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JP5288026B2 - Method for producing carbonyl fluoride - Google Patents
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Description

本発明は、フッ化カルボニルの製造方法に関し、より詳細には、テトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを得る方法に関する。   The present invention relates to a method for producing carbonyl fluoride, and more particularly to a method for obtaining carbonyl fluoride by reacting tetrafluoroethylene with oxygen.

フッ化カルボニル(COF)は、半導体産業などで使用されているCVD(化学的気相蒸着)装置のクリーニングガスとして従来用いられてきた地球温暖化係数の高いガスの代替物として使用されるなど、その需要が拡大してきている。 Carbonyl fluoride (COF 2 ) is used as a substitute for a gas having a high global warming potential, which has been conventionally used as a cleaning gas for a CVD (chemical vapor deposition) apparatus used in the semiconductor industry and the like. That demand is expanding.

フッ化カルボニルの製造方法としては、以下のような方法が知られている(特許文献1を参照のこと)。
1.一酸化炭素または二酸化炭素を原料とする方法
2.ホスゲンを原料とする方法
3.トリフルオロメタンを原料とする方法
4.テトラフルオロエチレンを原料とする方法
As a method for producing carbonyl fluoride, the following method is known (see Patent Document 1).
1. 1. A method using carbon monoxide or carbon dioxide as a raw material. 2. A method using phosgene as a raw material. 3. Method using trifluoromethane as a raw material Method using tetrafluoroethylene as a raw material

上記1〜3の方法は、電解槽などの高価な設備を要すること、使用する原料の毒性が高く、原料や反応混合物の発火性が高いこと、500℃以上の反応温度を要することなど、いずれも難点があり、フッ化カルボニルを工業的に製造するには適切でない。   The above methods 1 to 3 require expensive equipment such as an electrolytic cell, the toxicity of the raw materials used is high, the ignitability of the raw materials and the reaction mixture is high, and the reaction temperature of 500 ° C. or higher is required. However, it is not suitable for industrial production of carbonyl fluoride.

上記4の方法については、テトラフルオロエチレンを酸素で酸化してフッ化カルボニルを得る方法があるが、テトラフルオロエチレンを酸素と直接反応させると爆発の危険性がある。そこで、フッ化カルボニルを安全に製造するために、フッ化化合物などの希釈剤が用いられ得る。   As for the above method 4, there is a method of obtaining carbonyl fluoride by oxidizing tetrafluoroethylene with oxygen, but there is a risk of explosion when tetrafluoroethylene is directly reacted with oxygen. Thus, diluents such as fluorinated compounds can be used to safely produce carbonyl fluoride.

国際公開第2007/037468号パンフレットInternational Publication No. 2007/037468 Pamphlet

H. Teranishi、「高圧下での爆発についての研究(IV) 酸素または空気と混合されたテトラフルオロエチレンの爆発(Studies on the Explosions under High Pressures (IV) The Explosions of Tetrafluoroethylene Mixed with Oxygen or Air)」、物理化学の進歩(The Review of Physical Chemistry of Japan)、1958年、第28巻、p.9H. Teranishi, “Studies on the Explosions under High Pressures (IV) The Explosions of Tetrafluoroethylene Mixed with Oxygen or Air” The Review of Physical Chemistry of Japan, 1958, 28, p. 9

上述の通り、テトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを得る方法には爆発の危険性があるが、安全性を確保しつつも、フッ化カルボニルを効率的に製造できる方法が求められている。   As described above, the method for obtaining carbonyl fluoride by reacting tetrafluoroethylene with oxygen has a risk of explosion, but a method capable of efficiently producing carbonyl fluoride is required while ensuring safety. ing.

本発明は、フッ化カルボニルの製造方法であって、テトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを安全かつ効率的に得ることのできる新規な方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel method for producing carbonyl fluoride, which is capable of obtaining carbonyl fluoride safely and efficiently by reacting tetrafluoroethylene with oxygen.

特許文献1には、テトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを生成させる場合、窒素ガスの存在がテトラフルオロエチレンの酸化反応の進行を妨げることから、窒素ガスを排除することによってフッ化カルボニルの収率が向上する旨が記載されており、反応器内に空気として混在する窒素ガスを除くことが教示されている。   In Patent Document 1, when tetrafluoroethylene is reacted with oxygen to generate carbonyl fluoride, the presence of nitrogen gas hinders the progress of the oxidation reaction of tetrafluoroethylene. It describes that the yield of carbonyl is improved, and teaches removing nitrogen gas mixed in as air in the reactor.

しかしながら、本発明者らは、酸素源として空気を用いても、テトラフルオロエチレンからフッ化カルボニルを高収率で製造できることを独自に見出し、鋭意研究の結果、本発明を完成するに至った。   However, the present inventors have found that carbonyl fluoride can be produced in high yield from tetrafluoroethylene even when air is used as an oxygen source, and as a result of intensive studies, the present invention has been completed.

本発明の1つの要旨によれば、テトラフルオロエチレンガスと、テトラフルオロエチレンに対して8倍モル以上の空気の存在下で、加熱によりテトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを得る、フッ化カルボニルの製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, tetrafluoroethylene is reacted with oxygen by heating in the presence of tetrafluoroethylene gas and 8 times mole or more of air with respect to tetrafluoroethylene to obtain carbonyl fluoride. A method for producing carbonyl fluoride is provided.

本発明の上記製造方法によれば、テトラフルオロエチレンに対して8倍モル以上の空気を用いることにより、爆発の危険性を回避することができる。更に、本発明の上記方法では、酸素源として空気を用いており、これにより、反応器内に窒素が相当な割合で存在することとなるにもかかわらず、フッ化カルボニルが高収率で得られることが、本発明者らにより確認された。   According to the production method of the present invention, the danger of explosion can be avoided by using air of 8 times mol or more with respect to tetrafluoroethylene. Furthermore, in the above method of the present invention, air is used as an oxygen source, so that carbonyl fluoride can be obtained in a high yield despite the presence of a considerable proportion of nitrogen in the reactor. It has been confirmed by the present inventors.

本発明において用語「空気」は、一般的な意味で用いられる。より詳細には、空気は、通常、窒素 約78mol%、酸素 約21mol%、およびその他(アルゴン、二酸化炭素など)の残部から構成されるが、場合により、窒素および酸素の各含量につき多少の差異が生じ得ることに留意されたい。   In the present invention, the term “air” is used in a general sense. More specifically, air is usually composed of about 78 mol% nitrogen, about 21 mol% oxygen, and the remainder (argon, carbon dioxide, etc.), but in some cases there may be slight differences for each nitrogen and oxygen content. Note that can occur.

本発明の上記製造方法において、テトラフルオロエチレンガスは、テトラフルオロエチレン純度90モル%以上であることが好ましい。このように高純度の(または精製された)テトラフルオロエチレンガスを用いることにより、酸素源として空気を用いても、フッ化カルボニルを高収率で得ることができる。   In the production method of the present invention, the tetrafluoroethylene gas preferably has a tetrafluoroethylene purity of 90 mol% or more. By using such a highly pure (or purified) tetrafluoroethylene gas, carbonyl fluoride can be obtained in high yield even when air is used as the oxygen source.

本発明において、テトラフルオロエチレンガスは、クロロジフルオロメタン含量1モル%以下であることが好ましい。このように、クロロジフルオロメタンを少量しか含まない、好ましくは実質的に含まない、テトラフルオロエチレンガスを用いることにより、酸素源として空気を用いても、フッ化カルボニルを高収率で得ることができる。   In the present invention, the tetrafluoroethylene gas preferably has a chlorodifluoromethane content of 1 mol% or less. Thus, by using tetrafluoroethylene gas that contains only a small amount, preferably substantially no chlorodifluoromethane, carbonyl fluoride can be obtained in high yield even when air is used as the oxygen source. it can.

本発明において、272℃以上350℃以下の温度で反応を実施することが好ましい。かかる温度範囲を選択することにより、フッ化カルボニルを高収率で得ることができる。   In the present invention, the reaction is preferably carried out at a temperature of 272 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. By selecting such a temperature range, carbonyl fluoride can be obtained in high yield.

本発明によれば、フッ化カルボニルの製造方法であって、テトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを安全かつ効率的に得ることのできる新規な方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a manufacturing method of carbonyl fluoride, Comprising: The novel method which can react a tetrafluoroethylene with oxygen and can obtain carbonyl fluoride safely and efficiently is provided.

フッ化カルボニル(COF)収率の温度依存性を示すグラフである。It is a graph showing the temperature dependence of carbonyl fluoride (COF 2) yield.

以下、本発明のフッ化カルボニルの製造方法について詳述する。   Hereafter, the manufacturing method of carbonyl fluoride of this invention is explained in full detail.

まず、原料として、テトラフルオロエチレンガスを準備する。テトラフルオロエチレンガスは、テトラフルオロエチレン(本明細書においてTFEとも言う)を比較的高い純度で含むガスであればよい。   First, tetrafluoroethylene gas is prepared as a raw material. The tetrafluoroethylene gas may be any gas that contains tetrafluoroethylene (also referred to as TFE in this specification) with relatively high purity.

テトラフルオロエチレンガス中のテトラフルオロエチレン純度は、90モル%以上であることが好ましく、約98モル%以上であることがより好ましい(但し、理論最大値100モル%)。   The tetrafluoroethylene purity in the tetrafluoroethylene gas is preferably 90 mol% or more, more preferably about 98 mol% or more (however, the theoretical maximum value is 100 mol%).

かかるテトラフルオロエチレンガスは、任意の方法により得られたものであってよい。例えば、クロロジフルオロメタン(本明細書においてHCFC−22とも言う)を熱分解して得られたテトラフルオロエチレン含有組成物を精製したものであってよい。   Such tetrafluoroethylene gas may be obtained by any method. For example, a tetrafluoroethylene-containing composition obtained by thermal decomposition of chlorodifluoromethane (also referred to as HCFC-22 in this specification) may be purified.

テトラフルオロエチレンガスは、不純物として他の成分を含んでいてよいが、クロロジフルオロメタン含量は小さいほうが好ましく、クロロジフルオロメタンをできるだけ含んでいないことがより好ましい。テトラフルオロエチレンガス中のクロロジフルオロメタン含量は、1モル%以下であることが好ましく、約0.1モル%以下であることがより好ましい(但し、理論最小値0モル%)。   The tetrafluoroethylene gas may contain other components as impurities, but preferably has a low chlorodifluoromethane content, and more preferably contains as little chlorodifluoromethane as possible. The chlorodifluoromethane content in the tetrafluoroethylene gas is preferably 1 mol% or less, more preferably about 0.1 mol% or less (however, the theoretical minimum value is 0 mol%).

次に、このテトラフルオロエチレンガスを空気と共に反応器に導入する。   Next, this tetrafluoroethylene gas is introduced into the reactor together with air.

反応器として管型反応器を用いれば、フッ化カルボニルを連続式で製造することができる。管型反応器としては、例えば内径10mm以下、好ましくは2mm以下のものを用いることができ、かかる寸法の管型反応器を用いれば高い伝熱効率を得ることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、任意の適切な反応容器を用いてよく、フッ化カルボニルをバッチ式で製造してもよい。   If a tubular reactor is used as the reactor, carbonyl fluoride can be produced continuously. As the tubular reactor, for example, one having an inner diameter of 10 mm or less, preferably 2 mm or less can be used, and if a tubular reactor having such dimensions is used, high heat transfer efficiency can be obtained. However, the present invention is not limited to this, and any appropriate reaction vessel may be used, and carbonyl fluoride may be produced batchwise.

反応器に導入する空気の量は、これと一緒に導入するテトラフルオロエチレンガスに含まれるテトラフルオロエチレンに対して8倍モル以上、好ましくは9倍モル以上、例えば9〜19倍モルとする。テトラフルオロエチレンと酸素とは着火源があれば爆発し得るが、テトラフルオロエチレンと空気の2成分系の場合、その爆発範囲は、テトラフルオロエチレン濃度11〜60%であると報告されている(非特許文献1を参照のこと)。よって、テトラフルオロエチレンに対して8倍モル以上の空気が存在すれば、テトラフルオロエチレンと空気の爆発範囲から外すことができ、着火源があったとしても、爆発が起こることはない。   The amount of air introduced into the reactor is 8 times mol or more, preferably 9 times mol or more, for example, 9 to 19 times mol, relative to tetrafluoroethylene contained in the tetrafluoroethylene gas introduced together. Tetrafluoroethylene and oxygen can explode if there is an ignition source, but in the case of a two-component system of tetrafluoroethylene and air, the explosion range is reported to be a tetrafluoroethylene concentration of 11 to 60%. (See Non-Patent Document 1). Therefore, if air of 8 times mole or more with respect to tetrafluoroethylene is present, it can be removed from the explosion range of tetrafluoroethylene and air, and even if there is an ignition source, no explosion occurs.

反応器内の温度(すなわち、反応温度)は、例えば200℃以上400℃以下の範囲とすることができる。200℃未満では、テトラフルオロエチレンガスが空気に対して化学的に安定な状態となっており、反応が進行しない。400℃を超えると、エネルギー(熱)を過剰に供給することとなって効率的でなく、また、反応器等を構成している材料への熱的負荷が大きくなるため不利である。適正な温度範囲は、具体的な条件(反応器の形状および寸法、テトラフルオロエチレンガスおよび空気の供給流量、圧力などの他の反応条件)に応じて異なり得るが、200℃以上400℃以下の範囲のなかでも、特に250℃を超える温度、例えば272℃以上350℃以下の温度範囲で高収率が得られることが、本発明者らにより確認されている。反応器内の圧力は、特に限定されないが、例えば0.1013〜0.3MPaA(絶対圧)としてよい。反応時間(滞留時間)は、フッ化カルボニル生成反応が十分に進行する程度に適宜設定され得るが、例えば0.1〜30秒としてよく、好ましくは1〜10秒である。   The temperature in the reactor (that is, the reaction temperature) can be in the range of 200 ° C. or more and 400 ° C. or less, for example. If it is less than 200 degreeC, the tetrafluoroethylene gas will be in a chemically stable state with respect to air, and reaction does not advance. If the temperature exceeds 400 ° C., energy (heat) is excessively supplied, which is not efficient, and is disadvantageous because the thermal load on the material constituting the reactor or the like increases. The appropriate temperature range may vary depending on the specific conditions (reactor shape and dimensions, tetrafluoroethylene gas and air supply flow rate, other reaction conditions such as pressure), but not less than 200 ° C. and not more than 400 ° C. Among the ranges, the present inventors have confirmed that a high yield can be obtained particularly at a temperature exceeding 250 ° C., for example, at a temperature range of 272 ° C. to 350 ° C. The pressure in the reactor is not particularly limited, but may be, for example, 0.1013 to 0.3 MPaA (absolute pressure). The reaction time (residence time) can be appropriately set to such an extent that the carbonyl fluoride formation reaction proceeds sufficiently, but may be, for example, 0.1 to 30 seconds, and preferably 1 to 10 seconds.

かかる条件下、反応器内で加熱されることにより、テトラフルオロエチレンが酸素と反応してフッ化カルボニルを生成する。生成したフッ化カルボニル(COF)は、他の残りの成分(空気に由来する窒素、および存在する場合には未反応のTFEなどを含む)と共に、反応混合物(ガス状物)として反応器から抜き出される。 Under such conditions, when heated in the reactor, tetrafluoroethylene reacts with oxygen to produce carbonyl fluoride. The produced carbonyl fluoride (COF 2 ) is removed from the reactor as a reaction mixture (gaseous material) together with other remaining components (including nitrogen derived from air, and unreacted TFE, if present). Extracted.

以上により、本発明のフッ化カルボニルの製造方法が実施される。   Thus, the method for producing carbonyl fluoride of the present invention is carried out.

本発明によれば、テトラフルオロエチレンと空気とを爆発範囲外の割合で存在させており、フッ化カルボニル生成反応を爆発範囲外で実施できるので、フッ化カルボニルを安全に製造することができる。   According to the present invention, tetrafluoroethylene and air are present at a ratio outside the explosion range, and the carbonyl fluoride production reaction can be carried out outside the explosion range, so that carbonyl fluoride can be produced safely.

また、本発明によれば、酸素源として空気を用いることができ、空気中の窒素は希釈剤として機能するので、高純度の酸素を用いることも、フッ化化合物などの高価な希釈剤を用いることも不要であり、よって、フッ化カルボニルを安価に製造することができる。   In addition, according to the present invention, air can be used as an oxygen source, and nitrogen in the air functions as a diluent. Therefore, it is possible to use high-purity oxygen or an expensive diluent such as a fluorinated compound. Therefore, carbonyl fluoride can be produced at a low cost.

本発明を限定するものではないが、かかる製造方法によれば、比較的低温(例えば272℃)であっても、フッ化カルボニルを高収率で、例えば95%以上、好ましくはほぼ100%の収率で製造することができる。   Although not limiting the present invention, according to such a production method, even at a relatively low temperature (for example, 272 ° C.), carbonyl fluoride can be obtained in a high yield, for example, 95% or more, preferably about 100%. It can be produced in a yield.

本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、高純度のテトラフルオロエチレンガスを用いる場合には、窒素ガスの存在がテトラフルオロエチレンの酸化反応の進行を実質的に妨げないものと理解される。特許文献1では、低純度のテトラフルオロエチレンガス(TFEのほか、HCFC−22を比較的多量に含む)を用いているため、酸素源として空気を用いて反応させると、テトラフルオロエチレンの酸化反応が阻害されるものと思われる(特許文献1の比較例を参照のこと)。   Although the present invention is not bound by any theory, it is understood that the presence of nitrogen gas does not substantially hinder the progress of the oxidation reaction of tetrafluoroethylene when high purity tetrafluoroethylene gas is used. In Patent Document 1, since low-purity tetrafluoroethylene gas (which contains a relatively large amount of HCFC-22 in addition to TFE) is used, if the reaction is performed using air as an oxygen source, the oxidation reaction of tetrafluoroethylene is performed. (See the comparative example of Patent Document 1).

以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail through an Example, this invention is not limited to these Examples.

原料のテトラフルオロエチレンガスには、テトラフルオロエチレン純度99モル%、クロロジフルオロメタン含量0.1モル%以下(実質的に0モル%)のテトラフルオロエチレンガス(以下、TFEガスとも言う)を用いた。   Tetrafluoroethylene gas (hereinafter also referred to as TFE gas) having a tetrafluoroethylene purity of 99 mol% and a chlorodifluoromethane content of 0.1 mol% or less (substantially 0 mol%) is used as the raw material tetrafluoroethylene gas. It was.

反応器には、外部ヒーターにより温度調整可能な内径1.78mmおよび長さ20mの直管型反応器(東レエンジニアリング株式会社製、「高温反応用マイクロリアクタ」)を用いた。   As the reactor, a straight tube reactor (“Toray Engineering Co., Ltd.,“ Microreactor for high-temperature reaction ”) having an inner diameter of 1.78 mm and a length of 20 m that can be adjusted with an external heater was used.

反応器を予め所定の温度に設定し、反応器の一端に位置する入口から他端に位置する出口へと窒素ガスを流通させて、反応器内をパージした。   The reactor was set to a predetermined temperature in advance, and nitrogen gas was circulated from an inlet located at one end of the reactor to an outlet located at the other end to purge the inside of the reactor.

設定温度を300℃とした反応器にTFEガスと空気を、反応器入口の直前に設置したミキサーにより混合した上で導入し、反応器内を流通させて、その出口から反応混合物を得た。TFEガスの供給流量は14.9NmL/分(5モル%)とし、空気の供給流量は283.5NmL/分(95モル%)とした。滞留時間は約5秒であった。なお、流量は標準状態(0℃、1atm)での流量(NmL/分)にて示す。   A TFE gas and air were introduced into a reactor set at a set temperature of 300 ° C. by mixing with a mixer installed immediately before the reactor inlet, and circulated through the reactor to obtain a reaction mixture from the outlet. The supply flow rate of TFE gas was 14.9 NmL / min (5 mol%), and the supply flow rate of air was 283.5 NmL / min (95 mol%). The residence time was about 5 seconds. In addition, a flow rate is shown by the flow rate (NmL / min) in a standard state (0 degreeC, 1 atm).

上記で得られた反応混合物の組成をガスクロマトグラフィーで分析し、TFE転化率、COF選択率およびCOF収率を求めた。この結果を表1に示す(No.1)。反応器の入口温度および出口温度の測定値を表1に併せて示す。 The composition of the reaction mixture obtained above was analyzed by gas chromatography to determine TFE conversion, COF 2 selectivity, and COF 2 yield. The results are shown in Table 1 (No. 1). The measured values of the reactor inlet temperature and outlet temperature are also shown in Table 1.

表1に示すように、反応器の設定温度を種々変更したこと以外は上記と同様にして反応混合物を得た。これらの結果を表1に示す(No.2〜6)。   As shown in Table 1, a reaction mixture was obtained in the same manner as above except that the set temperature of the reactor was variously changed. These results are shown in Table 1 (Nos. 2 to 6).

Figure 0005288026
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表1のデータ(TFEガス5モル%、空気95モル%、空気/TFE=19(モル/モル)、よって、酸素/TFE=約4(モル/モル))から、反応器の入口温度(℃)に対してCOF収率(%)をプロットしたグラフを図1に示す。図1および表1から理解されるように、温度250℃以下では0%のCOF収率であったのに対し、温度272℃〜350℃(入口温度では272℃〜352℃)の範囲では100%のCOF収率が得られた。 From the data in Table 1 (5 mol% TFE gas, 95 mol% air, air / TFE = 19 (mol / mol), thus oxygen / TFE = about 4 (mol / mol)), the reactor inlet temperature (° C. 1 is a graph plotting COF 2 yield (%) against). As understood from FIG. 1 and Table 1, the COF 2 yield was 0% at a temperature of 250 ° C. or lower, whereas in the temperature range of 272 ° C. to 350 ° C. (272 ° C. to 352 ° C. at the inlet temperature). A 100% COF 2 yield was obtained.

上記実施例では、温度250℃以下とした場合(No.3〜4)にはCOF収率が0%となり、温度272℃〜350℃とした場合(No.1〜2、5〜6)にはCOF収率が100%となり、COF収率は温度250℃〜272℃の間で顕著に上昇した。本発明においては、COF収率が温度によって顕著に変化する傾向が認められるものの、高いCOF収率が得られる温度の下限値は、具体的な条件(反応器の形状および寸法、テトラフルオロエチレンガスおよび空気の供給流量、圧力などの他の反応条件)に応じて異なり得る。よって、適正な温度範囲は、本発明の開示に基づいて、具体的な条件に応じて個々に選択し得るものである。 In the above embodiment, if case of a temperature of 250 ° C. or less in (No.3~4) next to COF 2 yield 0%, which was temperature 272 ℃ ~350 ℃ (No.1~2,5~6) The COF 2 yield was 100%, and the COF 2 yield rose remarkably between 250 ° C. and 272 ° C. In the present invention, although the COF 2 yield tends to change significantly depending on the temperature, the lower limit of the temperature at which a high COF 2 yield is obtained depends on the specific conditions (reactor shape and dimensions, tetrafluoro Other reaction conditions such as ethylene gas and air feed flow rates and pressures) may vary. Therefore, an appropriate temperature range can be individually selected according to specific conditions based on the disclosure of the present invention.

次に、反応器の設定温度を272℃とし、加えて、TFEガスの供給流量を29.8NmL/分(10モル%)とし、空気の供給流量を268.6NmL/分(90モル%)とし、滞留時間を5秒としたこと(No.7)、TFEガスの供給流量を59.7NmL/分(10モル%)とし、空気の供給流量を537.1NmL/分(90モル%)とし、滞留時間を2.5秒としたこと(No.8)、TFEガスの供給流量を120.3NmL/分(10モル%)とし、空気の供給流量を1082.7NmL/分(90モル%)とし、滞留時間を1.2秒としたこと(No.9)以外は上記と同様にして反応混合物を得た。これらの結果を表2に示す(No.7〜9)。   Next, the set temperature of the reactor was set to 272 ° C., the TFE gas supply flow rate was set to 29.8 NmL / min (10 mol%), and the air supply flow rate was set to 268.6 NmL / min (90 mol%). The residence time was 5 seconds (No. 7), the TFE gas supply flow rate was 59.7 NmL / min (10 mol%), the air supply flow rate was 537.1 NmL / min (90 mol%), The residence time was 2.5 seconds (No. 8), the TFE gas supply flow rate was 120.3 NmL / min (10 mol%), and the air supply flow rate was 1082.7 NmL / min (90 mol%). A reaction mixture was obtained in the same manner as above except that the residence time was 1.2 seconds (No. 9). These results are shown in Table 2 (Nos. 7 to 9).

加えて、反応器の設定温度を272℃とし、TFEガスの供給流量を120.3NmL/分(10モル%)とし、空気の供給流量を1082.7NmL/分(90モル%)とし、滞留時間を1.2秒とし、更に、ミキサーで混合しなかったこと以外は上記と同様にして反応混合物を得た。この結果を表2に示す(No.10)。   In addition, the set temperature of the reactor was 272 ° C., the TFE gas supply flow rate was 120.3 NmL / min (10 mol%), the air supply flow rate was 1082.7 NmL / min (90 mol%), and the residence time Was set to 1.2 seconds, and a reaction mixture was obtained in the same manner as above except that mixing was not performed with a mixer. The results are shown in Table 2 (No. 10).

Figure 0005288026
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表2のデータ(TFEガス10モル%、空気90モル%、空気/TFE=9(モル/モル)、よって、酸素/TFE=約2(モル/モル))から理解されるように、温度272℃では99%以上のCOF収率が得られた。 As can be seen from the data in Table 2 (TFE gas 10 mol%, air 90 mol%, air / TFE = 9 (mol / mol), thus oxygen / TFE = about 2 (mol / mol)), the temperature 272 A COF 2 yield of 99% or more was obtained at ℃.

なお、これら実施例では、原料のテトラフルオロエチレンガスとして、テトラフルオロエチレン純度99モル%およびクロロジフルオロメタン含量0.1モル%以下(実質的に0モル%)のTFEガスを用いたが、本発明はこれに限定されない。概して、本発明において、テトラフルオロエチレン純度は高く、クロロジフルオロメタン含量は低いことが好ましいが、テトラフルオロエチレンガスのテトラフルオロエチレン純度およびクロロジフルオロメタン含量の適正な数値範囲は、具体的な条件(反応器の形状および寸法、テトラフルオロエチレンガスおよび空気の供給流量、圧力などの他の反応条件)に応じて異なり得る。   In these examples, TFE gas having a tetrafluoroethylene purity of 99 mol% and a chlorodifluoromethane content of 0.1 mol% or less (substantially 0 mol%) was used as the raw material tetrafluoroethylene gas. The invention is not limited to this. In general, in the present invention, it is preferable that the tetrafluoroethylene purity is high and the chlorodifluoromethane content is low, but an appropriate numerical range of the tetrafluoroethylene purity and chlorodifluoromethane content of the tetrafluoroethylene gas is determined according to specific conditions ( Other reactor conditions such as reactor geometry and dimensions, tetrafluoroethylene gas and air feed flow rates, pressure, etc.) may vary.

本発明によれば、フッ化カルボニルを安全かつ効率的に製造でき、本発明は、フッ化カルボニルを工業的に製造するために好適に利用され得る。本発明に従って製造されるフッ化カルボニルは、半導体産業などにおけるCVD装置のクリーニングガスのほか、種々の用途に利用され得る。   According to the present invention, carbonyl fluoride can be produced safely and efficiently, and the present invention can be suitably used for industrially producing carbonyl fluoride. The carbonyl fluoride produced according to the present invention can be used for various applications in addition to the cleaning gas for the CVD apparatus in the semiconductor industry and the like.

Claims (6)

テトラフルオロエチレンガスと、テトラフルオロエチレンに対して8倍モル以上の空気の存在下で、加熱によりテトラフルオロエチレンを酸素と反応させてフッ化カルボニルを得る、フッ化カルボニルの製造方法。   A process for producing carbonyl fluoride, which comprises reacting tetrafluoroethylene with oxygen by heating in the presence of tetrafluoroethylene gas and air at least 8 moles relative to tetrafluoroethylene. テトラフルオロエチレンガスは、テトラフルオロエチレン純度90モル%以上である、請求項1に記載のフッ化カルボニルの製造方法。   The method for producing carbonyl fluoride according to claim 1, wherein the tetrafluoroethylene gas has a tetrafluoroethylene purity of 90 mol% or more. テトラフルオロエチレンガスは、クロロジフルオロメタン含量1モル%以下である、請求項1または2に記載のフッ化カルボニルの製造方法。   The method for producing carbonyl fluoride according to claim 1 or 2, wherein the tetrafluoroethylene gas has a chlorodifluoromethane content of 1 mol% or less. 200℃以上400℃以下の温度で反応を実施する、請求項1〜3のいずれかに記載のフッ化カルボニルの製造方法。   The method for producing carbonyl fluoride according to any one of claims 1 to 3, wherein the reaction is carried out at a temperature of 200 ° C or higher and 400 ° C or lower. 250℃を超え、400℃以下の温度で反応を実施する、請求項4に記載のフッ化カルボニルの製造方法。   The method for producing carbonyl fluoride according to claim 4, wherein the reaction is carried out at a temperature exceeding 250 ° C and not more than 400 ° C. 272℃以上350℃以下の温度で反応を実施する、請求項5に記載のフッ化カルボニルの製造方法。   The method for producing carbonyl fluoride according to claim 5, wherein the reaction is carried out at a temperature of 272 ° C or higher and 350 ° C or lower.
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