KR20010082911A

KR20010082911A - 퍼플르오로에탄의 제조방법

Info

Publication number: KR20010082911A
Application number: KR1020000008470A
Authority: KR
Inventors: 나두찬; 조욱재; 류재국; 김성준
Original assignee: 박대치; 울산화학주식회사
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-31
Also published as: KR100353491B1

Abstract

본 발명은 피플르오로 에탄의 제조방법에 있어서, 반응기 내에서 이불화 코발트(CoF₂)를 불소가스와 접촉반응시켜 삼불화 코발트(CoF₃)로 활성화시킨 후, 반응기내에 잔존하는 미반응 불소가스를 황(S)과 접촉 반응시켜 육불화 황(SF₆)로 전환시키고 이 육불화 황을 제거하여 미반응 불소가스가 제거된 상기 반응내에서 불화에탄(C₂F_xH_y여기에서 x1, y5, x+y=6이다)을 삼불화 코발트와 300~350℃에서 접촉반응시켜 퍼플르오로에탄을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은 아세틸렌과 같은 분자내에 3중 결합을 갖고 있는 화합물에 비하여 안정성이 크고 장치부식 등의 위험이 낮은 원료를 출발물질로 하면서 CF₄의 생성도 최대한 억제시켜 줄수 있고, 순도 저하의 원인이 되는 불활성 가스를 사용하지 않아도 되므로 높은 전환율과 고순도로 C₂F₆를 제조할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

퍼플르오로에탄의 제조방법{Manufacturing method for perfluoroethane}

본 발명은 퍼플르오로에탄(perfluoro ethane)의 제조방법에 관한 것이다.

구체적으로는 에탄계 수소화 불화탄소(hydro fluoro carbon) 화합물을 삼불화코발트(CoF₃)로 불소화하여 고순도의 퍼플루오로 에탄을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 퍼플루오로 에탄은 육불화에탄(Hexafluoroethane, C₂F₆)을 말하며 에틸렌계 수소화 불화탄소는 분자내 수소를 1~5개 가지고 있는 불화에탄(C₂F_xH_y, 상기 화학식에서 x1, y5, x+y=6이다)을 말한다.

퍼플루오로 에탄은 상온에서 기체인 화합물로서(Bp, -79~-78.6℃) 반도체 제조공정에서 실리콘 웨이퍼의 엣칭가스(etching gas), 세정가스(cleaning gas), 전기절연가스, 누설시험(Leak test)가스 등으로 사용되고 있는 공업적으로 매우 유용한 화합물이다.

또한 미세 회로를 형성시키는 반도체 제조에 주로 사용되기 때문에 불순물의 함량을 최소화 시켜주는 것이 매우 중요하다.

퍼플루오로 에탄의 제조방법으로서는

1) 에탄가스에 불소가스(F₂)를 직접 반응시켜 에탄을 불소화 시켜 제조하는 방법(Direct fluorination)

2) 에탄 또는 에틸렌을 전해 불소화하여 제조하는 방법(Electro chemical fluorination)

3) 퍼할로에탄(perhaloethane C₂F_xCl_y) 화합물을 촉매를 사용하여 불소화 시켜 제조하는 방법(hydrofluorination)

4) 사불화 에틸렌(tetrafluoroethylene)을 열분해하여 제조하는 방법

5) 분자내에 3중 결합을 갖는 아세틸렌과 같은 화합물을 금속불화물(CoF₃, MnF₃, AgF₂)과 반응시켜 불소화 하여 제조하는 방법(일본공개특허 평3-167,141호)

등이 알려져 있다.

그중 상기 1)항의 방법은 에탄가스 중의 수소를 직접 불소가스로 치환하는 방법으로서 반응열이 102∼104kcal/mole의 격렬한 조건에서 반응이 진행되므로, 에탄의 C-H 결합 절단과 더불어 C-C 결합의 절단이 수반되어 다량의 CF₄가 생성된다. 이 C-C 결합 절단을 완화시키는 수단으로 불소가스를 질소가스와 같은 불활성가스(Inert gas)로 희석하여 반응시키면, C-C 결합의 절단을 완화시켜 줄 수 있기는 하지만, 고순도가 요구되는 반도체 제조 공정에 사용될 경우, 이 불활성가스가 불순물의 원인이 되며, 퍼플르오로에탄과 같이 저비물(-78.3℃)은 이 불활성가스와의 분리가 매우 어렵기 때문에 정제에 따른 손실량이 많아진다. 따라서 이런 직접 불소화 방법은 최종 생성물이 분자량이 크고, 고비물에 적용하면 쉽게 불활성 가스와 분리할 수 있기 때문에 유리한 점이 있으나 퍼플루오로 에탄과 같은 저비물을 제조하는데는 적합하지 않은 방법일 뿐만 아니라 불소가스의 직접 투입은 폭발적인 격렬한 반응이므로 장치 부식의 위험, 특수한 구조의 반응장치, 온도제어의 어려움 등이 있어 상용화에 어려움이 있다.

상기 2)항의 방법인 에탄 등의 전해 불소화 방법 (Electrochemical fluorination)은 불소가스 전해조 내에서 특수하게 제작된 탄소 전극 하부에 에탄을 공급하여 탄소전극 표면을 따라 발생하는 불소가스와 반응시키는 방법으로, 직접 불소화법과 유사하게 부반응 생성물이 다량 발생하고, 또한 이 반응은 전극의 표면에서 일어나는 반응인데 전극 길이가 한정되어 있어 원료 공급량이 제한될 수 밖에 없기 때문에 전체 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

상기 3)항의 방법인 트리클로로트리플르오로에탄(CFC-113), 디클로로트리플르오로에탄(CFC-114) 또는 클로로펜타플르오로에탄(CFC-115)와 같은퍼할로에탄(Perhaloethane)을 촉매하에서 불화수소와 반응시켜 불소화 시키는 방법은 주로 Cr이나 Al 촉매와 불화수소를 고온, 고압에서 퍼할로에탄 화합물과 반응시키는 방법이나, 이 방법은 퍼할로에탄의 마지막의 염소 원자(C₂F₅Cl)가 탄소원자와의 결합력이 옆 불소원자의 영향을 받아(electronegativity) 강력한 결합을 하기 때문에 치환이 어려워 낮은 전환율을 보여주고 있으며, 높은 에너지를 요구하기 때문에 고온 고압이 필요하며, 따라서 높은 장치비가 요구된다.

상기 4)항의 방법은 사불화에틸렌 (C₂F₄)를 불소가스와의 직접 반응시켜주거나 CO₂로 열분해 시켜주는 방법인데, C₂F₄와 불소가스와의 직접반응은 상기 1)항의 방법과 마찬가지로 반응이 격렬하여 다량의 CF₄생성되는 단점을 가지고 있으며, C₂F₄와 CO₂와의 열분해에 의한 퍼플르오로에탄의 제조 방법은 고온을 필요로 하며(700℃ 이상), 이 반응 역시 온도 조절에 의한 CF₄생성을 억제해야 하는 문제점을 가지고 있다.

상기 5)항의 방법(일본공개특허공보평 3-167141호)은 CoF₃촉매를 분자 내 3중결합을 갖고 있는 화합물 즉 아세틸렌이나 메틸아세틸렌, 2-부텐, 메틸에틸아세틸렌 등을 원료로 사용하여 C-C 결합 절단을 최소화(CF₄생성 0.2%) 하였으며,

특히 강조하는 부분은

C₂H₂+ 8CoF₃→ C₂F₆+ 2HF + 8CoF₂

8CoF₂+ 4F₂→ 8CoF₃

으로 높은 선택율로 퍼플르오로에탄(97%이상)을 얻을 수 있다고 하며, 반응으로 오직 2당량의 HF만 손실된다고 보고하고 있다. 하지만 이 반응의 단점으로 우선 촉매와 반응물 비가 현저하게 차이가 나고 있다. 즉 투입된 촉매에 오직 5%에 해당하는 양만큼만 반응 원료를 투입한 결과를 보여 주고 있다.(촉매 55kg, 원료 800ml/분, 반응시간 2hr) 이와 같은 결과를 보여주는 이유는 C₂H₂1mole 당 8mole의 CoF₃가 소모되기 때문에 촉매량의 5% 이상에 해당하는 원료 C₂H₂를 투입할 경우 최종 목적물인 C₂F₆까지 진행이 어렵고 중간생성물이 다량으로 생성되는 것으로 보이며 이는 다른 문헌(Russia Journal of Organic Chemistry Vol. 30 No. 8 (1994))의 내용과도 일치하고 있다. 따라서 상기 방법에 의한 반응으로 상용 공장을 건설할 경우, 반응기가 상상을 초월할 만큼 커져야 하므로 비경제적이며, 전환 효율이 낮다는 단점을 갖고 있다.

아세틸렌과 같이 분자내에 3중 결합을 갖고 있는 화합물을 불소화시켜 C₂F₆를 제조하는 방법은 불소화 반응을 용이하게 실시할 수 있는 이점이 있는데 비하여 불소 소모량이 크다는 단점과 특히 원료가 고가이고 취급에 위험이 따른다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 반응 조건이 격렬하지 않기 때문에 C₂F₆에 함유시 C₂F₆와분리가 어려워 C₂F₆의 순도 저하의 원인이 되는 CF₄의 생성을 최대한 억제시켜 줄 수 있고, 또한 C-C 결합의 절단도 거의 일어나지 않아 C₂F₆로의 전환율을 높여줄 수 있으며, 불소가스의 소비량이 적고, 종래 C-C 결합의 절단완화수단으로 사용되는 불활성가스도 사용하지 않으므로 불활성가스 사용으로 인한 순도 저하를 피할 수 있는 고순도 C₂F₆의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제조공정을 나타내는 공정도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1~7 : 밸브 8 : 반응기 9 : 원료실린더

10 : F₂개스 실린더 11 : SF₆반응기 12 : 진공펌프

13 : 세척기

본 발명은 분자 내에 수소를 1∼5개 가지고 있는 불화에탄(C₂F_xH_y, 여기에서 y1, x5, x+y=6이다), 특히 분자 내에 1개의 수소원자를 가지고 있는 1.1.1-트리플루오로 2,2-디플르오로 에탄(1,1,1-trifluoro 2,2-difluoro ethane, CF₃CHF₂: 이하 HFC-125라 한다), 분자 내에 2개의 수소원자를 가지고 있는 1,1,1-트리플루오로 2-플르오로 에탄(1.1.1-trifluoro 2-fluoro ethane, CF₃CH₂F : 이하 HFC-134a라 한다) 또는 분자 내에 수소원자를 3개 가지고 있는 1,1,1-트리플르오로 에탄(1,1,1-trifluoro ethane, CF₃CH₃: 이하 143a라 한다)을 원료로 하고 불화 코발트 촉매 (CoF₃)을 이용하여 불소화 하는 것을 특징으로 하는 퍼플르오로에탄의 제조방법에 관한 것이다.

수소화 불화탄소(Hydrofluoro carbon : 이하 HFC라 한다) 계열의 화합물은 근래 염화불화탄소(Chlorofluoro carrbon : 이하 CFC라 한다) 화합물의 대체 물질로 대두된 화합물들이다.

주로 자동차, 냉장고 등의 냉매로 사용되고 있던 CFC 화합물이 오존층 파괴의 원인 물질로 밝혀지고 HFC-134a 등의 HFC 계열의 화합물들이 CFC 계열의 화합물의 대체물질로 대두됨에 따라 최근에는 이들 HFC 계열의 화합물들이 대량으로 생산판매 되고 있다. 그러나 HFC 계열의 화합물들은 1990년 이후 상업적인 생산이 이루어진 화합물들이므로 아직 HFC 계열의 화합물을 원료로 하는 C₂F₆의 제조방법은 알려진 바가 없다.

HFC-125를 원료로 사용할 경우 반응식은

CHF₂CF₃+ 2CoF₃――→ CF₃CF₃+ HF + 2CoF₂

2CoF₂+ F₂――→ 2CoF₃

으로, 1mole의 C₂F₆을 생성하기 위해서는 HFC-125 1mole당 2mole의 CoF₃가 사용되며 1mole의 불화수소가 생성된다. HFC-125를 사용할 경우 미 반응물로는 오직 원료인 HFC-125로서 이는 촉매 반응비 조절로 생성량을 최대한 억제가 가능하므로 고순도로 퍼플르오로에탄을 얻을 수 있다.

HFC-134a를 원료로 사용할 경우 반응식은

CH₂FCF₃+ 4CoF₃――→ CF₃CF₃+ 2HF + 4CoF₂

4CoF₂+ 2F₂――→ 4CoF₃

으로, 1mole의 C₂F₆을 생성하기 위해서는 HFC-134a 1mole당 4mole의 CoF₃가 사용되며2mole의 불화수소가 생성된다. HFC-134a를 사용할 경우 미 반응물로는 오직 원료인 HFC-134a와 1차불화물인 HFC-125가 촉매 부족시 생성될 수 있다. 그러나 이는 촉매 반응비 조절로 생성량을 최소한으로 억제가 가능하므로 고순도로 퍼플르오로에탄을 얻을 수 있다.

HFC-143a를 원료로 사용할 경우의 반응식은

CH₃CF₃+ 6CoF₃――→ CF₃CF₃+ 3HF + 6CoF₂

6CoF₂+ 3F₂――→ 6CoF₃

HFC-143a를 원료로 하여 1mole의 C₂F₆을 생성하기 위해서는 6mole의 CoF₃가 사용되며 3mole 불화수소가 생성된다. HFC-143a를 사용할 경우 미 반응물로는 오직 원료 HFC-143a와 HFC-134a, HFC-125로서 이 또한 촉매 반응비 조절로 생성량을 최대한 억제가 가능하므로 고순도로 퍼플르오로에탄을 얻을 수 있다.

본 발명은 촉매 CoF₂를 250℃∼300℃에서 불소가스로 활성하여 CoF₃형태로 전환 시킨 후 이 CoF₃촉매에 반응온도 350℃∼400℃ 하에서 HFC를 공급하여 퍼플르오로에탄을 제조하는 2가지 공정으로 이루어져 있다. 상용공정에 적용하기 위해 연속적으로 반응이 이루어지기 위해서는 촉매 활성, 반응 공정이 교호적으로 이루어져야 한다. 따라서 본 발명에서는 30L 반응기 2기를 이용하여 퍼플르오로에탄을 제조하였다.

이하 본 발명 공정의 개요를 첨부된 도 1에 도시한 제조 설비에 따라 설명한다.

<촉매 활성과 공정>

도 1에 도시한 제조설비에서 밸브(2),(3),(4) 및 (6)을 잠그고 밸브(1)을 열어 F₂가스를 반응기(8)에 통과시킨다.

미세 분말 상태의 촉매 특성상, 불소가스 및 원료물질의 원할한 흐름을 위해 수평형(Horizontal type)의 반응기(8)에 반응기 용량의 50∼60%에 해당하는 CoF₂를 채우고, 전체 촉매 반응을 위해 내부에 교반 날개판(Stirring paddle)을 설치하여, 20rpm의 속도로 회전시키며 촉매 활성 및 반응을 실시하였다. 2기의 반응기(이하 반응기 A, B로 표시하기로 하나 도 1에는 1기의 반응기만 도시하였음)에 촉매 각각 11kg 씩 채우고, 반응기 A)에는 250℃에서 활성 준비를 한다. 반응기 B)에서 반응이 진행될 때, 반응기 A)에서는 불소가스로 활성을 시작하여 반응시간 보다 50∼60% 짧게 활성을 실시 할 수 있도록 충분한 불소가스를 투입한다. 이와 같은 이유는 반응과 불소가스에 의한 촉매 활성 온도의 편차 때문으로 반응시간과 불소가스에 의한 활성시간, 온도 증가와 감소시간의 정확한 조절하기 위해서이며, 이에 따라 연속운전이 가능하다.

<반응기내의 잔류 불소가스의 제거공정>

활성이 종료되면 반응을 위해 온도를 상승시킨다. 이때 반응기 내에 존재하는 잔류 불소가스가 존재하게 되는데, 잔류 불소가스를 제거하지 않으면, 미량의불소 잔류가스가 원료 투입시 원료와 격렬하게 반응하여 C-C 결합 절단으로 인한 CF₄의 생성되므로 역시 반응 순도에 영향을 준다. 불소가스는 유독성 물질이므로 반응 종료후 외부로 유출되는 것을 차단시켜 주지 않으면 안된다. 이 불활성가스를 제거하기 위해 온도 상승과 더불어 불활성가스를 투입하면 손쉽게 제거되나, 이 불활성가스(Inert gas)가 최종 생성물인 퍼플루오로 에탄에 불순물로 함유되게 되어 순도를 떨어뜨리는 결과를 주게 된다. 이를 제거하기 위해 반응기 출구에 진공을 걸어 불활성가스를 제거하는 방법이 제시 될 수 있으나, 촉매 특성상 높은 진공을 걸 수 없기 때문에 완전히 불활성가스의 제거가 어렵다. 불활성 가스의 제거를 위해 고압의 진공을 걸어주게 되면 촉매가 미세한 분말이기 때문에 불활성 가스와 촉매가 같이 나오게되면서 파이프, 밸브 및 진공펌프 등에 쌓여 막히게 될 뿐만 아니라 촉매의 유출로 인한 촉매의 손실이 일어나게 된다. 또한 불활성가스가 충분히 제거되었다 하더라도 미량의 불소가스가 존재하면 진공 펌프에 영향을 주게 되어 장치 부식 및 위험을 초래할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 손쉽게 잔류 불소가스를 제거하기 위한 방법으로 반응설비 출구 쪽에 황(S)이 채워져 있는 SF₆반응기를 설치하여 반응성이 강한 잔류 불소가스를 S(황)과 반응시켜 반응성이 거의 없는 SF₆로 만든 후 이 SF₆반응기 후단에 흡인기(Aspirator)를 설치하고, 이 흡인기에 미압의 진공을 걸어, SF₆를 흡입 제거한다. 상기의 방법으로 반응기(8)내의 잔존 F₂가스가 진공펌프(12)에 의해 SF₆반응기(11)로 도입되어져 SF₆로 전환되고 이 SF₆가 흡인기를 거쳐 외부로 방출되게 된다.

<코발트 촉매와HFC-125, HFC-134a, HFC-143a와의 반응공정>

촉매의 활성이 종료되면 CoF₃에 반응기 온도를 350∼400℃로 승온하고, 원료 HFC-134a를 600∼800ml/min(HFC-125의 경우는 800∼100ml/min, HFC-143a 경우는 400∼600ml/min) 유속으로 반응기(8)로 통과시킨다. 반응기(8)를 통과하여 나오는 생성물을 알카리 세척(alkali washing)하고 2kg/cm²로 승압한 후, 분자체를 통과시켜 수분을 제거한 후, 다시 15kg/cm²로 압축 저장한다. 생성물은 일정 간격으로 가스 크로마토그라피(Gas chromathography)로 분석한다. HFC-134a를 원료로 사용할 경우, 반응온도 350℃, 유속 600∼800ml/min에서 99.7%이상의 선택율로 퍼플르오로에탄을 얻었다. 이와 같은 높은 선택률은 HFC-134a의 2개의 수소만 불소로 치환하면 되기 때문에, 에틸렌이나 아세틸렌을 사용한 경우보다 높은 선택율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 불소의 소비량, 불화 수소의 손실을 줄일 수 있다. HFC-125를 원료로 사용할 경우, 반응온도 350℃, 유속 800∼1000ml/min에서 99.9%이상의 선택율로 퍼플르오로에탄을 얻었다. 이러한 높은 선택율은 HFC-125의 1개의 수소만 불소로 치환하면 되기 때문으로 가장 좋은 결과를 얻었지만, HFC-134a에 비해 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. HFC-143a을 원료로 사용할 경우, 반응온도 350℃, 유속400∼500ml/min에서 99.5%이상의 선택율로 퍼플르오로에탄을 얻었다.

<미반응 원료의 제거공정>

반응이 종료되면 활성이 종료된 촉매의 활성을 위하여 반응기 내부 온도를 350∼450℃에서 250℃로 하강 시켜야 한다. 이때 반응기 내부에는 미 반응 원료들이 존재하게 되며, 이를 제거하지 않으면, 다음 촉매 활성시 불소가스에 의해 잔류 원료가 직접 반응하여, C-C 결합 절단이 된 CF₄가 생성되어 최종 생성물의 순도에 영향을 준다.

본 특허에서는 반응 종료 후, 온도 하강하여, 250℃되면 미압의 진공으로 잔류 원료를 제거 한 후, 불소가스를 통과, 활성 시키는 공정을 택하였다. 비록 반응기 내에 미량의 불활성 가스가 존재하더라도 유입되는 불소가스에 의해 충분히 제거되고, 촉매 활성 후 위에서 언급한대로 SF₆반응기 후단의 흡입기 진공에 의해 계 내에는 불순물이 거의 존재하지 않게 된다.

따라서 본 발명은 고순도 퍼플르오로에탄을 제조하기 위해 불소가스의 소비량이 적고, 불화수소의 손실을 최대로 하기 위해 원료를 HFC-125(CF₃CHF₂), HFC-134a(CF₃CH₂F), HFC-143a(CF₃CH₃)를 선택하여 제조하였고, 또한 반응 생성물 중 제거가 용이하지 않는 CF₄의 생성을 최대한 억제하면서 반응 전환율과 선택율을 좋게 하기 위해 불화코발트 촉매를 사용하였다. 불활성 가스의 혼입을 최대로 감소시키기 위해 촉매활성, 반응 후에 불활성 가스에 의한 오염을 최소화하는 시스템을 사용하여 분리와 정제가 용이한 퍼플르오르 에탄을 제조하였다.

이하의 실시예를 들어 본 발명의 내용을 구체적으로 설명한다.

실시예 1)

2기의 30L 반응기(15cm × 179cm) 내에 반응 촉매 CoF₂를 각각 11kg 투입하고 온도를 250℃ 승온 한 후, 반응기(A)로부터 불소가스를 투입하며 촉매활성(CoF₂→CoF₃)를 시작한다. 반응기 출구 쪽은 SF₆반응기 (반응온도 120℃) 쪽으로 유도하여 활성 직후 불소가스의 직접적인 대기 방출을 막았다. 촉매 활성이 종료되면, 온도를 승온 시키면서 SF₆반응기 출구 쪽에 흡입기로 미압으로 진공을 걸어준다.

(A) 반응기가 반응 준비가 되면 원료를 투입하여 반응을 진행시키고, 반응기(B)에는 불소가스를 동일한 방법으로 투입하여 활성시킨 다음, 반응 준비를 한 후, 교호적으로 운전할 준비를 한다.

활성이 종료된 반응기에 온도를 350℃로 상승시킨 후 원료 HFC-134a를 617ml/min의 유속으로 투입한다. 반응 생성물을 20% KOH 세척기(Scrubber)(13)에서 불화수소를 제거한 후 1차 압축기(compressor)에서 2kg/cm²압력으로 승압한 후 분자체(Molecular sieve) 탑을 통과하여 수분을 제거한 후, 2차 압축기에 의해 15kg/cm²로 압축 저장한다. 8시간마다 반응기를 교체하며 연속적으로 반응시킨다. 25일간 연속 운전 결과 135kg의 C₂F₆를 얻었다. 평균 조성은

CF₄: 0.02% 이하

C₂F₆: 99.70% 이상

CF₃CHF₂: 0.18%

기타 : 0.1% 이하

CF₄의 생성은 거의 억제되어 0.02% 이하로 생성되며, 반응 종료 후 온도를 250℃로 하강한 후 미압의 압력으로 계 내의 잔류 원료를 제거하여 CF₄의 생성을 최대한 억제하였으며, 활성 후 잔류 불소가스의 제거를 위해 불활성가스를 사용하지 않고 20mmHg의 진공으로 잔류 불소가스를 제거하였다.

실시예 2)

실시예 1에서의 반응계에 원료를 HFC-125로 바꾸어 830ml/min의 유속으로 반응시킨 결과

CF₄: trace

C₂F₆: 99.9% 이상

기타 : 0.1% 이하

CF₄의 생성이 거의 없으며, 원료 HFC-125가 전량 퍼플르오로에탄으로 전환되는 결과를 보여주고 있다.

실시예 3)

실시예 1에서의 반응계에 원료를 143a로 바꾸어 420ml/min의 유속으로 반응시킨 결과

CF₄: 0.02% 이하

C₂F₆: 99.5 %이상

CF₃CHF₂: 0.33%

기타 : 0.1% 이하

의 결과를 주었다. HFC-134a 보다 치환시켜야 할 수소가 1개 더 많기 때문에 유량만 감소시키면 실시예 1과 유사한 결과를 얻을 수 있다.

비교예 1)

실시예 1에서의 반응계에서 반응온도를 300℃로 변화시켰을 때 다음과 같은 조성을 얻었다.

CF₄: 0.02% 이하

C₂F₆: 88.40%

CF₃CHF₂: 9.73%

기타 : 1.85%

반응 조건이 온화하여 C₂F₆로의 진행이 어려워 HFC-125 생성량이 많아지는 경향을 보여준다.

비교예 4)

실시예 1에서의 반응계에서 반응온도를 450℃로 변화 시켰을 때의 다음과 같은 조성을 얻었다.

CF₄: 5.55%

C₂F₆: 94.4%

CF₃CHF₂: 0.05%

반응조건이 격렬해지면서 C-C 결합 절단이 많이 일어나 CF₄의 생성이 많아지고 있음을 보여 주고 있다.

Claims

퍼플르오로에탄의 제조방법에 있어서, 반응기 내에서 이불화 코발트(CoF₂)를 불소가스와 접촉반응시켜 삼불화 코발트(CoF₃)로 활성화시킨 후, 반응기내에 잔존하는 미반응 불소가스를 황(S)과 접촉 반응시켜 육불화 황(SF₆)로 전환시키고 이 육불화 황을 제거하여 미반응 불소가스가 제거된 상기 반응내에서 불화에탄(C₂F_xH_y여기에서 x1, y5, x+y=6이다)을 삼불화 코발트와 300~350℃에서 접촉반응시켜 퍼플르오로에탄을 제조하는 방법.
제1항에 있어서, 불화에탄이 1,1,1-트리플루오로, 2,2-디플루오로에탄, 1,1,1-트리플르오로 2-플루오로에탄, 또는 1,1,1-트리플루오로에탄 중에서 선택된 퍼플루오로 에탄을 제조하는 방법.