activated carbon에 담지되어 있는 촉매인 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 초임계 HCFC-22상에서의 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응을 수행하여 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하였다.In the same manner as in Example 1, except that the metal supported catalyst introduced into the high temperature high pressure reactor 10 is a catalyst in which 20 wt% of Ni is supported on activated carbon having a surface area of 600 m 2 / g. Hydrodechlorination of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) over critical HCFC-22 was carried out to obtain a reaction comprising difluoromethane.

상기 수득한 반응물은 기체크로마토그래피로 분석하여 그 결과를 도 6에 나타내었다.
The obtained reactant was analyzed by gas chromatography and the results are shown in FIG. 6.

<< 비교예Comparative example 4>  4>

초임계Supercritical HCFCHCFC -22상에서 On -22 NiNi /Of SiOSiO 22 -- AlAl 22 OO 33 를 이용한 Using 클로로디플루오로메탄(CHFChlorodifluoromethane (CHF 22 Cl)의Cl) 수첨탈염소반응Hydrodechlorination

고온고압반응기(10)내 도입되는 금속담지촉매가, 58 중량%의 Ni가 표면적이 250 m2/g인 SiO2-Al2O3에 담지되어 있는 촉매인 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 초임계 HCFC-22상에서의 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 수첨탈염소반응을 수행하여 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하였다.Example 1 except that the metal supported catalyst introduced into the high temperature high pressure reactor 10 is a catalyst in which 58 wt% of Ni is supported on SiO 2 -Al 2 O 3 having a surface area of 250 m 2 / g. In the same manner, hydrodechlorination of chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl) on supercritical HCFC-22 was carried out to obtain a reaction comprising difluoromethane.

상기 수득한 반응물은 기체크로마토그래피로 분석하여 그 결과를 도 7에 나타내었다.
The obtained reactant was analyzed by gas chromatography and the results are shown in FIG. 7.

<< 실험예Experimental Example 1> 1>

실시예Example 1 및  1 and 비교예Comparative example 1의  1 of 클로로플루오로메탄의Of chlorofluoromethane 전환율 및  Conversion rate and 디플루오로메탄의Difluoromethane 수율 비교 Yield comparison

본 발명에 따른 초임계 HCFC-22상에서의 클로로플루오로메탄의 수첨탈염소반응의 전환율 및 생성물의 수율을 상압기상일 때의 결과와 비교하기 위해, 실험조건이 하기 표 1와 같이 하여 상기 실시예 1 및 상기 비교예 1의 과정을 7 시간 연속으로 수행한 후 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 상기 7 시간 연속으로 수행한 클로로플루오로메탄의 수첨탈염소반응의 실험 결과는 하기와 같았다.In order to compare the conversion rate and the product yield of the hydrodechlorination reaction of chlorofluoromethane on the supercritical HCFC-22 according to the present invention with the results of the atmospheric pressure, the experimental conditions are as shown in Table 1 below. 1 and Comparative Example 1 was carried out for 7 hours continuously and the results are shown in FIGS. 3 and 4. Experimental results of hydrodechlorination of chlorofluoromethane carried out continuously for 7 hours were as follows.

실험변수Experimental variable 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 압력pressure 100 bar 100 bar 1 bar 1 bar 온도Temperature 400 ℃400 ° C 400 ℃400 ° C 촉매catalyst 5중량%의 Pd/activated carbon5 wt% Pd / activated carbon 5중량%의 Pd/activated carbon5 wt% Pd / activated carbon 클로로플루오로메탄의 유량Flow rate of chlorofluoromethane 150 ㎖/min150 ml / min 150 ㎖/min150 ml / min 수소 유량Hydrogen flow rate 750 ㎖/min750 ml / min 750 ㎖/min750 ml / min

도 3은 상기 실시예 1의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이고, 도 4는 상기 비교예 1의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Example 1, Figure 4 is a conversion rate of chlorodifluoromethane of Comparative Example 1 Graph showing the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane.

상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 실시예 1의 초임계 HCFC-22에서 5 중량%의 Pd/activated carbon을 이용하여 수첨탈염소화반응을 진행하였을 경우에는 HCFC-22의 전환율은 95%로 매우 높았고, HFC-32의 수율도 85%로 매우 높았다. 또한, 부반응 물질인 트리플루오로메탄(trifluoromethane, CHF3, HFCF-23)의 수율은 2% 미만으로 매우 낮았으며, 메탄의 수율 역시 10%로 매우 낮았다.3 and 4, in the case of hydrodechlorination using 5% by weight of Pd / activated carbon in the supercritical HCFC-22 of Example 1, the conversion rate of HCFC-22 is 95%. It was very high and the yield of HFC-32 was also very high (85%). In addition, the yield of the side reaction trifluoromethane (CHF 3 , HFCF-23) was very low, less than 2%, the yield of methane was also very low (10%).

상기 비교예 1에서, 기상 HCFC-22에서 동일한 촉매를 이용하여 동일한 반응 온도에서 수첨탈염소화 반응을 진행하였을 경우, HCFC-22의 전환율은 2 내지 3%로 매우 낮았고, HFC-32의 수율이 1 내지 2%로 매우 낮게 나타나서 기상에서의 수첨탈염소화반응은 거의 진행되지 않았다는 점을 확인할 수 있었다.In Comparative Example 1, when hydrodechlorination was carried out at the same reaction temperature using the same catalyst in gas phase HCFC-22, the conversion rate of HCFC-22 was very low (2 to 3%), and the yield of HFC-32 was 1 It was found to be very low (2% to 2%), so that the hydrodechlorination reaction in the gas phase was almost in progress.

상기 실험예1을 통해서 초임계 HCFC-22반응에서 HCFC-22의 전환율 및 HFC-32의 수율은 상압기상에서의 반응과 비교하였을 때 월등히 우수하다는 것을 알 수 있었다.
Experimental Example 1 shows that the conversion rate of HCFC-22 and the yield of HFC-32 in the supercritical HCFC-22 reaction are superior to the reaction in the atmospheric pressure.

<< 실험예Experimental Example 2> 2>

실시예Example 1 및  1 and 비교예Comparative example 2의  2 of 클로로플루오로메탄의Of chlorofluoromethane 전환율 및  Conversion rate and 디플루오로메탄의Difluoromethane 수율 비교 Yield comparison

초임계 HCFC-22상에서 촉매를 변화시키면서 클로로플루오로메탄(CHF2Cl, HCFC-22)의 전환율 및 디플루오로메탄(CH2F2, HFC-32)의 수율에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하기 표 2와 같은 실험조건에서 실시예 1 및 비교예 2를 연속으로 수첨탈염소화반응을 수행한 후 그 결과를 도 3 및 도 5에 나타내었다.To determine the effect of varying catalyst on supercritical HCFC-22, the conversion of chlorofluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22) and the yield of difluoromethane (CH 2 F 2 , HFC-32) After performing the hydrodechlorination of Example 1 and Comparative Example 2 continuously in the experimental conditions as shown in Table 2, the results are shown in Figures 3 and 5.

실험변수Experimental variable 실시예 1Example 1 비교예 2Comparative Example 2 압력pressure 100 bar 100 bar 100 bar 100 bar 온도Temperature 400 ℃400 ° C 400 ℃400 ° C 촉매catalyst 5중량%의 Pd/activated carbon5 wt% Pd / activated carbon 5중량%의 Pd/γ-Al2O3 5 wt% Pd / γ-Al 2 O 3 클로로플루오로메탄의 유량Flow rate of chlorofluoromethane 150 ㎖/min150 ml / min 150 ㎖/min150 ml / min 수소 유량Hydrogen flow rate 750 ㎖/min750 ml / min 750 ㎖/min750 ml / min

도 5는 비교예 2의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 2.

상기 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 비교예 2에서 5중량%의 Pd가 γ-Al2O3에 담지되어 있는 촉매를 이용하여, 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 수첨탈염소화반응을 진행하였을 경우의 HCFC-22의 전환율은, 100%로 매우 높게 나타났다. 하지만, 제조하고자 하는 HFC-32의 수율은 2% 미만으로 매우 낮았고, 반응 부산물인 메탄의 수율이 95%로 매우 높았다. 따라서, 5중량%의 Pd/γ-Al2O3를 이용할 경우에는 메탄이 주 생성물질로 형성되는 것을 알 수 있었다.
3 and 5, hydrodechlorination was carried out under the same conditions as in Example 1 using a catalyst in which 5% by weight of Pd was supported on γ-Al 2 O 3 in Comparative Example 2. The conversion rate of HCFC-22 was very high at 100%. However, the yield of HFC-32 to be prepared was very low, less than 2%, and the yield of reaction by-product methane was very high, 95%. Therefore, when using 5% by weight of Pd / γ-Al 2 O 3 It was found that methane is formed as the main product.

<< 실험예Experimental Example 3> 3>

실시예Example 1 및  1 and 비교예Comparative example 3의  3 of 클로로플루오로메탄의Of chlorofluoromethane 전환율 및  Conversion rate and 디플루오로메탄의Difluoromethane 수율 비교 Yield comparison

초임계 HCFC-22상에서 촉매를 변화시키면서 클로로플루오로메탄(CHF2Cl, HCFC-22)의 전환율 및 디플루오로메탄(CH2F2, HFC-32)의 수율에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험조건이 하기 표 3와 같은 실시예 1 및 비교예 2를 7 시간 연속으로 수행한 후 그 결과를 도3 및 도6에 나타내었다. 7 시간 연속으로 수행한 클로로플루오로메탄의 수첨탈염소반응의 실험 결과는 다음과 같았다.Experiment to determine the effect of conversion of chlorofluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22) and yield of difluoromethane (CH 2 F 2 , HFC-32) with varying catalyst on supercritical HCFC-22 Example 1 and Comparative Example 2 as shown in Table 3 after the conditions were performed for 7 hours in succession, the results are shown in Figures 3 and 6. Experimental results of hydrodechlorination of chlorofluoromethane carried out for 7 hours continuously were as follows.

실험변수Experimental variable 실시예 1Example 1 비교예 3Comparative Example 3 압력pressure 100 bar 100 bar 100 bar 100 bar 온도Temperature 400 ℃400 ° C 400 ℃400 ° C 촉매catalyst 5중량%의 Pd/activated carbon5 wt% Pd / activated carbon 20중량%의 Ni/activated carbon20 wt% Ni / activated carbon 클로로플루오로메탄의 유량Flow rate of chlorofluoromethane 150 ㎖/min150 ml / min 150 ㎖/min150 ml / min 수소 유량Hydrogen flow rate 750 ㎖/min750 ml / min 750 ㎖/min750 ml / min

도 6은 상기 비교예 3의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 3.

상기 도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 비교예 3에서 20중량%의 Ni이 activated carbon에 담지되어 있는 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 조건에서 수첨탈염소화반응을 진행하였을 경우, HCFC-22의 초기 전환율은 90%로 매우 높았고, HFC-32의 초기 수율은 약 30% 정도였다.Referring to FIGS. 3 and 6, in the case of performing hydrodechlorination under the same conditions as in Example 1 using a catalyst having 20 wt% of Ni supported on activated carbon in Comparative Example 3, HCFC-22 The initial conversion of was very high at 90%, and the initial yield of HFC-32 was about 30%.

하지만, 반응이 진행되어 감에 따라 Ni/activated carbon 촉매의 수첨탈염소화반응에 대한 활성이 약화되어 7 시간 반응 후에는, HCFC-22의 전환율이 15%로 감소하였고, HFC-32 수율도 10%로 감소하였다.However, as the reaction progressed, the activity of hydrodechlorination of the Ni / activated carbon catalyst was weakened. After 7 hours, the conversion rate of HCFC-22 was reduced to 15%, and the HFC-32 yield was 10%. Decreased.

이로써 상기 비교예 3에서 적용하는 20중량%의 Ni이 carbon에 담지된 촉매는, 5중량%가 Pd가 활성 탄소에 담지된 촉매에 비교하였을 때 동일한 반응 조건에서 HCFC-22의 전환율이 낮고, HFC-32의 수율도 낮다는 것을 확인하였다.
As a result, the catalyst having 20 wt% Ni supported on carbon applied in Comparative Example 3 had a low conversion rate of HCFC-22 under the same reaction conditions when 5 wt% compared to a catalyst supported on Pd activated carbon, and HFC It was confirmed that the yield of -32 was also low.

<< 실험예Experimental Example 4> 4>

실시예Example 1 및  1 and 비교예Comparative example 4의  4 of 클로로플루오로메탄의Of chlorofluoromethane 전환율 및  Conversion rate and 디플루오로메탄의Difluoromethane 수율 비교 Yield comparison

초임계 HCFC-22상에서 촉매를 변화시키면서 클로로플루오로메탄(CHF2Cl, HCFC-22)의 전환율 및 디플루오로메탄(CH2F2, HFC-32)의 수율에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험조건이 하기 표 4와 같은 실시예 1 및 비교예 4를 7 시간 연속으로 수행한 후 그 결과를 도 3 및 도 7에 나타내었다. 7 시간 연속으로 수행한 클로로플루오로메탄의 수첨탈염소반응의 실험 결과는 다음과 같았다.Experiment to determine the effect of conversion of chlorofluoromethane (CHF 2 Cl, HCFC-22) and yield of difluoromethane (CH 2 F 2 , HFC-32) with varying catalyst on supercritical HCFC-22 Example 1 and Comparative Example 4 as shown in Table 4 after the conditions were performed for 7 hours in succession, the results are shown in Figures 3 and 7. Experimental results of hydrodechlorination of chlorofluoromethane carried out for 7 hours continuously were as follows.

실험변수Experimental variable 실시예 1Example 1 비교예 4Comparative Example 4 압력pressure 100 bar 100 bar 100 bar 100 bar 온도Temperature 400 ℃400 ° C 400 ℃400 ° C 촉매catalyst 5중량%의 Pd/activated carbon5 wt% Pd / activated carbon 58중량%의 Ni/SiO2-Al2O3 58 wt% Ni / SiO 2 -Al 2 O 3 클로로플루오로메탄의 유량Flow rate of chlorofluoromethane 150 ㎖/min150 ml / min 150 ㎖/min150 ml / min 수소 유량Hydrogen flow rate 750 ㎖/min750 ml / min 750 ㎖/min750 ml / min

도 7은 상기 비교예 4의 클로로디플루오로메탄의 전환율 및 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 메탄의 수율을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the conversion of chlorodifluoromethane and the yield of difluoromethane, trifluoromethane, methane of Comparative Example 4.

상기 도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 비교예 3에서 58중량%의 Ni이 SiO2-Al2O3에 담지되어 있는 촉매를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 수첨탈염소화반응을 7시간 동안 진행하였을 경우, HCFC-22의 전환율은 40%를 유지하였으며, HFCF-32의 수율은 35-40% 사이였다.3 and 7, hydrodechlorination was carried out under the same conditions as in Example 1 using a catalyst in which 58 wt% of Ni was supported on SiO 2 -Al 2 O 3 in Comparative Example 3. When proceeded for a time, the conversion of HCFC-22 was maintained at 40%, the yield of HFCF-32 was between 35-40%.

하지만, 부반응 물질인 메탄의 수율이 20-25%로 매우 높게 나타나서, 상기 비교예 4에서 58중량%의 Ni이 SiO2-Al2O3에 담지된 촉매는 5중량%가 Pd가 활성 탄소에 담지된 촉매와 비교하였을 때 동일한 반응 조건에서 HCFC-22의 전환율이 낮고 HFC-32가 수율이 낮다는 것을 확인하였다.However, the yield of the side reaction material methane is very high (20-25%), so that in the Comparative Example 4, the catalyst in which 58% by weight of Ni is supported on SiO 2 -Al 2 O 3 is 5% by weight of Pd on activated carbon. Compared with the supported catalyst, it was confirmed that the conversion rate of HCFC-22 was low and the yield of HFC-32 was low under the same reaction conditions.

상기 결과에서 알 수 있듯이, Pd가 탄소계 담지체에 담지된 촉매를 사용하여 수첨탈염소화 반응으로 초임계 HCFC-22상에서 HCFC-22를 HFC-32로 전환하였을 때, 85% 이상 높은 수율로 HFC-32를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었고, 장시간 반응을 실시하여도 전환율 및 수율이 거의 감소하지 않는 것을 확인하였다.
As can be seen from the above results, when Pd converts HCFC-22 into HFC-32 on supercritical HCFC-22 by hydrodechlorination using a catalyst supported on a carbon-based support, HFC at a yield higher than 85% It was confirmed that -32 could be prepared, and it was confirmed that the conversion and yield hardly decreased even after long-term reaction.

<촉매의 활성도 평가><Evaluation of Activity of Catalyst>

도 8은, 활성화 전의 5 중량%의 Pd/activated carbon, 활성화 후의 5 중량%의 Pd/activated carbon, 상기 실시예 1에서 초임계 HCFC-22상에서 수첨탈염소화반응 후의 5 중량%의 Pd/activated carbon 및 상기 비교예 1에서 상압기상에서 수첨탈염소화반응 후의 5 중량%의 Pd/activated carbon 촉매의 XRD 분석 결과이다.FIG. 8 shows 5 wt% Pd / activated carbon before activation, 5 wt% Pd / activated carbon after activation, and 5 wt% Pd / activated carbon after hydrodechlorination on supercritical HCFC-22 in Example 1 And XRD analysis of 5 wt% Pd / activated carbon catalyst after hydrodechlorination on an atmospheric pressure in Comparative Example 1.

상기 도 8을 참조하면, 활성화 전 5 중량%의 Pd/activated carbon의 금속 Pd 원자들에 다량의 카바이드(PdCx)로 존재하는 것을 알 수 있다. 이러한 카바이드(PdCx)는 촉매 활성이 없어서, 반응 전 수소 분위기에서 환원하여 금속 Pd로 전환하는 것이 바람직하다. 상기 실시예 1에서 온도를 400 ℃, 압력을 100 bar로 높인 후 1 시간 동안 촉매를 환원시켜 촉매를 활성화 한 결과, 카바이드(PdCx)의 양이 절반 이하로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 8, it can be seen that a large amount of carbide (PdCx) is present in metal Pd atoms of 5% by weight of Pd / activated carbon before activation. Such carbide (PdCx) is not catalytically active, it is preferable to convert to a metal Pd by reducing in a hydrogen atmosphere before the reaction. As a result of activating the catalyst by reducing the catalyst for 1 hour after raising the temperature to 400 ° C. and the pressure to 100 bar in Example 1, it was confirmed that the amount of carbide (PdCx) was reduced to less than half.

한편, 상기 실시예 1에서 초임계 HCFC-22상에서 수첨탈염소화반응을 수행한 후의 XRD 분석 결과에서는 PdCx양이 증가하지 않는 반면에, 상기 비교예 1에서 상압기상에서 수첨탈염소화반응을 수행한 후의 XRD 분석 결과에서는 PdCx의 양이 약 50% 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는, 초임계 HCFC-22상에서 Pd 격자가 PdCx로 쉽게 피독되지 않기 때문에, 초임계 반응의 반응성이 기상 반응보다 훨씬 높게 유지될 수 있는 것으로 생각된다.On the other hand, the amount of PdCx does not increase in the XRD analysis result of performing hydrodechlorination on the supercritical HCFC-22 in Example 1, whereas the hydrogenation dechlorination on the atmospheric pressure in Comparative Example 1 is performed. XRD analysis showed that the amount of PdCx increased by about 50%. It is believed that this result is that since the Pd lattice on supercritical HCFC-22 is not easily poisoned with PdCx, the reactivity of the supercritical reaction can be maintained much higher than the gas phase reaction.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of right.

<도 1의 부호의 설명>
10: 고압반응기 11, 12: 고압저장용기
20: 혼합기 30: 전기히터
40, 41: 고압유량조절기 50, 51: 냉각기(열교환기)
60: 중화반응기 70: 감압밸브
80: 금속촉매
<도 2의 부호의 설명>
10: 상압반응기 11, 12: 고압저장용기
20: 전기히터 30, 31: 유량계
40: 냉각기(열교환기) 50: 중화반응기
60: 금속촉매
<Description of the code of FIG. 1>
10: high pressure reactor 11, 12: high pressure storage container
20: mixer 30: electric heater
40, 41: high pressure flow controller 50, 51: cooler (heat exchanger)
60: neutralization reactor 70: pressure reducing valve
80: metal catalyst
<Description of the code of FIG. 2>
10: atmospheric reactor 11, 12: high pressure storage container
20: electric heater 30, 31: flow meter
40: cooler (heat exchanger) 50: neutralization reactor
60: metal catalyst

Claims (9)

다공성 촉매담체에 Pd가 담지된 금속담지촉매가 포함된 반응기 내에서 산소를 제거하는 반응준비단계,
상기 반응기에 수소 및 액화된 클로로디플루오로메탄를 포함하는 혼합물을 주입하고, 상기 반응기 내의 압력이 50 내지 300 bar, 상기 반응기 내의 온도가 300 내지 500 ℃인 초임계유체상에서 수첨탈염소반응으로 디플루오로메탄을 포함하는 반응물을 수득하는 반응단계,
상기 반응물을 냉각하는 냉각단계, 그리고
상기 반응물에서 디플루오로메탄을 수거하는 수거단계
를 포함하는 디플루오로메탄의 제조방법.
A reaction preparation step of removing oxygen in a reactor including a metal supported catalyst having Pd supported thereon,
Injecting a mixture containing hydrogen and liquefied chlorodifluoromethane into the reactor, difluorinated by hydrodechlorination over a supercritical fluid having a pressure in the reactor of 50 to 300 bar, a temperature of 300 to 500 ℃ in the reactor A reaction step of obtaining a reactant including romethane,
A cooling step of cooling the reactant, and
Collection step of collecting difluoromethane from the reaction
Method for producing difluoromethane comprising a.
제1항에 있어서,
상기 반응준비단계와 상기 반응단계의 사이에 촉매활성화단계를 더 포함하고,
상기 촉매활성화단계는 상기 반응기에 수소를 주입하며, 상기 반응기 내의 압력는 50 내지 150 bar, 상기 반응기 내의 온도는 300 내지 500 ℃로 하여 촉매를 활성화하는 과정을 포함하는 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 1,
Further comprising a catalyst activation step between the reaction preparation step and the reaction step,
The catalyst activation step is to inject hydrogen into the reactor, the pressure in the reactor is 50 to 150 bar, the temperature in the reactor to 300 to 500 ℃ a method for producing a difluoromethane comprising the step of activating the catalyst. .
제1항에 있어서,
상기 금속담지촉매는 Pd의 담지량이 상기 금속담지촉매 전체를 기준으로 0.5 내지 20 중량%인 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 1,
The metal supported catalyst is a method for producing difluoromethane, wherein the amount of Pd supported is 0.5 to 20% by weight based on the entire metal supported catalyst.
제1항에 있어서,
상기 다공성 촉매담체는 카본계 담체인 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 1,
The porous catalyst carrier is a method for producing difluoromethane that is a carbon-based carrier.
제2항에 있어서,
상기 촉매활성화 단계에서 상기 반응기 내의 압력 및 온도는, 30분 내지 2시간 동안 유지하는 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 2,
In the catalyst activation step, the pressure and temperature in the reactor, it is maintained for 30 minutes to 2 hours.
제1항에 있어서,
상기 냉각단계와 상기 수거단계의 사이에, 상기 냉각단계에서 냉각된 반응물이 중화반응기를 통과하여 산성물질을 포함하는 반응부산물을 제거하는 산성물질제거단계를 더 포함하는 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 1,
Between the cooling step and the collection step, the reactant cooled in the cooling step further comprises an acidic material removing step of removing the reaction by-products containing acidic material through the neutralization reactor.
제1항에 있어서,
상기 반응단계에서 상기 혼합물은 상기 수소와 상기 액화 클로로디플루오로메탄을 10:1 내지 2:1의 몰비로 포함하는 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of preparing a difluoromethane in the reaction step comprises the hydrogen and the liquefied chlorodifluoromethane in a molar ratio of 10: 1 to 2: 1.
제1항에 있어서,
상기 냉각단계는 열교환기를 이용하여 물로 열을 교환하는 방식으로 수행되는 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method of claim 1,
The cooling step is a method of producing difluoromethane is carried out by exchanging heat with water using a heat exchanger.
제6항에 있어서,
상기 중화반응기는 수산화나트륨(NaOH)를 포함하는 것인 디플루오로메탄의 제조방법.
The method according to claim 6,
The neutralization reactor is a method for producing difluoromethane containing sodium hydroxide (NaOH).
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