WO2017135443A1 - テトラフルオロプロペンの製造方法 - Google Patents

テトラフルオロプロペンの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017135443A1
WO2017135443A1 PCT/JP2017/004076 JP2017004076W WO2017135443A1 WO 2017135443 A1 WO2017135443 A1 WO 2017135443A1 JP 2017004076 W JP2017004076 W JP 2017004076W WO 2017135443 A1 WO2017135443 A1 WO 2017135443A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
general formula
supplied
represented
catalyst
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/004076
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
瞬 大久保
臼井 隆
勇博 茶木
大輔 加留部
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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 ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Priority to US16/074,524 priority Critical patent/US10590049B2/en
Priority to EP17747594.4A priority patent/EP3412645B1/en
Publication of WO2017135443A1 publication Critical patent/WO2017135443A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/206Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/15Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C21/00Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
    • C07C21/02Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
    • C07C21/18Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B61/00Other general methods
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing tetrafluoropropene.
  • General formula (1) CF 3 CX ⁇ CHX [In general formula (1), each X is different from each other and represents H or F. ] Is known to be a useful compound as a refrigerant, a solvent, a foaming agent and the like.
  • tetrafluoropropenes represented by the general formula (1) 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf) represented by the formula: CF 3 CF ⁇ CH 2 and the formula: CF 3 CH
  • 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze) represented by CHF has been promising as a refrigerant having a low global warming potential.
  • a method of reacting monochlorotrifluoropropene represented by the following formula with a fluorinating agent such as anhydrous hydrogen fluoride in the presence of a catalyst is known (see Patent Document 1).
  • tetrafluoropropene represented by the above general formula (1) is produced by a gas-phase continuous reaction of monochlorotrifluoropropene represented by the above general formula (2) in the presence of a catalyst. It is known that the catalyst deteriorates when the reaction is continued (see Patent Document 2).
  • Such deterioration of the catalyst is considered to be caused by decomposition or polymerization of monochlorotrifluoropropene or reaction by-product used as a raw material and adhesion of the resulting decomposition product or polymer to the catalyst surface. It has been.
  • the above-described general formula (1) is obtained by reacting monochlorotrifluoropropene represented by the above general formula (2) with anhydrous hydrogen fluoride in the presence of a catalyst.
  • a catalyst In the method for producing tetrafluoropropene represented by the formula, it is possible to suppress the deterioration of the catalyst and continue the reaction for a long time while maintaining the conversion rate of the raw material and the selectivity of the target product within a favorable range. Manufacturing methods are anxious.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art.
  • the monochlorotrifluoropropene represented by the above general formula (2) is reacted with anhydrous hydrogen fluoride.
  • the method for producing tetrafluoropropene represented by the general formula (1) the deterioration of the catalyst is suppressed while maintaining the conversion rate of the raw material and the selectivity of the target product in a favorable range, It aims at providing the manufacturing method which can continue reaction.
  • the present inventors have surprisingly found that the monochlorotrifluoropropene represented by the above general formula (2) and anhydrous anhydride are present in a reactor in which a catalyst exists.
  • the supply amount of the anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor is supplied to the reactor.
  • Item 2. The production method according to Item 1, wherein the anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor is 30 to 100 mol with respect to 1 mol of the organic substance supplied to the reactor.
  • Item 3. Item 3.
  • Item 4. Item 4.
  • Item 5. The method according to Item 4, wherein the oxidizing agent supplied to the reactor is 0.0001 to 0.5 mol with respect to 1 mol of the organic substance supplied to the reactor.
  • Item 6. Item 6.
  • the tetrafluoropropene represented by the general formula (1) is reacted with the monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) and anhydrous hydrogen fluoride in the presence of a catalyst.
  • deterioration of the catalyst can be suppressed while maintaining the conversion rate of the raw material and the selectivity of the target product within a favorable range. As a result, the reaction can be continued for a long time.
  • the tetrafluoropropene represented by the general formula (1) is specifically 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf) represented by the formula: CF 3 CF ⁇ CH 2 , or It is 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze) represented by the formula: CF 3 CH ⁇ CHF.
  • the organic substance containing the monochlorotrifluoropropene represented by this, and the anhydrous hydrogen fluoride are made to contact in the reactor in which a catalyst exists.
  • the process may be referred to as “reaction process”.
  • the monochlorofluoropropene represented by the above general formula (2) contained in the organic substance reacts with anhydrous hydrogen fluoride, whereby the target product is represented by the above general formula (1). Tetrafluoropropene can be obtained.
  • HCFO-1233xf and HCFO-1233zd represented by the formula: CF 3 CH ⁇ CHCl.
  • the resulting tetrafluoropropene represented by the general formula (1) is HFO-1234yf
  • the resulting tetrafluoropropene represented by the general formula (1) is HFO. ⁇ 1234yf and HFO-1234ze.
  • an organic substance containing a monochlorotrifluoropropene represented by the above general formula (2) means a monochlorotrifluoromethane represented by the above general formula (2) supplied to a reactor as a raw material.
  • it is recovered from the reactor and supplied again to the reactor (that is, It means a mixture containing other organic compounds such as unreacted raw materials and reaction by-products that are recycled).
  • HCFO-1233xf As a reaction by-product that can be contained in the organic substance, when HCFO-1233xf is used as a raw material, 1,1,1,2,2-pentafluoropropane represented by the formula: CH 3 CF 2 CF 3 (HFC-245cb), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (HFC-245fa) represented by the formula: CHF 2 CH 2 CF 3 , HFO-1234ze, HCFO-1233zd, etc. In the case where HCFO-1233zd is used as a raw material, HFC-245fa and the like can be exemplified.
  • Trifluoropropene is usually 70% or more, preferably 85% or more, and other organic compounds are usually less than 30%, preferably less than 15%.
  • a catalyst used in the reaction step it is active against the reaction for producing tetrafluoropropene represented by the above general formula (1) from the monochlorotrifluoropropene represented by the above general formula (2) and anhydrous hydrogen fluoride.
  • a known catalyst having the same can be used.
  • An example of such a catalyst is a fluorination catalyst.
  • the fluorination catalyst include metal oxides such as chromium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, and cobalt oxide; chromium oxide fluoride, fluorinated alumina, magnesium oxide fluoride, cobalt oxide fluoride, nickel oxide fluoride, and the like.
  • Metal oxide fluorides such as aluminum fluoride, magnesium fluoride, nickel fluoride, niobium fluoride, tantalum fluoride, antimony fluoride, barium fluoride, antimony chloride, fluoroantimony chloride, fluorobarium chloride, etc. It can be illustrated.
  • the fluorination catalyst one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.
  • combinations of fluorination catalysts include combinations of chromium oxide and niobium fluoride, combinations of chromium oxide and magnesium fluoride, chromium oxide fluoride and fluorination A combination with alumina, a combination of chromium oxyfluoride and cobalt oxyfluoride, a combination of chromium oxyfluoride, nickel fluoride and aluminum fluoride, and the like can be given.
  • the shape of the catalyst is not particularly limited, and a catalyst having a known shape such as a powder shape or a pellet shape can be used.
  • the catalyst can be used by being supported on a carrier.
  • the carrier is not particularly limited, and a known carrier used in the technical field to which the present invention belongs can be used. Examples thereof include fluorinated alumina, aluminum fluoride, chromium fluoride, nickel fluoride, activated carbon, fluorinated activated carbon, and graphite carbon. Examples of combinations of catalyst and carrier (catalyst / carrier) include alumina / activated carbon, fluorinated alumina / activated carbon, aluminum fluoride / activated carbon, magnesium fluoride / aluminum fluoride, chromium oxide fluoride / aluminum fluoride, etc. Can be mentioned.
  • the method for causing the catalyst to be present in the reactor is not particularly limited, and it may be present so that the raw material can sufficiently come into contact with the catalyst.
  • a method of filling a catalyst in the reactor can be mentioned.
  • the reactor is not particularly limited, but it is preferable to use a reactor that is made of a material that is resistant to the corrosive action of hydrogen fluoride used in the reaction process.
  • a reactor that is made of a material that is resistant to the corrosive action of hydrogen fluoride used in the reaction process.
  • Examples of the material having resistance to the corrosive action of hydrogen fluoride include materials such as Hastelloy, INCONEL, and MONEL.
  • the number of reactors may be one, or two or more. When two or more reactors are used, only one type of reactor may be used, or two or more types of reactors may be used.
  • the method of bringing the organic material containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) into contact with anhydrous hydrogen fluoride is not particularly limited.
  • the organic material and anhydrous hydrogen fluoride are contacted.
  • the organic substance may be in a gaseous state when contacting with anhydrous hydrogen fluoride, and a part or all of the organic compound contained in the organic substance is in a liquid state at a time before supplying the organic substance to the reactor. It may be.
  • the organic substance containing the organic compound is vaporized using a vaporizer or the like and then supplied to the reactor. be able to.
  • the organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) may be supplied to the reactor as it is, or when it is necessary to perform dilution for reasons such as controlling the reactivity. Further, it can be supplied to the reactor together with a gas inert to the raw materials and the catalyst. Examples of the inert gas include nitrogen, helium, argon, and the like.
  • the addition amount of the inert gas is an unnecessary decrease in reactivity due to dilution. It is preferable to set it in a range where no occurrence occurs.
  • the inert gas based on the total amount of the gaseous components supplied to the reactor, that is, the organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2), anhydrous hydrogen fluoride, and inert gas Is preferably 10 mol% or less.
  • the organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) supplied to the reactor is supplied as a raw material when the reactor has one supply port. And other organic compounds such as unreacted raw materials and reaction by-products that are recovered from the reactor and fed back to the reactor (ie, recycled) to the reactor. These can be mixed before being supplied and then supplied to the reactor.
  • the monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) supplied as a raw material and other recycled organic compounds are respectively supplied from separate supply ports. It can also supply to a reactor so that it may become a mixture containing the monochlorotrifluoropropene represented by the said General formula (2) and another organic compound in a reactor.
  • the reaction temperature may be a temperature at which the reaction for producing the tetrafluoropropene represented by the general formula (1) from the monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) and the anhydrous hydrogen fluoride can occur.
  • the temperature may be 200 to 450 ° C., preferably 300 to 400 ° C., more preferably 325 to 390 ° C.
  • the pressure in the reactor is not particularly limited, and can be reduced, normal or increased.
  • the contact time between the organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) and anhydrous hydrogen fluoride is not particularly limited, but if it is too short, the contact time is represented by the general formula (2). Since the conversion rate of monochlorotrifluoropropene to tetrafluoropropene represented by the above general formula (1) is not sufficient, and if it is too long, production of undesirable reaction by-products may increase. It is possible to set an appropriate contact time in consideration of the points. For example, the ratio (W / F 0 ) of the catalyst filling amount W (g) with respect to the total flow rate F 0 of gas supplied to the reactor (flow rate at 0 ° C.
  • the contact time is preferably about 0.5 to 70 g ⁇ sec / mL, more preferably 1 to 50 g ⁇ sec / mL.
  • the total flow rate of the gas supplied to the reactor is not used when an inert gas is used as the flow rate of the organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) and the anhydrous hydrogen fluoride. This is the amount obtained by adding the flow rate of the active gas.
  • the anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor is fed to 1 mol of the organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) supplied to the reactor. It is characterized by being 30 moles or more. Thus, deterioration of the catalyst can be suppressed by setting the amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor to 30 mol or more with respect to 1 mol of the organic material supplied.
  • “Anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor” means not only anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor as a raw material, but also a mixture of unreacted raw materials and reaction byproducts.
  • anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor as a raw material and anhydrous fluorine contained in the mixture recovered from the reactor are used. It means a mixture containing hydrogen fluoride.
  • the supply amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor relative to 1 mol of the organic substance supplied to the reactor may be 30 mol or more, preferably 35 mol or more, more preferably 40 mol. That's it.
  • the above lower limit (30 mol) is the anhydrous fluorination supplied to each reactor with respect to 1 mol of the organic substance supplied to each reactor. This means the supply amount of hydrogen.
  • the upper limit of the supply amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor with respect to 1 mol of the organic substance supplied to the reactor is not particularly limited, but if it is too high, the supply amount of anhydrous hydrogen fluoride is too high.
  • the above supply amount is the supply amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to each reactor with respect to 1 mol of the supply amount of the organic matter supplied to each reactor. Means.
  • the supply amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to the reactor with respect to 1 mol of the organic substance supplied to the reactor is preferably 30 to 100 mol, and more preferably 30 to 90 mol. More preferably, it is 30 to 80 mol, further preferably 30 to 70 mol, still more preferably 30 to 60 mol.
  • the above numerical range is the supply amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to each reactor with respect to 1 mol of the organic substance supplied to each reactor. Means.
  • an oxidizing agent can be supplied to the reactor.
  • the oxidizing agent is not particularly limited as long as it is used for suppressing catalyst deterioration, and examples thereof include oxygen, chlorine, ozone, hypochlorous acid, chlorous acid, dinitrogen oxide, and nitrogen oxide. Note that oxygen is preferably used as the oxidant from the viewpoint of suppressing unwanted side reactions between the oxidant and the raw material compound.
  • the oxidizing agent supplied to each reactor may each differ.
  • the method of supplying the oxidizing agent to the reactor is not particularly limited, and examples thereof include a method of supplying a gaseous oxidizing agent to the reactor. Further, the oxidizing agent may be supplied to the reactor alone, or may be supplied to the reactor accompanied by an organic substance containing monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2).
  • the supply amount of the oxidizing agent supplied to the reactor with respect to 1 mol of the organic substance supplied to the reactor is not particularly limited, but is, for example, 0.0001 to 0.5 mol, preferably 0.001.
  • the amount can be 0.5 mol, more preferably 0.001 to 0.2 mol.
  • the above numerical range means the supply amount of the oxidizing agent supplied to each reactor with respect to 1 mol of the organic substance supplied to each reactor. To do.
  • the reactor which supplies an oxidizing agent, and the reactor which does not supply an oxidizing agent may exist, respectively.
  • the production method of the present invention includes a tetrafluoropropene represented by the above general formula (1), which is a reaction product obtained from the reactor outlet through the reaction step, Monochlorotrifluoropropene represented by formula (2) and unreacted raw materials such as anhydrous hydrogen fluoride and organic compounds such as reaction byproducts are separated, and tetrafluoropropene represented by the above general formula (1) is separated.
  • a recovering step can be included.
  • the said process may be described as a "separation collection process.”
  • unreacted raw materials such as tetrafluoropropene represented by the general formula (1) as a reaction product, monochlorotrifluoropropene represented by the general formula (2) and anhydrous hydrogen fluoride
  • a method for separating tetrafluoropropene represented by the above general formula (1) and separating organic compounds such as reaction byproducts is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, methods such as distillation can be mentioned.
  • the tetrafluoropropene represented by the general formula (1), which is the target product can be obtained.
  • the production method of the present invention includes unreacted monochlorotrifluoropropene and anhydrous hydrogen fluoride represented by the general formula (2) separated by the separation / recovery step. It may include a step of supplying organic compounds such as reaction raw materials and reaction by-products to the reactor again and recycling (that is, recycling). Thus, it becomes possible to react continuously by supplying organic compounds, such as an unreacted raw material and a reaction by-product, to a reactor again.
  • Example 1 20 g of a chromium oxide catalyst (specific surface area: 12 cm 2 / g) was charged into a corrosion-resistant metal tubular reactor. Next, the temperature of the reactor was raised to 365 ° C., and hydrogen fluoride gas (flow rate: 120 Nml / min) was supplied to the reactor and maintained for 1 hour. Thereafter, HCFO-1233xf gas (flow rate: 3.0 Nml / min) was supplied to the reactor. At about 3 hours after the start of the supply of HCFO-1233xf gas, the first sampling of the effluent gas from the outlet of the reactor was performed, and analysis was performed with a gas chromatograph.
  • hydrogen fluoride gas flow rate: 120 Nml / min
  • HCFO-1233xf gas flow rate: 3.0 Nml / min
  • the outflow gas from the reactor outlet is again sampled and analyzed with a gas chromatograph, and then the HCFO-1233xf is converted from the first sampling time point. The change in rate was confirmed.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, 20 g of a chromium oxide catalyst (specific surface area: 12 cm 2 / g) was charged into a corrosion-resistant metal tubular reactor. Next, the temperature of the reactor was raised to 365 ° C., and hydrogen fluoride gas (flow rate: 120 Nml / min) and oxygen gas (flow rate: 0.30 Nml / min) were supplied to the reactor and maintained for 1 hour. Thereafter, HCFO-1233xf gas (flow rate: 3.0 Nml / min) was supplied to the reactor.
  • hydrogen fluoride gas flow rate: 120 Nml / min
  • oxygen gas flow rate: 0.30 Nml / min
  • Example 2 in the same manner as in Example 1, when about 3 hours elapsed from the start of the supply of the HCFO-1233xf gas, the first sampling of the effluent gas from the reactor outlet was performed, and analysis was performed with a gas chromatograph. Next, after 70 hours have elapsed from the start of HCFO-1233xf gas supply, the outflow gas from the reactor outlet is again sampled and analyzed with a gas chromatograph, and then the HCFO-1233xf is converted from the first sampling time point. The change in rate was confirmed.
  • Example 3 The experiment was performed in the same manner as in Example 2 except that the flow rate of HCFO-1233xf was changed to 4.0 Nml / min and the flow rate of oxygen gas was changed to 0.40 Nml / min.
  • Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, 20 g of a chromium oxide catalyst (specific surface area: 12 cm 2 / g) was charged into a corrosion-resistant metal tubular reactor. Next, the temperature of the reactor was raised to 365 ° C., and hydrogen fluoride gas (flow rate: 120 Nml / min) was supplied to the reactor and maintained for 1 hour. Thereafter, HCFO-1233xf gas (flow rate: 12 Nml / min) was supplied to the reactor. Further, in the same manner as in Example 1, when about 3 hours elapsed from the start of the supply of the HCFO-1233xf gas, the first sampling of the effluent gas from the reactor outlet was performed, and analysis was performed with a gas chromatograph.
  • the effluent gas from the reactor outlet is again sampled and analyzed by a gas chromatograph, and then the HCFO-1233xf is converted from the first sampling time point. The change in rate was confirmed.
  • Example 1 The results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below.
  • “hydrogen fluoride / raw material (molar ratio)” means the molar amount of anhydrous hydrogen fluoride supplied to 1 mole of HCFO-1233xf supplied to the reactor
  • “catalyst degradation inhibitor / "Raw material (molar ratio)” means the molar amount of catalyst deterioration inhibitor supplied to 1 mole of HCFO-1233xf supplied to the reactor
  • “1233xf conversion” means the HCFO-1233xf supplied to the reactor.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本発明は、触媒の存在下において、下記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと無水フッ化水素とを反応させることによって下記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法において、原料の転化率及び目的生成物の選択率を良好な範囲に維持しつつ、触媒の劣化を抑制して長期間反応を継続させることが可能な製造方法を提供する。 本発明は、具体的には、一般式(1):CFCX=CHX [一般式(1)中、各Xは互いに異なってH又はFを示す。] で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法であって、 一般式(2):CFCY=CHY [一般式(2)中、各Yは互いに異なってH又はClを示す。] で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と、無水フッ化水素とを、触媒が存在する反応器内において接触させる工程を含み、 前記反応器に供給される前記無水フッ化水素が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して30モル以上である、製造方法を提供する。

Description

テトラフルオロプロペンの製造方法
 本発明は、テトラフルオロプロペンの製造方法に関する。
 一般式(1):CFCX=CHX[一般式(1)中、各Xは互いに異なってH又はFを示す。]で表されるテトラフルオロプロペンは、冷媒、溶媒、発泡剤等として有用な化合物であることが知られている。上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンの中でも、式:CFCF=CHで表される2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)及び式:CFCH=CHFで表される1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)は、近年、地球温暖化係数の低い冷媒として有望視されている。
 上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンの製造方法としては、例えば、一般式(2):CFCY=CHY[一般式(2)中、各Yは互いに異なってH又はClを示す。]で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを原料として、触媒の存在下で無水フッ化水素等のフッ素化剤と反応させる方法などが知られている(特許文献1参照)。
 例えば、上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンは、触媒の存在下、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンの気相連続反応によって製造されているが、長期間反応を継続した場合に触媒が劣化することが知られている(特許文献2参照)。
 このような触媒の劣化は、原料として使用するモノクロロトリフルオロプロペンや反応副生成物等が分解あるいは重合し、生じた分解物又は重合物が触媒表面に付着することにより引き起こされるものであると考えられている。
 このような触媒の劣化を抑制する方法として、例えば、酸素ガスや塩素ガス等の酸化剤を反応器に供給することで、上記した分解物や重合物を除去する方法が報告されている(特許1及び3参照)。
 しかしながら、触媒の劣化抑制に酸素ガスを使用する場合には、供給原料に対して比較的多量の酸素を供給する必要があり、また、その触媒劣化抑制効果も十分であるとはいえない。さらに、触媒の劣化抑制に塩素ガスを使用する場合には、塩素ガスの反応性が高く原料化合物等と反応する場合があることから、目的生成物の選択率が低下するという問題が生じ得る。
 以上のような問題点に鑑みて、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを原料として、触媒の存在下において、無水フッ化水素と反応させることによって、上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法において、原料の転化率及び目的生成物の選択率を良好な範囲に維持しつつ、触媒の劣化を抑制し、長期間反応を継続させることが可能な製造方法が切望されている。
特表2014-500858号公報 国際公開第2014/174918号 国際公開第2010/123154号
 本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、触媒の存在下において、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと、無水フッ化水素と反応させることによって、上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法において、原料の転化率及び目的生成物の選択率を良好な範囲に維持しつつ、触媒の劣化を抑制し、長期間反応を継続させることが可能な製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに、触媒が存在する反応器内において、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと無水フッ化水素と反応させることによって上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法において、当該反応器に供給される当該無水フッ化水素の供給量を、反応器に供給される当該モノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物の供給量1モルに対して30モル以上とすることによって、原料の転化率及び目的生成物の選択率を良好な範囲に維持しつつ、触媒の劣化を抑制して長期間反応を継続させることが可能となることを見出した。本発明者らは当該知見に基づいてさらなる研究を重ねることにより、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は、代表的には、以下の項に記載の主題を包含する。
項1.一般式(1):
CFCX=CHX
[一般式(1)中、各Xは互いに異なってH又はFを示す。]
で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法であって、
一般式(2):
CFCY=CHY
[一般式(2)中、各Yは互いに異なってH又はClを示す。]
で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と、無水フッ化水素とを、触媒が存在する反応器内において接触させる工程を含み、
前記反応器に供給される前記無水フッ化水素が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して30モル以上である、製造方法。
項2.前記反応器に供給される前記無水フッ化水素が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して30~100モルである、上記項1に記載の製造方法。
項3.前記触媒が、フッ素化触媒である、上記項1又は2に記載の製造方法。
項4.前記反応器に酸化剤を供給する、上記項1~3のいずれかに記載の製造方法。
項5.前記反応器に供給される前記酸化剤が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して0.0001~0.5モルである、上記項4に記載の方法。
項6.前記酸化剤が酸素である、上記項4又は5に記載の方法。
 本発明によれば、触媒の存在下において、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと無水フッ化水素と反応させることによって上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法において、原料の転化率及び目的生成物の選択率を良好な範囲に維持しつつ、触媒の劣化を抑制することができる。その結果、長期間反応を継続させることが可能となる。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 本発明は、一般式(1):
CFCX=CHX
[一般式(1)中、各Xは互いに異なってH又はFを示す。]
で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法に係る。なお、本明細書において、当該方法を「本発明の製造方法」と記載する場合がある。
 上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンは、具体的には、式:CFCF=CHで表される2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)、又は式:CFCH=CHFで表される1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)である。
 本発明の製造方法は、一般式(2):
CFCY=CHY
[一般式(2)中、各Yは互いに異なってH又はClを示す。]
で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と、無水フッ化水素とを、触媒が存在する反応器内において接触させる工程を含む。なお、本明細書において、当該工程を「反応工程」と記載する場合がある。当該反応工程により、当該有機物に含まれる上記一般式(2)で表されるモノクロロフルオロプロペンと、無水フッ化水素とが反応することにより、目的生成物である上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを得ることができる。
 上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンは、具体的には、式:CFCCl=CHで表される2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xf)、又は式:CFCH=CHClで表される1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233zd)である。本発明の製造方法においては、上記したHCFO-1233xf及びHCFO-1233zdのうちいずれか一方のみを用いてもよいし、HCFO-1233xf及びHCFO-1233zdを混合して用いてもよい。
 上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンとしてHCFO-1233xfを用いる場合には、得られる上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンはHFO-1234yfであり、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンとして、HCFO-1233zdを用いる場合には、得られる上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンはHFO-1234zeである。なお、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンとしてHCFO-1233xf及びHCFO-1233zdを混合して用いる場合には、得られる上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンはHFO-1234yf及びHFO-1234zeである。
 なお、本明細書において、「上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物」とは、原料として反応器に供給される上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンのみを意味するだけでなく、原料として反応器に供給される上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンに加え、反応器から回収され、再度反応器に供給される(即ち、リサイクルされる)未反応原料及び反応副生成物などの他の有機化合物を含む混合物を意味する。当該有機物に含まれ得る反応副生成物としては、HCFO-1233xfを原料として使用する場合には、式:CHCFCFで表される1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロパン(HFC-245cb)、式:CHFCHCFで表される1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(HFC-245fa)、HFO-1234ze、HCFO-1233zd等を例示することができ、HCFO-1233zdを原料として使用する場合には、HFC-245fa等を例示することができる。また、当該有機物が上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンに加えて、他の有機化合物を含む混合物である場合、当該有機物に含まれる上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンは通常70%以上、好ましくは85%以上であり、他の有機化合物は通常30%未満、好ましくは15%未満である。
 反応工程において用いる触媒としては、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペン及び無水フッ化水素から上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを生成する反応に対して活性を有する公知の触媒を用いることができる。このような触媒としては、例えば、フッ素化触媒が挙げられる。フッ素化触媒としては、例えば、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化コバルト等の金属酸化物;酸化フッ化クロム、フッ素化アルミナ、酸化フッ化マグネシウム、酸化フッ化コバルト、酸化フッ化ニッケル等の金属酸化フッ化物;フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化ニッケル、フッ化ニオブ、フッ化タンタル、フッ化アンチモン、フッ化バリウム、塩化アンチモン、塩化フルオロアンチモン、塩化フルオロバリウム等の金属ハロゲン化物などを例示することができる。フッ素化触媒としては、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。フッ素化触媒を2種以上混合して用いる場合、フッ素化触媒の組合せの例としては、酸化クロムとフッ化ニオブとの組合せ、酸化クロムとフッ化マグネシウムとの組合せ、酸化フッ化クロムとフッ素化アルミナとの組合せ、酸化フッ化クロムと酸化フッ化コバルトとの組合せ、酸化フッ化クロムとフッ化ニッケルとフッ化アルミニウムとの組合せなどが挙げられる。また、触媒の形状としては特に限定的ではなく、粉末状、ペレット状などの公知の形状の触媒を用いることができる。
 また、触媒は、担体に担持して使用することもできる。担体としては特に限定的ではなく、本発明の属する技術分野において使用されている公知の担体を使用することができる。例えば、フッ素化アルミナ、フッ化アルミニウム、フッ化クロム、フッ化ニッケル、活性炭、フッ素化活性炭及びグラファイトカーボン等が挙げられる。触媒と担体との組合せ(触媒/担体)の例としては、アルミナ/活性炭、フッ素化アルミナ/活性炭、フッ化アルミニウム/活性炭、フッ化マグネシウム/フッ化アルミニウム、酸化フッ化クロム/フッ化アルミニウムなどが挙げられる。
 触媒を反応器内に存在させる方法としては特に限定的ではなく、原料が触媒と十分に接触し得るように存在させればよい。例えば、反応器内に触媒を充填する方法などが挙げられる。
 反応器としては特に制限されるものではないが、反応工程に用いるフッ化水素の有する腐食作用に抵抗性を有する材料によって構成されているものを用いることが好ましい。フッ化水素の有する腐食作用に抵抗性を有する材料としては、ハステロイ(HASTELLOY)、インコネル(INCONEL)、モネル(MONEL)等の材料を例示することができる。なお、反応器は1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。また、反応器を2つ以上用いる場合には、1種の反応器のみであってもよいし、2種以上の反応器を用いてもよい。
 上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と、無水フッ化水素とを接触させる方法としては特に限定的ではなく、例えば、気相において、当該有機物と、無水フッ化水素とをそれぞれ反応器に供給することによって両者を接触させることができる。なお、当該有機物は、無水フッ化水素と接触する際に気体状態であればよく、当該有機物を反応器に供給する前の時点においては当該有機物に含まれる有機化合物の一部又は全部が液体状態であってもよい。例えば、当該有機物に含まれる有機化合物のうち少なくとも1つの成分が常温・常圧で液体である場合には、当該有機化合物を含む有機物を気化器等を用いて気化させてから反応器に供給することができる。
 上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物は、そのまま反応器に供給してもよいし、反応性を制御する等の理由により希釈を行うことが必要である場合には、原料や触媒等に対して不活性なガスと共に反応器に供給することもできる。当該不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。
 上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と不活性ガスとを共に反応器に供給する場合には、不活性ガスの添加量は、希釈による反応性の不必要な低下が起こらない範囲とすることが好ましい。例えば、反応器に供給される気体成分、即ち、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物、無水フッ化水素、及び不活性ガスの合計量を基準として、不活性ガスの量が10モル%以下とすることが好ましい。
 反応器に供給される上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物は、反応器の供給口が1つである場合には、原料として供給される上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと、反応器から回収され、再度反応器に供給される(即ち、リサイクルされる)未反応原料及び反応副生成物などの他の有機化合物とを、反応器に供給される前に予めこれらを混合した上で反応器に供給することができる。反応器の供給口が2以上である場合には、原料として供給される上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと、リサイクルされた他の有機化合物とをそれぞれ別の供給口から反応器に供給し、反応器内で上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンと他の有機化合物を含む混合物となるように供給することもできる。
 反応工程において、反応温度は上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペン及び無水フッ化水素から上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを生成する反応が起こり得る温度であれば特に限定的ではなく、例えば200~450℃、好ましくは300~400℃、より好ましくは325~390℃とすることができる。
 反応工程において、反応器内の圧力は特に限定的ではなく、減圧、常圧、又は加圧下とすることができる。
 反応工程において、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と無水フッ化水素との接触時間は特に制限されないが、短かすぎると上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンの上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンへの転化率が十分ではなく、長すぎると望ましくない反応副生成物の生成が増加する可能性があることから、これらの点に留意したうえで適切な接触時間を設定することができる。例えば、反応器に供給されるガスの全流量F(0℃、0.1MPaでの流量:mL/sec)に対する触媒の充填量W(g)の比率(W/F)で表される接触時間を0.5~70g・sec/mL程度とすることが好ましく、1~50g・sec/mLとすることがより好ましい。なお、反応器に供給されるガスの全流量とは、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物及び無水フッ化水素の流量に、不活性ガスを用いる場合には不活性ガスの流量を加えた量である。
 また、本発明の製造方法では、反応器に供給される無水フッ化水素が、反応器に供給される上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物の供給量1モルに対して30モル以上であることを特徴とする。このように、反応器に供給される無水フッ化水素の供給量を、前記有機物の供給量1モルに対して30モル以上とすることにより、触媒の劣化を抑制することができる。なお、「反応器に供給される無水フッ化水素」とは、原料として反応器に供給される無水フッ化水素のみを意味するだけでなく、未反応原料及び反応副生成物等の混合物を反応器から回収し、これらを再度反応器に供給する(即ち、リサイクルする)場合には、原料として反応器に供給される無水フッ化水素と、反応器から回収された混合物中に含まれる無水フッ化水素とを含む混合物を意味する。また、反応器に供給される前記有機物の供給量1モルに対する反応器に供給される無水フッ化水素の供給量としては30モル以上であればよく、好ましくは35モル以上、より好ましくは40モル以上である。なお、反応器を2つ以上用いる場合には、上記した下限値(30モル)は、各反応器にそれぞれ供給される前記有機物の供給量1モルに対する各反応器にそれぞれ供給される無水フッ化水素の供給量を意味する。
 反応器に供給される前記有機物の供給量1モルに対する反応器に供給される無水フッ化水素の供給量の上限値としては特に限定的ではないが、あまりに高すぎると無水フッ化水素の供給量の上昇に応じた触媒の劣化抑制の効果が得られない。従って、反応器に供給される前記有機物の供給量1モルに対する反応器に供給される無水フッ化水素の供給量としては、100モル以下とすることが好ましく、90モル以下とすることがより好ましく、80モル以下とすることがさらに好ましく、70モル以下とすることがより一層好ましく、60モル以下とすることが特に好ましい。なお、反応器を2つ以上用いる場合には、上記した供給量は、各反応器にそれぞれ供給される前記有機物の供給量1モルに対する各反応器にそれぞれ供給される無水フッ化水素の供給量を意味する。
 換言すると、反応器に供給される前記有機物の供給量1モルに対する反応器に供給される無水フッ化水素の供給量は、30~100モルとすることが好ましく、30~90モルとすることがより好ましく、30~80モルとすることがさらに好ましく、30~70モルとすることがより一層好ましく、30~60モルとすることが特に好ましい。なお、反応器を2つ以上用いる場合には、上記した数値範囲は、各反応器にそれぞれ供給される前記有機物の供給量1モルに対する各反応器にそれぞれ供給される無水フッ化水素の供給量を意味する。
 さらに、本発明の製造方法では、反応器に酸化剤を供給することもできる。当該酸化剤は、触媒劣化抑制として用いられるものであれば特に限定的ではなく、例えば、酸素、塩素、オゾン、次亜塩素酸、亜塩素酸、酸化二窒素、窒素酸化物などが挙げられる。なお、酸化剤と原料化合物との望まない副反応を抑制する観点からは、酸化剤として酸素を用いることが好ましい。また、反応器を2つ以上用いる場合には、各反応器に供給する酸化剤がそれぞれ異なっていてもよい。
 反応器に酸化剤を供給する方法としては特に限定的ではなく、例えば、気体状態の酸化剤を反応器に供給する方法が挙げられる。また、酸化剤は反応器に単独で供給してもよく、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物に同伴させて反応器に供給してもよい。
 反応器に供給される前記有機物の供給量1モルに対する反応器に供給される酸化剤の供給量としては特に限定的ではないが、例えば、0.0001~0.5モル、好ましくは0.001~0.5モル、より好ましくは0.001~0.2モルとすることができる。なお、反応器を2つ以上用いる場合には、上記した数値範囲は、各反応器にそれぞれ供給される前記有機物の供給量1モルに対する各反応器にそれぞれ供給される酸化剤の供給量を意味する。また、反応器を2つ以上用いる場合には、酸化剤を供給する反応器と、酸化剤を供給しない反応器とがそれぞれ存在していてもよい。
 また、本発明の製造方法は、上記した反応工程の他、当該反応工程を経て反応器出口から得られる、反応生成物である上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンと、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペン及び無水フッ化水素などの未反応原料及び反応副生成物等の有機化合物とを分離し、上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを回収する工程を含むことができる。なお、本明細書において、当該工程を「分離回収工程」と記載する場合がある。当該分離回収工程において、反応生成物である上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンと、上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペン及び無水フッ化水素などの未反応原料及び反応副生成物等の有機化合物とを分離し、上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを回収するする方法としては特に限定的ではなく公知の手法を採用することができる。例えば、蒸留などの方法が挙げられる。当該工程により、目的物である上記一般式(1)で表されるテトラフルオロプロペンを得ることができる。
 また、本発明の製造方法は、上記した反応工程及び分離回収工程の他、上記分離回収工程によって分離された上記一般式(2)で表されるモノクロロトリフルオロプロペン及び無水フッ化水素などの未反応原料及び反応副生成物等の有機化合物を再度反応器に供給して循環再利用(即ち、リサイクル)する工程を含むことができる。このように、未反応原料や反応副生成物等の有機化合物を再度反応器に供給することにより、連続的に反応を行うことが可能となる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
 実施例1
 酸化クロム触媒(比表面積:12cm/g)20gを、耐食金属製管状反応器に充填した。次いで、反応器の温度を365℃に昇温し、フッ化水素ガス(流速:120Nml/分)を反応器に供給して、1時間維持した。その後、この反応器にHCFO-1233xfガス(流速:3.0Nml/分)を反応器に供給した。HCFO-1233xfガスの供給開始から約3時間経過時点において、反応器出口からの流出ガスの最初のサンプリングを行い、ガスクロマトグラフにて分析を行った。次いで、HCFO-1233xfガスの供給開始から70時間経過時点において、再度反応器出口からの流出ガスのサンプリングを行い、ガスクロマトグラフにて分析を行った後、最初のサンプリング時点からのHCFO-1233xfの転化率の変化を確認した。
 実施例2
 実施例1と同様にして、酸化クロム触媒(比表面積:12cm/g)20gを、耐食金属製管状反応器に充填した。次いで、反応器の温度を365℃に昇温し、フッ化水素ガス(流速:120Nml/分)及び酸素ガス(流速:0.30Nml/分)を反応器に供給して、1時間維持した。その後、この反応器にHCFO-1233xfガス(流速:3.0Nml/分)を反応器に供給した。また、実施例1と同様にして、HCFO-1233xfガスの供給開始から約3時間経過時点において、反応器出口からの流出ガスの最初のサンプリングを行い、ガスクロマトグラフにて分析を行った。次いで、HCFO-1233xfガスの供給開始から70時間経過時点において、再度反応器出口からの流出ガスのサンプリングを行い、ガスクロマトグラフにて分析を行った後、最初のサンプリング時点からのHCFO-1233xfの転化率の変化を確認した。
 実施例3
 HCFO-1233xfの流速を4.0Nml/分、酸素ガスの流速を0.40Nml/分に変更したこと以外は実施例2と同様にして実験を行った。
 比較例1
 実施例1と同様にして、酸化クロム触媒(比表面積:12cm/g)20gを、耐食金属製管状反応器に充填した。次いで、反応器の温度を365℃に昇温し、フッ化水素ガス(流速:120Nml/分)を反応器に供給して、1時間維持した。その後、この反応器にHCFO-1233xfガス(流速:12Nml/分)を反応器に供給した。また、実施例1と同様にして、HCFO-1233xfガスの供給開始から約3時間経過時点において、反応器出口からの流出ガスの最初のサンプリングを行い、ガスクロマトグラフにて分析を行った。次いで、HCFO-1233xfガスの供給開始から30時間経過時点において、再度反応器出口からの流出ガスのサンプリングを行い、ガスクロマトグラフにて分析を行った後、最初のサンプリング時点からのHCFO-1233xfの転化率の変化を確認した。
 比較例2
 HCFO-1233xfの流速を12Nml/分、酸素ガスの流速を1.2Nml/分に変更したこと以外は実施例2と同様にして実験を行った。
 比較例3
 HCFO-1233xfの流速を8.0Nml/分、酸素ガスの流速を0.80Nml/分に変更したこと以外は実施例2と同様にして実験を行った。
 以上の実施例1~3及び比較例1~3の結果を下記表1に示す。なお、下記表1において、「フッ化水素/原料(モル比)」とは、反応器に供給されるHCFO-1233xf1モルに対する無水フッ化水素の供給モル量を意味し、「触媒劣化抑制剤/原料(モル比)」とは、反応器に供給されるHCFO-1233xf1モルに対する触媒劣化抑制剤の供給モル量を意味し、「1233xf転化率」とは、反応器に供給されるHCFO-1233xfのモル量に対する反応器出口からの流出ガスに含まれるHCFO-1233xf以外の化合物の合計モル量の割合(GC%)を意味し、「選択率」とは、反応器出口からの流出ガスにおけるHCFO-1233xf以外の化合物の合計モル量に対する当該流出ガスに含まれる特定の化合物(HFO-1234yf又はHFC-245cb)モル量の割合(収率%)を意味する。また、HFC-245cbは、脱フッ化水素反応によってHFO-1234yfに変換できる有用な化合物であることから、下記表1の「245cb」欄にはHFC-245cbの選択率も示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 以上の結果から明らかなように、反応器に供給される無水フッ化水素を、反応器に供給されるHCFO-1233xf1モルに対して30モル以上とすることによって、高い転化率及び選択率を維持しつつ、転化率の変動(減少)を抑制できることが確認された。以上のことから、反応器に供給される無水フッ化水素を、反応器に供給されるHCFO-1233xf1モルに対して30モル以上とすることによって、高い転化率及び選択率を維持しつつ、触媒の劣化を抑制できることが分かった。

Claims (6)

  1.  一般式(1):
    CFCX=CHX
    [一般式(1)中、各Xは互いに異なってH又はFを示す。]
    で表されるテトラフルオロプロペンを製造する方法であって、
    一般式(2):
    CFCY=CHY
    [一般式(2)中、各Yは互いに異なってH又はClを示す。]
    で表されるモノクロロトリフルオロプロペンを含む有機物と、無水フッ化水素とを、触媒が存在する反応器内において接触させる工程を含み、
    前記反応器に供給される前記無水フッ化水素が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して30モル以上である、製造方法。
  2.  前記反応器に供給される前記無水フッ化水素が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して30~100モルである、請求項1に記載の製造方法。
  3.  前記触媒が、フッ素化触媒である、請求項1又は2に記載の製造方法。
  4.  前記反応器に酸化剤を供給する、請求項1~3のいずれかに記載の製造方法。
  5.  前記反応器に供給される前記酸化剤が、前記反応器に供給される前記有機物1モルに対して0.0001~0.5モルである、請求項4に記載の方法。
  6.  前記酸化剤が酸素である、請求項4又は5に記載の方法。
PCT/JP2017/004076 2016-02-03 2017-02-03 テトラフルオロプロペンの製造方法 WO2017135443A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/074,524 US10590049B2 (en) 2016-02-03 2017-02-03 Method for producing tetrafluoropropene
EP17747594.4A EP3412645B1 (en) 2016-02-03 2017-02-03 Method for producing tetrafluoropropene

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016018619 2016-02-03
JP2016-018619 2016-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017135443A1 true WO2017135443A1 (ja) 2017-08-10

Family

ID=59499735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/004076 WO2017135443A1 (ja) 2016-02-03 2017-02-03 テトラフルオロプロペンの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10590049B2 (ja)
EP (1) EP3412645B1 (ja)
JP (1) JP6233535B2 (ja)
WO (1) WO2017135443A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110746265B (zh) * 2019-10-09 2021-02-26 浙江大学 一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法
JP2021138632A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 ダイキン工業株式会社 ヨウ化フルオロアルカン及びフルオロオレフィンの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123154A2 (en) 2009-04-23 2010-10-28 Daikin Industries, Ltd. Process for preparation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene
WO2012098422A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Akrema France Catalytic gas phase fluorination
WO2012098421A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Arkema France Catalytic gas phase fluorination
JP2014500858A (ja) 2010-10-22 2014-01-16 アルケマ フランス 2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法
WO2014174918A1 (ja) 2013-04-25 2014-10-30 ダイキン工業株式会社 含フッ素オレフィンの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2516366T3 (pl) 2009-12-23 2017-04-28 Arkema France Katalityczne fluorowanie 1233xf do 1234yf w fazie gazowej
WO2011099605A2 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Daikin Industries, Ltd. Process for producing fluorine-containing alkene compound
WO2013111911A1 (en) * 2012-01-25 2013-08-01 Daikin Industries, Ltd. Process for producing fluorine-containing olefin
FR3023286B1 (fr) 2014-07-02 2018-02-16 Arkema France Procede de fabrication de tetrafluoropropene
JP6233352B2 (ja) * 2015-06-02 2017-11-22 ダイキン工業株式会社 含フッ素オレフィンの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123154A2 (en) 2009-04-23 2010-10-28 Daikin Industries, Ltd. Process for preparation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene
JP2014500858A (ja) 2010-10-22 2014-01-16 アルケマ フランス 2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法
WO2012098422A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Akrema France Catalytic gas phase fluorination
WO2012098421A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Arkema France Catalytic gas phase fluorination
WO2014174918A1 (ja) 2013-04-25 2014-10-30 ダイキン工業株式会社 含フッ素オレフィンの製造方法
JP2014224089A (ja) * 2013-04-25 2014-12-04 ダイキン工業株式会社 含フッ素オレフィンの製造方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3412645A4
TEINZ, KATHARINA ET AL.: "Catalytic formation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene from 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene at fluorinated chromia: A study of reaction pathways", APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONMENTAL, vol. 165, 2015, pages 200 - 208, XP055212251 *
XIE, ZUNYUN ET AL.: "Cr 2 O 3 Catalysts for Fluorination of 2-Chloro-3,3,3-trifluoropropene to 2,3,3,3-Tetrafluoropropene", INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH, vol. 52, 2013, pages 3295 - 3299, XP055086333 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3412645B1 (en) 2021-03-24
EP3412645A1 (en) 2018-12-12
US10590049B2 (en) 2020-03-17
US20190039975A1 (en) 2019-02-07
JP2017137313A (ja) 2017-08-10
EP3412645A4 (en) 2019-08-21
JP6233535B2 (ja) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10112879B2 (en) Process to manufacture 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane (HCFC-244bb)
US20190194097A1 (en) Method for prolonging a catalyst's life during hydrofluorination
US9334208B2 (en) Process for the preparation of 2,3,3,3 tetrafluoropropene
EP2379475B1 (en) Isomerization of 1,1,3,3-tetrafluoropropene
EP2773606B1 (en) Process for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene
JP6463329B2 (ja) 2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン(HCFC−244bb)の製造方法
JP6233535B2 (ja) テトラフルオロプロペンの製造方法
EP2990396B1 (en) Method for producing fluorine-containing olefin
EP2751057B1 (en) Process for preparing 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene
JP6328589B2 (ja) 含フッ素オレフィンの製造方法
EP3248958A1 (en) Method for producing fluoropropene
EP3109224B1 (en) Production method for composition containing 1, 2-dichloro-3, 3, 3-trifluoropropene (hcfo-1223xd) and/or 1, 1, 2-trichloro-3, 3, 3-trifluoropropene (cfo-1213xa)
US9000239B2 (en) Methods for producing 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene from 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene
JP6623561B2 (ja) 含フッ素オレフィンの製造方法
JP2017132784A (ja) 含フッ素オレフィンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17747594

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017747594

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017747594

Country of ref document: EP

Effective date: 20180903