RU2066307C1 - Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis - Google Patents

Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis Download PDF

Info

Publication number
RU2066307C1
RU2066307C1 SU4541663A RU2066307C1 RU 2066307 C1 RU2066307 C1 RU 2066307C1 SU 4541663 A SU4541663 A SU 4541663A RU 2066307 C1 RU2066307 C1 RU 2066307C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diluent
reactor
difluoroethane
fluorine
experiment
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.С. Верещагина
А.Н. Голубев
Т.А. Гусева
А.С. Дедов
В.Ю. Захаров
В.М. Френдак
А.А. Горяев
А.И. Масляков
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Кирово-Чепецкий химический комбинат им.Б.П.Константинова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Кирово-Чепецкий химический комбинат им.Б.П.Константинова" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Кирово-Чепецкий химический комбинат им.Б.П.Константинова"
Priority to SU4541663 priority Critical patent/RU2066307C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2066307C1 publication Critical patent/RU2066307C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: reagent 1: 1,1-difluoroethane. Reagent 2: chlorine. Synthesis conditions: in medium of diluent - perhalogenated carbon and initiating agent - fluorine which is contacted preliminary with liquid diluent. Process is carried out at temperature not above diluent boiling point followed by diluent condensation, its separation from reaction gases and recovery to the process head. Synthesized 1,1,1-difluorochloroethane shows low toxicity and activity with respect to ozone layer. EFFECT: improved method of synthesis. 4 cl

Description

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения 1,1,1-дифторхлорэтана (хладона-142), являющегося малотоксичным и малоактивным к озоновому слою хладоном, используемым как хладагент и как сырье для получения 1,1-дифторэтилена (мономера 2). The invention relates to chemical technology, and in particular to methods for producing 1,1,1-difluorochloroethane (freon-142), which is low-toxic and inactive to the ozone layer, the freon used as a refrigerant and as a raw material for the production of 1,1-difluoroethylene (monomer 2) .

Известны способы получения 1,1,1-дифторхлорэтана путем хлорирования 1,1-дифторэтана с инициированием процесса активным светом. Так, по патенту Великобритании N 785209 (кл. С 2 С, приор. 1955) процесс осуществляют в четыреххлористом углероде; по авторскому свидетельству СССР N 1083541 с приоритетом от 31.08.81 фотохлорирование 1,1-дифторэтана в присутствии воды. Главным недостатком этих способов является сложность промышленного оформления процесса хлорирования, обусловленная отсутствием отечественных промышленных фотохимических реакторов и моющих источников активного света, необходимых для промышленного производства. Known methods for producing 1,1,1-difluorochloroethane by chlorination of 1,1-difluoroethane with initiation of the process by active light. So, according to British patent N 785209 (class C 2 C, prior. 1955), the process is carried out in carbon tetrachloride; according to USSR author's certificate N 1083541 with priority from 08/31/81 photochlorination of 1,1-difluoroethane in the presence of water. The main disadvantage of these methods is the complexity of the industrial design of the chlorination process, due to the lack of domestic industrial photochemical reactors and washing active light sources necessary for industrial production.

Известны способы получения 1,1,1-дифторхлорэтана из 1,1-дифторэтана путем термического хлорирования в присутствии инициатора окиси азота [пат. Бельгии N 760506, кл. С07с, заявл. 18.12.70, опубл. 03.03.76] или фтора [а. с. СССР N 400565, кл. С07с 19/08, заявл. 19.09.69, опубл. 01.10.73] Эти способы осуществляют в газовой фазе. Первый из них проводят при высокой температуре (295-304oC). Он имеет низкую селективность (максимальный выход целевого продукта 86,4% ) и низкую степень конверсии дифторэтана (не более 35%).Known methods for producing 1,1,1-difluorochloroethane from 1,1-difluoroethane by thermal chlorination in the presence of a nitric oxide initiator [US Pat. Belgium N 760506, class С07с, declared 12/18/70, publ. 03.03.76] or fluorine [a. from. USSR N 400565, class С07с 19/08, declared 09/19/69, publ. 10/01/73] These methods are carried out in the gas phase. The first of them is carried out at high temperature (295-304 o C). It has a low selectivity (maximum yield of the target product 86.4%) and a low degree of conversion of difluoroethane (not more than 35%).

Наиболее близким из упомянутых по технической сущности и эффективности является способ, изложенный в а. с. СССР 400565, в котором 1,1,1-дифторхлорэтан получают путем газофазного хлорирования 1,1-дифторэтана при повышенной температуре (100-200oС) в присутствии разбавителя (аргон и четыреххлористый углерод) и инициатора элементарного фтора в количестве 0,05-1% по массе, считая на 1,1-дифторэтан, с последующим выделением целевого продукта из реакционных газов. Способ достаточно селективен. Выход целевого продукта составляет 92,5-96% при конверсии 1,1-дифторэтана 57-65% Но при этом необходимо отметить, что смесь 1,1-дифторэтана с хлором взрывоопасна, причем в довольно широких пределах: от 13,1±0,5 до 30,0±0,2% об. дифторэтана при атмосферном давлении, комнатной температуре, в отсутствие актиничного света ["Прокол опытов по определению концентрированных пределов воспламенения 1,1-дифторэтана в смеси с хлором" от 19.05.88 г. Обнинск, филиал НИФХИ им. Л. Я. Карпова] при УФ-облучении пределы воспламенения указанной смеси более широкие: от 13,4±0,3 до 34,0±0,4% об. ["Протокол опытов по определению концентрационных пределов воспламенения 11,1-дифторэтана (хладона 152А) в хлоре при зажигании смеси УФ-светом" от 30.01.90, М, Высшая инженерная пожарно-техническая школа МВД СССР, н/вх. N 7/32-63 от 07.02.90]
Таким образом, недостатком последнего способа, как и других предыдущих газофазных способов, является опасность при проведении процесса хлорирования в газовой фазе, когда при уменьшении или прекращении подачи разбавителя или изменении подачи реагентов может создаться взрывоопасная концентрация дифторэтана в смеси с хлором. Этот недостаток исключает возможность промышленного использования известного способа.
The closest of those mentioned in technical essence and effectiveness is the method described in a. from. USSR 400565, in which 1,1,1-difluorochloroethane is obtained by gas-phase chlorination of 1,1-difluoroethane at elevated temperature (100-200 ° C) in the presence of a diluent (argon and carbon tetrachloride) and an elementary fluorine initiator in an amount of 0.05- 1% by weight, counting on 1,1-difluoroethane, followed by isolation of the target product from the reaction gases. The method is quite selective. The yield of the target product is 92.5-96% with the conversion of 1,1-difluoroethane 57-65%. However, it should be noted that the mixture of 1,1-difluoroethane with chlorine is explosive, and in a fairly wide range: from 13.1 ± 0 , 5 to 30.0 ± 0.2% vol. difluoroethane at atmospheric pressure, room temperature, in the absence of actinic light ["Puncture of experiments to determine the concentrated ignition limits of 1,1-difluoroethane in a mixture with chlorine" dated 05.19.88. Obninsk, branch of NIPHI im. L. Ya. Karpova] under UV irradiation, the ignition limits of this mixture are wider: from 13.4 ± 0.3 to 34.0 ± 0.4% vol. ["Protocol of experiments on determining the concentration limits of ignition of 11,1-difluoroethane (152A freon) in chlorine when a mixture is ignited with UV light" from 01.30.90, M, Higher Fire Engineering School of the USSR Ministry of Internal Affairs, n / a. N 7 / 32-63 from 02/07/90]
Thus, the disadvantage of the latter method, as well as other previous gas-phase methods, is the danger during the chlorination process in the gas phase, when an explosive concentration of difluoroethane in a mixture with chlorine can be created when the supply of diluent is reduced or the supply of reagents decreases. This disadvantage excludes the possibility of industrial use of the known method.

Цель настоящего изобретения повышение безопасности и стабильности во времени процесса хлорирования. The purpose of the present invention is to increase the safety and stability over time of the chlorination process.

Цель достигается тем, что в известном способе получения 1,1,1-дифторхлорэтана путем хлорирования 1,1-дифторэтана хлором в присутствии разбавителя пергалоидированного углерода и инициатора элементарного фтора с последующим выделением целевого продукта в качестве разбавителя используют фторсодержащий пергалоидированный углерод, выбранный из группы, включающей 1,1,2-трифтортрихлорэтан (хладон 113), 1,2-дифтортетрахлорэтан (хладон 112), перформетилциклогексан (хладон 350), перфордиметилциклогексан (хладон 400), причем исходные реагенты и инициатор предварительно контактируют с жидким разбавителем, и процесс ведут при температуре, не превышающей температуру кипения разбавителя, с последующей конденсацией разбавителя, отделения его от реакционных газов и возврата в начало процесса. The goal is achieved in that in the known method for producing 1,1,1-difluorochloroethane by chlorination of 1,1-difluoroethane with chlorine in the presence of a perhalogenated carbon diluent and an elementary fluorine initiator, followed by isolation of the target product, a fluorine-containing perhalogenated carbon selected from the group is used as a diluent including 1,1,2-trifluorotrichloroethane (HFC 113), 1,2-difluorotetrachloroethane (HFC 112), performylcyclohexane (HFC 350), performethylcyclohexane (HFC 400), the starting reagents and the initiator re-contact with the liquid diluent, and the process is conducted at a temperature not exceeding the boiling point of the diluent, followed by condensation of the diluent, separating it from the reaction gases and returning to the beginning of the process.

Другое отличие состоит в том, что в качестве пергалоидированного углерода разбавителя берут 1,1,2-трифтортрихлорэтан. Another difference is that 1,1,2-trifluorotrichloroethane is taken as the perhalogenated carbon of the diluent.

Кроме того, процесс ведут в реакторе с внутренней поверхностью из металла, выбранного из группы, включающей никель, нихром, фторопласт. In addition, the process is conducted in a reactor with an inner surface of a metal selected from the group comprising nickel, nichrome, fluoroplastic.

Использование указанных разбавителей обусловлено их индифферентностью к хлору, фтору, фтористому водороду и продуктам реакции, хорошей растворимостью в них сырья, их высокой способностью отводить тепло реакции хлорирования, низкой температурой кипения, а также их доступностью. Материалы для реакционного оборудования подобраны экспериментально. The use of these diluents is due to their indifference to chlorine, fluorine, hydrogen fluoride and reaction products, good solubility of raw materials in them, their high ability to remove heat of the chlorination reaction, low boiling point, and their availability. Materials for the reaction equipment are selected experimentally.

Способ приведен в лабораторных условиях. Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами. The method is given in laboratory conditions. The invention is illustrated by the following examples.

П р и м е р 1. PRI me R 1.

В опытах использован:
1,1-дифторэтан, полученный гидрофторированием хлористого винила по а. с. 341788, С 07 С 19/08 и отчищенный от примесей (содержание в нем органических примесей указано в конкретных примерах) с содержанием кислорода не более 0,002% об.
In the experiments used:
1,1-difluoroethane obtained by hydrofluorination of vinyl chloride according to a. from. 341788, С 07 С 19/08 and purified from impurities (the content of organic impurities in it is indicated in specific examples) with an oxygen content of not more than 0.002% vol.

хлор сжиженный по ГОСТ 6718-86, т. е. не содержащий кислорода. liquefied chlorine according to GOST 6718-86, i.e., not containing oxygen.

Для инициирования процесса хлорирования в опытах всех примеров использован фтор, полученный электролизом трифторида калия и без дополнительной очистки от примесей фтористого водорода, с содержанием 10-25% мольн. фтористого водорода. To initiate the chlorination process in the experiments of all examples, fluorine was used, obtained by electrolysis of potassium trifluoride and without additional purification from impurities of hydrogen fluoride, with a content of 10-25% mol. hydrogen fluoride.

Гелий по ТУ 51-940-80 использован для разбавления фтора. Helium according to TU 51-940-80 is used for dilution of fluorine.

Содержание кислорода в разбавленном фторе контролировали. The oxygen content in diluted fluorine was monitored.

Для каждого опыта использовали один из реакторов колонного типа, оборудованный уровнемером, выполненным из прозрачного фторопласта-4МБ, термостатирующей рубашкой и обратным холодильником, охлаждаемым любой водой, либо холодильным рассолом. Размеры никелевого реактора: внутренний диаметр 37 мм, высота 600 мм; нихромового соответственно 54 и 240 мм, фторопластового (из фторопласта-4) и 700 мм. For each experiment, we used one of the column type reactors equipped with a level gauge made of transparent fluoroplast-4MB, a thermostatic jacket and a reflux condenser cooled by any water, or a cold brine. Nickel reactor dimensions: inner diameter 37 mm, height 600 mm; nichrome 54 and 240 mm, respectively, fluoroplastic (from fluoroplast-4) and 700 mm.

Обратный холодильник, подводящие коммуникации для сырья и термогильзы для термопар у металлических реакторов выполнены из никеля, у фторопластового из фторопласта-4Д. Из фторопласта же выполнены подводящие коммуникации и барботеры для фтора. A reflux condenser, supply lines for raw materials and thermowells for thermocouples for metal reactors are made of nickel, for fluoroplastic of fluoroplast-4D. The fluoroplastic made supply communications and bubblers for fluorine.

Подача хлора и 1,1-дифторэтана предусмотрена в нижний слой жидкости в реакторе через трубчатые распределители, с перфорацией диаметром около 1 мм, подача фтора также в нижнюю часть реактора, но в более низкий слой жидкости (на 30-80 мм ниже, чем сырье) через барботер с отверстиями диаметром около 0,2 мм. The supply of chlorine and 1,1-difluoroethane is provided for in the lower liquid layer in the reactor through tubular distributors with perforations with a diameter of about 1 mm, the fluorine supply is also in the lower part of the reactor, but in the lower liquid layer (30-80 mm lower than the feed ) through a bubbler with holes with a diameter of about 0.2 mm.

В реактор заливали заданный объем жидкого разбавителя, термостатировали реактор, и начинали подачу исходных газообразных реагентов из баллонов с постоянной скоростью, поддерживаемой при помощи реометров. Одновременно подавали фтор, разбавленный гелием до 1-2%-ной концентрации, также с постоянной скоростью, которую устанавливали с помощью калиброванной шайбы и игольчатого вентиля и контролировали по убыли давления в баллоне с предварительно проанализированной смесью фтора с гелием. A predetermined volume of liquid diluent was poured into the reactor, the reactor was thermostated, and the supply of the starting gaseous reagents from the cylinders was started at a constant speed, supported by rheometers. At the same time, fluorine was diluted with helium to a 1-2% concentration, also at a constant speed, which was established using a calibrated washer and a needle valve and controlled by pressure loss in a cylinder with a previously analyzed mixture of fluorine with helium.

Реакционные газы в обратном холодильнике освобождали от основной части испарившегося разбавителя (при этом образовавшаяся флегма стекала в реактор) и направляли на промывку сначала водой от хлористого водорода, затем 4%-ным раствором гидроксида натрия от хлора. Промывные растворы анализировали по окончании каждого опыта, определяя содержание образовавшегося хлористого водорода и не вступившего в реакцию хлора. По результатам анализа вод рассчитан расход хлора на каждый опыт и степень его конверсии. The reaction gases in the reflux condenser were freed from the main part of the evaporated diluent (the resulting phlegm drained into the reactor) and sent for washing first with water from hydrogen chloride, then with a 4% solution of sodium hydroxide from chlorine. Wash solutions were analyzed at the end of each experiment, determining the content of the formed hydrogen chloride and unreacted chlorine. According to the results of water analysis, the consumption of chlorine was calculated for each experiment and the degree of its conversion.

Отмытые газообразные продукты подвергали осушке хлористым кальцием, их объем точно замеряли тазовым счетчиком и анализировали хроматографически, учитывая и содержание гелия, и унесенных паров разбавителя. По расходу гелия и исходному содержанию в нем фтора определяли точный расход фтора. По объему газов и их составу определяли количество полученного целевого продукта. The washed gaseous products were dried with calcium chloride, their volume was accurately measured by a pelvic counter and analyzed chromatographically, taking into account both the helium content and entrained vapor of the diluent. The helium consumption and the initial fluorine content in it determined the exact fluorine consumption. The amount of the obtained target product was determined by the volume of gases and their composition.

Точный расход 1,1-дифторэтана определяли по убыли массы в расходном баллоне. The exact consumption of 1,1-difluoroethane was determined by the weight loss in the supply cylinder.

Часть опытов проведена с дополнительной подачей жидкого разбавителя в реактор для компенсации его уноса с продуктами реакции и поддержания постоянного уровня в реакторе. Some experiments were carried out with an additional supply of liquid diluent to the reactor to compensate for its entrainment with the reaction products and to maintain a constant level in the reactor.

Конкретные условия и результаты опытов представлены в таблице 1. Состав продуктов, полученных в этих опытах и отобранных после обработанного холодильника, а также состав исходного органического сырья представлен в таблице 2 (нумерация опытов в табл. 1 и 2 совпадает). Состав полученных продуктов зависит от температуры в обратном холодильнике, охлаждение которого осуществляется либо водопроводной водой (оп. 4-8, 11), либо термостатированной водой (оп. 12, 13, 18), либо рассолом минус 40oC (остальные опыты). В качестве разбавителя в опытах использованы:
1,1,2-трифтортрихлорэтана (хладон 113) по ГОСТ 23844-79;
1,1, -дифтортетрахлорэтан (хладон 112) 99,9% -ный с влажностью менее 0,002% мас.
The specific conditions and results of the experiments are presented in table 1. The composition of the products obtained in these experiments and selected after the processed refrigerator, as well as the composition of the starting organic raw materials are presented in table 2 (the numbering of the experiments in tables 1 and 2 is the same). The composition of the products obtained depends on the temperature in the reflux condenser, which is cooled either with tap water (op. 4-8, 11), or thermostatically controlled water (op. 12, 13, 18), or with a brine minus 40 o C (other experiments). As a diluent in the experiments used:
1,1,2-trifluorotrichloroethane (freon 113) according to GOST 23844-79;
1,1, -Difluorotetrachloroethane (Freon 112) 99.9% with a moisture content of less than 0.002% wt.

перфторметилциклогексан (хладон 350) по ТУ 044-10-84;
перфтордиметилциклогексан (хладон 400) по ТУ 95-1693-88.
perfluoromethylcyclohexane (freon 350) according to TU 044-10-84;
perfluorodimethylcyclohexane (freon 400) according to TU 95-1693-88.

Из таблиц 1 и 2 четкo видно, что в описанных условиях 1,1,1-дифторхлорэтан образуется с высоким выходом и при высокой конверсии исходного сырья. Причем процесс хлорирования протекает спокойно и без хлопков, без резких колебаний температуры и выбросов жидкости. За счет проведения реакции в растворе обеспечивается надежный и постоянный отвод тепла реакции. Результатом проведения реакции в среде разбавителя является насыщение исходных веществ и продуктов реакции хладонами 113, 112, 350 и 400. При этом за счет разбавителя снижаются концентрации дифторэтана и хлора в реагирующей смеси, так что концентрационные пределы воспламенения 1,1-дифторэтана в хлоре не достигаются, что повышает безопасность процесса хлорирования. From tables 1 and 2 it is clearly seen that under the described conditions, 1,1,1-difluorochloroethane is formed in high yield and at high conversion of the feedstock. Moreover, the chlorination process proceeds calmly and without popping, without sharp fluctuations in temperature and fluid emissions. By carrying out the reaction in solution, a reliable and constant heat removal of the reaction is ensured. The result of the reaction in the diluent medium is the saturation of the starting materials and reaction products with chladones 113, 112, 350 and 400. At the same time, the concentrations of difluoroethane and chlorine in the reaction mixture are reduced due to the diluent, so that the ignition concentrations of 1,1-difluoroethane in chlorine are not reached , which increases the safety of the chlorination process.

Следующие примеры приведены для основания существенности отличительных признаков предлагаемого способа. The following examples are given to substantiate the significance of the distinguishing features of the proposed method.

П р и м е р 2. PRI me R 2.

Опыт проведен, как описано в примере 1, но с использованием в качестве разбавителя четыреххлористого углерода. Конкретные условия опыта: реактор нихромовый, количество разбавителя 400 мл, температура в реакторе 22oC, в обратном холодильнике 5oC, скорость подачи 1,1-дифторэтана 10,8 л/ч, хлора 10,2 л/ч, гелия 6,1 л/ч, фтора 0,56 л/ч (2,2% от массы дифторэтана). Продолжительность опыта 3 часа.The experiment was carried out as described in example 1, but using carbon tetrachloride as a diluent. Specific experimental conditions: nichrome reactor, 400 ml diluent, reactor temperature 22 o C, reflux 5 o C, feed rate of 1,1-difluoroethane 10.8 l / h, chlorine 10.2 l / h, helium 6 , 1 l / h, fluorine 0.56 l / h (2.2% by weight of difluoroethane). The duration of the experiment is 3 hours.

После опыта разбавитель проанализирован: он содержал 2,31% мольн. фтортрихлорметана (хладона 11). After the experiment, the diluent was analyzed: it contained 2.31% mole. fluorotrichloromethane (freon 11).

Опыт доказывает непригодность четыреххлористого углерода в качестве разбавителя, поскольку он в условиях опыта фторируется до хладона 11. Experience proves the unsuitability of carbon tetrachloride as a diluent, since it is fluorinated under the conditions of the experiment to HFC 11.

П р и м е р 3. PRI me R 3.

Опыт проведен, как описано в примере 1, в нихромовом реакторе, но в реактор предварительно помещена фольга из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т с поверхностью 326 см2 и известной массой. Конкретные условия опыта: разбавитель хладон 113, температура в реакторе 14oC, в обратном холодильнике минус 15oC, скорость подачи 1,1-дифторэтана, хлора и фтора 15; 12 и 0,11-0,13 л/ч соответственно. Продолжительность опыта 8 часов.The trial was performed as described in Example 1, a nichrome reactor, but the reactor pre-placed stainless steel foil with a surface mark 12X18H10T 326 cm 2 and a known mass. Specific conditions of the experiment: diluent Freon 113, temperature in the reactor 14 o C, in the reflux condenser minus 15 o C, feed rate of 1,1-difluoroethane, chlorine and fluorine 15; 12 and 0.11-0.13 l / h, respectively. The duration of the experiment is 8 hours.

По окончании опыта фольгу извлекали из реактора и взвесили, по убыли массы определяли скорость коррозии: 0,32 г/м2•ч.At the end of the experiment, the foil was removed from the reactor and weighed; the corrosion rate was determined by mass loss: 0.32 g / m 2 • h.

Разбавитель в реакторе заменили новой порцией хладона 113 (500 мл), не промывая реактор, и провели еще один опыт в тех же условиях, но при температуре в реакторе 22oC, в обратном холодильнике 5oC и с дополнительной подачей хладона 113 для поддержания постоянным уровня в реакторе, с отбором проб на анализ через каждые 0,5 ч и увеличенной подачей фтора к концу опыта. Конкретные условия и результаты опыта представлены в таблице 3.The diluent in the reactor was replaced with a new portion of HFC 113 (500 ml) without washing the reactor, and another experiment was carried out under the same conditions, but at a temperature in the reactor of 22 o C, in a reflux condenser of 5 o C and with an additional supply of HFC 113 to maintain a constant level in the reactor, with sampling for analysis every 0.5 hours and an increased supply of fluorine by the end of the experiment. Specific conditions and results of the experiment are presented in table 3.

Из таблицы видно, что в начале опыта степень конверсии реагентов ниже, чем в аналогичном опыте, но в отсутствие фольги (см. оп. 11 примера 1), а через 3,5 часа от начала опыта степень конверсии реагентов снизилась еще вдвое, несмотря на увеличенную подачу инициатора. The table shows that at the beginning of the experiment, the degree of conversion of the reagents is lower than in a similar experiment, but in the absence of foil (see option 11 of Example 1), and after 3.5 hours from the beginning of the experiment, the degree of conversion of the reagents decreased by half, despite increased feed initiator.

При визуальном осмотре реактора после освобождения от жидкости на его внутренних стенках обнаружен желтый осадок, по элементному анализу содержащий 4,6% железа. Upon visual inspection of the reactor after liberation from the liquid, a yellow precipitate was found on its inner walls, which, according to elemental analysis, contained 4.6% iron.

Опыт демонтирует неприменимость сталей (в том числе стали 12Х18Н10Т) в качестве материала рабочей поверхности реактора. Experience dismantles the inapplicability of steels (including steel 12X18H10T) as the material of the working surface of the reactor.

П р и м е р 4. PRI me R 4.

Опыт проведен, как описано в примере 1, в никелевом реакторе с использованием неосушенного хладона 113. Условия опыта: температура в реакторе 11-13oC, в обратном холодильнике минус 13oC. Остальные условия и результаты опыта в таблице 4.The experiment was carried out, as described in example 1, in a nickel reactor using undehydrated freon 113. Test conditions: temperature in the reactor 11-13 o C, in a reflux condenser minus 13 o C. Other conditions and results of the experiment are shown in table 4.

Из таблицы 4 видна низкая конверсия реагентов. Причина этого выявлена по окончании опыта: в разбавителе, извлеченном из реактора, обнаружены зеленые капли влаги с растворенными солями никеля продуктами коррозии реактора под действием образовавшихся кислот. From table 4 shows a low conversion of reagents. The reason for this was revealed at the end of the experiment: green drops of moisture with dissolved nickel salts of the corrosion products of the reactor under the action of the formed acids were found in the diluent extracted from the reactor.

Опыт демонтирует необходимость использования в предлагаемом способу сухих реагентов и разбавителя. Experience dismantles the necessity of using dry reagents and diluent in the proposed method.

П р и м е р 5. PRI me R 5.

Опыт проведен, как описано в примере 1. Условия опыта: реактор никелевый, разбавитель хладон-113, количество его 500 мл, температура в реакторе 14-15oC, в обратном холодильнике 5oC. Постоянный уровень разбавителя (500 мл) поддерживали путем дополнительной подачи его в ходе опыта.The experiment was carried out as described in example 1. Experimental conditions: nickel reactor, HFC-113 diluent, its amount was 500 ml, the temperature in the reactor was 14-15 o C, in a reflux condenser 5 o C. A constant level of diluent (500 ml) was maintained by additional filing it during the experiment.

Используемый разбавитель соответствовал техническим требованиям ГОСТ 24844-79 с изм. 1,2, содержание влаги менее 0,003% мас. Хлор и 1,1-дифторэтан перед подачей в реактор подвергали осушке пятнистостью фосфора. The diluent used met the technical requirements of GOST 24844-79 amended. 1.2, a moisture content of less than 0.003% wt. Chlorine and 1,1-difluoroethane were dried by phosphor spotting before being fed to the reactor.

Продолжительность опыта 8 часов. Периодически (через 0,5 ч) отбирали органические продукты на анализ и замеряли скорость подачи реагентов. Результаты в таблице 5. The duration of the experiment is 8 hours. Periodically (after 0.5 h), organic products were taken for analysis and the feed rate of the reagents was measured. The results in table 5.

Из таблицы 5 видно, что процесс образования 1,1,1-дифторхлорэтана проходил достаточно стабильно во времени, колебания степени конверсии реагентов незначительны. From table 5 it is seen that the process of formation of 1,1,1-difluorochloroethane was quite stable over time, fluctuations in the degree of conversion of the reactants are negligible.

Таким образом, примеры 4 и 5 демонтируют необходимость использования в предлагаемом способе реагентов и разбавителя, не содержащих влаги. Thus, examples 4 and 5 dismantle the need to use in the proposed method, reagents and diluent that do not contain moisture.

П р и м е р 6. PRI me R 6.

Проведено 2 опыта, как описано в примере 1. В первом опыте использован фторопластовый реактор, описанный в примере 1, с небольшими отличиями: в верхней части реактор был оборудован расширителем с двумя обратными холодильниками из фторопласта-4. В нижней части в 115 мм от дна реактор имел распределительную решетку из фторопласта-4 с 230 отверстиями диаметром 0,5 мм и свободным сечением 45 мм2. Хлор, 1,1-дифторэтан и фтор подавали в разбавитель хладон 113 под решетку: 1,1-дифторэтан и самую верхнюю часть подрешеточного пространства, хлор на 50 мл ниже и фтор еще на 50 мм ниже. За протеканием процесса хлорирования следили по составу продуктов и по температуре разбавителя в реакторе (термопара в средине реактора) и в подрешеточном пространстве. В качестве разбавителя использован хладон 113 по ГОСТ 23844-79 с изм. 1,2. Реагенты перед использованием осушали пятнистостью фосфора.2 experiments were carried out, as described in example 1. In the first experiment, the fluoroplastic reactor described in example 1 was used, with slight differences: in the upper part the reactor was equipped with an expander with two reflux coolers from fluoroplast-4. In the lower part, 115 mm from the bottom, the reactor had a fluoroplastic-4 distribution grid with 230 openings with a diameter of 0.5 mm and a free section of 45 mm 2 . Chlorine, 1,1-difluoroethane and fluorine were introduced into the diluent HFC 113 under the grid: 1,1-difluoroethane and the uppermost part of the sublattice, chlorine 50 ml lower and fluorine 50 mm lower. The course of the chlorination process was monitored by the composition of the products and by the temperature of the diluent in the reactor (thermocouple in the middle of the reactor) and in the sublattice. As a diluent, Freon 113 was used in accordance with GOST 23844-79 amended. 1,2. Reagents were dried by spotting phosphorus before use.

Опыт 2 проведен с единственным отличием фторопластовая решетка убрана, и реагенты подавали как в примере 1. Experiment 2 was carried out with the only difference, the fluoroplastic lattice was removed, and the reagents were fed as in example 1.

Исходный органический продукт содержал 99,85% мольн. 1,1-дифторэтана и 0,15% мольн. хлористого винила. The starting organic product contained 99.85% mole. 1,1-difluoroethane and 0.15% mol. vinyl chloride.

Более конкретно условия и результаты этих опытов приведены в таблицах 6, 7. Номера опытов этих таблиц совпадают. More specifically, the conditions and results of these experiments are shown in tables 6, 7. The numbers of the experiments of these tables are the same.

Опыты начаты с того, что в реактор залит хладон 113 при комнатной температуре. Затем поданы фтор и реагенты с определенными скоростями. The experiments began with the fact that Freon 113 was poured into the reactor at room temperature. Then fluorine and reagents are fed at certain rates.

Процесс хлорирования 1,1-дифторэтана сопровождается разогревом хладона 113. В опыте 1 температура хладона уже через 0,5 часа стала 34oC. Затем температура хладона резко упала, а наружная поверхность нижней части реактора (около решетки) на ощупь стала горячей (температура наружной стенки выше 60oC. В дальнейшем температура разбавителя медленно подала (см. колонку 9 табл. 6), а нижняя часть реактора разогревалась.The chlorination process of 1,1-difluoroethane is accompanied by heating of the HFC 113. In experiment 1, the HFC temperature became 34 ° C after 0.5 hours. Then the HFC temperature dropped sharply, and the outer surface of the lower part of the reactor (near the grate) became hot to the touch (temperature the outer wall is above 60 o C. In the future, the temperature of the diluent was slowly applied (see column 9 of Table 6), and the lower part of the reactor was heated.

Из показаний термопары в реакторе следует, что реакция полностью завершалась в подрешеточном пространстве реактора. Падение температуры в реакторе обусловлено охлаждением разбавителя флегмой из обратного холодильника. From the readings of the thermocouple in the reactor it follows that the reaction was completely completed in the sublattice space of the reactor. The temperature drop in the reactor is due to the cooling of the diluent with reflux from the reflux condenser.

Как видно из таблицы 6, такое протекание процесса сопровождалось резким падением степени конверсии реагентов с 75-80% в начале опыта до 22-29% через 3 часа работы, а также падением выхода целевого продукта. Описанное является следствием протекания реакции хлорирования 1,1-дифторэтана в подрешеточной области реактора, из которой хладон 113 был вытеснен реагентами в реактор выше решетки. Реакция стала протекать в газовой фазе и в отсутствие контакта реагентов с разбавителем, причем с низкой конверсией реагентов и низким выходом целевого продукта. В органическом продукте появилось 3 легкокипящих неизвестных примеси и возросло содержание хладона 143 (см. табл. 7). Вследствие непроизводительного расходования фтора на образование хладона 143 цепная реакция хлорирования обрывалась, следствием чего стала низкая степень конверсии реагентов, а также резкое снижение выхода целевого продукта за счет образования побочных продуктов. As can be seen from table 6, this process was accompanied by a sharp drop in the degree of conversion of reagents from 75-80% at the beginning of the experiment to 22-29% after 3 hours of operation, as well as a drop in the yield of the target product. The described is a consequence of the chlorination of 1,1-difluoroethane in the sublattice region of the reactor, from which freon 113 was displaced by the reagents into the reactor above the lattice. The reaction began to proceed in the gas phase and in the absence of contact of the reactants with the diluent, moreover, with a low conversion of the reactants and a low yield of the target product. 3 boiling unknown impurities appeared in the organic product and the content of HFC 143 increased (see Table 7). Due to the unproductive expenditure of fluorine on the formation of freon 143, the chain reaction of chlorination was terminated, resulting in a low degree of conversion of the reactants, as well as a sharp decrease in the yield of the target product due to the formation of by-products.

В промышленных условиях протекание процесса хлорирования в газовой фазе и без теплоотвода чрезвычайно описано, т. к. за счет теплоты хлорирования 1,1-дифторэтана (около 25 ккал/моль) возможен разогрев продуктов от 1000oC и резкое увеличение их объема (в 4-5 раз).Under industrial conditions, the process of chlorination in the gas phase and without heat removal is extremely described, because due to the heat of chlorination of 1,1-difluoroethane (about 25 kcal / mol), the products can be heated from 1000 o C and their volume can increase dramatically (by 4 -5 times).

Опыт 2 (см. табл. 6 и 7) проведен в жидкой фазе в среде хладона 113. При этом в течение опыта температура в реакторе (30-31oC), конверсия реагентов и выход целевого продукта подвержены незначительным колебаниям. Процесс протекания без хлопков, без резких колебаний температуры или выбросов жидкости. При этом на протяжении опыта поддерживается высокая конверсия реагентов с высокий выход целевого продукта. Фтор в этом опыте расходуется не на образование побочного продукта хладона 143, а на инициирование процесса хлорирования, доказательством чего является низкая концентрация этого соединения в продуктах реакции, высокая конверсия сырья и высокий выход целевого продукта.Experiment 2 (see Tables 6 and 7) was carried out in the liquid phase in Freon 113 medium. Moreover, during the experiment, the temperature in the reactor (30-31 o C), the conversion of the reactants and the yield of the target product are subject to slight fluctuations. The process is without clapping, without sudden fluctuations in temperature or liquid spills. Moreover, throughout the experiment, a high conversion of reagents with a high yield of the target product is maintained. In this experiment, fluorine is not spent on the formation of a by-product of HFC 143, but on the initiation of a chlorination process, the proof of which is the low concentration of this compound in the reaction products, the high conversion of the feed and the high yield of the target product.

Из примера 6 следует, что жидкий разбавитель выполняет функцию среды, в которой в мягких условиях в растворе безопасно и стабильно во времени с высокой конверсией реагентов проходит процесс хлорирования 1,1-дифторэтана, и, что также важно, среды, хорошо отводящей тепло реакции за счет высокой теплоты испарения (у хладона 113 теплота испарения 6,57 ккал/моль). It follows from Example 6 that a liquid diluent functions as a medium in which, under mild conditions, a solution of chlorination of 1,1-difluoroethane and, which is also important, a medium that dissipates the reaction heat well due to the high heat of evaporation (for freon 113, the heat of vaporization is 6.57 kcal / mol).

Результаты опытов 1 и 2 примера 6 подтверждают, что поставленная цель достигается при проведении процесса хлорирования 1,1-дифторэтана только в среде разбавителя и в предлагаемых условиях. The results of experiments 1 and 2 of example 6 confirm that the goal is achieved when carrying out the chlorination process of 1,1-difluoroethane only in a diluent medium and under the proposed conditions.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет стабильно получать целевой продукт с высоким выходом при высокой степени конверсии реагентов. Взрывоопасность процесса обеспечивается насыщением исходных реагентов парами инертного теплоемкого разбавителя до осуществления их контакта, протеканием реакции в среде разбавителя и исключением возможности протекания реакции в газовой фазе в отсутствие разбавителя, что гарантируется наличием флегмы разбавителя, все это предотвращает возможность образования взрывоопасной концентрации даже при нарушении согласованности в подаче реагентов. Процесс прост в осуществлении, поскольку основной аппарат реактор объемного типа, может быть изготовлен из доступных материалов. Способ требует равномерного распределения газа в жидкости, в этом отечественная промышленность располагает необходимыми средствами. Процесс проводится при сравнительно невысокой температуре (не выше максимальной температуры 102oС в хладоне 400 и предпочтительно не выше 47,6oC в хладоне 113), что также является достоинством способа. Но наиболее важное преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом это выше отечественное надежное обеспечение безопасности и стабильности процесса во времени.As can be seen from the above examples, the proposed method allows to stably obtain the target product with high yield at a high degree of conversion of the reagents. The explosiveness of the process is ensured by saturation of the starting reagents with pairs of an inert heat-intensive diluent before contact, the reaction in the diluent medium and the possibility of the reaction in the gas phase in the absence of diluent, which is guaranteed by the presence of reflux of the diluent, all this prevents the formation of explosive concentrations even if the coordination in supply of reagents. The process is simple to implement, since the main apparatus is a volume reactor, which can be made of available materials. The method requires a uniform distribution of gas in the liquid, in this domestic industry has the necessary means. The process is carried out at a relatively low temperature (not higher than the maximum temperature of 102 o C in HFC 400 and preferably not higher than 47.6 o C in HFC 113), which is also an advantage of the method. But the most important advantage of the proposed method compared to the prototype is the higher domestic reliable safety and process stability over time.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого изобретения составит 366,8 руб. в расчете на тонну целевого продукта - 1,1,1-дифторхлорэтана. ТТТ8 The expected economic effect of the use of the invention is 366.8 rubles. calculated per ton of the target product is 1,1,1-difluorochloroethane. TTT8

Claims (3)

1. Способ получения 1,1,1-дифторхлорэтана путем хлорирования 1,1-дифторэтана хлором в присутствии разбавителя пергалоидированного углерода и инициатора элементарного фтора с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и стабильности во времени процесса, в качестве разбавителя используют фторсодержащий пергалоидированный углерод, выбранный из группы, включающей 1,1,2-трифтортрихлорэтан, 1,2-дифтортетрахлорэтан, перфторметилциклогексан, перфтордиметилциклогексан, причем исходные реагенты и инициатор предварительно контактируют с жидким разбавителем, и процесс ведут при температуре, не превышающей температуру кипения разбавителя, с последующей конденсацией разбавителя, отделением его от реакционных газов и возвратом в начало процесса. 1. The method of producing 1,1,1-difluorochloroethane by chlorination of 1,1-difluoroethane with chlorine in the presence of a perhalogenated carbon diluent and an elementary fluorine initiator, followed by isolation of the target product, characterized in that, in order to increase process safety and stability, as a diluent, a fluorine-containing perhalogenated carbon selected from the group consisting of 1,1,2-trifluorotrichloroethane, 1,2-difluorotetrachloroethane, perfluoromethylcyclohexane, perfluorodimethylcyclohexane is used, with the starting reagent and the initiator pre-contact with a liquid diluent and the process is conducted at a temperature not exceeding the boiling point of the diluent, followed by condensation of the diluent, separating it from the reaction gases and returning to the beginning of the process. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пергалоидированного углерода разбавителя берут 1,1,2-трифтортрихлорэтан. 2. The method according to claim 1, characterized in that 1,1,2-trifluorotrichloroethane is taken as the perhalogenated carbon of the diluent. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут в реакторе с внутренней поверхностью из материала, выбранного из группы, включающей никель, нихром, фторопласт. 3. The method according to p. 1, characterized in that the process is conducted in a reactor with an inner surface of a material selected from the group comprising nickel, nichrome, fluoroplastic.
SU4541663 1991-03-28 1991-03-28 Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis RU2066307C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4541663 RU2066307C1 (en) 1991-03-28 1991-03-28 Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4541663 RU2066307C1 (en) 1991-03-28 1991-03-28 Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2066307C1 true RU2066307C1 (en) 1996-09-10

Family

ID=21407018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4541663 RU2066307C1 (en) 1991-03-28 1991-03-28 Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2066307C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106431819A (en) * 2016-09-05 2017-02-22 山东华安新材料有限公司 Preparation method of difluoro-monochloroethane

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент Бельгии № 760506, кл. С 07 С, 1976. Авторское свидетельство СССР № 400565, кл.С 07 С 19~08, 1973. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106431819A (en) * 2016-09-05 2017-02-22 山东华安新材料有限公司 Preparation method of difluoro-monochloroethane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8106246B2 (en) Process for the manufacture of dichloropropanol by chlorination of glycerol
US2081322A (en) Process and apparatus for conducting chemical reactions
RU2066307C1 (en) Method of 1,1,1-difluorochloroethane synthesis
KR920008521B1 (en) Process for the synthesis of iron(iii) chloride
US3059035A (en) Continuous process for producing methyl chloroform
Hirschkind Chlorination of saturated hydrocarbons
US5536376A (en) Method for production of 2-chloropyridine and 2,6-dichloropyridine
NO157135B (en) PROCEDURE FOR THERMAL DECOMPOSITION OF 1,2-DICHLORETHANE.
McBee et al. (Perhaloalkyl) triazines
US3996029A (en) Purification of gases containing hydrogen fluoride impurity
US2456028A (en) Fluorocarbon compound
JPS6157528A (en) Haloalkane pyrolytic dehydrochlorination and initiator therefor
US2635117A (en) Preparation of polychloroacetones
US3330877A (en) Process for the chlorination of unsaturated hydrocarbons and unsaturated chlorohydrocarbons
US2374237A (en) Production of vinyl halides
Peters et al. Methacrylonitrile and acrylonitrile
US3338982A (en) Chlorination of olefins in the presence of amides
US2499629A (en) Photochemical manufacture of 1,1,1-difluorochloroethane
US2343107A (en) Preparation of butadiene
SU1150919A1 (en) Method of producing difluormethane
Taft et al. Photochemical Gaseous Phase Chlorination of Isobutane
GB760308A (en) Improved process for producing ethylene dichloride
NO150637B (en) PROCEDURE FOR CLEANING PREVENT THE RECYCLING OF UNREATED 1,2-DICHLORETHANE FROM THE VINYL CHLORIDE PREPARATION BY 1,2-DICHLORETHANE PREPARATION
US2535990A (en) Production of sodium nitrate
RU2021244C1 (en) Method of 1,2-dichloroethane synthesis