RU2091363C1 - Method of purification of halohydrocarbons of ethane series - Google Patents

Method of purification of halohydrocarbons of ethane series Download PDF

Info

Publication number
RU2091363C1
RU2091363C1 RU95105554A RU95105554A RU2091363C1 RU 2091363 C1 RU2091363 C1 RU 2091363C1 RU 95105554 A RU95105554 A RU 95105554A RU 95105554 A RU95105554 A RU 95105554A RU 2091363 C1 RU2091363 C1 RU 2091363C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
purification
impurities
rectification
group
sorbent
Prior art date
Application number
RU95105554A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95105554A (en
Inventor
А.П. Орлов
В.Б. Щавелев
Н.В. Копейкина
В.Г. Пимкин
Г.М. Зубашвили
Original Assignee
Российский научный центр "Прикладная химия"
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 Российский научный центр "Прикладная химия" filed Critical Российский научный центр "Прикладная химия"
Priority to RU95105554A priority Critical patent/RU2091363C1/en
Publication of RU95105554A publication Critical patent/RU95105554A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2091363C1 publication Critical patent/RU2091363C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: chemical industry, more particularly purification of ozone-nondestructive halohydrocarbons which should replace use of the chlorofluorohydrocarbons which destruct ozone layer of atmosphere. The claimed method of removing halogen containing impurities are inorganic acids is carried out by passing the product to be purified through carbon sorbent with volumetric sorption space of 0.7-0.9 cubic cm/g followed by rectification of the resulting product and passing the rectificate through sorbent over contact period of less than 20 minutes. EFFECT: more efficient purification method.

Description

Изобретение относится к области получения галогенуглеводородов этанового ряда, в частности очистки сырца от галогенсодержащих примесей. The invention relates to the field of production of ethanol-halogenated hydrocarbons, in particular the purification of raw materials from halogen-containing impurities.

В настоящее время разработаны озононеразрушающие галогенуглеводороды этанового ряда, используемые в качестве альтернативных хладонов. К ним относятся 1-фтор-1,1-дихлорэтан (хладон 141в), 1,1,1,2-тетрафторэтан (хладон 134а), 1,1-дифтор-1,2,2-трихлорэтан (хладон 122) и другие. Currently developed ozone-depleting halogenated hydrocarbons of the ethane series, used as alternative chladones. These include 1-fluoro-1,1-dichloroethane (HFC 141c), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC 134a), 1,1-difluoro-1,2,2-trichloroethane (HFC 122) and others .

Получаемые в промышленности хладоны при существующей технологии фторирования исходного хлорсодержащего соединения содержат галогенсодержащие алифатические ненасыщенные (непредельные) органические примеси и неорганические кислоты, ухудшающие качество целевого продукта. Freon obtained in industry with the existing fluorination technology of the initial chlorine-containing compound contains halogen-containing aliphatic unsaturated (unsaturated) organic impurities and inorganic acids that degrade the quality of the target product.

В процессе первичной очистки методом ректификации удается частично снизить содержание этих примесей. Однако добиться полной очистки от кислот и галогенсодержащих органических примесей и получения товарного продукта, отвечающего требованиям ТУ, не удается. In the process of primary purification by rectification, it is possible to partially reduce the content of these impurities. However, it is not possible to achieve complete purification from acids and halogen-containing organic impurities and to obtain a marketable product that meets the requirements of TU.

Одним из возможных способов глубокой очистки хладонов и получения целевого продукта, удовлетворяющего техническим условиям, является адсорбционный метод очистки. One of the possible methods of deep purification of chladones and obtaining the target product that meets the technical conditions is the adsorption method of purification.

В патенте РФ N 2030379 с датой публ. 10.03.95, который выбран в качестве прототипа, предложен способ очистки хладонов этанового ряда от галогенпроизводных этилена, включающий адсорбционное поглощение примесей при пропускании очищаемого хладона через неподвижный слой углеродного адсорбента, имеющего предельный объем адсорбционного пространства 0,5-0,9 см3/г при температуре не выше 323 К, при массовой скорости не более 0,3 мг/м2•с с последующей полной десорбцией. В процессе очистки происходит адсорбция ненасыщенных примесей. Однако эффективность очистки хладонов по данному способу, в частности от непредельных соединений зависит от конкретного состава примесей, которые оказывают взаимное влияние при разделении их адсорбционным методом.In the patent of the Russian Federation N 2030379 with the date of publ. 03/10/95, which was chosen as a prototype, a method for purifying ethane freons from ethylene halogen derivatives was proposed, including adsorption of impurities while passing the purified freon through a fixed layer of carbon adsorbent having a maximum adsorption space volume of 0.5-0.9 cm 3 / g at a temperature not exceeding 323 K, at a mass velocity of not more than 0.3 mg / m 2 • s, followed by complete desorption. During the cleaning process, adsorption of unsaturated impurities occurs. However, the efficiency of purification of freons by this method, in particular from unsaturated compounds, depends on the specific composition of the impurities, which have a mutual effect when separated by the adsorption method.

Эти примеси в различных хладонах этанового ряда можно условно разделить на три группы:
1 группа неорганические кислоты: хлористый и фтористый водород;
2 группа галогенсодержащие органические примеси более сильносорбируемые, чем целевой продукт. К ним относятся соединения, имеющие большее количество атомов хлора, чем в молекуле целевого продукта.
These impurities in various freons of the ethane series can be divided into three groups:
1 group of inorganic acids: hydrogen chloride and fluoride;
Group 2 halogen-containing organic impurities are more strongly sorbed than the target product. These include compounds having a greater number of chlorine atoms than in the molecule of the target product.

3 группа галогенсодержащие органические примеси, имеющие близкие сорбционные свойства по отношению к целевому продукту, к ним относятся, в частности непредельные соединения. Group 3 halogen-containing organic impurities having similar sorption properties with respect to the target product, these include, in particular, unsaturated compounds.

У 1-фтор-1,1-дихлорэтана (хладон 141в) в I группу примесей входят хлористый и фтористый водород, во 2 группу 1,1,1-трихлорэтан и в 3 группу - 1,1-дихлорэтилен и 1,1-дифтор-1-хлорэтан. For 1-fluoro-1,1-dichloroethane (freon 141c), the I group of impurities includes hydrogen chloride and fluoride, the 2 group 1,1,1-trichloroethane, and the 3 group 1,1-dichloroethylene and 1,1-difluoro -1-chloroethane.

У 1,1-дифтор-1,2,2-трихлорэтана (хладон 122) в 1 группу примесей входят хлористый и фтористый водород, во 2 группу 1,2,2-трифтор-1,2-дихлорэтан; 1,2-дифтортетрахлорэтан, тетрахлорэтилен и в 3 группу - 1,2,2-трифтортрихлорэтан, 1,2-дифтор-2,2-дихлорэтилен. In 1,1-difluoro-1,2,2-trichloroethane (chladone 122), hydrogen chloride and fluoride are included in the 1st group of impurities, 1,2,2-trifluoro-1,2-dichloroethane in the 2nd group; 1,2-difluorotetrachloroethane, tetrachlorethylene and in the 3rd group - 1,2,2-trifluorotrichloroethane, 1,2-difluoro-2,2-dichloroethylene.

При наличии соизмеримых с непредельными соединениями количеств более сорбируемых соединений 1 и 2 группы процесс очистки по прототипу от непредельных галогенпроизводных соединений становится невозможным (см. табл.1). In the presence of amounts commensurate with unsaturated compounds of amounts of more sorbed compounds of groups 1 and 2, the process of purification of the prototype from unsaturated halogenated compounds becomes impossible (see table 1).

Задача изобретения разработать способ очистки галогенуглеводородов этанового ряда от органических галогенсодержащих примесей и неорганических кислот. The objective of the invention is to develop a method for purification of ethanol-halogenated hydrocarbons from organic halogen-containing impurities and inorganic acids.

Для решения поставленной задачи сырец галогенуглеводорода этанового ряда, содержащий все три группы перечисленных выше примесей, пропускают через неподвижный слой рекуперационного активного угля с суммарной пористостью 0,70-0,9 см3/г со скоростью 0,05-6 м32•ч. В результате первичной обработки сырца углем смесь освобождается от кислых примесей 1 группы: хлористого и фтористого водорода. Затем сырец подвергают ректификации для отделения галогенсодержащих примесей 2 группы. Отсутствие кислых примесей позволяет осуществить очистку на 2 стадии от примесей 2 группы и исключает осмоление галогенсодержащих органических соединений при их термической обработке на 2 стадии. После этого ректификат пропускают через слой активного угля, получаемый из торфа сернисто-калиевой активацией с суммарной пористостью ≥ 0,70 см3/г. Время контакта хладона-сырца с углем на 3 стадии не менее 30 мин. Отсутствие кислых примесей и соединений 2 группы примесей позволяет очистить на 3 стадии целевой продукт от соединений 3 группы, в том числе непредельных соединений.To solve this problem, raw ethanol-halogenated hydrocarbons containing all three groups of the above impurities are passed through a fixed bed of regenerated activated carbon with a total porosity of 0.70-0.9 cm 3 / g at a rate of 0.05-6 m 3 / m 2 • hours As a result of the primary treatment of raw coal with the mixture, the mixture is freed from acidic impurities of the 1st group: hydrogen chloride and fluoride. Then the raw material is subjected to rectification to separate halogen-containing impurities of group 2. The absence of acidic impurities allows purification at 2 stages from impurities of group 2 and eliminates the resinification of halogen-containing organic compounds during their heat treatment at 2 stages. After that, the rectified product is passed through a layer of activated carbon obtained from peat by potassium sulphide activation with a total porosity of ≥ 0.70 cm 3 / g. The contact time of raw freon with coal in 3 stages is not less than 30 minutes. The absence of acidic impurities and compounds of the 2 group of impurities allows you to clean at the 3 stage of the target product from compounds of 3 groups, including unsaturated compounds.

Благодаря такой совокупности и последовательности операций достигается получение товарного продукта, удовлетворяющего по качеству предъявляемым техническим требованиям. Thanks to this combination and sequence of operations, a marketable product is obtained that meets the technical requirements for quality.

Пример 1. Example 1

Очистку 1-фтор-1,1-дихлорэтана (хл. 141в) проводили в 3 стадии. Состав продуктов до очистки и после представлен в табл.1. Purification of 1-fluoro-1,1-dichloroethane (Chl. 141c) was carried out in 3 stages. The composition of the products before cleaning and after is presented in table 1.

На 1 стадии очистку осуществляли на активном угле АР-В. Длина слоя угля 16 см, диаметр колонки 1,2 см. Масса угля 7,1 г. Скорость пропускания (0,36 м32•ч). Температура адсорбции 20oC. Очищенный от кислых примесей (1 группа примесей) 1-фтор-1,1-дихлорэтан направляли на ректификацию (2 стадия). В процессе ректификации целевой продукт отделяли от 1,1,1-трихлорэтана (2 группа примесей). Режим работы: давление 0-1 кгс/см2, температура куба 70-94oC, температура верха колонки 31-54oC. Парогазовая смесь из верха колонки через холодильник-дефлегматор, охлаждаемый рассолом с температурой минус 15oC, конденсируется и пропускается через слой активного угля СКТ-2. Масса угля 24,62 г, высота слоя угля 47 см, диаметр 1,2 см. Температура адсорбции 20oC. Скорость пропускания 0,36 м32•ч. Сравнение эффективности очистки 1-фтор-1,1-дихлорэтана по предлагаемому способу и прототипу представлено в табл.1.At stage 1, the purification was carried out on activated carbon AR-B. The length of the coal layer is 16 cm, the diameter of the column is 1.2 cm. The mass of coal is 7.1 g. The transmission rate (0.36 m 3 / m 2 • h). The adsorption temperature is 20 o C. Purified from acidic impurities (1 group of impurities) 1-fluoro-1,1-dichloroethane was directed to rectification (2 stage). In the process of rectification, the target product was separated from 1,1,1-trichloroethane (2 group of impurities). Operating mode: pressure 0-1 kgf / cm 2 , cube temperature 70-94 o C, column top temperature 31-54 o C. The vapor-gas mixture from the top of the column through the reflux condenser, cooled by brine with a temperature of minus 15 o C, condenses and passed through a layer of activated carbon SKT-2. The mass of coal is 24.62 g, the height of the coal layer is 47 cm, the diameter is 1.2 cm. The adsorption temperature is 20 o C. The transmission rate is 0.36 m 3 / m 2 • h. Comparison of the cleaning efficiency of 1-fluoro-1,1-dichloroethane by the proposed method and prototype is presented in table 1.

Результаты очистки 1,1-дифтор-1,2,2-трихлорэтана представлены в примере 2 и сведены в табл.2. The purification results of 1,1-difluoro-1,2,2-trichloroethane are presented in example 2 and are summarized in table 2.

Экспериментально установлено, что минимально допустимое содержание кислых продуктов, не препятствующее выделению примесных соединений 2 и 3 групп по предлагаемому способу, равно 0,002 мас. что подтверждается примерами 5 и 6, приведенными в табл.1 и 2. It was experimentally established that the minimum permissible content of acidic products, not preventing the release of impurity compounds of groups 2 and 3 by the proposed method, is equal to 0.002 wt. as confirmed by examples 5 and 6, are given in table 1 and 2.

Пример 7 показывает, что очистка по прототипу с содержанием кислых примесей 0,002 мас. не приводит к желаемому результату. Example 7 shows that the cleaning of the prototype with a content of acidic impurities of 0.002 wt. does not lead to the desired result.

Пример 2. Example 2

Очистку 1,1-дифтор-1,2,2-трихлорэтана (хладона 122) проводили аналогично условиям примера 1. Длина слоя угля 16 см, диаметр колонки 1,2 см. Масса угля 7,1 г. Скорость пропускания 1,4 мл/мин. (0,84 м32•ч). Температура адсорбции 21oC. Очищенный от кислых примесей сырец направляли на ректификацию. Полученный ректификат пропускали через слой активного угля СКТ. Масса угля 24,0 г, высота слоя угля 46,5 см, диаметр 1,2 см. Температура адсорбции 21oC. Скорость пропускания 1,4 мл/мин. Составы продуктов до и после очистки представлены в табл.2.Purification of 1,1-difluoro-1,2,2-trichloroethane (freon 122) was carried out similarly to the conditions of example 1. The length of the coal layer was 16 cm, the diameter of the column was 1.2 cm. The mass of coal was 7.1 g. Transmission rate 1.4 ml / min (0.84 m 3 / m 2 • h). The adsorption temperature is 21 o C. The raw material purified from acidic impurities was sent for rectification. The obtained rectification was passed through a layer of activated carbon SKT. The mass of coal is 24.0 g, the height of the coal layer is 46.5 cm, the diameter is 1.2 cm. The adsorption temperature is 21 o C. The transmission rate is 1.4 ml / min. The compositions of the products before and after cleaning are presented in table.2.

Сравнительный анализ способов очистки хладонов-сырца показывает, что предлагаемый способ очистки по сравнению с существующим обеспечивает очистку от примесных галогенсодержащих алифатических, ненасыщенных (непредельных) и неорганических кислот, и обеспечивает получение целевого продукта, отвечающего требованиям технических условий по содержанию примесных компонентов, а также в том числе по содержанию основного вещества не менее 99,5 мас. A comparative analysis of the methods of purification of raw freons shows that the proposed method of purification in comparison with the existing one provides purification from impurity halogen-containing aliphatic, unsaturated (unsaturated) and inorganic acids, and provides the target product that meets the technical requirements for the content of impurity components, as well as including the content of the main substance is not less than 99.5 wt.

Пример 3. Example 3

Очистку 1,1-дифтор-1,2-2-трихлорэтана проводили аналогично условиям примера 2. Состав продуктов представлен в табл.3. В отличие от примера 2 содержание кислот снижено до 0,002%
Из табл.3 следует, что при содержании кислых примесей 0,002 вес. последние снижают степень очистки по галогенсодержащим органическим примесям по способу, предлагаемому по прототипу. Ухудшение качества связано с наличием как предельных, так и непредельных органических соединений. Таким образом, нижний концентрационный предел работы, предлагаемого нами способа, может быть принят равным 0,002 вес.
Purification of 1,1-difluoro-1,2-2-trichloroethane was carried out similarly to the conditions of example 2. The composition of the products is presented in table.3. In contrast to example 2, the acid content is reduced to 0.002%
From table 3 it follows that when the content of acidic impurities of 0.002 weight. the latter reduce the degree of purification by halogen-containing organic impurities according to the method proposed by the prototype. Deterioration is due to the presence of both limiting and unsaturated organic compounds. Thus, the lower concentration limit of the work we offer the method can be taken equal to 0.002 weight.

Установлено, что нижний предел по нагрузке 0,05 м32•ч определяется переходом процесса адсорбции хлористого и фтористого водорода в диффузионную область, т. е. лимитирующей (определяющей) стадией процесса является стадия диффузии хлористого и фтористого водорода к поверхности адсорбента, при этом наблюдается резкое торможение процесса в целом. Так при нагрузке 0,045 м32•ч при условиях, аналогичных примеру 1 и 3, содержание хлористого и фтористого водорода суммарно составляет 0,02 и 0,07 мас. соответственно, что делает невозможным очистку на последующих стадиях, как это показано в примерах 3 и 4. При нагрузках 0,05 м32•ч и более такого торможения не наблюдается и процесс очистки происходит по своим показателям аналогично, описанным в примерах 1 и 3.It was found that the lower limit on the load of 0.05 m 3 / m 2 • h is determined by the transition of the process of adsorption of hydrogen chloride and fluoride to the diffusion region, that is, the limiting (determining) stage of the process is the stage of diffusion of hydrogen chloride and fluoride to the surface of the adsorbent, while there is a sharp inhibition of the process as a whole. So at a load of 0.045 m 3 / m 2 • h under conditions similar to examples 1 and 3, the content of hydrogen chloride and fluoride in total is 0.02 and 0.07 wt. accordingly, which makes it impossible to clean at subsequent stages, as shown in examples 3 and 4. At loads of 0.05 m 3 / m 2 • h or more, such braking is not observed and the cleaning process proceeds according to its performance similarly to that described in examples 1 and 3.

Верхний предел по нагрузке определяется технико-экономическими соображениями, т. к. при нагрузках более 6 м32•ч наблюдается высокое сопротивление в слое адсорбента, что приводит к излишним энергетическим затратам.The upper limit on the load is determined by technical and economic considerations, because at loads of more than 6 m 3 / m 2 • h high resistance is observed in the adsorbent layer, which leads to excessive energy costs.

Экспериментально установленная предельная емкость сорбционного пространства по хлористому и фтористому водороду суммарно равна 0,7•0,9 см3/г (первая стадия).The experimentally established maximum capacity of the sorption space for hydrogen chloride and hydrogen fluoride is equal to 0.7 • 0.9 cm 3 / g (first stage).

Исследование кинетических характеристик при 20oC по сорбции примесей, относящихся к третьей группе при содержании кислых примесей не более 0,002 мас. показали, что минимальным временем адсорбции является время, соответствующее времени контакта, равному отношению объема сорбента к объемной скорости подачи компонентов, не менее 20 мин. Это означает, что при меньшем времени контакта наблюдается проскок сорбируемых компонентов на выходе из адсорбционного слоя.The study of kinetic characteristics at 20 o C for the sorption of impurities belonging to the third group with an acid impurity content of not more than 0.002 wt. showed that the minimum adsorption time is the time corresponding to the contact time equal to the ratio of the sorbent volume to the volumetric feed rate of the components, not less than 20 minutes This means that with a shorter contact time, a breakdown of the adsorbed components is observed at the outlet of the adsorption layer.

Claims (1)

Способ очистки галогенуглеводородов этанового ряда от органических галогенпроизводных примесей и неорганических кислот, включающий адсорбционное поглощение примесей углеродным сорбентом, отличающийся тем, что очищаемый продукт пропускают через углеродный сорбент с предельным объемом сорбционного пространства 0,7 0,9 см3/г со скоростью 0,05 6 м32•ч, после чего подвергают ректификации, полученный ректификат пропускают через сорбент уголь сернисто-калиевой активации при времени контакта не менее 20 мин.The method of purification of ethanol-halogenated hydrocarbons from organic halogen derivatives of impurities and inorganic acids, including adsorption of impurities by a carbon sorbent, characterized in that the product to be purified is passed through a carbon sorbent with a maximum volume of sorption space of 0.7 0.9 cm 3 / g at a rate of 0.05 6 m 3 / m 2 • h, after which it is subjected to rectification, the obtained rectification is passed through sorbent carbon of potassium sulphide activation at a contact time of at least 20 minutes.
RU95105554A 1995-04-11 1995-04-11 Method of purification of halohydrocarbons of ethane series RU2091363C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95105554A RU2091363C1 (en) 1995-04-11 1995-04-11 Method of purification of halohydrocarbons of ethane series

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95105554A RU2091363C1 (en) 1995-04-11 1995-04-11 Method of purification of halohydrocarbons of ethane series

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95105554A RU95105554A (en) 1996-11-20
RU2091363C1 true RU2091363C1 (en) 1997-09-27

Family

ID=20166639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95105554A RU2091363C1 (en) 1995-04-11 1995-04-11 Method of purification of halohydrocarbons of ethane series

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2091363C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент РФ N 203037, кл. С 07 С 17/389, 1995. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU95105554A (en) 1996-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920003923B1 (en) Process for purifying 1,1,1,2-tetrafluoroethane
US7597744B2 (en) Use of molecular sieves for the removal of HFC-23 from fluorocarbon products
JP6106178B2 (en) Method for separating halogenated olefin from 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane using a solid adsorbent
US20110105809A1 (en) Process for the purification of 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (hfo-1234yf)
US7084315B2 (en) Removal of (hydro)haloalkene impurities from product streams
CN101479220A (en) Process for producing high-purity hexafluoropropylene and cleaning gas
US5087778A (en) Regeneration of zeolites used for purifying 1,1,1,2-tetrafluoroethane
EP1278714B1 (en) Removal of (hydro)haloalkene impurities from product streams
EP1307416B1 (en) Process for preparing octafluorocyclobutane
WO1993017988A1 (en) Purification of hexafluoroethane products
CN1751011A (en) Process for the purification of (hydro)halocarbons
US20180044269A1 (en) Process for purifying (hydro)halocarbon compositions
RU2091363C1 (en) Method of purification of halohydrocarbons of ethane series
KR20180065035A (en) Removal of fluorinated organics from anhydrous or aqueous hydrochloric acid, a by-product of 1234 YF via 1230 XA process
CN1060461C (en) Process for purification of difluoromethane
JP4057103B2 (en) Method for selectively removing perfluoroisobutylene from a halogenated hydrocarbon stream
JP2924660B2 (en) Purification method of tetrafluoromethane
US5892137A (en) Purification of pentafluroethane
JP3353894B2 (en) Purification of 1,1,1,2-tetrafluoroethane
US6821436B2 (en) Separation of halogenated compounds
RU2039032C1 (en) Process for cleaning 1,1,1,2-tetrafluoroethane from unsaturated halogenated impurities
RU93005812A (en) METHOD FOR CLEANING 1,1,1,2-TETRAFLUOROETHANE FROM UNSATURATED HALOGENO DERIVATIVES