DD203314A1 - Katalysator fuer die herstellung von chlorfluormethanen in der gasphase - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katalysator fuer die Gasphasenfluorierung von Chlorkohlenwasserstoffen der Methanreihe zur Gewinnung von vorzugsweise Dichlormonofluormethan (R 21).Der Katalysator besteht aus Aktivkohle, die mit Eisen(II)-Verbindungen, gegebenenfalls im Gemisch mit Eisen(III)-Verbindungen, belegt ist. Die mit dem Katalysator hergestellten fluorhaltigen Kohlenwasserstoffe finden Anwendung als Kaeltemittel, Aerosoltreibgase, fuer die Herstellung von Polytetrafluorethylen und anderen Fluorpolymeren.

Description

Z3S4U4 I

Titel der Erfindung .

Katalysator für die Herstellung von Chlorfluormethanen in der Gasphase.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung-betrifft einen Katalysator für die Gasphasenfluorierung von Chlorkohlenwasserstoffen der Methanreihe zur Gewinnung ~ron vorzugsweise Dichlormonofluonnethan (R 21).

Die fluorhaltigen Kohlenwasserstoffe finden Anwendung als-Kältemittel, Aerosoltreibgase, für die Herstellung von Polytetrafluorethylen und anderen Fluorpolymeren,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt ist ein Verfahren der Katalysatorherstellung für die Gasphasenfluorierung von Chlorkohlenwasserstoffen durch Aufbringen von Eisen(JII)-chlorid auf Aktivkohle /~Ind, Eng. Chem. ^2. (194-7), .404-409_7. Die Standzeit dieses Katalysators wird aber nur sehr geringfügig verbessert.

Deshalb wird, in der DE-PS 1 568 918 vorgeschlagen, die Aktivkohle mit Sisen(III)-chlorid und Natriumchlorid zu belegen und somit die Selektivität au verbessern, In der US-PS 3 34-2 881 wird vorgeschlagen, dem Katalysator metallisches Eisen zuzusetzen und somit den Verlust an Eisen(III)-chlorid während der Fluorierung zu ersetzen. Das Eisenchlorid soll bei der Reaktion mit dem sich während der Z'luorierung von Chlorine than gebildeten Chlor-

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wasserstoff, entstehen. Jedoch führt die Anwesenheit von metallischem Eisen zu verstärkter Dismutation, wodurch die schon geringe Selektivität bezüglich gewünschter Zielprodukte noch mehr gesenkt wird.. Die Standzeitverbesserung ist nur sehr gering.

Ziel der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator für die Gasphasenfluorierung zu finden, der sich durch hohe lluorierungsaktivität auszeichnet, die Gasphasenfluorierung in Sichtung eines gewünschten Produktes, vorzugsweise R 21, lenkt, die Entstehung unerwünschter Nebenprodukte (z, B. R 23) unterdrückt, ausreichende Standfestigkeit besitzt und der technisch einfach aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen gewinnbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Brfindungsgemäß wird die Zielstellung erreicht, wenn das Katalysatorträgermaterial in Form von Aktivkohle mit Eisen(II)-Verbindungen belegt wird* Die Belegung mit Eisen(II)-Verbindungen erfolgt durch Tränken mit einer wäßrigen Lösung» Diese Art der Eisenbelegung führt überraschenderweise zu hoher Aktivität und großer Selektivität bezüglich des Produktes Dichlormonofluormethan (H 21). ·

Die Belegung kann aber auch' mit einem Gemisch von Eisen(II)- und Eisen(III)-Verbindungen erfolgen. Auf diese Weise ist die Produktzusammensetzung gezielt in Sichtung E 21 (hoher. Fe(II)-Anteil) bzw. R 22 (niedriger Fe(II)-Anteil) lenkbar. Dabei kann mit .maximaler Fe(II)-Belegung eine maximale Produktion an R 21 und mit. maximaler Fe(III)-Belegung eine maximale Produktion an R 22 erreicht werden«

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Ausführungsbeispiel

Herstellung des Katalysators I (Vergleichsbeispiel) 500 ml Aktivkohle werden mit I30 ml einer 37,8%igen Eisen(III)-chl'orid-Lösung getränkt und anschließend bei 373 K getrocknet.

Herstellung des Katalysators II

5OO ml iktivkohle werden mit I30 ml einer 27_}8%igen Sisen(II)-chlorid-Lösung getränkt und anschließend bei 373 K getrocknet.

Fluorierung von Chloroform in Gegenwart dieser Katalysatoren

Der Einsatz der IDisen-Aktivkohle-Katalysatoren erfolgte mit je 160 ml Katalysator in einer Apparatur, bestehend aus Hickelrohrreaktor, Dosiereinrichtung für Fluorwasserstoff und Chloroform, Chloroform—Verdampfer, Mischer für Fluorwasserstoff und Chloroform, Wascheinrichtung für das gasförmige Reaktionsprodukt und Meß- und Segeleinrichtungen,. Das Reaktionsgemisch wurde nach Verlassen des Reaktors von Fluorwasserstoff und Chlorwasserstoff freigewaschen und gas—chromatografisch untersucht. Die- Xatalysatorbelegung und die Zusammensetzung der Reaktionsgase sind in Tabelle 1 zusammengestellt..

Tabelle 1

Katalysatorbelegung (Vol.-%) Reaktionsgase (Vol.-%) FeCl₂ FeCl₃ R 20 R 21 R 22 R

100

50

29

0

O	6,3	69	,3	24	,0	Spuren	6
50	8,4	43		46		2,	8
71	5,3	38	,1	53	,3	2,
00	Spuren	27		65		3

Claims (2)

1. Erf in dung s an sp.ru c fa . . .

   1. Katalysator für die Herstellung von Chlorfluormethanen in der Gasphase auf der Basis von Eisen-iktivko.hle— Kombinationen und mit einem Gehalt von 8 bis 15 Ma.sse-% Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen als Eisenverbindung in Form von Eisen(II)—salzen, vorzugsweise als Eisen( II)—Chlorid-*Lösung., aufgebracht und danach der Katalysator bei 3OO bis 420 K, vorzugsweise bei 373 K, getrocknet worden ist.
   TO -
2. 2. Katalysator gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenverbindungen in Form von Eisen(II)- und Eisen(III)-salzen, vorzugsweise von Bisen(II)-chlorid-Lösung und Eisen(III)-chlorid-Lösung, aufgebracht worden sind und. danach der Katalysator bei 3OO bis 420 K, vorzugsweise bei 373 K, getrocknet -worden is