KR102476557B1 - Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether - Google Patents
Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether Download PDFInfo
- Publication number
- KR102476557B1 KR102476557B1 KR1020200094087A KR20200094087A KR102476557B1 KR 102476557 B1 KR102476557 B1 KR 102476557B1 KR 1020200094087 A KR1020200094087 A KR 1020200094087A KR 20200094087 A KR20200094087 A KR 20200094087A KR 102476557 B1 KR102476557 B1 KR 102476557B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ether
- perfluorodialkyl
- formula
- producing
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/18—Preparation of ethers by reactions not forming ether-oxygen bonds
- C07C41/26—Preparation of ethers by reactions not forming ether-oxygen bonds by introduction of hydroxy or O-metal groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/34—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C41/40—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of physical state, e.g. by crystallisation
- C07C41/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of physical state, e.g. by crystallisation by distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/03—Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
- C07C43/04—Saturated ethers
- C07C43/12—Saturated ethers containing halogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
본 발명은 (A) 불화 금속의 존재 하에 외부로부터 연속적으로 공급되는 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하는 단계; 및 (B) 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하여서 외부로 연속적으로 배출하는 단계;를 포함하는 것인 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법, 및 불화 금속의 존재 하에 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하기 위한 반응부; 상기 반응부에 화학식 1로 표시되는 화합물을 공급하기 위한 반응물 공급부; 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 반응부의 상부로부터 배출하기 위한 배출부; 화학식 1로 표시되는 화합물을 상기 반응물 공급부를 통하여 상기 반응부로 연속적으로 공급하기 위한 제1 펌프; 및 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 배출부를 통하여 상기 반응부의 외부로 연속적으로 배출하기 위한 제2 펌프;를 포함하는 것인 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of (A) preparing a perfluorodialkyl ether from a compound represented by Formula 1 continuously supplied from the outside in the presence of a metal fluoride; and (B) separating the perfluorodialkyl ether and continuously discharging the perfluorodialkyl ether to the outside. a reaction unit for producing rhodialkyl ether; a reactant supply unit for supplying the compound represented by Chemical Formula 1 to the reaction unit; a discharge unit for discharging the perfluorodialkyl ether from an upper portion of the reaction unit; A first pump for continuously supplying the compound represented by Formula 1 to the reaction unit through the reactant supply unit; and a second pump for continuously discharging the perfluorodialkyl ether to the outside of the reaction unit through the discharge unit.
Description
본 발명은 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법 및 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing perfluorodialkyl ether and an apparatus for producing perfluorodialkyl ether.
육불화 유황가스(sulfur hexafluoride)라고 불리는 SF6 가스는 무색, 무취의 난연성 기체로서 독성이 적을 뿐만 아니라, 이동성이 낮은 무거운 이온들을 형성하는 자유전자와 결합하는 특성으로 인해 전자 사태(electron avalanches)의 전개를 매우 어렵게 하여 높은 절연 내압(공기의 약 3배), 높은 열적 차단 능력(공기의 약 10배) 및 높은 열전달 특성(공기의 약 2배)을 가짐으로써, 전기, 전자 산업, 경량 금속 산업, 반도체 산업 등에서 절연가스, 에칭가스, 용탕보호가스 등으로 폭넓게 사용되고 있다.SF 6 gas, called sulfur hexafluoride, is a colorless, odorless, flame retardant gas that is not only less toxic, but also has a property of combining with free electrons that form heavy ions with low mobility. It has a high dielectric strength (about 3 times that of air), high thermal barrier ability (about 10 times that of air) and high heat transfer characteristics (about 2 times that of air), making it very difficult to unfold, so it is suitable for use in the electrical, electronic industry and light metal industry. It is widely used as insulating gas, etching gas, and molten metal protection gas in the semiconductor industry.
이러한 SF6 가스는 비독성이고 급성 혹은 만성 생태 독성의 잠재력에 대해 보고된 적이 없으며, 물에 대한 용해도가 매우 낮아 표면수, 지하수 및 토양에 대한 위험도 없다. 특히 생물학적 축적이 발생하지 않기 때문에 SF6 가스는 생태계에 해롭지도 않으며, 발암물질 또는 돌연변이 유발물질로 간주되지도 않는다.This SF 6 gas is non-toxic, has never been reported for its potential for acute or chronic ecotoxicity, and has very low solubility in water, posing no risk to surface water, groundwater or soil. In particular, because bioaccumulation does not occur, SF 6 gas is neither harmful to the ecosystem nor considered a carcinogen or mutagen.
그러나 SF6 가스는 인체에 무해하나, CO2, HFCs, PFCs 등과 함께 지구 온난화를 추진시키는 가스로 알려졌으며, 지구온난화계수(GWP, Global Warming Potential)가 CO2의 23,900 배로 매우 높고 대기 중의 잔존기간이 3,200 년 수준으로 매우 길어서 SF6 가스를 대기 중에 배출하지 않고 재활용하는 것이 환경적으로 매우 중요해졌다.However, SF 6 gas is harmless to the human body, but is known as a gas that promotes global warming along with CO 2 , HFCs, and PFCs . This 3,200 year level is so long that recycling of SF 6 gas without emission into the atmosphere has become very environmentally important.
또한 최근에는 화학적으로 안정한 SF6 가스가 특정한 환경 하에서는 여러 가지 불화물 및/또는 황화물로 분해된다는 사실이 밝혀지면서, SF6 가스의 분해 생성물이 환경 및 인체에 미치는 영향에 대한 관심도 고조되고 있다.In addition, recently, as it has been found that chemically stable SF 6 gas is decomposed into various fluorides and/or sulfides under specific circumstances, interest in the effects of decomposition products of SF 6 gas on the environment and human body has also increased.
위와 같은 SF6 가스를 대체하기 위한 다양한 연구 개발이 진행되고 있으며, 다양한 방법 중에서도 SF6 가스를 대체할 수 있는 물질을 도입하기 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다.Various researches and developments are being conducted to replace the SF 6 gas as described above, and among various methods, research to introduce a material capable of replacing the SF 6 gas is continuously being conducted.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하고자, SF6 가스의 대체가스로서 퍼플루오로디알킬에테르를 제공하고자 한다. 특히 불화 금속 촉매의 존재 하에서 불소 함유 아실플루오라이드를 연속적으로 공급함으로써 퍼플루오로디알킬에테르를 연속적으로 제조할 수 있고, 이에 더해 높은 전환율 및 고순도의 퍼플루오로디알킬에테르를 얻고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide perfluorodialkyl ether as an alternative gas for SF 6 gas. In particular, perfluorodialkyl ether can be continuously produced by continuously supplying fluorine-containing acyl fluoride in the presence of a metal fluoride catalyst, and in addition, perfluorodialkyl ether with high conversion rate and high purity is obtained.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, (A) 불화 금속의 존재 하에 외부로부터 연속적으로 공급되는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하는 단계; 및 (B) 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하여서 외부로 연속적으로 배출하는 단계;를 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, (A) preparing a perfluorodialkyl ether from a compound represented by Formula 1 continuously supplied from the outside in the presence of a metal fluoride; and (B) separating the perfluorodialkyl ether and continuously discharging the perfluorodialkyl ether to the outside.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 3의 정수이다.In Formula 1, n is an integer from 1 to 3.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 불화 금속의 존재 하에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하기 위한 반응부; 상기 반응부에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 공급하기 위한 반응물 공급부; 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 반응부의 상부로부터 배출하기 위한 배출부; 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 상기 반응물 공급부를 통하여 상기 반응부로 연속적으로 공급하기 위한 제1 펌프; 및 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 배출부를 통하여 상기 반응부의 외부로 연속적으로 배출하기 위한 제2 펌프;를 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a reaction unit for preparing a perfluorodialkyl ether from the compound represented by the formula (1) in the presence of metal fluoride; a reactant supply unit for supplying the compound represented by Chemical Formula 1 to the reaction unit; a discharge unit for discharging the perfluorodialkyl ether from an upper portion of the reaction unit; a first pump for continuously supplying the compound represented by Chemical Formula 1 to the reaction unit through the reactant supply unit; and a second pump for continuously discharging the perfluorodialkyl ether to the outside of the reaction unit through the discharge unit.
본 발명은 퍼플루오로디알킬에테르를 제조함에 있어서 불화 금속의 존재 하에 화학식 1로 표시되는 불소 함유 아실플루오라이드를 연속적으로 공급함에 따라, 하나의 단일 반응기 내에서 높은 전환율 및 고순도로 퍼플루오로디알킬에테르를 연속적으로 제조할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, in the production of perfluorodialkyl ether, as the fluorine-containing acyl fluoride represented by Formula 1 is continuously supplied in the presence of metal fluoride, perfluorodialkyl ether is obtained with high conversion rate and high purity in one single reactor. There is an effect that can be produced continuously.
또한 제조된 퍼플루오로디알킬에테르는 SF6 가스의 대체가스로서 지구온난화의 문제가 없으며, 다양한 산업 분야에서 절연가스, 에칭가스, 또는 세정가스 등으로 제공될 수 있어서, 그 활용 가능성이 매우 높다.In addition, the manufactured perfluorodialkyl ether has no problem of global warming as an alternative gas to SF 6 gas, and can be provided as an insulating gas, etching gas, or cleaning gas in various industrial fields, so its utilization is very high.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도시이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도시이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 연속 반응기 내에서의 반응 메커니즘 및 생성물의 배출 과정을 개략적으로 나타낸 도시이다.
도 4는 본 발명의 실험예 4에 따라 실시예 1에서 제조된 퍼플루오로메틸에틸에테르의 가스 크로마토그래피 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실험예 4에 따라 실시예 1에서 제조된 퍼플루오로메틸에틸에테르의 19F-핵자기공명분석 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a diagram schematically illustrating an apparatus for producing a perfluorodialkyl ether according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating an apparatus for producing a perfluorodialkyl ether according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a reaction mechanism and a process of discharging products in a continuous reactor according to Example 1 of the present invention.
4 is a graph showing the gas chromatography results of perfluoromethylethyl ether prepared in Example 1 according to Experimental Example 4 of the present invention.
5 is a graph showing the results of 19 F-nuclear magnetic resonance analysis of perfluoromethylethyl ether prepared in Example 1 according to Experimental Example 4 of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법1. Method for producing perfluorodialkyl ether
본 발명은 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for preparing a perfluorodialkyl ether.
본 발명의 일 실시형태에 따른 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법은, (A) 불화 금속의 존재 하에 외부로부터 연속적으로 공급되는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하는 단계; 및 (B) 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하여서 외부로 연속적으로 배출하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.A method for preparing a perfluorodialkyl ether according to an embodiment of the present invention includes (A) preparing a perfluorodialkyl ether from a compound represented by Formula 1 continuously supplied from the outside in the presence of a metal fluoride; and (B) separating the perfluorodialkyl ether and continuously discharging it to the outside.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 3의 정수이다.In Formula 1, n is an integer from 1 to 3.
구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4로 표시되는 화합물 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the compound represented by Chemical Formula 1 may include at least one selected from compounds represented by Chemical Formulas 1-1 to 1-4 below.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
[화학식 1-4][Formula 1-4]
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.The compound represented by Formula 1 may include the compound represented by Formula 1-1.
상기 불화 금속은 퍼플루오로디알킬에테르의 제조에 사용될 수 있는 루이스 산에 해당되는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 오플루오린화 안티모니(SbF5), 삼플루오린화 알루미늄(AlF3), 삼플루오린화 코발트(CoF3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The metal fluoride is not particularly limited as long as it corresponds to a Lewis acid that can be used in the production of perfluorodialkyl ether, and for example, antimony fluoride (SbF 5 ), aluminum trifluoride (AlF 3 ), trifluoride It may include at least one selected from the group consisting of cobalt fluoride (CoF 3 ) and combinations thereof.
상기 단계 (A)에서, 상기 불화 금속 100 중량부에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 0.5 중량부/분 내지 5 중량부/분의 유량으로 외부로부터 연속적으로 공급시키는 것일 수 있고, 구체적으로는 상기 단계 (A)에서 상기 불화 금속 100 중량부에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 0.5 중량부/분 내지 4 중량부/분의 유량, 0.5 중량부/분 내지 3 중량부/분의 유량, 0.7 중량부/분 내지 2.5 중량부/분의 유량으로 외부로부터 연속적으로 공급시키는 것일 수 있다. 상기 불화 금속 100 중량에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 유량이 상기 범위를 만족하는 경우에 생성물인 퍼플루오로디알킬에테르의 전환율을 상당 수준으로 높일 수 있다.In the step (A), the compound represented by Formula 1 may be continuously supplied from the outside at a flow rate of 0.5 parts by weight / minute to 5 parts by weight / minute based on 100 parts by weight of the metal fluoride, specifically, In the step (A), the compound represented by Formula 1 was added at a flow rate of 0.5 parts by weight / min to 4 parts by weight / min, 0.5 parts by weight / min to 3 parts by weight / min, based on 100 parts by weight of the metal fluoride, It may be continuously supplied from the outside at a flow rate of 0.7 parts by weight/minute to 2.5 parts by weight/minute. When the flow rate of the compound represented by Chemical Formula 1 with respect to 100 weight of the metal fluoride satisfies the above range, the conversion rate of the product, perfluorodialkyl ether, can be significantly increased.
또한 상기 단계 (A)는 -15 ℃ 내지 10 ℃에서 수행되는 것일 수 있고, 구체적으로는 -12 ℃ 내지 8 ℃, -10 ℃ 내지 5 ℃, -8 ℃ 내지 5 ℃에서 수행되는 것일 수 있고, 더 구체적으로는 -5 ℃ 내지 5 ℃에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 단계 (A)의 온도가 상기 범위를 만족하는 경우에는 반응 시간이 단축됨과 동시에 퍼플루오로디알킬에테르의 전환율을 높일 수 있다. 상기 단계 (A)의 온도가 -15 ℃ 미만인 경우에는 반응 온도가 내려감에 따라 전환율이 감소될 수 있고, 10 ℃ 초과인 경우에는 전환율이 급격히 감소될 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 미반응의 상태로 남아있을 수 있다.In addition, the step (A) may be performed at -15 ° C to 10 ° C, specifically -12 ° C to 8 ° C, -10 ° C to 5 ° C, -8 ° C to 5 ° C, More specifically, it may be performed at -5 °C to 5 °C. When the temperature of the step (A) satisfies the above range, the reaction time may be shortened and the conversion rate of perfluorodialkyl ether may be increased. When the temperature of the step (A) is less than -15 ° C, the conversion rate may decrease as the reaction temperature decreases, and when the temperature exceeds 10 ° C, the conversion rate may decrease rapidly. may remain in a state of reaction.
상기 단계 (A) 및 단계 (B)의 내부 압력은 게이지 압력으로서 0.2 bar 이상으로 조절되는 것일 수 있고, 구체적으로는 0.4 bar 이상으로 조절되는 것일 수 있다. 상기 내부 압력이 게이지 압력으로 0.2 bar 미만인 경우에는 내부 압력이 감소됨에 따라 미반응의 화학식 1로 표시되는 화합물의 농도가 증가하여 전환율이 감소될 수 있다.The internal pressure of the steps (A) and (B) may be adjusted to 0.2 bar or more as a gauge pressure, and specifically, may be adjusted to 0.4 bar or more. When the internal pressure is less than 0.2 bar as a gauge pressure, the concentration of the unreacted compound represented by
상기 단계 (B)에서 상기 퍼플루오로디알킬에테르의 알킬은 탄소수 1 내지 3의 알킬기를 포함할 수 있다. 상기 퍼플루오로디알킬에테르의 두 개의 알킬은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다.In the step (B), the alkyl of the perfluorodialkyl ether may include an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The two alkyl groups of the perfluorodialkyl ether may be the same as or different from each other.
상기 단계 (B)에서 상기 퍼플루오로디알킬에테르는 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.In the step (B), the perfluorodialkyl ether may be represented by Formula 2 below.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, n은 1 내지 3의 정수이다.In Formula 2, n is an integer from 1 to 3.
구체적으로 상기 퍼플루오로디알킬에테르는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4로 표시되는 화합물 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the perfluorodialkyl ether may include at least one selected from compounds represented by Chemical Formulas 2-1 to 2-4 below.
[화학식 2-1][Formula 2-1]
[화학식 2-2][Formula 2-2]
[화학식 2-3][Formula 2-3]
[화학식 2-4][Formula 2-4]
바람직하게는 상기 퍼플루오로디알킬에테르는 상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.Preferably, the perfluorodialkyl ether may include a compound represented by Chemical Formula 2-1.
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법은, 상기 단계 (A)의 불화 금속 존재 하에 외부로부터 연속적으로 화학식 1로 표시되는 화합물을 공급하여 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하고, 생성된 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하여서 외부로 연속적으로 배출하는 단계를 포함하여 연속적으로 수행되는 것일 수 있다.In the method for producing perfluorodialkyl ether, perfluorodialkyl ether is prepared by continuously supplying the compound represented by
상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 연속적으로 공급될 때, 상기 불화 금속은 상기 단계 (B)에서 퍼플루오로디알킬에테르를 분리, 배출한 후에 남아 있는 여액일 수 있다.When the compound represented by Formula 1 is continuously supplied, the metal fluoride may be a filtrate remaining after separating and discharging perfluorodialkyl ether in step (B).
상기 단계 (B)는 기액 분리에 의해서 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하는 것일 수 있다.The step (B) may be to separate the perfluorodialkyl ether by gas-liquid separation.
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 불화 금속은 반응 조건에서 액상의 형태로 존재할 수 있다. 한편 상기 퍼플루오로디알킬에테르는 반응 조건에서 기상의 형태로 존재할 수 있기 때문에, 반응기 내에서 반응이 일어나서 퍼플루오로디알킬에테르가 생성될 때, 반응물인 액상과 생성물인 기상이 서로 분리가 일어나서 기액 분리에 의해 퍼플루오로디알킬에테르를 분리해 낼 수 있다.In the method for producing the perfluorodialkyl ether, the compound represented by Chemical Formula 1 and the metal fluoride may exist in a liquid state under reaction conditions. On the other hand, since the perfluorodialkyl ether can exist in a gaseous form under reaction conditions, when a reaction occurs in the reactor to produce perfluorodialkyl ether, the liquid phase as a reactant and the gaseous phase as a product are separated from each other, resulting in gas-liquid separation. By this, perfluorodialkyl ether can be separated.
상기 단계 (A)에서는 퍼플루오로디알킬에테르 외에 일산화탄소가 부산물로 발생할 수 있다. 따라서 상기 기액 분리에 의해 퍼플루오로디알킬에테르가 분리될 때 일산화탄소 기체도 퍼플루오로디알킬에테르와 함께 액상의 반응물로부터 기액 분리되어 분리될 수 있다.In the step (A), carbon monoxide may be generated as a by-product in addition to perfluorodialkyl ether. Therefore, when the perfluorodialkyl ether is separated by the gas-liquid separation, carbon monoxide gas can also be gas-liquid separated from the liquid phase reactant together with the perfluorodialkyl ether to be separated.
상기 단계 (A) 및 단계 (B)가 연속적으로 수행될 때, 반응기 내부에 남아있는 잔여 불화 금속을 포함하는 여액은, 별도의 처리 및 분리 없이 재사용할 수 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 외부로부터 연속적으로 공급하는 것만으로도 퍼플루오로디알킬에테르를 높은 전환율로 제조할 수 있어서, 추가적인 반응 장치의 도입 없이도 경제적으로 퍼플루오로디알킬에테르를 제조해 낼 수 있다.When the steps (A) and (B) are performed continuously, the filtrate containing the remaining metal fluoride remaining in the reactor can be reused without separate treatment and separation, thereby obtaining the compound represented by
또한 반응이 끝난 후에 반응기 내부에 남아있는 잔여 불화 금속은 별도로 분리하여 불화 금속 이외의 성분을 제거하는 공정을 거칠 수도 있으며, 분리된 불화 금속을 별도로 보관한 후에 다시 재사용할 수도 있다.In addition, after the reaction is over, the residual metal fluoride remaining in the reactor may be separately separated and subjected to a process of removing components other than the metal fluoride, or the separated metal fluoride may be stored separately and then reused.
상기 단계 (A) 및 단계 (B)를 포함하는 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법은 연속 공정으로 수행될 수 있고, 전술한 바와 같이 상기 불화 금속의 존재 하에 하나의 연속 반응기 내에서 단계 (A) 및 단계 (B)의 사이클이 연속하여 수행됨에 따라 퍼플루오로디알킬에테르를 제조할 수 있다.The method for preparing a perfluorodialkyl ether comprising steps (A) and (B) may be carried out as a continuous process, and as described above, step (A) in one continuous reactor in the presence of the metal fluoride And as the cycle of step (B) is performed continuously, perfluorodialkyl ether can be produced.
상기 단계 (B)에서 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하여 외부로 연속적으로 배출하는 단계는, 분리된 퍼플루오로디알킬에테르를 일산화탄소로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Separating the perfluorodialkyl ether and continuously discharging the separated perfluorodialkyl ether to the outside in the step (B) may further include separating the separated perfluorodialkyl ether from carbon monoxide.
기액 분리에 의해 기상의 퍼플루오로디알킬에테르와 일산화탄소가 액상의 반응물과 분리되어 동시에 배출되게 되며, 배출된 기체를 냉각하는 단계를 통해 퍼플루오로디알킬에테르를 일산화탄소로부터 분리해 낼 수 있다. 또한 상기 일산화탄소로부터 분리된 퍼플루오로디알킬에테르를 임시적으로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.Gas-liquid separation separates gaseous perfluorodialkyl ether and carbon monoxide from liquid reactants and discharges them simultaneously, and the perfluorodialkyl ether can be separated from carbon monoxide by cooling the discharged gas. In addition, a step of temporarily storing the perfluorodialkyl ether separated from the carbon monoxide may be included.
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법은, 상기 단계 (B)에서 분리된 퍼플루오로디알킬에테르를 증류하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for preparing the perfluorodialkyl ether may further include distilling the perfluorodialkyl ether separated in step (B).
상기 증류하는 단계는, 일산화탄소로부터 분리된 퍼플루오로디알킬에테르를 증류하는 단계를 포함할 수 있다.The distilling may include distilling the perfluorodialkyl ether separated from carbon monoxide.
상기와 같이 증류되어 얻어지는 퍼플루오로디알킬에테르는 고순도의 퍼플루오로디알킬에테르로 얻어지며, 별도의 저장부에 저장하는 단계를 거친 후에 사용 목적에 따라 이용할 수 있다.The perfluorodialkyl ether obtained by distillation as described above is obtained as a high-purity perfluorodialkyl ether, and can be used according to the purpose of use after going through a step of storing in a separate storage unit.
2. 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치2. Apparatus for producing perfluorodialkyl ether
본 발명은 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치를 제공한다.The present invention provides an apparatus for producing perfluorodialkyl ether.
본 발명의 일 실시형태에 따른 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 불화 금속의 존재 하에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 제조하기 위한 반응부(110); 상기 반응부(110)에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 공급하기 위한 반응물 공급부(120); 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 반응부(110)의 상부로부터 배출하기 위한 배출부(130); 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 상기 반응물 공급부(120)를 통하여 상기 반응부(110)로 연속적으로 공급하기 위한 제1 펌프(140); 및 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 배출부(130)를 통하여 상기 반응부(110)의 외부로 연속적으로 배출하기 위한 제2 펌프(150);를 포함하는 것일 수 있다.An apparatus for producing a perfluorodialkyl ether according to an embodiment of the present invention includes a
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 3의 정수이다.In
상기 반응부(110)는 상기 불화 금속과 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 반응하는 반응기를 포함하는 것일 수 있고, 상기 반응부(110)는 연속 반응부를 포함할 수 있고, 연속 반응부이기만 하면 이에 한정되는 것은 아니고 통상적으로 사용되는 튜브형 반응기를 포함할 수 있다.The
상기 반응부(110)는 교반부를 더 포함할 수 있고, 상기 교반부는 교반 모터, 교반봉, 교반기 등을 더 포함할 수 있다. 상기 교반부는 통상적으로 사용되는 교반 장치를 이용할 수 있다.The
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 상기 반응부(110)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부(200)를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 온도 조절부(200)를 통해 상기 반응기(110)의 온도를 -15 ℃ 내지 10 ℃로 유지할 수 있다. 상기 반응부(110)의 온도를 상기 범위로 유지하는 경우에는 반응 시간이 단축됨과 동시에 퍼플루오로디알킬에테르의 전환율을 높일 수 있다.The apparatus for producing perfluorodialkyl ether may further include a
상기 온도 조절부(200)는 항온 자켓을 포함하는 것일 수 있다. 상기 항온 자켓은 상기 반응부(110)의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 부재로서, 항온수 공급부 및/또는 항온수 배출부를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 반응물 공급부(120)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 상기 반응부(110)에 투입하기 위한 부재이다. 상기 반응물 공급부(120)를 통해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 반응부(110)에 투입될 때, 일정한 유량으로 연속적으로 공급하기 위하여 제1 펌프(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 펌프(140)는 상기 반응물 공급부(120)와 유기적으로 연결되어서 상기 반응물 공급부(120)로부터 화학식 1로 표시되는 화합물을 일정한 유량으로 반응부(110)로 공급할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 펌프(140)는, 상기 불화 금속 100 중량부에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 0.5 중량부/분 내지 5 중량부/분의 유량으로 외부로부터 연속적으로 공급시키기 위해 조절될 수 있고, 구체적으로는 상기 불화 금속 100 중량부에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 0.5 중량부/분 내지 4 중량부/분의 유량, 0.5 중량부/분 내지 3 중량부/분의 유량, 0.7 중량부/분 내지 2.5 중량부/분의 유량으로 외부로부터 연속적으로 공급시키기 위해 조절될 수 있다. 상기 불화 금속 100 중량에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 유량이 상기 범위를 만족하는 경우에 생성물인 퍼플루오로디알킬에테르의 전환율을 상당 수준으로 높일 수 있다.The
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는 상기 반응부(110)에 상기 불화 금속을 투입하기 위한 불화 금속 공급부(160)를 더 포함하는 것일 수 있다.The apparatus for producing perfluorodialkyl ether may further include a metal
상기 배출부(130)는 상기 반응부(110)에서 생성되는 퍼플루오로디알킬에테르를 외부로 배출하기 위한 것으로서, 상기 배출부(130)는 상기 반응부(110)의 상부에 연결되어서 상기 반응부(110)의 상부로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 외부로 연속적으로 배출하기 위해 제2 펌프(150)를 더 포함할 수 있다.The
상기 반응부(110)에서 퍼플루오로디알킬에테르가 생성될 때 퍼플루오로디알킬에테르 외에 일산화탄소가 부산물로 생성되어, 상기 반응부(110) 내에는 반응물과 함께 기상의 퍼플루오로디알킬에테르 및 일산화탄소 기체가 존재하고 있다. 이 때 상기 일산화탄소 기체도 상기 제2 펌프(150)를 통해 상기 배출부(130)를 통해서 상기 반응부(110)의 외부로 연속적으로 배출될 수 있다.When perfluorodialkyl ether is generated in the
상기 반응부(110)에서 생성되는 퍼플루오로디알킬에테르를 외부로 연속적으로 배출하고, 상기 반응부(110)로 화학식 1로 표시되는 화합물을 연속적으로 공급함으로써, 상기 반응부(110)에서는 불화 금속의 존재 하에 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 퍼플루오로디알킬에테르를 연속적으로 제조할 수 있다.By continuously discharging the perfluorodialkyl ether generated in the
이 때 상기 퍼플루오로디알킬에테르는 반응 조건 하에서 기상의 상태로 존재하여 상기 반응부(110) 내부에서 반응물과 생성물이 기액 분리에 의해 분리될 수 있으며, 이에 따라 상기 배출부(130)는 구체적으로 상기 반응부(110) 내에 수용된 액상의 화학식 1의 화합물 및 불화 금속이 존재하는 액면 보다 상부에 위치하여 반응부(110)에 연결되어 있는 것일 수 있다.At this time, the perfluorodialkyl ether exists in a gaseous state under the reaction conditions, so that reactants and products can be separated by gas-liquid separation inside the
또한 상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 상기 반응부(110)의 압력을 측정 및/또는 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 압력 조절부를 통하여 상기 반응부(110) 내부의 압력을 게이지 압력으로서 0.2 bar 이상으로 조절하는 것일 수 있고, 구체적으로는 0.4 bar 이상으로 조절할 수 있다. 특히 상기 반응부(110) 내부의 압력이 게이지 압력으로 0.2 bar 미만인 경우에는 내부 압력이 감소됨에 따라 미반응의 화학식 1로 표시되는 화합물의 농도가 증가하여 전환율이 감소될 수 있다.In addition, the apparatus for producing perfluorodialkyl ether may further include a pressure control unit for measuring and/or adjusting the pressure of the
또한 반응이 끝난 후에 반응기 내부에 남아있는 잔여 불화 금속은 반응부(110)로부터 분리하여 불화 금속 이외의 성분을 제거하는 공정을 거칠 수도 있으며, 분리된 불화 금속을 별도로 보관한 후에 다시 재사용할 수도 있다.In addition, after the reaction, the remaining metal fluoride remaining inside the reactor may be separated from the
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 상기 배출부(130)를 통해 분리된 퍼플루오로디알킬에테르를 일산화탄소로부터 분리하기 위한 냉각부(220)를 더 포함할 수 있다. 상기 반응부(110)에서 기액 분리에 의해 기상의 퍼플루오로디알킬에테르와 일산화탄소는 액상의 반응물과 분리되어 동시에 배출부(130)를 통해 배출되어 냉각부(220)로 공급되게 되며, 냉각부(220)에서는 배출된 기체를 냉각하는 단계를 통해 퍼플루오로디알킬에테르를 냉각시키고 일산화탄소는 기체로 분리해 낼 수 있다. 상기 냉각부(220)는 기체를 냉각하기 위한 부재이면 제한없이 이용될 수 있다.The apparatus for producing perfluorodialkyl ether may further include a
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 상기 냉각부(220)에서 분리된 퍼플루오로디알킬에테르를 임시적으로 저장하기 위한 제1 저장부(221)를 포함할 수 있다. The apparatus for producing perfluorodialkyl ether may include a
상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 상기 냉각부(220)에서 분리된 퍼플루오로디알킬에테르 또는 상기 제1 저장부(221)에 저장된 퍼플루오로디알킬에테르를 증류하여 고순도의 퍼플루오로디알킬에테르를 얻기 위한 증류부(230)를 더 포함할 수 있다. 상기 증류부(230)는 액체를 기체로 증류시켜 분리해 내기 위한 부재이면 제한없이 이용될 수 있다.The perfluorodialkyl ether manufacturing apparatus distills the perfluorodialkyl ether separated in the
또한, 상기 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치는, 상기 증류부(230)를 통해 얻어진 고순도의 퍼플루오로디알킬에테르를 저장하기 위한 제2 저장부(240)를 더 포함할 수도 있다. 상기와 같이 제2 저장부(240)에 저장된 퍼플루오로디알킬에테르를 사용 목적에 따라 이용할 수 있다.In addition, the apparatus for producing perfluorodialkyl ether may further include a
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
<실시예 1><Example 1>
1) 항온 자켓이 부착된 0.7 L 튜브형 반응기에 1,200 g (5.537 moles)의 무수 오플루오린화 안티모니 (Antimony pentafluoride, SbF5)를 넣고 승온 순환장치를 사용하여 반응기 내부 온도를 약 0 ℃로 유지시킨 후, 다중 터빈이 부착된 교반봉을 기계식 교반기를 사용하여 약 200 rpm의 속도로 교반하였다.1) 1,200 g (5.537 moles) of anhydrous antimony pentafluoride (SbF 5 ) was added to a 0.7 L tubular reactor with a constant temperature jacket, and the internal temperature of the reactor was maintained at about 0 ° C using a heating circulator. Then, the multi-turbine-attached stirring bar was stirred at a speed of about 200 rpm using a mechanical stirrer.
2) 단계 1)의 반응기에 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드 (2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride, CF3OCF(CF3)C(=O)F)를 정량 펌프를 사용하여 약 25.0 g/분 (0.108 moles/분)의 유량으로 투입하였다. 반응을 통해 생성된 퍼플루오로메틸에틸에테르 및 일산화탄소는 반응기 내부 압력(게이지 압력) 0.4 bar를 유지하면서 배출부를 통해 연속적으로 배출하였다.2) 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride (CF 3 OCF) was added to the reactor of step 1) (CF 3 )C(=O)F) was introduced at a flow rate of about 25.0 g/min (0.108 moles/min) using a metering pump. Perfluoromethylethyl ether and carbon monoxide generated through the reaction were continuously discharged through the outlet while maintaining the reactor internal pressure (gauge pressure) of 0.4 bar.
3) 단계 2)에서 배출된 퍼플루오로메틸에틸에테르 (CF3OCF2CF3) 및 일산화탄소 (CO)를 -50 ℃로 유지된 냉각기를 사용하여 일산화탄소가 분리된 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제1 저장고에 저장하였다.3) Perfluoromethylethyl ether (CF 3 OCF 2 CF 3 ) and carbon monoxide (CO) discharged in step 2) are removed by using a cooler maintained at -50 ° C to obtain perfluoromethylethyl ether from which carbon monoxide is separated. 1 Stored in storage.
4) 단계 3)의 제1 저장고에 있는 퍼플루오로메틸에틸에테르를 공급 펌프를 통해 증류탑으로 보내어 고순도 증류과정을 거친 후, 얻어진 고순도의 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제2 저장고에 저장하였다.4) The perfluoromethylethyl ether in the first reservoir of step 3) was sent to the distillation column through the feed pump and subjected to a high-purity distillation process, and the obtained high-purity perfluoromethylethyl ether was stored in the second reservoir.
<실시예 2><Example 2>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 8.7 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 8.7 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 3><Example 3>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 10.4 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 10.4 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 12.5 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 12.5 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 5><Example 5>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 30.0 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 30.0 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 6><Example 6>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 37.5 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 37.5 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 7><Example 7>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 50.0 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 50.0 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 8><Example 8>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 62.5 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 62.5 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 9><Example 9>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 75.0 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 75.0 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 10><Example 10>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 87.5 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 87.5 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 11><Example 11>
상기 실시예 1에서, 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량을 약 100.0 g/분으로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the input flow rate of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was changed to about 100.0 g / min. Perfluoromethylethyl ether was prepared by carrying out the method.
<실시예 12><Example 12>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 -12 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about -12 °C.
<실시예 13><Example 13>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 -8 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about -8 °C.
<실시예 14><Example 14>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 -5 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about -5 °C.
<실시예 15><Example 15>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 5 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about 5 °C.
<실시예 16><Example 16>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 8 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about 8 °C.
<실시예 17><Example 17>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 10 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about 10 °C.
<실시예 18><Example 18>
상기 실시예 1에서, 반응온도를 약 15 ℃로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed to about 15 °C.
<실시예 19><Example 19>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부 압력을 약 0 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0 bar.
<실시예 20><Example 20>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부 압력을 약 0.1 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0.1 bar.
<실시예 21><Example 21>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부 압력을 약 0.2 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0.2 bar.
<실시예 22><Example 22>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부압력을 약 0.3 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0.3 bar.
<실시예 23><Example 23>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부 압력을 약 0.5 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0.5 bar.
<실시예 24><Example 24>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부 압력을 약 0.6 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0.6 bar.
<실시예 25><Example 25>
상기 실시예 1에서, 반응기 내부 압력을 약 0.8 bar로 달리하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 퍼플루오로메틸에틸에테르를 제조하였다.In Example 1, perfluoromethylethyl ether was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pressure inside the reactor was changed to about 0.8 bar.
<실험예 1> 유량에 따른 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율<Experimental Example 1> Conversion rate of perfluoromethylethyl ether according to flow rate
실시예 1 내지 실시예 11에 의해 합성된 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율을 가스크로마토그래피(GC) 정량분석을 통해 확인했으며, 하기 표 1에 나타내었다.Conversion rates of perfluoromethylethyl ether synthesized in Examples 1 to 11 were confirmed through quantitative gas chromatography (GC) analysis, and are shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 반응기에 투입되어 있는 오플루오린화 안티모니 중량(g) 대비 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량(g/분)이 감소할수록 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율은 증가하는 경향성을 나타내었다. 특히, 오플루오린화 안티모니 중량(g) 대비 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 투입 유량(g/분)이 약 0.0208 중량비 이하에서는 약 94.9% 이상의 높은 전환율 및 일정한 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the input flow rate (g) of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxypropionyl fluoride compared to the weight (g) of antimony fluoride introduced into the reactor /min) decreased, the conversion rate of perfluoromethylethyl ether showed a tendency to increase. In particular, the input flow rate (g/min) of 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxypropionyl fluoride relative to the weight (g) of antimony pentafluoride is about 94.9 at a weight ratio of about 0.0208 or less. It was confirmed that a high conversion rate of % or more and a constant value were exhibited.
<실험예 2> 반응 온도에 따른 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율<Experimental Example 2> Conversion rate of perfluoromethyl ethyl ether according to reaction temperature
실시예 1 및 실시예 12 내지 18에 의해 제조된 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율을 실험예 1과 동일한 분석 방법을 통해 확인했으며, 하기 표 2에 나타내었다.The conversion rate of perfluoromethylethyl ether prepared in Examples 1 and 12 to 18 was confirmed through the same analysis method as in Experimental Example 1, and is shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 반응기 내부 온도가 -15 ℃ 내지 10 ℃인 경우에는 약 83% 이상의 전환율을 나타내었다. 반응기 내부 온도가 -12 ℃ 내지 8 ℃인 경우에는 약 90% 이상의 전환율을 나타내었다. 또한 반응기 내부 온도가 -8 ℃ 내지 5 ℃인 경우에는 약 94% 이상의 전환율을 나타내었다. 특히, 반응 온도 15 ℃에서는 27.9%의 미반응 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드가 확인되었다.As shown in Table 2, when the internal temperature of the reactor was -15 ° C to 10 ° C, a conversion rate of about 83% or more was exhibited. When the temperature inside the reactor was -12 °C to 8 °C, a conversion rate of about 90% or more was exhibited. In addition, when the internal temperature of the reactor was -8 ° C to 5 ° C, a conversion rate of about 94% or more was exhibited. In particular, at a reaction temperature of 15 DEG C, 27.9% of unreacted 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethoxy propionyl fluoride was confirmed.
<실험예 3> 반응기 내부 압력에 따른 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율<Experimental Example 3> Conversion rate of perfluoromethylethyl ether according to the pressure inside the reactor
실시예 1, 실시에 19 내지 25에 의해 제조된 퍼플루오로메틸에틸에테르의 전환율을 실험예 1과 동일한 분석 방법을 통해 확인했으며, 하기 표 3에 나타내었다.The conversion rate of perfluoromethylethyl ether prepared in Example 1 and Examples 19 to 25 was confirmed through the same analysis method as in Experimental Example 1, and is shown in Table 3 below.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 반응기 내부 압력이 0.2 bar 이상에서는 91% 이상의 높은 전환율을 나타내었다. As shown in Table 3, a high conversion rate of 91% or more was exhibited when the pressure inside the reactor was 0.2 bar or more.
반응기 내부 압력이 0.4 bar 이상에서는 94% 이상의 높은 전환율을 나타내었다. 반면 반응기 내부 압력이 0.2 bar 미만인 경우에는 내부 압력이 감소함에 따라 미반응 2,3,3,3-테트라플루오로-2-트리플루오로메톡시 프로피오닐 플루오라이드의 농도가 증가하였고, 반응기 내부 압력 0 bar에서는 약 87.8%로 상대적으로 낮은 전환율을 나타내었다.When the pressure inside the reactor was 0.4 bar or more, a high conversion rate of 94% or more was exhibited. On the other hand, when the internal pressure of the reactor was less than 0.2 bar, the concentration of
<실험예 4> 퍼플루오로메틸에틸에테르의 순도<Experimental Example 4> Purity of perfluoromethylethyl ether
실시예 1 내지 실시예 3에서 합성된 퍼플루오로메틸에틸에테르를 증류과정을 거쳐 확인된 순도를 표 4에 나타내었다.Table 4 shows the purity of perfluoromethylethyl ether synthesized in Examples 1 to 3 through distillation.
110: 반응부
120: 반응물 공급부
130: 배출부
140: 제1 펌프
150: 제2 펌프
200: 온도 조절부
210: 교반부
220: 냉각부
221: 제1 저장부
230: 증류부
240: 제2 저장부110: reaction unit
120: reactant supply unit
130: discharge unit
140: first pump
150: second pump
200: temperature controller
210: stirring unit
220: cooling unit
221: first storage unit
230: distillation unit
240: second storage unit
Claims (12)
(B) 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하여서 외부로 연속적으로 배출하는 단계;
를 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 3의 정수이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, n은 1 내지 3의 정수이다(A) preparing a perfluorodialkyl ether represented by the following Chemical Formula 2 from a compound represented by the following Chemical Formula 1 continuously supplied from the outside in the presence of a metal fluoride as a Lewis acid; and
(B) separating the perfluorodialkyl ether and continuously discharging it to the outside;
A method for producing a perfluorodialkyl ether comprising:
[Formula 1]
In Formula 1, n is an integer from 1 to 3.
[Formula 2]
In Formula 2, n is an integer from 1 to 3
상기 단계 (B)는 기액 분리에 의해서 상기 퍼플루오로디알킬에테르를 분리하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein step (B) is to separate the perfluorodialkyl ether by gas-liquid separation.
상기 불화 금속은 오플루오린화 안티모니, 삼플루오린화 알루미늄, 삼플루오린화 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법.The method of claim 1,
The method of producing a perfluorodialkyl ether, wherein the metal fluoride includes at least one selected from the group consisting of antimony fluoride, aluminum trifluoride, cobalt trifluoride, and combinations thereof.
상기 단계 (A)에서 상기 불화 금속 100 중량부에 대해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 0.5 중량부/분 내지 5 중량부/분의 유량으로 외부로부터 연속적으로 공급시키는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법.The method of claim 1,
In the step (A), the compound represented by Formula 1 is continuously supplied from the outside at a flow rate of 0.5 parts by weight / min to 5 parts by weight / min based on 100 parts by weight of the metal fluoride, perfluorodialkyl ether manufacturing method.
상기 단계 (A)는 -15 ℃ 내지 10 ℃에서 수행되는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법.The method of claim 1,
The step (A) is carried out at -15 ℃ to 10 ℃, a method for producing a perfluorodialkyl ether.
상기 단계 (A) 및 단계 (B)는 내부 압력이 게이지 압력으로서 0.2 bar 이상으로 조절되는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 방법.The method of claim 1,
Steps (A) and (B) are methods for producing perfluorodialkyl ethers in which the internal pressure is adjusted to 0.2 bar or more as a gauge pressure.
상기 반응부에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 공급하기 위한 반응물 공급부;
상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 반응부의 상부로부터 배출하기 위한 배출부;
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 상기 반응물 공급부를 통하여 상기 반응부로 연속적으로 공급하기 위한 제1 펌프; 및
상기 퍼플루오로디알킬에테르를 상기 배출부를 통하여 상기 반응부의 외부로 연속적으로 배출하기 위한 제2 펌프;
를 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 3의 정수이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, n은 1 내지 3의 정수이다a reaction unit for producing a perfluorodialkyl ether represented by the following Chemical Formula 2 from a compound represented by the following Chemical Formula 1 in the presence of a metal fluoride as a Lewis acid;
a reactant supply unit for supplying the compound represented by Chemical Formula 1 to the reaction unit;
a discharge unit for discharging the perfluorodialkyl ether from an upper portion of the reaction unit;
a first pump for continuously supplying the compound represented by Chemical Formula 1 to the reaction unit through the reactant supply unit; and
a second pump for continuously discharging the perfluorodialkyl ether to the outside of the reaction unit through the discharge unit;
Apparatus for producing a perfluorodialkyl ether comprising:
[Formula 1]
In Formula 1, n is an integer from 1 to 3.
[Formula 2]
In Formula 2, n is an integer from 1 to 3
상기 반응부에 상기 불화 금속을 투입하기 위한 불화 금속 공급부를 더 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치.The method of claim 8,
Further comprising a metal fluoride supply unit for injecting the metal fluoride into the reaction unit, the apparatus for producing a perfluorodialkyl ether.
상기 반응부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 더 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치.The method of claim 8,
The apparatus for producing a perfluorodialkyl ether further comprising a temperature control unit for controlling the temperature of the reaction unit.
상기 온도 조절부는 항온 자켓을 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치.The method of claim 10,
The apparatus for producing a perfluorodialkyl ether, wherein the temperature controller includes a constant temperature jacket.
상기 반응부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절부를 더 포함하는 것인, 퍼플루오로디알킬에테르의 제조 장치.The method of claim 8,
The apparatus for producing a perfluorodialkyl ether further comprising a pressure control unit for adjusting the pressure of the reaction unit.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200094087A KR102476557B1 (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether |
PCT/KR2021/009664 WO2022025575A1 (en) | 2020-07-28 | 2021-07-26 | Method for preparing perfluorodialkyl ether and apparatus for preparing perfluorodialkyl ether |
US18/018,395 US20230278944A1 (en) | 2020-07-28 | 2021-07-26 | Method for preparing perfluorodialkyl ether and apparatus for preparing perfluorodialkyl ether |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200094087A KR102476557B1 (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220014247A KR20220014247A (en) | 2022-02-04 |
KR102476557B1 true KR102476557B1 (en) | 2022-12-13 |
Family
ID=80268209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200094087A KR102476557B1 (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102476557B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160185719A1 (en) | 2013-08-01 | 2016-06-30 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Fluorinated compounds containing a -osf5 group and process for their preparation |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5076269B2 (en) * | 2000-07-11 | 2012-11-21 | 旭硝子株式会社 | Method for producing fluorine-containing compound |
PL1951838T3 (en) * | 2005-11-01 | 2013-12-31 | Du Pont | Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof |
-
2020
- 2020-07-28 KR KR1020200094087A patent/KR102476557B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160185719A1 (en) | 2013-08-01 | 2016-06-30 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Fluorinated compounds containing a -osf5 group and process for their preparation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Journal of Fluorine Chemisty, 1994, Vol.66, pp.193-202. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20220014247A (en) | 2022-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101652539B1 (en) | Process for the manufacture of alkenones | |
KR100386824B1 (en) | Process for preparing hydrogen-terminated polyoxyperfluoroalkanes | |
EP2451765B1 (en) | Process for the manufacture of halogenated precursors of alkenones under specific conditions | |
KR101805932B1 (en) | Process for the manufacture of halogenated precursors of alkenones in the presence of a solvent | |
JP3056310B2 (en) | Synthesis of fluorinated ethers | |
JPH0657679B2 (en) | Method for producing fluorooxyhalo compound | |
JPWO2007066723A1 (en) | Method for producing polyglyceryl ether derivative | |
KR20050085397A (en) | Continuous method for preparing ethyl lactate | |
JPH05506065A (en) | Method for preparing perfluoropolyether | |
KR102476557B1 (en) | Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether | |
JP2006342059A (en) | Manufacturing method of chlorofluorobutane | |
EP2484662A1 (en) | Method for producing perfluorosulfonic acid having ether structure and derivative thereof, and surfactant containing fluorine-containing ether sulfonic acid compound and derivative thereof | |
KR102476556B1 (en) | Method for Preparing Perfluorodialkylether and Apparatus for Preparing Perfluorodialkylether | |
KR100910148B1 (en) | Method for producing fluorine-containing alkyl ether | |
Kitagawa et al. | Atom-transfer reaction of difluoroiodoacetate. | |
JP4722327B2 (en) | Method for producing acetylenic diol compound | |
CA1083587A (en) | Process for preparing perfluorinated ethers | |
US5278342A (en) | Vapor phase chlorination of difluoromethyl methyl ether | |
US20230278944A1 (en) | Method for preparing perfluorodialkyl ether and apparatus for preparing perfluorodialkyl ether | |
JP4414148B2 (en) | Liquid-liquid extraction method for polar organic substances | |
JP6807695B2 (en) | Method for producing 2-methoxyethyl vinyl ether | |
Chen et al. | Reaction of phosphorus pentachloride with perhalo carbonyl-containing compounds | |
KR102567382B1 (en) | Process for producing octafluorocyclopentene | |
US20030114613A1 (en) | Methods for providing low-molecular radicals, radical-carrying molecules, a polymerization catalyst containing them and processes for polymerization and polymers produced thereby | |
Frohn et al. | Preparation of polyfluorinated cycloalk-1-enyl-, alk-1-enyl-, and alkyliodine tetrafluorides using XeF2 in the presence of appropriate Lewis acids as fluorooxidant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |