KR20040002879A - 디플루오로메탄의 정제 - Google Patents

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KR20040002879A
KR20040002879A KR10-2003-7012422A KR20037012422A KR20040002879A KR 20040002879 A KR20040002879 A KR 20040002879A KR 20037012422 A KR20037012422 A KR 20037012422A KR 20040002879 A KR20040002879 A KR 20040002879A
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클레머폴쥐.
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허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

추출제로서 디클로로메탄을 이용하여 디플루오로메탄과 최소 하나의 불순물의 혼합물을 추출 증류하여 상기 혼합물의 불순물 농도보다 낮은 불순도 농도를 갖는 정제된 디플루오로메탄을 회수하는 단계를 포함하는, 디플루오로메탄과 최소 하나의 불순물의 혼합물로부터 디플루오로메탄을 분리하는 방법이 제공된다.

Description

디플루오로메탄의 정제{PURIFICATION OF DIFLUOROMETHANE}
하이드로 플루오로카본(HFS)은 여러가지 적용처에서 클로로플루오로카본에 대한 상업적으로 실용적인 대체물로서 확인되었다. 예를들어, 디플루오로메탄(HFC-32)은 냉매, 발포제, 세척제 및 에어로졸 추진제로서 유용하다. 이러한 HFS는 일반적으로 디클로로메탄과 같이 염소화 유기 출발물질을 하이드로겐 플루오라이드와 같은 플루오르화제를 사용하여 플루오르화하여 제조된다. 플루오르화는 HFS, 특히 HFS-32를 제조하는 편리한 방법으로 입증되었음에도 불구하고, 생성물 스트림내에 염소화 불순물의 도입은 일반적으로 피할 수 없다. 이러한 염소화 불순물은 예를들어, 불완전한 플루오르화로부터 발생한 출발물질 및 중간물 및/또는 바람직하지않은 부반응으로부터 발생한 부산물을 포함한다. 이들 염소화 불순물은 HFC-32의 순도를 떨어뜨린다.
HFC-32의 현저한 정제가 통상의 증류를 이용하여 달성될 수 있음에도 불구하고, 디클로로디플루오로메탄(CFC-12) 및 메틸 클로라이드(HCC-40)과 같은 특정 염소화 불순물은 HFC-32와 공비혼합물 또는 공비혼합성 혼합물을 형성하는 경향이 있어 통상적인 증류가 불가능하거나 실행될 수 없다. 일반적으로, 상기 혼합물내 불순물에 대한 생성물의 상대 휘발성이 1.0에 가까운 경우, 통상의 증류는 실용적이지 못하다. 혼합물내의 염소화 화합물에 대한 불순도 2의 상대 휘발성 α는 본 명세서에서 하기 식에 의해 정의된다:
상기 식에서, x 및 y는 각각, 그 성분의 액체 및 기체 몰 분율을 나타낸다. 따라서, HFC-32와 상대 휘발성은 1.0에 가까운 CFC-12 및/또는 HCC-40와 같은 염소화 불순물의 혼합물에 있어서, 통상적인 증류이외의 분리 기술이 바람직하다.
공비혼합물 또는 공비혼합성 혼합물을 위한 통상적인 증류에 대한 다른 방안은 흡착, 막 확산, 및 추출 증류를 포함한다. 아마도 이러한 접근중 가장 널리 행해지는 방법은 추출 증류이다. 예를들어, 일본특허공개 제 7-291878에는 추출 증류 기술이 개시되어 있으며, 여기서 HFC-32로부터 1,1,1-트리플루오로에탄, 펜타플루오로에탄 또는 메틸 클로라이드을 분리하는데 1,1-디클로로-1-플루오로에탄, 2,2-디클로로-1,1,1-플루오로에탄, 트리클로로트리플루오로에탄 및 디클로로펜타플루오로프로판으로부터 선택된 추출제가 사용된다. 불행하게도, 이들의 효율성에도 불구하고, 상기 기술된 추출제는 추가 증류 단계를 통해 제거되어야만 하는 불순물을 공정에 첨가한다. 이러한 추가 증류 단계는 비용이 추가되는 것이며 공정을 복잡하게 한다.
따라서, 공정을 완료하고 추가 증류 단계를 필요로하는 추출제 첨가없이, HFC-32를 정제하는 방법이 요구된다. 본 발명은 이러한 요구를 만족시킨다.
본 발명의 디플루오로메탄(HFC-32)의 정제에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 공비혼합물 또는 공비혼합성(near-azeotropic) 혼합물로부터 HFC-32를 분리하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 중심부에 연결된 공급 라인 1 및 2를 갖는 증류 컬럼 10을 나타낸 것이다.
도 2는 택일적인 증류 시스템을 도식적으로 나타낸 것이다.
* 도면의 주요 부위에 대한 설명 *
1.......... 공급 라인 3.......... 재순환 공급 라인
4.......... 생성물 흐름 라인 5.......... 측면부 흐름 라인
6.......... 흐름 라인 12......... 리보일러
본 발명은 디클로로메탄을 이용하여 추출 증류를 통해 HFC-32를 정제하며 그리고 추가 증류 단계를 필요로하지않는 독특한 플루오르화/증류 형태를 제공한다.
본 발명자들은 디클로로메탄이 HFC-32와 비-이상적인 액체-기체 혼합물을 형성하여 따라서 불순물의 혼합물로부터 HFC-32의 추출 증류시 추출제로서 적합함을 예기치않게 발견하였다. 보다 상세하게, HFC-32와 디클로로메탄의 혼합물은 디클로로메탄의 농도 증가가 혼합물의 휘발성을 기대이하로 감소하게하는 것과 같이 Raoult's 법칙에 따라 비-이상적인 거동을 나타낸다. 그러나, 디클로로메탄은 HFC-32의 제조에서 전형적으로 발견되는 불순물과 상기와 동일한 비-이상적인 거동을 나타내지않는다. 따라서, HFC-32와 불순물 사이의 상대 휘발성 증가는 디클로로메탄 첨가에 의해 영향을 받을 수 있다. 상대 휘발성 증가는 차례로 보다 영향적이며 효율적인 증류를 제공한다.
따라서, 본 발명의 일견지는 추출제로서 디클로로메탄을 이용하여 디플루오로메탄과 최소 하나의 불순물의 혼합물로부터 디플루오로메탄을 분리하는 방법이다. 바람직한 구체화로, 상기 방법은 추출제로서 디클로로메탄을 이용하여 혼합물을 추출 증류하여 상기 혼합물의 불순물 농도보다 낮은 불순도 농도를 갖는 정제된 디플루오로메탄을 회수하는 것을 포함한다.
HFC-32와 비-이상적 혼합물을 형성하는 것을 제외하고, 디클로로메탄은 또한 HFC-32의 플루오르화시 출발물질이기때문에 특히 추출제로서 유리하다. 결과적으로, 반응기 스트림의 성분들 사이에 증가된 상대 휘발성을 일으켜 추출 증류를 촉진시킨후, 디클로로메탄과 불순물은 증류 유니트로부터 제거되고 플루오르화 반응을 공급하는데 사용될 수 있다. 따라서, 불순물로부터 추출제를 분리하는 추가 증류 단계의 필요성은 제거된다.
추출제와 제거되는 불순물의 혼합물로 플루오르화 반응을 제공하는 일반적인 개념은 U.S. 특허 제 5,200,431에 개시되어 있다. 상기 명세서에 개시된 바와 같이, 추출제, 트리클로로에탄 및 불순물을 포함하는 바닥부 스트림은 플루오르화 반응기로 공급된다. 이 접근법은 추가 증류 단계의 필요성을 피하지만, 증류 및 플루오르화 작업은 서로 의존적이다. 이러한 서로 의존적인 특성은 일반적으로 추출 증류공정에 사용되는 추출제의 양이 플루오르화 반응에 소비되는 추출제의 양보다 많지않다. 만일 그렇지않으면, 추출제/출발물질은 플루오르화 반응기에서 형성될 것이며 이에 따라 생산성이 감소될 것이다.
본 발명은 독립적인 작업의 플루오르화 및 추출 증류 공정을 이룰 수 있는 새로운 플루오르화/증류 형태를 제공함으로써 이러한 서로 의존적 특성의 문제를 극복한다. 보다 상세하게, 상기 추출 증류는 추출제가 측면부 스트림 및 바닥부 스트림으로 분할되도록 수행된다. 상기 측면부 스트림은 추출제와 불순물의 혼합물을 포함하며, 한편 상기 바닥부 스트림은 상대적으로 낮은 농도의 불순물을 갖는다. 상기 측면부 스트림은 플루오르화 반응으로 제공될 수 있다. 상기 바닥부 스트림은증류 컬럼으로 재순환될 수 있으며 이는 불순물의 농도를 충분히 낮춰준다. 이러한 형태는 플루오르화 반응 및 추출 증류 컬럼으로 재순환되는 추출제의 양이 최적 성능으로 조절될 수 있도록 한다. 보다 상세하게, 측면부 스트림과 바닥부 스트림의 흐름 속도는 플루오르화 및 증류 조건이 최적화되도록 조절될 수 있다. 이러한 형태는 HFC-32에 한정되는 것이 아니라, 추출제가 또한 플루오르화 생성물의 출발 물질이나 중간물이 되는 어느 경우에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 견지는 추출 증류가 조절가능한 공급 재순환 스트림을 이용한 플루오르화 반응을 제공하는 플루오르화 화합물 제조방법이다. 바람직한 구체화로, 상기 방법은: (a) 염소화 유기 화합물을 플루오르화하여 플루오르화 화합물 및 최소 하나의 염소화 불순물을 포함하는 반응기 스트림을 생성하는 단계; (b) 상기 혼합물을 증류 유니트로 공급하는 단계; (c) 염소화 유기 화합물인 추출제를 상기 증류 유니트로 공급하는 단계; (d) 상기 반응기 스트림의 불순물 농도보다 낮은 불순물 농도를 함유하는 플루오르화 화합물의 생성물 스트림을 증류하기에 충분한 조건하에 상기 증류 유니트를 작동시키는 단계; (e) 상기 불순물 및 추출제를 함유하는 측면부 스트림을 증류 유니트로부터 회수하는 단계; (f) 상기 추출제를 포함하며 상기 스트림내에서 발견되는 불순물 농도보다 낮은 불순물 농도를 갖는 바닥부 스트림을 증류 유니트로부터 회수하는 단계; (g) 상기 측면부 스트림의 최소 일부로 플루오르화 반응을 제공하는 단계; 및 (h) 상기 바닥부 스트림의 최소 일부를 증류 유니트내로 재순환시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 견지는 플루오르화 및 증류 작업을 위한 독립적인 재순환 스트림용으로 제공되는 플루오르화 화합물 제조 시스템이다. 바람직한 구체화로, 상기 방법은: (a) 염소화 유기 화합물을 플루오르화하기위한 최소 하나의 공급원 및 플루오르화제로부터 염소화 유기 화합물을 받기에 적합하며, 상기 염소화 유기 화합물의 플루오르화를 촉진하여 플루오르화 화합물 및 최소 하나의 염소화 불순물의 혼합물을 포함하는 반응기 스트림을 형성하기에 적합한 반응기; (b) 상기 반응기 스트림을 증류 유니트로 공급하는 제1 도관; (c) 최소 하나의 공급원으로부터 상기 혼합물 및 추출제를 받도록 형성되며, 상기 혼합물의 추출 증류를 촉진하여 플루오르화 화합물 및 상기 반응기 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 염소화 불순물을 포함하는 오버헤드 스트림, 상기 추출제와 염소화 불순물을 포함하는 측면부 스트림, 및 상기 추출제와 상기 측면부 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 염소화 불순물을 포함하는 바닥부 스트림을 생성하기에 적합한 증류 유니트; (d) 상기 측면부 스트림의 최소 일부를 상기 플루오르화 반응기로 공급하는 제2 도관; 및 (e) 상기 바닥부 스트림의 최소 일부를 상기 증류 유니트로 재순환시키는 제3 도관을 포함한다.
특히 HFC-32의 정제를 고려하여, 본 발명은 HFC-32와 디클로로메탄의 휘발성보다 높은 휘발성을 갖는 하나 또는 그 이상의 불순물의 어느 혼합물에 적용가능하다. 그 정제 방법은 특히 염소화 유기 화합물의 플루오르화를 통한 HFC-32의 제조로 얻어진 혼합물에 적용가능하다. 이러한 혼합물은 보통 HFC-32, 하이드로겐 플루오라이드, 및 하기 화학식을 갖는 최소 하나의 염소화 불순물을 포함한다:
CHwClyXz
상기 식에서, 각 X는 독립적으로 선택된 할로겐, y≥1 그리고 w+y+z=4이다. 전형적으로, X는 불소이다. 예를들어, HFC-32의 반응기 스트림내에 발견되는 염소화 불순물은 전형적으로 클로로플루오로메탄(HCFC-31), 클로로메탄(HCC-40), 디클로로메탄(HCC-30), 클로로디플루오로메탄(HCFC-22), 클로로트리플루오로메탄(CFC-13), 디클로로디플루오로메탄(CFC-12) 및 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물을 포함한다. 상기 방법은 HFC-32와 CFC-12 및/또는 HCC-40의 혼합물과 같은 공비혼합물 또는 공비혼합성 혼합물에 특히 적합하다. 그러나, 상기 방법은 공비혼합물 또는 공비혼합성 혼합물에 한정되는 것은 아니며 그 구성분들 사이의 상대 휘발성을 증가시킴으로써 여러가지 혼합물의 증류를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따라 처리되어지는 반응기 스트림내 염소화 불순물의 농도는 전형적으로 20-5000ppm 중량이지만, 보다 작거나 큰 량의 염소화 불순물을 함유하는 혼합물이 분리될 수 있다.
본 발명의 방법은 통상의 추출 증류 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 작업 비용을 최소화하기위해 대기압에 가깝거나 그 이상의 압력에서 추출 증류를 수행하는 것이 바람직하다. 예를들어, 적절한 결과는 약 1-15bar의 압력에서 수행되어 얻어진다. 증류 유니트가 작동되는 온도는 작업 압력에 따라 달라진다. 특히 디클로로메탄은 HFC-32의 제조에서 추출제 및 출발물질 모두로 작용하는 것이 유리하다. 이러한 식으로, 디클로로메탄 및 다른 염소화 종을 포함하는 추출 증류 유니트로부터 바닥부 분획은 플루오르화 반응에 제공될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체화로, 상기 바닥부 분획을 플루오르화 반응에 공급하기보다는 차라리, 추출제를 두 스트림(불순물과 혼합된 추출제를 포함하는 측면부 스트림 및 추출제를 포함하며 저 농도 불순물을 갖는 바닥부 스트림)으로 분획하는 형태가 사용된다. 상기 바닥부 스트림은 바람직하게 약 5000ppm(중량) 불순물미만, 보다 바람직하게 약 1000ppm미만을 갖는다. 상기 측면부 스트림은 플루오르화 반응에 제공되며 상기 바닥부 스트림은 증류 유니트로 재순환된다. 따라서, 플루오르화 반응기로 제공되는 공급물의 양은 증류 유니트로 재순환되는 바닥부 스트림의 양을 증가시킴으로써 감소될 수 있으며 그 역 또한 마찬가지이다.
필요에 따라, 상기 반응기 시스템은 본 발명의 분리 방법을 수행하기전에, 하나 또는 그 이상의 다른 염소화 불순물 및/또는 하이드로겐 플루오라이드의 일부 혹은 본질적으로 완전한 제거가 이루어지도록 예비-처리될 수 있다. 이러한 예비처리 단계는 특별한 미 증류 컬럼의 사용없이 통상적 증류가 쉽게 이루어지도록 생성물의 상대 휘발성 및 불순도가 약 1.1이상인 경우 바람직하다. 또한, 불순도가 디클로로메탄보다 낮은 휘발성을 갖는 경우 부분 형태의 예비처리가 바람직할 수 있으며, 이 경우에 디클로로메탄과의 혼합은 상기 혼합물의 상대 휘발성을 감소시킬 수 있다.
증류는 바람직하게 약 50ppm(중량)미만의 염소화 불순물을 갖는 정제된 HFC-32의 증류 스트림을 이루도록 수행된다. 보다 바람직하게, 상기 반응은 약 10ppm미만의 염소화 불순물을 갖는 증류 스트림을 이루도록 수행된다. 또한, 본 발명에 따라, 고 수율의 HFC-32가 실현된다. 바람직한 구체화로, HFC-32의 수율은 약 80%이상 그리고 보다 바람직하게 약 90%이상이다.
도면을 참고로 하여, 상기 시스템의 두가지 바람직한 구체화가 도식적으로 나타내어진다. 도 1에는, 중심부에 연결된 공급 라인 1 및 2를 갖는 증류 컬럼 10이 나타내어진다. 오버헤드 흐름 라인 4a는 컬럼 10의 상층부에서 콘덴서 11가지 안내한다. 생성물 흐름 라인 4는 콘덴서 32의 상층부로부터 안내하며 환류 흐름 라인 4b는 상기 콘덴서의 바닥부로부터 증류 컬럼 10으로 다시 안내한다. 측면부 흐름 라인 5는 상기 컬럼 10의 중심부로부터 플루오르화 반응기(나타내지 않음)로 안내한다. 바닥부 흐름 라인 6a는 컬럼 1의 바닥부로부터 리보일러 12로 안내하며, 리보일러 12는 상기 리보일러의 상층부로부터 컬럼 10의 바닥부로 회수시키는 증기 회수 라인 6b를 갖는다. 흐름 라인 6은 리보일러 12의 바닥부로부터 컬럼 10의 중심부로 안내되고 재순환 공급 라인 3으로서 공급된다. 전환 밸브 13은 흐름 라인 6을 따라 배치되며 원하는 부분의 흐름을 흐름 라인 7로 전환하며, 임의로 플루오르화 반응기(나타내지 않음)에 연결된다.
수행시, HFC-32, 및 하나 또는 그 이상의 염소화 불순물과 같은 플루오르화 화합물을 함유하는 불순 반응기 스트림은 예를들어, 공급 라인 2를 통해 디클로로메탄과 같은 추출제와 함께 공급 라인 1을 통해 증류 컬럼 10으로 공급된다. 임의로, 재순환 스트림은 또한 재순화 공급 라인 3을 통해 상기 컬럼에 공급될 수 있다. 상기 증류 컬럼 10은 생성물 흐름 라인 4에서 생성물 스트림을 통해 정제된 플루오르화 화합물의 증류가 이루어지기에 충분한 조건 및 환류 비율로 운전된다. 상기 생성물 스트림은 플루오르화 화합물 및 상기 반응기 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 불순물을 포함한다. 증류 유니트 10으로부터 불순물 제거는 측면부 흐름 라인 5를 통해 측면부 스트림을 거쳐 이루어진다. 상기 측면부 스트림은 임의로 플루오르화 반응기(나타내지 않음)로 공급될 수 있다. 바닥부 흐름 라인 6을 통해 보내어지는 바닥부 스트림은 추출제가 풍부하며 상기 측면부 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 불순물을 갖는다. 임의로, 이는 상기 증류 컬럼 10으로 다시 재순환될 수 있다.
상기 공급 지점의 위치는, 온도 및 공급 스트림의 상대 흐름 속도, 환류비율, 컬럼 크기 및 증류 운전 파라미터는 원하는 분리를 달성하는 공정 작업을 최적화하도록 조절된다. 또한, 이러한 형태의 사용이 디클로메탄과 관련되어 기술되었지만, 이러한 형태는 추출제가 플루오르화 반응의 출발물질 혹은 중간물인 어느 경우에 실행될 수 있다.
이러한 형태에 따라, 상기 증류 유니트는 생성물로부터 불순물의 분리를 제공할 뿐만 아니라 추출제와 하나 또는 그 이상의 불순물의 혼합물로부터 추출제의 분리를 제공한다. 이러한 식으로, 불순물은 증류 유니트로부터 제거되나 재순환 스트림은 여전히 이용가능하다.
도 2에, 택일적인 증류 시스템을 도식적으로 나타낸다. 증류 컬럼 20은 중심부에 연결된 공급 라인 21, 추출제 공급 라인 22 및 재순환 공급 라인 23과 함께 나타내어진다. 오버헤드 흐름 라인 24a는 컬럼 20의 상층부로부터 콘덴서 30으로 안내한다. 생성물 흐름 라인 24a는 콘덴서 30의 상층부로부터 안내하며, 환류 흐름 라인 24b는 콘덴서 30의 바닥부로부터 컬럼 20의 상층부로 다시 안내한다. 바닥부 흐름 라인 26a는 컬럼 20의 바닥부로부터 리보일러 31로 안내한다. 증기 회수 라인26b는 상기 리보일러의 상층부로부터 컬럼 20의 바닥부로 다시 안내하며 그리고 흐름 라인 26은 상기 리보일러 31로부터 제2 증류 컬럼 27로 안내한다. 오버헤드 흐름 라인 25a는 컬럼 27의 상층부로부터 콘덴서 28로 안내한다. 불순물 흐름 라인 25는 콘덴서 28의 상층부로부터 안내한다. 환류 흐름 라인 25b는 불순물 흐름 라인 25로부터 컬럼 20의 상층부로 다시 안내한다. 바닥부 흐름 라인 23a는 컬럼 27의 바닥부로부터 리보일러 29로 안내한다. 증기 회수 라인 23b는 상기 리보일러 29의 상층부로부터 상기 컬럼의 바닥부로 안내하며, 한편 추출제 흐름 라인 23은 상기 리보일러 29의 바닥부로부터 안내하며 임의로 증류 컬럼 20을 공급한다.
수행시, 상기 불순 반응기 스트림은 공급 라인 21을 통해 공급되며 그리고 디클로로메탄과 같은 상기 추출제는 공급 라인 22를 통해 제1 증류 컬럼 20으로 공급된다. 임의로, 재순환 스트림이 재순환 공급 라인 23을 통해 상기 제1 증류 컬럼에 공급될 수 있다. 상기 증류 컬럼 20은 생성물 흐름 라인 24에서 생성물 스트림을 통해 HFC-32와 같은 정제된 플루오르화 화합물의 증류가 이루어지기에 충분한 조건에서 운전된다. 불순물 및 추출제의 제거는 라인 26에서 바닥부 스트림을 통해 이루어진다. 이 바닥부 스트림은 그 다음 제2 증류 유니트 27로 공급된다. 불순물은 라인 25를 통해 불순물 스트림에서 증류물로 제거되며, 한편 추출제는 라인 23을 통해 바닥부 스트림에서 제거된다. 상기 바닥부 스트림은 추출제가 풍부하며, 임의로 제1 증류 유니트 20으로 재순환될 수 있다. 또한, 상기 공급 지점의 위치는, 온도 및 공급 스트림의 상대 흐름 속도, 환류비율, 컬럼 크기 및 증류 운전 파라미터는 원하는 분리를 달성하는 공정 작업을 최적화하도록 조절된다.
상기 기술된 두가지 형태에서, 작업 비용을 보다 줄이기위해, 기구에서 모든 컬럼은 바람직하게 대기에 근접하거나 높은 압력에서 수행된다. 상기 재순환 스트림은 바람직하게 증류 유니트로 공급되기전에 냉각된다. 또한, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 생성물은 필요에 따라 추가 정제 과정이 이루어질 수 있다.
비교예:
디클로로메탄의 플루오르화에 의해 생성된 불순 HFC-32의 시료를 리보일러 및 콘덴서가 장착된 약 40 이론 단계를 갖는 스테인리스강 증류 컬럼에 공급하고 약 11.5bar의 압력에서 수행하였다. 표 1은 상기 공급물 및 증류 컬럼의 상층부 및 바닥부에서 측정된, HFC-32 내용물에 대한 비율로서 여러가지 불순물의 양을 나타낸다. 그 결과는 불순물이 통상의 증류에 의해 효과적으로 제거되지않았음을 보여준다.
불순물 공급 액체(wt%) 증류물(wt%) 리보일러 증기(wt%)
메틸 클로라이드 0.0039 0.0010 0.0060
디클로로플루오로메탄 0.1430 0.0436 0.1659
디클로로디플루오로메탄 0.0876 0.1626 0.0232
클로로플루오로메탄 0.6923 0.0003 1.04
실시예 1:
추출제로서 디클로로메탄을 이용하여 추출 증류에 의해 HFC-32로부터 불순물 제거의 실생가능성을 시험하기위해 상기 공급물 불순 HFC-32는 상기 비교예와 대체적으로 동일한 증류 조건하에 계속되었다. 디클로로메탄은 HFC-32 공급물의 6.5배의 질량 공급 속도로 상기 HFC-32 공급 지점보다 높은 위치에서 상기 컬럼에 공급되었다. 표 2는 상기 공급물 및 증류 컬럼의 상층부 및 바닥부에서 측정된, HFC-32 내용물에 대한 비율로서 여러가지 불순물의 양을 나타낸다. 이들 결과는 디클로로메탄은 하기 나열된 불순물들을 추출 증류에 의해 HFC-32로부터 제거하는데 효율적인 추출제임을 입증한다.
성분 공급 액체(wt%) 증류물(wt%) 리보일러 증기(wt%)
메틸 클로라이드 0.0039 0.0002 0.0111
디클로로플루오로메탄 0.1430 0.0146 0.3660
디클로로디플루오로메탄 0.0876 0.0053 0.0870
클로로플루오로메탄 0.6923 0.0002 1.342

Claims (19)

  1. 추출제로서 디클로로메탄을 이용하여 디플루오로메탄과 최소 하나의 불순물의 혼합물을 추출 증류하여 상기 혼합물의 불순물 농도보다 낮은 불순도 농도를 갖는 정제된 디플루오로메탄을 회수하는 단계를 포함하는, 디플루오로메탄과 최소 하나의 불순물의 혼합물로부터 디플루오로메탄을 분리하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 추출 증류 단계는 상기 불순물과 디클로로메탄의 혼합물을 포함하는 최소 하나의 추출제 스트림을 생성하며; 그리고 상기 공정은 나아가
    상기 추출제 스트림의 최소 일부를 디플루오로메탄을 생성하는 플루오르화 반응에 공급하는 단계,
    를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 추출 증류 단계는 측면부 스트림 및 바닥부 스트림을 생성하며, 상기 측면부 스트림은 디클로로메탄과 상기 불순물의 혼합물을 포함하며, 상기 바닥부 스트림은 디클로로메탄과 상기 측면부 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 불순물을 포함하며; 그리고 상기 방법은 나아가
    상기 스트림의 최소 일부를 디플루오로메탄을 생성하는 플루오르화 반응에 공급하는 단계,
    를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 불순물은 하기 화학식을 갖는 염소화 불순물임을 특징으로 하는 방법.
    CHwClyXz
    (상기 식에서, 각 X는 독립적으로 선택된 할로겐, y≥1 그리고 w+y+z=4임.)
  5. 제 4항에 있어서, 상기 X는 불소임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 염소화 불순물은 클로로플루오로메탄, 클로로메탄, 클로로디플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄 및 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 염소화 불순물은 디클로로디플루오로메탄, 클로로메탄 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 회수된 HFC-32내 불순물의 농도는 약 50ppm 중량이하임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 회수된 HFC-32내 불순물의 농도는 약 10ppm이하임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, HFC-32의 수율은 약 80%이상임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 추출 증류 단계는 약 1-15bar의 압력에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 염소화 유기 화합물을 플루오르화하여 플루오르화 화합물 및 최소 하나의 불순물의 혼합물을 포함하는 반응기 스트림을 생성하는 단계;
    상기 혼합물을 증류 유니트로 공급하는 단계;
    염소화 유기 화합물인 추출제를 상기 증류 유니트로 공급하는 단계;
    상기 플루오르화 화합물 및 상기 반응기 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 불순물을 함유하는 생성물 스트림을 증류하기에 충분한 조건하에 상기 증류 유니트를 작동시키는 단계;
    상기 불순물 및 추출제를 함유하는 측면부 스트림을 증류 유니트로부터 회수하는 단계;
    상기 추출제를 포함하며 상기 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 불순물을 함유하는 바닥부 스트림을 증류 유니트로부터 회수하는 단계;
    상기 측면부 스트림의 최소 일부로 플루오르화 반응을 공급하는 단계; 및
    상기 바닥부 스트림의 최소 일부를 증류 유니트로 재순환시키는 단계;
    를 포함하는 플루오르화 화합물 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 추출제는 디클로로메탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 및 1,1,1,3,3-펜타클로로프로판으로 구성된 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 플루오르화 화합물은 디플루오로메탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 펜타플루오로에탄, 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판으로 구성된 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 추출제는 디클로로메탄이며 그리고 상기 플루오르화 화합물은 디플루오로메탄임을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12항에 있어서, 추출 증류 단계는 약 1-15bar의 압력에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  17. 염소화 유기 화합물을 플루오르화하기위한 최소 하나의 공급원 및 플루오르화제로부터 염소화 유기 화합물을 받기에 적합하며, 상기 염소화 유기 화합물의 플루오르화를 촉진하여 플루오르화 화합물과 불순물의 혼합물을 포함하는 반응기 스트림을 형성하기에 적합한 반응기;
    상기 혼합물을 증류 유니트로 공급하는 제1 도관;
    최소 하나의 공급원으로부터 상기 혼합물 및 추출제를 받도록 형성되며, 상기 혼합물의 추출 증류를 촉진하여 플루오르화 화합물 및 상기 반응기 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 염소화 불순물을 포함하는 오버헤드 스트림, 상기 추출제와 염소화 불순물을 포함하는 측면부 스트림, 및 상기 추출제와 상기 측면부 스트림의 불순물 농도보다 낮은 농도의 염소화 불순물을 포함하는 바닥부 스트림을 생성하기에 적합한 증류 유니트;
    상기 측면부 스트림의 최소 일부를 상기 플루오르화 반응기로 공급하는 제2 도관; 및
    상기 바닥부 스트림의 최소 일부를 상기 증류 유니트로 공급하는 제3 도관;
    을 포함하는 플루오르화 화합물 제조용 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 나아가 상기 제1 도관, 상기 제2 도관 또는 이들의 조합을 통해 흐름 속도를 조절하는 장치를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 장치는 증류 유니트로부터 바닥부 스트림의 일부를 플루오르화 반응기로 전환하는 상기 제3 도관임을 특징으로 하는 시스템.
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