DD215014A1 - Katalysator fuer die herstellung von chlorfluormethanen in der gasphase - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Katalysator fuer die Gasphasenfluorierung von Chlorkohlenwasserstoffen der Methanreihe zur Gewinnung von vorzugsweise Monochlordifluormethan (R 22) und Dichlormonofluormethan (R 21). D. Katalysator besteht aus Aktivkohle, d. m. Eisen (II)- und/oder Eisen(III)-fluriden, gegebenenfalls m. einem Eisen(II)/(III)- Mischflurid, belegt i.. D. m. d. Katarlysator hergestellten fluorhaltigen Kohlenwasserstoffe finden Anwendung als Kaeltemittel, Aerosotreibgase, fuer d. Herstellung von Polytetraflurorethylen und anderen Fluorpolymeren.
Description
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 von vorzugsweise bionoohlordifluormethan (R 22) und Dichlormonofluormethan (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(III)-chlorid auf Aktivkohle /Ind. fing» Chem. 20. OW)» 4O4-4O9_7. Die Standzeit dieses Katalysators ist aber.noch zu .gering.
In der DE-PS 15 68 918 wird deshalb vorgeschlagen, die Aktivkohle mit Eisen(III)-chlorid und Natriumchlorid zu belegen.
In der US-PS 3 3^2 881 wird vorgeschlagen, das während des Fluorierungsprozesses ausgetragene Eisen(III)-chlorid ständig durch neues zu ersetzen, indem dem Katalysator metallisches Eisen zugemischt wird. Dieses soll mit dem sich während der Fluorierung von Chlorkohlenwasserstoffe** bildenden Chlorwasserstoff reagieren. Jedoch begünstigt die Zugabe von metallischem Eisen gleichzeitig ein Diemutier'ön
der Fluorverbindungen, wodurch die geringe Selektivität bezüglich gewünschter Zielprodukte noch mehr gesenkt wird.
Bei allen genannten Beispielen bildet sich die austauscnaktive Phase erst während der Formierung herauso
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator für die Gasphasenfluorierung zu finden.
Der Katalysator soll sich durch hohe Fluorierungsaktivität und -Selektivität auszeichnen, die Gasphasenfluorierung in Richtung eines Produktes mit mittlerem Fluorierungsgrad, vorzugsweise R 21 und R 22, lenken, die Entstehung unerwünschter Nebenprodukte unterdrücken, ausreichende Stand-
1$ festigkeit besitzen und technisch einfach aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen gewinnbar sein.
Erfindungsgemäß wird die Zielstellung erreicht, wenn das Katalysatorträgermaterial in Form von Aktivkohle mit Eisenfluoriden belegt wird. Die Belegung mit den Eisenfluoriden kann durch Tränken mit Lösungen oder wässrigen Suspensionen erfolgen. In beiden Fällen haben die Katalysatoren gleiche Eigenschaften und gleiche Wirksamkeit.
Diese Art der Eisenbelegung mit Eisenfluoriden führt im Gegensatz zur Belegung mit Eisenchloriden überraschenderweise bei Eisen(II)-fluorid-Belegung zu höherer Fluorierungsaktivität als bei Eisen(III)-fluorid-Belegungo Die Belegung kann auch mit einem Gemisch aus Eisen(II)- und Eisen(III)-fluorid erfolgen. Auf diese Weise ist die Produkt zusammensetzung gezielt in Richtung R 21 (hoher Anteil Eisen(III)-fluorid) bzw. R 22 (niedriger Anteil Eieen(III)-fluorid) lenkbar. Dabei kann mit maximaler Eisen(III)-fluorid-Belegung eine maximale Produktion an R 21 und mit maximaler Eisen(II)-fluorid-Belegung eine maximale Produktion an R 22 erreicht werden.
Tränkt man Aktivkohle mit einer Lösung des Mischfluorides FepF,-· 7 HpO so entspricht das Fluorierungsprodukt dem Reaktionsgas, das mit einem Gemisch von FeFp-bel©S*®11 Katalysator und FeFv-belegten Katalysator im Verhältnis 1 : 1 erreioht wird.
500 ml Aktivkohle werden mit 130 ml einer 16,6%igen Eisen(II)-fluorid-Lösung getränkt und anschließend bei 373 K getrocknet.
Herstellung des Katalysators II 500 ml Aktivkohle werden mit I30 ml einer 16,7%igen Eisen(III)-fluorid~Lösung getränkt und anschließend bei 373 K getrocknet.
Die Katalysatoren I und II werden im angegebenen Verhältnis gemischt.
500 ml Aktivkohle werden mit 130 ml einer 16,7%igen Eisen(II, III)-fluorid-Lösung getränkt und anschließend bei 373 K getrocknet.
Fluorierung von Chloroform in Gegenwart dieser Katalysatoren Der Einsatz der Eisen-Aktivkohle-Katalysatoren erfolgte mit
ЗО je 150 ml Katalysator in einer Apparatur, bestehend aus Nickelrohrreaktor, Dosiereinrichtung für Fluorwasserstoff und Chloroform, Chloroform-Verdampfer, Mischer für Fluorwasserstoff und Chloroform, Wascheinrichtung für das gasförmige Reaktionsprodukt und Meß- und Regeleinrichtungen« Das Reaktionsgemisch wurde nach Verlassen des Reaktors von Fluorwasserstoff und Chlorwasserstoff freigewaschen und
gas-chromatografisch untersuchte
Die Katalysatoren wurden mittels Röntgendiffraktometrie sowie ESR- und Mößbauer-Spektroskopie untersucht
Die Katalysatorbelegung und die Zusammensetzung der Reaktionsgase bei einer Reaktionstemperatur von 523 K sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Katalysatorbelegung (Vol.-%) Reaktionsgase (Vol.-%)
FeF0 Fe0F,- FeF- R 20 R 21 R 22 R 23
100
Spuren
30
| 70 | 0 | 30 | 2 | 44 | 43 | 10 |
| 50 | 0 | 50 | 4 | 56 | 36 | 4 |
| 30 | 0 | 70 | 4 | 64 | 27 | |
| 0 | 0 | 100 | 6 | 78 | 15 | Spuren |
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Claims (2)
1. Katalysator für die Herstellung von Chlorfluormethanen in der Gasphase auf der Basis von Eisen-Aktivkohle-Kombinationen und mit einem Gehalt von 8 bis 15 Masse-% Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen als Eisen-FluorVerb in dung aufgebracht und danach der Katalysator bei 300 bis 420 K, vorzugsweise bei 373 K, getrocknet worden ist.
10
10
2. Katalysator gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Eisen-Fluor-Verbindung die Eisenfluoride
und/oder FeF0 bzw. das Mischfluorid FeoFc# 7 H^.0 in 3 2 ρ 2
Form von Lösungen oder Suspensionen aufgebracht worden sind.
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