RU2135451C1 - Method of preparing perfluoroalkanes - Google Patents
Method of preparing perfluoroalkanes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2135451C1 RU2135451C1 RU97112770A RU97112770A RU2135451C1 RU 2135451 C1 RU2135451 C1 RU 2135451C1 RU 97112770 A RU97112770 A RU 97112770A RU 97112770 A RU97112770 A RU 97112770A RU 2135451 C1 RU2135451 C1 RU 2135451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- perfluoroalkanes
- minus
- yield
- fluorine
- perfluoroalkene
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения перфторалканов, в частности гексафторэтана, октафторпропана, декафторбутана, используемых в качестве диэлектриков, хладагентов, компонентов в пенообразующих композициях и лазерных рабочих средах, рабочего тела в плазмохимическом травлении полупроводниковых материалов. The invention relates to a technology for producing perfluoroalkanes, in particular hexafluoroethane, octafluoropropane, decafluorobutane, used as dielectrics, refrigerants, components in foaming compositions and laser working media, a working fluid in plasma-chemical etching of semiconductor materials.
Из способов получения перфторалканов (ПФА) известны следующие: пиролиз фторорганического сырья, газофазное фторирование углеводородов и их галоидзамещенных. Основным недостатком этих способов является большое количество побочных продуктов, требующих дорогостоящей очистки или уничтожения (патент США 3222406, 1965, патент США 4377715, 1983). Of the methods for producing perfluoroalkanes (PFA), the following are known: pyrolysis of organofluorine feedstocks, gas-phase fluorination of hydrocarbons and their halogen-substituted ones. The main disadvantage of these methods is the large number of by-products requiring expensive purification or destruction (US patent 3222406, 1965, US patent 4377715, 1983).
Практически без примесей ПФА получают или фторированием элементным фтором или трифторидом кобальта (вылож. заявки Японии 90-131438 и 85-81134, авт.св. СССР 1630241, 1984). Для регулирования тепловыделения процессы ведут в среде разбавителя - тетрафтордихлорэтана (выложенная заявка Японии 90-131438) или в две стадии с разбавлением гесафторпропилена октафторпропаном на стадии пуска (авт.св. СССР 1630241). With virtually no impurities, PFAs are prepared either by fluorination with elemental fluorine or cobalt trifluoride (Japanese Patent Applications 90-131438 and 85-81134, auth. St. USSR 1630241, 1984). To control the heat release, the processes are carried out in a diluent medium - tetrafluorodichloroethane (Japanese application laid out 90-131438) or in two stages with dilution of gesafluoropropylene with octafluoropropane at the start-up stage (ed. St. USSR 1630241).
За прототип принят способ получения одного из перфторалканов - гексафторэтана, заключающийся во фторировании тетрафторэтилена элементным фтором в среде разбавителя - тетрафтордихлорэтана, взятого в количестве 10 - 100 моль на 1 моль тетрафторэтилена, соотношение фтора к тетрафторэтилену 1,2/1, температура процесса - 80,2oC, выход гексафторэтана - 87,8% (вылож. заявка Японии 90-131438).The prototype adopted a method of producing one of perfluoroalkanes - hexafluoroethane, which consists in fluorinating tetrafluoroethylene with elemental fluorine in a diluent medium - tetrafluorodichloroethane taken in an amount of 10 - 100 mol per 1 mol of tetrafluoroethylene, the ratio of fluorine to tetrafluoroethylene 1.2 / 1, the process temperature - 80, 2 o C, the yield of hexafluoroethane - 87.8% (laid. Application of Japan 90-131438).
К недостаткам этого способа можно отнести:
1. Способ разработан для получения одного перфторалкана - гексафторэтана и проводился в среде озоноактивного разбавителя.The disadvantages of this method include:
1. The method was developed to produce one perfluoroalkane - hexafluoroethane and was carried out in an ozone-active diluent.
2. Выход целевого продукта недостаточно высок. 2. The yield of the target product is not high enough.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в разработке универсального способа фторирования перфторалкенов с углеродной цепью C2-C4, оптимально сочетающего тепловой и материальный балансы процесса и пригодного для промышленной реализации по производительности, простоте аппаратурного оформления, а также чистоте и выходу целевых перфторалканов.The problem solved by this invention is to develop a universal method of fluorination of perfluoroalkenes with a carbon chain C 2 -C 4 that optimally combines the thermal and material balances of the process and is suitable for industrial implementation in terms of productivity, simplicity of hardware design, as well as the purity and yield of target perfluoroalkanes.
Техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: процесс ведут в гомогенной фазе в среде перфторуглерода, являющегося растворителем как для фтора, так и для фторируемого перфторалкена, что в совокупности с теплофизическими свойствами перфторуглеродов обеспечивает интенсивный тепломассообмен, предотвращающий деструкцию углерод-углеродной связи, при этом концентрация фторируемого соединения не должна превышать 5 мас. %; температура процесса - минус 35 - минус 15oC; для предотвращения перехода углеродсодержащих компонентов в газовую фазу давление процесса поддерживают не ниже давления насыщенных паров растворителя при температуре процесса. При соблюдении указанных условий выход составляет 99-99,9%.The technical essence of the invention consists in the following: the process is conducted in a homogeneous phase in the environment of perfluorocarbon, which is a solvent for both fluorine and fluorinated perfluoroalkene, which together with the thermophysical properties of perfluorocarbons provides intense heat and mass transfer, which prevents the destruction of the carbon-carbon bond, while the concentration fluorinated compounds should not exceed 5 wt. %; process temperature - minus 35 - minus 15 o C; To prevent the transition of carbon-containing components into the gas phase, the process pressure is maintained not lower than the saturated vapor pressure of the solvent at the process temperature. Subject to the specified conditions, the yield is 99-99.9%.
Отклонения от технологического режима ведут к следующим последствиям:
при повышении температуры выше минус 10oC, так же как и концентрации перфторалкена выше 5%, процесс становится нестабильным, часто сопровождается небольшими взрывами-хлопками, а иногда и взрывом всей системы; при температуре выше -15oC снижается выход целевого продукта;
при температуре ниже минус 35oC и концентрации перфторалкена ниже 1% скорость процесса замедляется, что приводит к снижению производительности процесса.Deviations from the technological regime lead to the following consequences:
when the temperature rises above minus 10 o C, as well as perfluoroalkene concentrations above 5%, the process becomes unstable, often accompanied by small pop explosions, and sometimes an explosion of the entire system; at temperatures above -15 o C decreases the yield of the target product;
at temperatures below minus 35 o C and perfluoroalkene concentrations below 1%, the process speed slows down, which leads to a decrease in the productivity of the process.
Из применяемых перфторуглеродных растворителей предпочтительными являются целевые продукты, что существенно упрощает процесс, устраняя стадию разделения. Of the perfluorocarbon solvents used, the desired products are preferred, which greatly simplifies the process by eliminating the separation step.
Пример 1. Example 1
В реактор из стали 12Х18Н10Т диаметром 45 мм и высотой 250 мм, снабженный рубашкой, мешалкой, сифонами для подачи фтора и фторируемого перфторалкена, запорной арматурой и манометром, загружают 200 мл перфторированного растворителя и охлаждают реактор до температуры минус 30oC, после чего подают исходный перфторалкен, а затем фтор с незначительным избытком от стехиометрии (0,1 - 3%). После завершения реакции реакционную массу нейтрализуют, пропуская через фильтр с ХПИ (химический поглотитель известковый), и анализируют методом ГЖХ. Полученные результаты представлены в табл. 1.In a reactor made of steel 12X18H10T with a diameter of 45 mm and a height of 250 mm, equipped with a jacket, stirrer, siphons for supplying fluorine and fluorinated perfluoroalkene, shutoff valves and a manometer, 200 ml of perfluorinated solvent are loaded and the reactor is cooled to a temperature of minus 30 o C, after which the initial perfluoroalkene, and then fluorine with a slight excess from stoichiometry (0.1 - 3%). After completion of the reaction, the reaction mass is neutralized by passing through a filter with CPI (a chemical lime scavenger) and analyzed by GLC. The results are presented in table. 1.
Из данных табл. 1 видно, что при увеличении концентрации перфторалкена более 5% процесс фторирования становится неустойчивым и сопровождается взрывами-хлопками. В реакционной массе появляются продукты деструктивного фторирования - в оп. 4 и 5 - CF4, в оп. 9 и 10 - CF4 C2F6, на внутренних стенках реактора и сифонах обнаружена сажа.From the data table. Figure 1 shows that with an increase in the perfluoroalkene concentration of more than 5%, the fluorination process becomes unstable and is accompanied by popping explosions. Destructive fluorination products appear in the reaction mass — in op. 4 and 5 - CF 4 , in op. 9 and 10 - CF 4 C 2 F 6 , soot was detected on the inner walls of the reactor and siphons.
Пример 2. Example 2
В реактор, описанный в примере 1 и заполненный растворителем, подают одновременно фтор и перфторалкен со скоростью 40,5 - 42 мл/мин и 40 мл/мин соответственно, продукты реакции по переливному штуцеру поступают в охлаждаемый до температуры минус 20 - минус 30oC сборник, затем на фильтр с ХПИ. Продукты после нейтрализации анализируют методом ГЖХ. В случае, если использован растворитель иной, чем целевой продукт, продукты подвергают ректификации. Технологические параметры и полученные результаты приведены в табл. 2.Fluorine and perfluoroalkene are simultaneously fed into the reactor described in Example 1 and filled with a solvent at a rate of 40.5 - 42 ml / min and 40 ml / min, respectively, and the reaction products are transferred to a cooled to a temperature of minus 20 - minus 30 o C collection, then to the filter with HPI. The products after neutralization are analyzed by GLC. If a solvent other than the target product is used, the products are subjected to rectification. Technological parameters and the results are shown in table. 2.
Из табл. 2 видно, что при проведении процесса в указанных технологических пределах достигается высокий выход целевых продуктов, а сам процесс проходит спокойно, без взрывов. From the table. Figure 2 shows that when the process is carried out within the indicated technological limits, a high yield of the target products is achieved, and the process itself proceeds calmly, without explosions.
Пример 3. Example 3
В реактор, изготовленный из стали 12Х18Н10Т, диаметром 0,4 м и высотой 1,9 м, снабженный охлаждающими рубашкой и змеевиком, двумя барботерами и переливным штуцером в верхней части, загружают при охлаждении до -30oC 120 кг C3F8. По барботерам подают фтор со скоростью 0,3-1,5 м3/ч при избытке 0,5% и гексафторпропен со скоростью 0,3-0,5 м3/ч. Продукты реакции по переливному штуцеру поступают в сборник, охлаждаемый до минус 30-20oC, затем на патрон с ХПИ. Выход целевого продукта 99,5%. Производительность до 15 кг/ч.A reactor made of steel 12X18H10T with a diameter of 0.4 m and a height of 1.9 m, equipped with a cooling jacket and a coil, two bubblers and an overflow fitting in the upper part, is loaded with cooling to -30 o C 120 kg C 3 F 8 . Fluorine is supplied through bubblers at a rate of 0.3-1.5 m 3 / h with an excess of 0.5% and hexafluoropropene at a rate of 0.3-0.5 m 3 / h. The reaction products through the overflow fitting enter the collector, cooled to minus 30-20 o C, then to the cartridge with CPI. The yield of the target product is 99.5%. Productivity is up to 15 kg / h.
Как видно из приведенного экспериментального материала, предложенная организация технологического процесса позволяет решить проблемы теплообмена и получать ряд перфторалканов по одной технологии с высоким выходом и производительностью, приемлемой для промышленного производства. Кроме того, в этом процессе требуется незначительный избыток фтора - 0,1-3% (в прототипе - 20%), что улучшает технико-экономические показатели процесса. As can be seen from the given experimental material, the proposed organization of the technological process allows us to solve the problems of heat transfer and to obtain a number of perfluoroalkanes using the same technology with a high yield and productivity acceptable for industrial production. In addition, in this process, a slight excess of fluorine is required - 0.1-3% (in the prototype - 20%), which improves the technical and economic indicators of the process.
Источники информации
1. Пат. США 3222406, 260-653, 1965.Sources of information
1. Pat. US 3222406, 260-653, 1965.
2. Пат. США 4377715, 570-123, 1983. 2. Pat. US 4377715, 570-123, 1983.
3. Вылож. з-ка Японии 90-131438, C 07 C 19/08, 1990. 3. Lay out. Japan, 90-131438, C 07 C 19/08, 1990.
4. Вылож. з-ка Японии 85-81134, C 07 C 19/08, 1985. 4. Layout. Japan, 85-81134, C 07 C 19/08, 1985.
5. Авт.св. СССР 1630241, C 07 C 19/08, приор. 1984. 5. Auto USSR 1630241, C 07 C 19/08, prior. 1984.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97112770A RU2135451C1 (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Method of preparing perfluoroalkanes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97112770A RU2135451C1 (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Method of preparing perfluoroalkanes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97112770A RU97112770A (en) | 1999-05-27 |
RU2135451C1 true RU2135451C1 (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=20195697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97112770A RU2135451C1 (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Method of preparing perfluoroalkanes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2135451C1 (en) |
-
1997
- 1997-07-29 RU RU97112770A patent/RU2135451C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5675046A (en) | Process for producing perfluorocarbon | |
JP4896965B2 (en) | Process for producing 1,2,3,4-tetrachlorohexafluorobutane | |
RU2433992C2 (en) | Method of producing fluorohalogenated ethers | |
US5516946A (en) | Producing CF3 CH2 CF3 and/or CF3 CH=CF2 by the conversion of fluorinated ethers | |
JP3067633B2 (en) | Method for producing perfluorocarbon | |
JP2007502274A (en) | Fluorocarbon production system and production method | |
US5710351A (en) | Process for producing hexafluoroethane | |
US5594159A (en) | Producing CF3 CH2 CF3 and/or CF3 CH═CF2 by the conversion of alpha-hydroperfluoroisobutyric acid compounds | |
CN110139848B (en) | Method for producing 1,2,2, 2-tetrafluoroethyl difluoromethyl ether (desflurane) | |
TWI409243B (en) | 1,2,3,4-tetrachlorohexafluorobutane and its purification method | |
RU2135451C1 (en) | Method of preparing perfluoroalkanes | |
US3446858A (en) | Process for the manufacture of hexafluoropropene | |
BE1005095A3 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF 1,1-dichloro-1,3,3,3-tetrafluoropropane. | |
JPH02262531A (en) | Preparation of tetrafluoroethylene | |
KR101812081B1 (en) | Method of producing hydrogen chloride | |
JP3159043B2 (en) | Method for producing tetrafluoromethane | |
CN108884015A (en) | Method for manufacturing fluorinated compound | |
Jing et al. | Synthesis of 1, 2-diiodotetrafluoroethane with pyrolysis gas of waste polytetrafluoroethylene as raw material | |
WO1999019284A1 (en) | Thermal process for the preparation of a telomeric alkyl iodide | |
JP2019532993A (en) | Process for producing fluorinated cyclobutane | |
US20080194779A1 (en) | Process for the Manufacture of Chlorodifluoromethane | |
JP2001506261A (en) | Method for producing nonafluoroisobutyl methyl ether | |
US3639429A (en) | Process for oxidizing polyfluorinated olefines | |
US3235561A (en) | Method for preparing perfluoro-(n-methyl pyrrolidine) | |
WO2016002632A1 (en) | Method for producing tetrafluoroethylene and/or hexafluoropropylene |