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JP3171685B2 - 1,1,1,2テトラフルオロエタンの精製法 - Google Patents
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JP3171685B2 - 1,1,1,2テトラフルオロエタンの精製法 - Google Patents

1,1,1,2テトラフルオロエタンの精製法

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JP3171685B2
JP3171685B2 JP22183392A JP22183392A JP3171685B2 JP 3171685 B2 JP3171685 B2 JP 3171685B2 JP 22183392 A JP22183392 A JP 22183392A JP 22183392 A JP22183392 A JP 22183392A JP 3171685 B2 JP3171685 B2 JP 3171685B2
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hydrofluoric acid
tetrafluoroethane
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博基 大野
龍晴 新井
浩一 片村
定義 弓削
治之 河合
康晶 森戸
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Showa Denko KK
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トリクロルエチレン
(以下CCl2=CHClまたはトリクレンと記す)と
HFとを反応せしめて1,1,1,2テトラフルオロエ
タン(以下CF3CH2FまたはF134aと記す)を製
造するに際し、反応生成物を蒸留処理して得られるHF
を含有する濃縮されたF134aから、HFをあと利用
可能な状態で除去するF134aの精製法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にトリクレンとHFを原料としてF
134aを製造する場合には式(1)に示すトリクレン
とHFとを反応させて1,1,1トリフルオロ−2クロ
ロエタン(以下CF3 CH2 ClまたはF133aと記
す)を生成せしめる第1段の反応、 CHCl=CCl2 +3HF→CF3 CH2 Cl+2HCl…(1) および(2)式に示すF133aとHFとを反応させる
第2段の反応によって行われている。 CF3 CH2 Cl+HF→CF3 CH2 F+HCl…(2)
【0003】上記反応はいずれもアルミナ、クロミナ触
媒の存在下で行われるが、その反応条件は異なり、第1
段の反応においては圧力4kg/cm2 G(以下圧力は
Gで表す)、温度250℃、HF/トリクレンのモル比
6、第2段の反応においては、圧力4kg/cm2 、温
度350℃、HF/F133aのモル比4で行われる。
反応生成物は蒸留によって分離される。これには種々な
蒸留システムがあるが、いずれの蒸留システムにおいて
も、HClは副生HClとして別途使用され、HF及び
F133aは反応原料としてリサイクルされる。目的生
成物のF134aはこの蒸留で濃縮され、小量のF13
3a及びHFを含んだ状態で分離される。
【0004】このように生成物F134aが小量のF1
33a及びHFを含有するのは、上記F133aとH
F、及びF134aとHFが共に最低共沸点を有してお
り、第2段反応における圧力4kg/cm2 において、
前者は共沸点41℃、この共沸点における成分割合は、
F133a(62mol%):HF(38mol%)、
また後者は共沸点14℃、この共沸点における成分割合
は、F134a(87mol%):HF(13mol
%)であることによる。
【0005】このような理由から、蒸留のみではF13
4aからF133aあるいはHFを除去することができ
ないので、従来はアルカリ洗浄によってHFを除去して
いた。HFが除去されれば、F133aその他のフロン
類はF134aと共沸関係がないから蒸留分離が可能で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来は上記のようにF
134a濃縮留分からアルカリ洗浄によってHFを除去
していた。しかしこのためにはアルカリを必要とするば
かりでなく、高価なHFが無駄に排出され、しかもその
排水処理が要求されるという不都合があった。従って本
発明の目的は、濃縮された小量のF133a及びHFを
含有するF134aから経済的にHFを回収することの
できるF134aの精製法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、小量のF13
3a及びHFを含有するF134aと、水−HFの共沸
点における濃度以上のHF濃度のフッ酸を抽出剤として
低温下で接触させ、次いでこれを二層分離して下層のF
134aを取出すことによって、HFを有効利用可能な
状態でかつ経済的に分離することができるF134aの
精製法を提供する。このとき、抽出剤として使用するフ
ッ酸の濃度を38〜70重量%とし、かつ抽出及び二層
分離する際の操作温度を−35〜35℃とすることが好
ましい。
【0008】次に本発明の方法を実施例にもとづいて説
明する。図1は、本発明に係るF134aの精製法の一
実施例を示すもので、図中の符号1は、反応器及び蒸留
塔よりなる反応システムである。反応システム1のフロ
ーには種々あるが、いずれの反応システムによっても、
これから流出する濃縮F134aは小量のHF、F13
3a等を含有し、ほぼ同じ成分構成となっている。この
濃縮F134a;11は、抽出塔2に導かれる。
【0009】抽出塔2には、最高共沸点が112.4℃
であり、このときの成分比がHF(35.8mol
%):H2O(64.2mol%)となるHF/水系
の、共沸点におけるHF濃度より高いHF濃度を有する
フッ酸(HF回収塔6のボトム液、後記)が抽出剤15
として導入され、低温に保持され、抽出が行われる。
【0010】抽出が終了し、抽出塔2のボトムより流出
した液;12は第1デカンター3に送られ、二層分離さ
れ、下層の流出液;13は洗浄塔4においてアルカリ洗
浄され、残留する微量のHF及びHClが除去される。
洗浄塔4のボトムから流出した液は第2デカンター5に
導かれ、二層分離され、下層のF134aが取り出さ
れ、上部の水層は排水処理系に送られる。
【0011】また、第1デカンタ3の上層の、HF濃度
が高くなったフッ酸;14はHF回収塔6に送られ、H
Fが蒸留分離される。この分離されたHFは反応システ
ム1にリサイクルされ反応に用いられる。上記HF回収
塔6のボトム液は、HFと水との共沸成分濃度以上のH
Fを含むフッ酸であり、抽出塔2の抽出剤;15として
使用される。
【0012】上記の濃縮F134a;11に含まれてい
た小量のF133a、その他のフロン類は、第2デカン
タ5の下層液に含まれるが、HFが存在しない各成分間
には共沸関係がないので、これらはその後の蒸留によっ
て分離精製することが出来る。
【0013】このような本発明の精製法において、抽出
剤;15として使用されるフッ酸(HF回収塔6のボト
ム液)のHF濃度は、HF回収塔6の蒸留分離能とこれ
に導入される第1デカンタ3上層のフッ酸;14のHF
濃度に依存するが、HFが蒸留分離によって回収される
限り、その下限の濃度は水とHFの最高共沸点における
HF濃度(38重量%)以上の値となる。またフッ酸は
HF濃度の増加にともない液密度が増大するので、以下
に示す抽出分離の操作温度において、抽出剤;15のH
F濃度が70重量%を越えるとフッ酸とF134aの密
度差がなくなり、第一デカンタ3における二層分離が困
難となる。従って、抽出塔2で抽出剤;15として使用
されるフッ酸のHF濃度は、38〜70重量%の範囲に
制御されることが好ましい。さらに好ましくは45〜5
5重量%に制御される。
【0014】また、抽出塔2及び第一デカンタ3におけ
る操作温度は、−35〜35℃に制御することが好まし
い。さらに好ましくは5〜25℃に制御する。この操作
温度の下限は、操作圧力及び操作時のHF濃度における
フッ酸の凝固点もしくはF134aの水和物の生成温度
によって制約されるものであり、下限値以下に冷却され
ると、工程ラインに閉塞等の不都合が生じる。一方、フ
ッ酸とF134aは、温度に対する液密度の変化特性が
異なっていて、液温の上昇にともない双方の液密度が次
第に接近し、ついには逆転するに至る。このため、温度
が上記の上限値を越えた場合には第一デカンタ3におけ
る二層分離が不可能となる。
【0015】上記のように、本発明の精製法において選
定し得る抽出剤;15のHF濃度と抽出分離温度は相関
関係にある。この操作条件の範囲に関する概念図を図2
に示す。図2において、線AはそのHF濃度のフッ酸の
凝固点もしくはF134a水和物の生成温度によって規
定される境界線である。線Bは第一デカンタ3におい
て、F134aとフッ酸の密度を逆転させないために、
フッ酸の密度の温度変化にもとづいて規定される境界線
である。線Cはフッ酸中のHF共沸濃度により規定され
る境界線である。操作条件は図2における線A、B及び
Cで囲まれた領域の範囲内で、界面制御が可能な条件の
組合せを適宜選択することができる。
【0016】操作圧力に関しては特に限定されるもので
はないが、工程機器の耐圧性等を考慮すると10Kg/
cm2G以下が好ましい。さらに、限定された温度条
件、HF濃度条件を考慮し、工程の操作性及び経済性を
考慮すると、6〜7Kg/cm2とすることが好まし
い。これより高圧にすると高圧用の特殊機器を要するこ
とになるし、低圧にするとF134aの揮発を抑えるた
めの配慮が必要となり、操作条件の選択範囲が狭くな
る。
【0017】
【実施例】図1に示す装置及び工程を用いて、反応シス
テム1からF134aを抽出する実験を行った。このと
きの抽出塔2近傍各部における成分の重量%、および濃
縮F134a;11の流量を100とした場合の各部流
量を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1より明らかなように、共沸点における
HF濃度より高い濃度のHFを含有する抽出剤;15を
使用し、抽出分離することによって、濃縮F134a;
11中のHFが大部分回収され、無駄なく再使用され
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るF1
34aの精製法は、蒸留によって分離することができな
いF134a中のHFを、水とHFの共沸点における濃
度以上のHF濃度を有するフッ酸を抽出剤として抽出
し、二層分離することによって、無駄なく循環使用でき
る利点がある。また、抽出剤として使用するフッ酸の濃
度を38〜70重量%とし、抽出分離する際の操作温度
を−35〜35℃とすることによって、HFの分離回収
をさらに円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法の一実施例を示す工程図である。
【図2】本発明を実施する際の操作条件の範囲を示す概
念図である。
【符号の説明】
1…反応システム、 2…抽出塔、 3…第1デカンター、 4…洗浄塔、 5…第2デカンター、 6…HF回収塔、 11…濃縮F134a、 12…抽出塔ボトム流出液、 13…第1デカンター下層の流出液、 14…第1デカンター上層のフッ酸、 15…抽出剤、 A…フッ酸水溶液の凝固点もしくはF134a水和物の
形成温度により規定される境界線、 B…F134a密度と逆転現象を生じさせないためにフ
ッ酸水溶液密度の温度変化にもとづき規定される境界
線、 C…フッ酸水溶液の共沸濃度により規定される境界線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 弓削 定義 神奈川県川崎市川崎区扇町5−1 昭和 電工株式会社 川崎工場内 (72)発明者 河合 治之 神奈川県川崎市川崎区扇町5−1 昭和 電工株式会社 川崎工場内 (72)発明者 森戸 康晶 神奈川県川崎市川崎区扇町5−1 昭和 電工株式会社 川崎工場内 (56)参考文献 特開 平2−196734(JP,A) 特開 平2−167803(JP,A) 特開 平5−132434(JP,A) 特開 平6−135867(JP,A) 特開 平5−255144(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 17/38 C07C 19/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリクロルエチレンとHFとを反応させ
    て生成され、蒸留工程を経て濃縮されたHFを含有する
    1,1,1,2テトラフルオロエタンの精製法におい
    て、上記HFを含有する1,1,1,2テトラフルオロ
    エタンを水とHFの共沸点における濃度以上のHF濃度
    のフッ酸を抽出剤として、低温下でHFを抽出し、これ
    を二層分離して下層の1,1,1,2テトラフルオロエ
    タンを回収することを特徴とする1,1,1,2テトラ
    フルオロエタンの精製法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、抽出剤として使用す
    るフッ酸の濃度を38〜70重量%とし、かつ抽出及び
    二層分離する際の操作温度を−35〜35℃とすること
    を特徴とする1,1,1,2テトラフルオロエタンの精
    製法。
JP22183392A 1992-02-04 1992-08-20 1,1,1,2テトラフルオロエタンの精製法 Expired - Lifetime JP3171685B2 (ja)

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EP93107385A EP0583551B1 (en) 1992-08-20 1993-05-06 Process for purifying 1,1,1,2-tetrafluoroethane
DE69304638T DE69304638T2 (de) 1992-08-20 1993-05-06 Verfahren zur Reinigung von 1,1,1,2-Tetrafluorethan
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