KR20170105599A - 불화 메틸의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드(acid fluoride)를 포함하는 혼합 가스를 얻는 방법에 있어서, 보다 간단하고 쉽게 혼합 가스에 포함되는 불화 메틸과 산 플루오리드를 분리하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 그 해결 수단으로서, (1) 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻는 공정; 및 (2) 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류함으로써 불화 메틸을 얻는 공정을 포함하는, 불화 메틸의 제조 방법을 제공한다.

Description

불화 메틸의 제조 방법
본 발명은, 드라이 에칭 가스로서 유용한 불화 메틸을 제조하는 방법에 관한 것이다.
하이드로플루오로카본은, 반도체, 액정 등의 미세 가공용 에칭 가스로서 유용하고, 특히 불화 메틸(CH3F)은, 최첨단의 미세 구조를 형성하기 위한 에칭 가스로서 주목받고 있다.
불화 메틸의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드(acid fluoride)를 포함하는 혼합 가스를 얻는 방법 등이 알려져 있다(특허문헌 1).
상기에 있어서, 얻어진 혼합 가스에 포함되는 불화 메틸과 산 플루오리드를 분리하는 방법으로서는, 혼합 가스를 냉각함으로써, 불화 메틸(비점 -79℃)을 주성분으로 하는 저비점 성분으로 이루어지는 가스 성분과, 산 플루오리드(예를 들면, 3,3,3-트리플루오로-2-(트리플루오로메틸)프로파노일플루오리드(비점 32℃) 등)를 주성분으로 하고, 또한 미반응 원료(1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르(비점 68.5℃) 등)를 포함하는 경우가 있는 고비점 성분으로 이루어지는 액성분으로 분리하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1).
또, 다른 분리 방법으로서, 얻어진 혼합 가스를 물 또는 알칼리 수용액 등과 접촉시켜 산 플루오리드를 수상 중에 용해시켜 제거하는 방법도 제안되어 있다(특허문헌 1). 이 경우, 물 및 알칼리 수용액 대신에, 알코올을 이용하는 것도 제안되어 있다. 알코올을 접촉시켜 에스테르를 생성시킴으로써, 연소 처리하기 쉬워진다. 종래의 방법에서는, 이와 같이 하여 얻어진, 불화 메틸을 많이 포함하는 가스를 또한 정류 조작에 제공하여 불화 메틸을 정제하는 것이 행해지고 있었다.
일본국 특허공개 2014-114277호 공보
본 발명은, 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻는 방법에 있어서, 보다 간단하고 쉽게 혼합 가스에 포함되는 불화 메틸과 산 플루오리드를 분리하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기한 목적을 달성할 수 있도록, 예의 연구를 거듭해 왔다. 그 결과, 혼합 가스를 그대로 정류 조작에 제공함으로써 불화 메틸을 선택적으로 얻을 수 있는 것을 알아냈다. 본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 더욱더 연구를 거듭한 결과, 완성된 것이다.
항 1. 불화 메틸의 제조 방법으로서,
(1) 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻는 공정; 및
(2) 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류함으로써 불화 메틸을 얻는
공정을 포함하는 방법.
항 2. 상기 공정 (2)에 있어서, 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류탑에 공급하는, 항 1에 기재된 방법.
항 3. 상기 공급을, 대기압을 넘는 압력, 바람직하게는, 0.2MPa~0.15MPa로 행하는, 항 2에 기재된 방법.
항 4.
상기 원료 화합물이, 일반식 (1)로 표시되는 함불소 메틸에테르인, 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 방법.
Figure pct00001
(식 중, R1 및 R2는, 동일하거나 또는 상이하고, 치환되어 있어도 되며, 직쇄상 혹은 분기상의 1가의 지방족 탄화수소기, 1가의 방향족 탄화수소기 혹은 1가의 환상 지방족 탄화수소기;수소 원자 또는 할로겐 원자이다).
본 발명에 의하면, 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻는 방법에 있어서, 보다 간단하고 쉽게 혼합 가스로부터 불화 메틸을 정제할 수 있다. 구체적으로는, 이하와 같다. 종래에는, 정제 전에 혼합 가스를 냉각하여 분류를 행하거나, 물 혹은 알칼리 수용액에 의해 수세를 행하거나, 또는 알코올 등과 접촉시켜 산 플루오리드를 수상 중에 용해시켜 제거하거나 할 필요가 있었다. 이에 대해서 본 발명에서는, 정제 전에 그러한 조작을 행할 필요가 없다. 이 때문에, 본 발명은, 조작이 보다 간편하다는 점에서 유리하다. 또한, 종래와 같이 알코올과 접촉시켜 산 플루오리드를 제거할 때에는 에스테르화에 의해 산업 폐기 처리물에 상당하는 성분이 발생하는 것이 불가피했지만, 본 발명에서는 그러한 산업 폐기 처리물을 발생시키지 않고, 처리 대상물의 취급이 용이하다는 점에서도 유리하다.
본 발명의 방법은, 불화 메틸의 제조 방법으로서,
(1) 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻는 공정; 및
(2) 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류함으로써 불화 메틸을 얻는 공정을 포함하는 방법이다.
1. 원료 화합물
본 발명에서 이용하는 원료 화합물은, 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 발생시키는 화합물이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 발생시키는 반응은 이미 알려져 있고, 예를 들면, 일본국 특허공개 2014-114277호 공보 등에 개시되어 있다.
본 발명에서는, 원료 화합물로서는, 바람직하게는, 일반식 (1)로 표시되는 함불소 메틸에테르를 이용한다.
Figure pct00002
(식 중, R1 및 R2는, 동일하거나 또는 상이하고, 치환되어 있어도 되고, 직쇄상 혹은 분기상의 1가의 지방족 탄화수소기, 1가의 방향족 탄화수소기 혹은 1가의 환상 지방족 탄화수소기;수소 원자 또는 할로겐 원자이다).
원료 화합물로서 이용하는 함불소 메틸에테르의 제조 방법에 대해서는 특별히 한정은 없고, 임의의 방법으로 얻어진 화합물을 이용할 수 있다.
상기 일반식 (1)에 있어서, 바람직하게는 R1 및 R2는, 동일하거나 또는 상이하고, 치환되어 있어도 되고, 탄소수 1~30의 직쇄상 혹은 분기상의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 6~12의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 6~12의 1가의 환상 지방족 탄화수소기이다. 보다 바람직하게는, R1 및 R2는, 동일하거나 또는 상이하고, 치환되어 있어도 되고, 탄소수 1~10의 직쇄상 혹은 분기상의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 탄소수 6~10의 1가의 환상 지방족 탄화수소기이다.
상기에 있어서, 탄소수 1~10의 직쇄상 혹은 분기상의 1가의 지방족 탄화수소기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 탄소수 1~10의 알킬기 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 탄소수 1~10의 알킬기로서, 메틸기, 에틸기, 트리메틸기, 프로필기, 1-메틸에틸기, 헥실기 및 옥틸기 등을 들 수 있다.
탄소수 1~10의 알킬기 중에서는, 탄소수 1~6의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~4의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 1~3의 알킬기가 더 바람직하다.
탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 페닐기, 메틸페닐기 및 에틸페닐기 등을 들 수 있다.
탄소수 6~10의 1가의 환상 지방족 탄화수소기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 시클로헥실기, 메틸시클로헥실기 및 에틸시클로헥실기 등을 들 수 있다.
상기에 있어서, 1가의 지방족 탄화수소기, 1가의 방향족 탄화수소기 또는 1가의 환상 지방족 탄화수소기는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 헤테로 원자로, 수소 원자 중 적어도 하나가 치환되어 있어도 되고, 또 모든 수소 원자가 치환되어 있어도 된다.
상기에 있어서, 할로겐 원자는, 바람직하게는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자이며, 보다 바람직하게는 불소 원자이다.
특별히 한정되지 않지만, 원료로서 이용할 수 있는 구체적인 화합물의 예로서, 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르 등을 들 수 있다.
특히, 불소 수지의 원료로서 사용하는 헥사플루오로프로펜을 제조할 때에 부생하는 퍼플루오로이소부틸렌((CF3)2C=CF2))은, 종래 불요물로서 폐기되고 있었지만, 이것을 메탄올과 반응시킴으로써 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르를 얻을 수 있고, 이것을 본 발명 방법의 원료로서 이용함으로써, 폐기물의 유효 이용을 도모할 수 있기 때문에, 저비용의 원료를 이용하여, 염가로 목적물을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에 있어서, 원료로 하는 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르가, 「퍼플루오로이소부틸렌과 메탄올을 반응시켜 얻어지는 것이다」라고 할 때는, 그 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르가, 이러한 반응에 의해 얻어진 것으로 한정되고, 다른 반응에 의해 얻어진 것은 아닌 것을 의미한다. 퍼플루오로이소부틸렌과 메탄올을 반응시켜 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르를 얻는 방법은, 공지의 방법이며, 공지의 반응 조건에 따르면 된다. 예를 들면, 일본국 특허공표2001-506261호 공보에 기재된 방법에 따라서 반응을 행하면 된다.
2. 공정 (1)
본 발명의 공정 (1)은, 상기한 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻는 공정이다.
(i) 촉매
촉매로서는, 기상에 있어서의 열분해 반응에 대해서 활성을 갖는 촉매이면 특별히 한정없이 이용할 수 있다. 이와 같은 촉매로서는, 금속 산화물, 불소화된 금속 산화물, 금속 불화물 등을 들 수 있고, 이들을 일종 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
이들 중에서, 금속 산화물로서는, 알루미나, 산화 크롬, 산화 티탄, 산화 아연 등이 바람직하다. 또, 이들 금속 산화물의 일부를 불소화한 불소화 금속 산화물을 이용할 수도 있다. 상기 불소화 금속 산화물 촉매는, 미리 금속 산화물 촉매를, 불화 수소 등을 이용하여 불소화한 것이어도 되고, 본 발명의 제조 방법의 반응 과정에 있어서, 그 일부가 불소화된 금속 산화물 촉매를 사용해도 된다. 금속 불화물으로서는, AlF3, TiF4, CrF3 및 ZnF2 등이 바람직하다.
금속 산화물 중에서도, 알루미나가 바람직하고, α-알루미나 및 활성 알루미나 등을 사용할 수 있다. 활성 알루미나로서는, ρ-알루미나, χ-알루미나, κ-알루미나, η-알루미나, 슈도 γ-알루미나, γ-알루미나, δ-알루미나 및 θ-알루미나 등이 사용된다. 이들 중에서도 γ-알루미나 및 η-알루미나가 바람직하고, γ-알루미나가 특히 바람직하다. 또, 복합 산화물로서 실리카 알루미나(SiO2/Al2O3)도 촉매로서 이용할 수 있다. 실리카알루미나의 실리카 SiO2의 조성은, 20중량%~90중량%가 바람직하고, 50중량%~80중량%가 보다 바람직하다.
촉매의 세공 용적은 클수록 활성이 높고, 0.4ml/g 이상인 것이 바람직하고, 0.5ml/g 이상인 것이 특히 바람직하다. 촉매의 세공 용적의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 5ml/g 이하이며, 반응속도 및 촉매 강도의 점에서, 바람직하게는 2ml/g 이하이다. 세공 용적은, 가스 흡착법, 수은 압입법 등으로 측정할 수 있다.
또, 촉매에 KF, NaF 및 MgF2 등의 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 불화물을 담지해도 된다.
상기한 불소화된 금속 산화물을 얻는 방법에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들면, 가열하에 있어서, 상기한 금속 산화물을 무수 불화 수소 또는 플론과 접촉시킴으로써, 불소화 반응이 진행하여 불소화된 금속 산화물을 얻을 수 있다. 금속 산화물과 불화 수소를 접촉시키는 방법에 대해서는 특별히 한정적이 않고, 촉매를 충전한 반응관 중에 불화 수소를 유통시키는 연속법이어도 되고, 촉매를 수용한 용기에 불화 수소 또는 플론을 봉입하는 배치식이어도 된다. 특히, 유통 방식은, 처리 시간이 짧은 점에서 바람직하다.
플론은, 불소 원자의 수가 많고, 탄소 원자의 수가 적은 것이 바람직하다. 예를 들면, 트리플루오로메탄, 디플루오로클로로메탄, 옥타플루오로에탄 등을 들 수 있다.
금속 산화물의 불소화의 정도에 대해서는, 특별히 한정적이지 않지만, 불소화된 금속 산화물 전체의 중량을 기준으로 하여, 불소 함유율이 5~50중량% 정도인 것이 바람직하다.
금속 산화물의 불소화 처리의 온도는, 후술하는 열분해 반응보다 고온인 것이 바람직하고, 예를 들면, 150~500℃ 정도가 바람직하고, 200℃~400℃ 정도가 보다 바람직하고, 250℃~350℃ 정도가 더 바람직하다. 불소화 처리의 온도가 너무 낮으면 불소화가 불충분하기 때문에 촉매의 효과가 작고, 처리 온도가 너무 높으면 내열재료가 특별히 필요하게 되기 때문에 실용적이지 않다.
(ii) 열분해 반응 조건
함불소 메틸에테르의 열분해 반응은, 상기한 촉매의 존재하에서, 함불소 메틸에테르를 기상 상태로 촉매에 접촉시킴으로써 진행시킬 수 있는 구체적인 방법에 대해서는 특별히 한정적이지 않지만, 예를 들면, 관형의 유통형 반응기를 이용하여, 상기 반응기에 상기한 촉매를 충전하고, 원료로서 이용하는 함불소 메틸에테르를 상기 반응기에 도입하여, 기상 상태로 촉매에 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
열분해 반응의 온도에 대해서는, 너무 낮으면 원료의 전화율이 저하하고, 너무 높으면 불순물이 많아지는 경향이 있다. 이 때문에, 100℃~400℃ 정도로 하는 것이 바람직하고, 100℃~300℃ 정도로 하는 것이 더 바람직하고, 100℃~250℃ 정도로 하는 것이 특히 바람직하다.
열분해 반응시의 반응관 내의 압력은, 너무 낮으면 공기의 혼입의 가능성 등이 있으므로 조작상 번잡하게 되고, 너무 높으면 기기의 내압을 고려할 필요가 있고, 누설의 가능성도 높아진다. 이들 점으로부터, 0.05~1MPa 정도로 하는 것이 바람직하고, 0.1~0.5MPa 정도로 하는 것이 바람직하고, 특히, 반응 조작상, 대기압(약 0.1MPa) 정도의 압력이 바람직하다.
반응시키기 위한 접촉 시간에 대해서는 특별히 한정적이지 않지만, 반응관에 공급하는 원료 가스인 함불소 메틸에테르의 유량 F(0℃, 1기압(약 0.1MPa)에서의 유량：cc/sec)에 대한 촉매의 충전량 W(g)의 비율:W/F(g·sec/cc)로 표시되는 접촉 시간을, 1~100g·sec/cc 정도로 하는 것이 바람직하고, 1~50g·sec/cc 정도로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~30g·sec/cc 정도로 하는 것이 더 바람직하다. 접촉 시간이 너무 길면, 생성물을 얻는데 장시간을 필요로 하므로, 생산량을 올리기 위해서는 접촉 시간을 짧게 하는 것이 바람직하지만, 접촉 시간이 너무 짧으면, 전화율이 내려가는 경향이 있다. 이 때문에, 사용하는 촉매의 종류, 촉매량, 반응 조건 등에 따라서, 원료의 전화율과 목적물의 선택율의 점에서 가장 생산성이 높아지는 접촉 시간을 선택하면 된다. 통상은, 사용하는 촉매의 종류, 촉매량, 반응 조건 등에 따라서, 전화율이 100%가 되는 접촉 시간을 선택하여 반응을 행하는 것이 바람직하다.
(iii) 혼합 가스
공정 (1)에 의해, 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 혼합 가스를 얻을 수 있다. 혼합 가스에는, 목적물인 불화 메틸(비점 -79℃)에 더하여, 동시에 열분해에 의해 생성되는 산 플루오리드를 포함하고 있고, 또한, 원료 화합물 및 부생성물, 및 불순물 중 적어도 어느 일종을 포함하고 있어도 된다. 원료 화합물에 따라서 다르지만, 부생성물로서는, 예를 들면, 프로펜(비점 -47.7℃), 염화 메틸(비점 -24℃), 5불화 프로펜(비점 -21.1℃) 및 프로판(비점 -1.4℃) 등을 들 수 있다.
3. 공정 (2)
본 발명의 공정 (2)는, 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류함으로써 불화 메틸을 얻는 공정이다.
이로 인해, 분류 조작이나, 수세 또는 알코올에 의한 산 플루오리드의 제거 등을 정제 전에 미리 행할 필요가 없고, 간편하게 불화 메틸을 산 플루오리드로부터 분리할 수 있다.
산 플루오리드는, 예를 들면 3,3,3-트리플루오로-2-(트리플루오로메틸)프로파노일플루오리드의 비점이 32℃이도록, 통상, 비점이 실온 이상이며, 불화 메틸(비점 -79℃)보다 상당히 비점이 높다. 혼합 가스에는 불화 메틸과 산 플루오리드가 몰비 1:1로 존재하고 있다. 혼합 가스를 그대로 실온 근방의 환경하에 두면, 산 플루오리드가 응축되는 것이 예상되지만, 본 발명자들은, 예상외로, 이들 두 성분간에 상호작용이 발생하고, 혼합 가스가 전체적으로 실온 근방에서도(소정 압력 조건하에서는) 응축되지 않는 가스로서 기능한다는 현상을 발견했다. 본 발명에서는 이 지견을 이용하여, 이 혼합 가스를 그대로 정류 조작에 제공하여, 불화 메틸을 효율적으로 분리할 수 있다.
공정 (2)에 있어서는, 바람직하게는, 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류탑에 공급한다. 이 공급을, 대기압을 넘는 압력으로 행하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 정류탑에 혼합 가스를 보내는 것이 용이해진다. 이때의 압력은, 0.2MPa~0.15MPa이면 보다 바람직하다. 이 범위 내의 압력이면, 혼합 가스의 응축을 피하면서, 정류탑에 효과적으로 혼합 가스를 공급할 수 있다. 반응 후의 가스의 온도가 높을수록 높은 압력으로 정류탑에 반응 가스를 보낼 수 있다. 통상은 압축기로 반응 후의 가스를 정류탑에 보내는 경우가 많다. 또, 정류탑의 온도를 냉각함으로써, 정류탑의 압력이 내려가기 때문에, 압축기의 가스의 흡입측과 배출측의 압력차가 발생하기 쉬워지고, 정류탑에 혼합 가스를 공급하기 쉬워진다. 정류탑의 냉각에 있어서 특히 액이 모여 있는 정류탑의 가마를 냉각함으로써 정류탑의 압력을 낮추는 효과가 커지고, 정류탑으로의 혼합 가스의 공급이 용이해진다.
정류는, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 정류탑을 두 개 설치하고, 최초의 정류탑에 있어서 메탄 또는 에틸렌 등의 저비점 성분을 탑 정상부로부터 빼내고, 나머지 불화 메틸 및 산 플루오리드를 포함하는 성분을 탑 저부로부터 얻고, 이것을 또한 두 개째의 정류탑에 제공하여, 탑 정상부로부터 불화 메틸을 빼낼 수 있다. 이때, 두 개의 정류탑의 탑 정상부로부터 최종적으로 얻어지는 불화 메틸의 순도는, 99.999중량% 이상이다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
150℃로 가열한 γ-알루미나 촉매를 충전한 반응기에, 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르를 가스 상태로 유입하여 열분해시켰다. 열분해 반응 후의 가스를 0.15MPa의 압력을 가하여, 냉각한 제1 정류탑에 포집했다. 포집한 반응 가스의 조성은, 이하와 같았다.
메탄 0.002mol%
에틸렌 0.0036mol%
불화 메틸 46.17mol%
프로필렌 0.0092mol%
1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르 7.58mol%
산 플루오리드 46.17mol%
그 외 성분 0.0652mol%
제1 정류탑에서 메탄 및 에틸렌 등의 저비점 화합물을 제거한 후, 나머지 성분을 제2 정류탑에 이송했다. 제2 정류탑에서 정제하여 정류탑의 탑 정상으로부터 불화 메틸을 빼내어 포집했다. 얻어진 불화 메틸의 순도는 99.999mol%였다. 불화 수소 등의 산분이나 수분이 발생하지 않기 때문에, 산분 제거를 위한 수세탑, 알칼리탑 및 수분 제거를 위한 몰레큘러 시브 등이 들어간 건조탑 등이 모두 불필요했다.
제2 정류탑의 정류 가마에 남은 고비점 성분은 그대로 스테인리스 배관을 통해 소각로에 도입하여 분해 처리할 수 있었다.
＜비교예 1＞
실시예와 동일하게 하여 얻어진 열분해 반응 후의 반응 가스를, 수세탑, 5% 수산화 칼륨 수용액이 들어간 알칼리탑 및 몰레큘러 시브가 들어간 건조탑에 순차적으로 통과시켰다. 그 후, 제1 정류탑에 이송했다. 제1 정류탑에서, 메탄 및 에틸렌 등의 저비점 화합물을 제거한 후, 나머지 성분을 제2 정류탑에 이송했다. 제2 정류탑에서 환류시키면서 정제하여 정류탑의 탑 정상으로부터 불화 메틸을 빼내어 포집했다. 얻어진 불화 메틸의 순도는 99.999mol%였다.
그러나, 이 비교예 1의 방법에서는, 수세탑 및 알칼리탑의 추가 설비가 필요하게 되고 설비비가 비싸졌을 뿐만 아니라, 수세탑 및 알칼리탑에는 미반응의 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르와 산 플루오리드가 가수분해하여 생긴 카복실산 및 불화 수소산을 포함한 혼합 용액이 축적되었다. 이 폐기물은, 유기물과 수용물의 혼합 용액이기 때문에, 산업 폐기물로서 처리하기 어렵다는 문제가 있다. 또, 이 폐액은 산성도가 높아 금속을 부식시키기 때문에, 스테인리스 등의 금속 배관에 그대로 통과시킬 수 없어, 소각로로 이송하는 것이 곤란했다. 이 폐액을 이송하기 위해서는 불소 수지 등의 라이닝한 배관 또는 용기가 필요하게 되었다. 또 이 폐액은 수분을 다량으로 포함하고 있기 때문에, 연소시키는데 여분의 에너지를 필요로 했다.
＜비교예 2＞
실시예와 동일하게 하여 얻어진 열분해 반응 후의 반응 가스를, 메탄올 수용액이 들어간 흡수탑 및 몰레큘러 시브가 들어간 건조탑에 순차적으로 통과시킨 후, 제1 정류탑으로 이송했다. 제1 정류탑에서, 메탄 및 에틸렌 등의 저비점 화합물을 제거했다. 그 후, 나머지 성분을 제2 정류탑으로 이송했다. 제2 정류탑에서 환류시키면서 정제하여 정류탑의 탑 정상으로부터 불화 메틸을 빼내어 포집했다. 얻어진 불화 메틸의 순도는 99.999mol%였다.
그러나, 다량의 메탄올 및 흡수탑의 추가 설비도 필요하게 되고, 약제비와 설비비가 비싸졌을 뿐만 아니라, 흡수탑에는, 미반응의 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르와 산 플루오리드가 메탄올과 반응하여 생긴 에스테르 및 불화 수소를 포함한 혼합 용액이 축적되었다. 이 폐기물은, 유기물이지만 불화 수소를 포함하기 때문에 산업 폐기물로서 처리하기 어려운 문제가 발생했다. 이 폐액은 유기물이 주성분이기 때문에 산성도는 높지 않지만, 불화 수소가 서서히 금속을 부식시키기 때문에, 장시간, 스테인리스 등의 금속 배관에 흘려보낼 수 없어, 소각로로 이송하는 것이 곤란했다. 이 폐액을 이송하기 위해서는 불소 수지 등의 라이닝한 배관 또는 용기가 필요하게 되었다. 또 이 폐액은 불화 수소를 다량으로 포함하고 있기 때문에, 연소시키는데 여분의 에너지를 필요로 했다.

Claims (4)

  1. 불화 메틸의 제조 방법으로서,
    (1) 원료 화합물을 기상 상태로 열분해시킴으로써, 불화 메틸 및 산 플루오리드(acid fluoride)를 포함하는 혼합 가스를 얻는 공정; 및
    (2) 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류함으로써 불화 메틸을 얻는 공정을 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정 (2)에 있어서, 상기 공정 (1)에서 얻어진 혼합 가스를 정류탑에 공급하는, 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공급을, 대기압을 넘는 압력으로 행하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원료 화합물이, 일반식 (1)로 표시되는 함불소 메틸에테르인, 방법.
    Figure pct00003

    (식 중, R1 및 R2는, 동일하거나 또는 상이하고, 치환되어 있어도 되며, 직쇄상 혹은 분기상의 1가의 지방족 탄화수소기, 1가의 방향족 탄화수소기 혹은 1가의 환상 지방족 탄화수소기;수소 원자 또는 할로겐 원자이다)
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