JPH07233103A - １，１，１，２−テトラフルオロエタンの精製方法 - Google Patents

１，１，１，２−テトラフルオロエタンの精製方法

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JPH07233103A
JPH07233103A JP6247563A JP24756394A JPH07233103A JP H07233103 A JPH07233103 A JP H07233103A JP 6247563 A JP6247563 A JP 6247563A JP 24756394 A JP24756394 A JP 24756394A JP H07233103 A JPH07233103 A JP H07233103A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 不飽和不純物を含む粗1,1,1,2-テトラフルオ
ロエタン（F134a ）の精製方法において、気相中、 100
ないし300 ℃の間の温度及び大気圧から 2.5MPa までの
範囲の圧力で、フッ素化触媒の存在下、HF／F134a モル
比が0.05であり、Cl2 ／F134a モル比が0.0001〜0.1 で
ある粗1,1,1,2-テトラフルオロエタン、HF及びCl2 の気
体混合物を処理することを特徴とする精製方法。 【効果】 粗F134a 中に存在する不飽和不純物（特に、
1-クロロ-2,2- ジフルオロエチレン及びポリフルオロプ
ロペン）を実質的に除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フッ素化炭化水素の分
野に関し、さらに詳しくは、1,1,1,2-テトラフルオロエ
タンの精製に関する。
【０００２】
【従来の技術】この化合物は、同業者においてはF134a
として知られており、特に、現在冷媒流体として使用さ
れているが大気中のオゾン層を弱める一因となると推測
されているジクロロジフルオロメタン( F12 ) に取って
代わることが意図されている。そのため、F134a はクロ
ロフッ素化されたオレフィンのような本来的に毒性のあ
る不純物の存在に関する品質基準を満たさなければなら
ない。
【０００３】さて、F134a の工業的合成の一つは、単純
な蒸留によって特に加圧下でF134a(b.p. ＝−26.5℃)
から完全に除去するのが極めて困難であると常に認めら
れている、沸点が−17.7℃の不定量の1-クロロ-2,2- ジ
フルオロエチレン (F1122)を常に副生物として生じるト
リクロロエチレン又は1-クロロ-2,2,2- トリフルオロエ
タン (F133a)の気相接触フッ素化からなる。
【０００４】また、この方法又は他の方法により得られ
るF134a には、フッ素化ブテン又はフッ素化プロペンな
どの他のオレフィン系化合物も含まれる。CF3CF=CF-CF
3 (F1318) 、CF3CF=CH-CF3 (F1327) 、CF3CH=CClCF3 (F
1326) 及びCF3CH=CH-CF3 (F1336) などのＣ4 オレフィ
ンは、蒸留によってF134a から分離することができるの
で特に面倒なことはない。工業的に、特に、トリクロロ
エチレン又は F133aの気相フッ素化により得られるF134
a には、一般的に、より多いかより少ない量のCF 3CH= C
H2 (1243)、CF3CF=CH2 (1234)、CF3CF=CHF (1225) 又は
それらの異性体のようなポリフルオロプロペンも含まれ
ており、それらの沸点はF134a の沸点と極めて近いの
で、それらをF134a から蒸留によって分離するのは極め
て困難である。
【０００５】F134a の精製、特にF134a からのF1122 の
除去のための多くの方法が既に提案されている。例え
ば、下記の方法が挙げられる： − F1122及び／又は他のフッ素化オレフィンの接触水
素化（WO 9008750、JP 02273634 、JP 04095037 ）； − 活性炭（EP 389334 ）又はモレキュラーシーブ（US
4906796、JP 03072437 、EP 503796 、EP 511612 、EP
526002 ）への不純物の吸着； − 水性過マンガン酸カリウムを用いた F1122の酸化
（US 4129603）。
【０００６】これらの方法はどれも工業的観点からはあ
まり満足できるものではない。例えば、水性過マンガン
酸塩を用いた処理においては、精製後F134a を乾燥する
必要があり、これにより該処理の費用はかなり増大す
る。炭素又はモレキュラーシーブへの物理的吸着は、工
業的には単に仕上処理として認識されている。なぜなら
ば、その提案されている物質の吸着度を考えると、吸着
可能な不純物を数十ppm以上含む生成物を処理すること
は全く経済的でないと思われるからである。さらに、上
記で引用した文献によれば、これらの吸着技術は単にF1
122 の除去に限られ、Ｃ3 又はＣ4 オレフィンを除去す
ることはできない。接触水素化は特別な（水素適合性の
ある）設備が必要であるため、工業的にはF134a 自身を
既に水素分解法により得た場合にのみ考えられ得る。
【０００７】元素状態のフッ素を用いたオレフィンのフ
ッ素化（EP 548744 ）などの他に提案されている方法も
工業的な興味はない。
【０００８】より興味深いのは、US特許4158675 に記載
された技術である。その技術は、主反応：
【０００９】
【化１】
【００１０】から生ずる気体を、該主反応の温度よりも
低い温度に保持された第２の反応器中で HCl、HF又は未
転化のF133a を分離せずに反応させることにあるF1122
を精製する方法に関する。有機化合物におけるF1122 含
有量が5300vpm (volumes per million) である気体混合
物から出発して、 160℃でインライン処理することによ
りF1122 含有量を７vpm にする。
【００１１】かかる方法において除去された不純物（F1
122 ）は、F133a 、即ち、再利用可能な生成物に再フッ
素化される。しかしながら、かかる方法には、気体を大
流量で処理する必要があるため、反応容量が大きくなる
結果、元手がかかり、維持費用も高くなるという重大な
不都合がある。さらに、該方法もF1122 の除去のみに関
係する。
【００１２】これらの不都合を回避するために、塩酸が
存在しない気相中で、フッ素化触媒の存在下、粗F134a
及びHFの気体混合物を処理することが提案されている
(JP 04321632 、EP 548742 及び出願 FR 9209700)。か
かる処理中、フッ酸をF1122 及びCF2=CFH (F1123)、CF3
CH=CHCF3 (F1336) などの他の（クロロ）フッ素化オレ
フィンに添加して、それらを蒸留により分離及び／又は
再利用するのが容易な飽和化合物に転化する。この方法
は、特にすっきりしているが、不運なことに、F1122 を
この方法により除去するのはとりわけ容易であるのに対
して、例えば、フルオロプロペンF1243 、1234及び1225
などの他のフッ素化オレフィンはこれらの条件の下では
相対的にきわめて反応性に乏しく、この方法によっては
完全に除去することができないということが確認され
た。
【００１３】さらに、F1122 、及び任意に他のオレフィ
ン系不純物を塩素化することによりF134a を精製するこ
とが提案されている。この塩素化は、活性炭又はアルミ
ナなどの塩素化触媒の存在下における光化学開始反応
(WO 93/12058)又は熱開始反応のいずれかにより気相中
で行うことができる（JP 05032567)。かかる塩素化処理
中、主なオレフィン (F1122)は、F122に転化され：
【００１４】
【化２】
【００１５】そのため消失する。これらの塩素化方法は
あまり選択性がなく、F134a の塩素化によって副生物CF
3CHFCl(F124) が生じるので、それに対応して収率及び
この精製の利点が減少する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
技術の不都合を回避するために、不飽和不純物を含む粗
F134a を精製するための特に効率的で経済的な方法を提
供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、気相
中、 100ないし300 ℃の間の温度及び大気圧から 2.5MP
a までの範囲の圧力で、フッ素化触媒の存在下、HF／F1
34a モル比が0.05〜 0.5であり、Cl2 ／F134a モル比が
0.0001〜0.1 である粗F134a 、HF及び塩素の気体混合物
を処理することにある。
【００１８】粗F134a 中のオレフィン系不純物含有量は
F134a に対して50ないし15,000ppm( 0.005〜1.5 ％) の
間で変動してよく、大部分の場合 500ないし5,000 ppm
(0.05〜0.5 ％) の間である。（クロロ）フッ素化オレ
フィンの他に、粗F134a には、例えば、F133a （０〜７
％）、1,1,1-トリフルオロエタン (F143a)、モノクロロ
トリフルオロエタン (F124) 及びペンタフルオロエタン
(F125) などの不定量の他の化合物も含まれていてもよ
い；これらの飽和不純物が存在しても、いかなる場合に
も本発明の方法の効果が弱められることはない。
【００１９】粗F134a 中に存在する（クロロ）フッ素化
オレフィン系不純物の中で、F1122は一般的に最も重要
な不純物である。F1123 、F1243 、F1234 、F1225 、F1
318、F1327 、F1326 及びF1336 などの可能性のある他
のオレフィン系不純物は、存在しないか、又は一般に低
濃度（10〜500ppm）で存在するかのいずれかである；後
者の中で、最も面倒なものは、特異なF1243 、F1234 及
びF1225 である。
【００２０】HF及びCl2 の併用のおかげで、本発明の方
法によれば、大部分の（クロロ）フッ素化オレフィンを
実質的に定量的に除去するのが可能になる。そのことに
より、F1122 だけでなく、フッ酸単独で処理することに
よって除去するのが特に困難なＣ3 オレフィン (F1243
、F1234 、F1225 等) も完全に転化することが可能に
なる。
【００２１】本発明の方法において、F1122 、1123、12
43、1234、1225、1318、1327、1336等の（クロロ）フッ
素化オレフィンは、HF又は塩素のいずれかと反応可能で
ある。F1122 は、主な不純物であり、次のようにしてF1
33a 及びF122に転化することができる：
【００２２】
【化３】
【００２３】F133a は、フッ素化反応器に直接的に再循
環可能なので、前者の反応を優先させることはまったく
明らかに都合がよい。粗F134a 中に存在するF1122 及び
その他のオレフィン間でHFとの反応性が相違することを
考慮すれば、適した操作条件を選択することにより、F1
122 並びにF1243 、F1234 及びF1225 などのその他のオ
レフィンの両方を定量的に転化させながらF122の副生を
最小限に減らすことができることを証明するのが可能に
なった。このように、F1122 のF133a へのフッ素化によ
り、この不純物を、反応器に再循環可能な生成物に転化
することが可能になるが、F1122 の塩素化を超えるフッ
素化のかかる優位性により、本発明が制限されるもので
はない。なぜならばF1122 の量が少ない場合、F122への
塩素化による消失は大きくないからである。
【００２４】本発明の方法の使用中、塩素をF134a 又は
F133a などの飽和不純物と反応させて下記の反応により
塩素化生成物を得ることができる：
【００２５】
【化４】
【００２６】これらの塩素化生成物は面倒ではなく、蒸
留によってF134a から分離可能であるが、それらは収率
の損失に反映するのでこれらの第２の反応を最小限に減
らすことは都合がよい。さらに、これらの塩素化反応で
は、フッ素化触媒存在下において、F134a の生成反応の
逆反応：
【００２７】
【化５】
【００２８】により、わずかな量のF134a をF133a に転
化させる可能性がある塩酸が放出される。
【００２９】操作条件（温度、接触時間、Cl2 ／F134a
及びHF／F134a モル比）を慎重に選択することにより、
これらの置換反応を最小限に減らし、塩素を実質的にオ
レフィンとのみ反応させるようにすることができる。F1
34a 又は存在する可能性のあるF133a の塩素化生成物を
副生させずに選択的な反応を得るには、温度の選択は特
に重要である。しかしながら、本発明の範囲を、適した
選択性を得ることに制限することはできない。なぜなら
ば、副生する可能性のあるF123及びF124はHCFCs であ
り、これは、容易にF134a と分離でき、CFCsの代用品と
して使用可能だからである。そのため、F134a 又は存在
する可能性のあるF133a の損失は、必ずしも重要な問題
ではない。
【００３０】本発明におけるHF及びCl2 を用いた粗F134
a の気相接触処理は、 100ないし300 ℃の温度で、好ま
しくは大気圧ないし 1.5MPa の圧力で行うのが都合がよ
い。
【００３１】接触時間は10ないし200 秒で変動させれば
よいが、20ないし100 秒の接触時間が好ましい。
【００３２】上述したように、HF／F134a のモル比は、
0.05ないし0.5 の間を変動し得る。しかしながら、 0.1
25ないし0.300 の間のHF／F134a モル比で操作するのが
好ましく、HF−F134a 共沸混合物（0.15）に相当するモ
ル比に近いモル比で操作するのがより好ましい。
【００３３】Cl2 ／F134a のモル比は、0.0001ないし0.
1 の間で変動し得るが、 0.001ないし0.03の間のCl2 ／
F134a モル比で操作するのが好ましい。
【００３４】本発明の処理の最後においては、もはや気
流中にオレフィン系不純物は含まれておらず、あるいは
その痕跡しか含まれていない。従って、未転化のHF及び
塩素ならびにF134a 以外の飽和化合物を分離除去するた
めの従来の操作（水を用いた洗浄、ソーダ−亜硫酸ナト
リウム溶液を用いた洗浄、乾燥、蒸留等）を行うことが
可能である。
【００３５】本発明の方法を使用するために用いられる
フッ素化触媒としては、バルク触媒（bulk catalysts）
あるいは担持触媒（supported catalysts ）を使用する
ことができ、反応混合物中で安定な担体としては、例え
ば、活性炭、フッ素化アルミナ、フッ化アルミニウム、
又はリン酸アルミニウムが挙げられる。
【００３６】バルク触媒の中でも、特に、当業者に公知
の方法（ゾル−ゲル法、クロム塩からの水酸化物の沈
殿、無水クロム酸の還元等）のいずれかにより製造され
た酸化クロムに言及しなければならない。ニッケル、
鉄、マンガン、コバルト又は亜鉛などの金属の誘導体
も、バルク触媒の形において、その上担持触媒の形にお
いても単独であるいはクロムと結合して適合させること
ができる。
【００３７】担持触媒はビーズ、押出物、タブレットあ
るいはそれらの同等物などの形で使用可能であり、固定
床で操作するときは断片状の形で使用してもよい。一般
的にはタブレット形又はビーズ形のものはバルク触媒に
好適である。流動床で操作するときはビーズ又は押出物
の形の触媒を使用するのが好ましい。
【００３８】ここで、これらに限定されるものではない
が、触媒を例示する： − 特許FR 2 501 062に記載されたようなゾル−ゲル法
により得られた酸化クロムのミクロビーズ、 − 活性炭（US特許4 474 895 ）、リン酸アルミニウム
（特許EP 55 958 ）又はフッ化アルミニウム（US特許4
579 974 及び4 579 976 ）上に付着した酸化クロムを持
った触媒、 − フッ化アルミニウム上に付着した酸化クロム及びフ
ッ化ニッケルの混合物を持った触媒（特許出願EP 0 486
333）、 − クロム及びニッケル酸化物を基材としたバルク触媒
（特許出願EP 0546883）、 − フッ素化アルミナ上に付着したフッ化ニッケル触
媒。
【００３９】上記の特許の、参照によりここに取り込ま
れた内容には、これらの触媒の調製方法、及びこれらの
触媒の活性化の方法、即ち、触媒を、不活性化合物（窒
素）又は不活性でない化合物（空気又は1,1,2-トリクロ
ロ-1,2,2- トリフルオロエタン）で希釈した気体状のHF
を用いてフッ素化することにより安定な活性種に予備転
化することが広範囲に記載されている。かかる活性化中
に活性原料（例えば、酸化クロム）又は担体（例えば、
アルミナ）として使用された金属酸化物は、部分的に、
あるいは完全に対応するフッ化物に転化される。
【００４０】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが本発
明はそれに限定されるものではない。特に示さない限
り、示された含有量（％及びppm ）は、体積基準で表現
されている。
【００４１】実施例１（比較） 本実施例は、フッ素化触媒の存在下における、塩素を用
いない場合のオレフィンF1243 、F1234 及びF1225 とHF
との反応性を説明することを意図したものである。
【００４２】フッ化アルミニウムに付着したフッ化ニッ
ケル及び酸化クロムを基材とした触媒 100mlを内径28mm
及び容積 200mlのインコネル600 製の管状反応器中に入
れた。特許出願EP 0 486 333に記載されたように調製
し、固定床中で窒素／HF混合物を用いて活性化したかか
る触媒の物理化学特性は下記のとおりである： − 化学組成（重量基準）： フッ素 ： 58.6％ アルミニウム： 25.9％ ニッケル ： 6.4％ クロム ： 6.0％ − 物理特性： 見掛密度〔ルースバルク（loose bulk）〕： 0.85 ｇ／ml BET 表面 ：23 ｍ2 ／ｇ ４nmないし63μｍの間の半径の気孔の体積： 0.4 ml／ｇ ４nmより大の半径の気孔の表面 ：23 ｍ2 ／ｇ
【００４３】25ないし250 ℃の間で、HF／F133a 気体混
合物（モル比：0.4 ）の助けをかりて触媒を現場で最終
的に活性化した後、反応器に、HF／F134a のモル比が
0.2となるような割合、即ち、共沸化合物組成に近づく
ような割合でHF及び粗F134a からなる気体混合物を入れ
た。
【００４４】使用したF134a には、F1243 ＋F1234 50pp
m 及びF1225 14ppm が含まれる。F1243 及びF1234 はそ
の分析条件（気相クロマトグラフィ）下では分離され
ず、50ppm はF1243 ＋F1234 の合計に相当するものであ
る。にもかかわらず、同様の混合物についての他の分析
により、F1243 含有量がF1234 の含有量よりも大きいこ
とがわかった。
【００４５】反応器内の絶対圧を 1.2MPa に調節し、F1
34a ＋HFの混合物の供給流速 (ｄ)を接触時間 (ｔ) が8
0秒となるように調節した。ｄとｔは以下の関係により
関連づけられる： ここで、Ｐ＝圧力 MPa ｔ＝接触時間 秒 ｄ＝流速 モル／時間 Ｖ＝粗く詰めた触媒の容積 リットル Ｔ＝反応器の温度 ℃。
【００４６】過剰のHFを取り除いた気体試料を、反応器
の出口でＶＰＣにより分析して有機生成物中のオレフィ
ンの含有量の推移を追跡した。
【００４７】２つの試験を、それぞれ 250℃及び 300℃
にて（48時間）行った。その結果は以下のとおりであ
る： 反応器の出口における 250℃ 300℃ オレフィン含有量（ppm ） F1243 ＋ F1234 ： 30 20 F1225 ： 12 12
【００４８】次に、HF及びF134a の混合物（HF／F134a
モル比：0.18）を同じ反応器に、同じ触媒上、同じ圧力
及び接触時間の条件で通した；F134a にはF1122 が2400
ppm含まれていた。上記と同様に、 250℃及び300 ℃に
て２つの試験を行ったところ、両方とも残留F1122 の含
有量は５ppm 未満であった。
【００４９】このように、これらの試験により、オレフ
ィンF1234 、F1243 及び上記の全てのF1225 はF1122 よ
りもHFに対する反応性が著しく小さく、それらを完全に
除去するのは実質的に不可能であるということが非常に
明白に示された。
【００５０】実施例２ Cl2 ／HF／F134a 混合物を、比較の実施例１と同様の反
応器及び触媒に下記の条件下で通した： 圧力 ： 1.2 MPa 接触時間 ： 80 ｓ HF／F134a モル比 ： 0.2 Cl2 ／F134a モル比 ： 0.001 〜 0.01 温度 ： 150 〜 275 ℃
【００５１】F134a には、F1243 ＋ F1234 40ppm 及び
F1225 ５ppm が含まれていた。
【００５２】以下のような結果が得られた：
【００５３】
【表１】
【００５４】これらの結果から、Cl2 及びHFの同時作用
によりオレフィンF1243 、FF1234及びF1225 を完全に除
去することができるということがわかる。 200℃より高
い温度においては、塩素が過剰に消費されて、少量のF1
34a がF133a の生成と同時にF124に塩素化される。他
方、 200℃又は200 ℃未満の温度においては反応はより
選択的であり、F134a のF124への塩素化反応は全く無視
してよくなる。
【００５５】実施例３ F134a −HF−Cl2 の混合物を、下記の条件下で、上記で
用いた反応器と同様で、同じ触媒を含む反応器に通し
た： 圧力 ： 1.2 MPa 接触時間 ： 80 ｓ HF／F134a モル比 ： 0.2 Cl2 ／F134a モル比 ： 0.005 〜 0.02 温度 ： 150 〜 275 ℃
【００５６】F134aとしては、その中に下記の不純物を
含む工業生産物を用いた： F133a ： 3.37 ％ F124 ： 1.95 ％ F1122 ： 1370 ppm F1243 ＋ F1234 ： 173 ppm F1225 ： 393 ppm
【００５７】その結果は以下のとおりである：
【００５８】
【表２】
【００５９】これらの結果により、オレフィン系不純物
とCl2 ＋HFの混合物とのすぐれた反応性が完全に説明さ
れる。また、それらにより、Cl2 ／F134a のモル比を減
少させると、F1122 の転化は等しいにもかかわらず、生
成するF122の含有量を減少させることが可能であるとい
うことがわかる。F134a 及びF124の含有量は、 200℃で
試験を行っている間、ほとんど変化しなかった。
【００６０】F122を除いて、反応器から出た有機生成物
を分析したところ、未だ同定していないが、Ｃ3 オレフ
ィンの塩素化生成物に相当すると推定される大きな分子
量をもつ新規な生成物が若干数発生していることがわか
った。
【００６１】実施例４ 特許FR 2 501 062の実施例３に記載されたように調製し
た酸化クロムのバルク（bulk）のミクロビーズからなる
触媒50mlを、内径28mm及び容積 200mlのインコネル600
製の管状反応器中に入れた。次に、固定床で操作してい
るこの触媒反応器に、気体状態で、粗F134a 、HF及びCl
2 からなる混合物をHF／F134a のモル比が0.25、Cl2 ／
F134a のモル比が0.01になるような割合で入れた。
【００６２】粗F134a には、下記の不純物が含まれてい
た： F124 ： 0.5 ％ F133a ： 1.5 ％ F1122 ： 1200 ppm F1243 ＋ F1234 ： 55 ppm F1225 ： 24 ppm
【００６３】反応器の温度を 225℃に調節し、該混合物
の供給流速を 1.5MPa の圧力で接触時間が50秒になるよ
うに調節した。
【００６４】過剰の塩素及びHFを除去した後、反応器か
ら出た生成物を分析したところ、以下の結果が得られ
た： F1122 ： ７ ppm F1243 ＋ F1234 ： ＜２ ppm F1225 ： ＜２ ppm
【００６５】F124及びF133a の含有量はほとんど変化し
なかった。
【００６６】実施例５ (a) フッ素化アルミナ上にニッケルを含有する触媒の調
製及び活性化 窒素及びフッ酸を用いて約 300℃でGrace HSA アルミナ
をフッ素化することによりあらかじめ得られた、部分的
にフッ素化されたアルミナ（質量基準でフッ化アルミニ
ウムを全体の83％及びアルミナを16％含有する） 500ml
を、ロータリーエバポレーターにかけた。含浸前のフッ
素化担体の物理化学特性は、以下のとおりであった： 形状 ： 径１〜２mmのビーズ 見掛密度 ： 0.57 ｇ／ml BET 表面 ： 67 ｍ2 ／ｇ 気孔体積 ： 0.72 ml／ｇ（４nmないし63μｍの間の
半径のもの）
【００６７】さらに、塩化ニッケル６水塩 39ｇ及び水
200ｇを含む含浸溶液を調製し、次いで周囲温度及び大
気圧で攪拌しながら前記担体に45分かけて導入した。次
に、該触媒を、流動床中で、窒素気流下、約 110℃で４
時間乾燥し、続いてインコネル600 反応器に充填し、特
許EP 0,486,333の実施例１に記載された方法により固定
床中で窒素／HF混合物を用いて活性化した。かかる処理
後の触媒の物理化学特性は以下のとおりである： − 化学組成（重量基準）： フッ素 ： 60 ％ アルミニウム： 30 ％ ニッケル ： 2.95 ％ − 物理特性： 見掛密度〔ルースバルク（loose bulk）〕： 0.66 ｇ／ml BET 表面 ：28.7 ｍ2 ／ｇ ４nmないし63μｍの間の半径の気孔の体積： 0.59 ml／ｇ ４nmより大の半径の気孔の表面 ：33 ｍ2 ／ｇ
【００６８】(b) 塩素フリーのHFを用いたF134a の精製 この触媒 300mlを内径 41 mm及び容積550 mlのインコネ
ル600 製の管状反応器中に入れて、該反応器に、HF／F1
34a のモル比が 0.2になるような割合、即ち、共沸化合
物の組成に近くなるような割合で粗HF／F134a 混合物を
入れた。
【００６９】出発時のF134a には下記の不純物が含まれ
ていた： オレフィン系不純物： 未分離のF1243 ＋ F1234（ C3H3F3 ＋ C3H2F4 ） 42pp
m F1122 （CF2CHCl） 157ppm 主な飽和不純物： F114a （CCl2FCF3 ） 60 ppm F124 （CHClFCF3 ） 370 ppm F133a （CH2ClCF3 ） 250 ppm F143a （CH3CF3 ） 545 ppm
【００７０】反応は 200℃、大気圧で行い、HF／F134a
混合物の供給流速を接触時間が80秒に維持されるように
調節した。有機生成物中のオレフィンの含有量の推移を
追跡するために、反応器の出口で回収した気体試料を、
塩化カルシウムで洗浄及び乾燥することにより水素酸
（主にHF）を除去した後ＶＰＣにて分析した。その結果
は以下のとおりである： 反応器出口でのオレフィンの含有量： 未分離のF1243 ＋ F1234 40ppm F1122 ＜１ppm ( 検出限界)
【００７１】これらの結果から、Ｃ3 オレフィン (F123
4 及びF1243)がF1122 よりもHFに対して著しく反応性が
低く、単純なフッ素化によってはそれらを完全に除去す
ること実質的に不可能であるということがわかる。
【００７２】(c) HFフリーのCl2 を用いたF134a の精製 Cl2 ／F134a 混合物を、以下の条件下で、同じ反応器及
び同じ触媒に通した： 圧力 ： 大気圧 接触時間 ： 80 秒 Cl2 ／F134a モル比 ： 0.007 温度 ： 200 ℃
【００７３】使用したF134a には下記の不純物が含まれ
ていた： オレフィン系不純物： 未分離のF1243 ＋ F1234（ C3H3F3 ＋ C3H2F4 ） 63pp
m F1225 （ C3HF5） 14ppm F1122 （CF2CHCl） 180ppm 主な飽和不純物： F124 （CHFClCF3 ） 30 ppm F133a （CH2ClCF3 ） 39 ppm
【００７４】その結果は以下のとおりである： 反応器出口でのオレフィンの含有量： F1243 ＋ F1234 ： ＜１ ppm （検出限界） F1225 ： ＜１ ppm （検出限界） F1122 ： ＜１ ppm ( 検出限界) 反応器出口でのF133a 、F123、F123a 及びF124の含有
量： F123＋F123a ： 0.085 ％ F124 ： 0.134 ％ F133a ： 0.270 ％
【００７５】これらの結果から、塩素化によるＣ3 オレ
フィンの除去は可能であるが、F124及びF133a の生成に
より収率の損失を伴うということがわかる。
【００７６】(d) HF＋Cl2 を用いたF134a の精製 Cl2 ／HF／F134a 混合物を、以下の条件下で、上記のも
のと同じ反応器及び同じ触媒に通した： 圧力 ： 大気圧 接触時間 ： 80 秒 HF／F134a モル比 ： 0.2 Cl2 ／F134a モル比 ： 0.004 〜 0.018 温度 ： 150 〜 225 ℃
【００７７】使用した粗F134a は前記試験(c) で使用し
たものと同様である。
【００７８】同様の充填触媒を 130時間使用して下記の
表に要約した６つの試験を行った。それぞれの試験に要
した時間は19ないし24時間の間であった。
【００７９】その結果は以下のとおりである：
【００８０】
【表３】
【００８１】精製後、F1122 は痕跡すら残っていなかっ
た（検出限界：＜１ppm ）。
【００８２】これらの結果から、Cl2 ／HF混合物を使用
すると、ニッケルを含む触媒上で効率よくF134a を精製
することができるということがわかる。この処理によ
り、F134a の分解（F123、F123a 、F124及びF133a の生
成) を制限しながらオレフィンF1234 及びF1243 並びに
大部分のF1225 を抑制することが可能になる。
【００８３】実施例６ 塩化ニッケル６水塩 117ｇ及び水 150ｇを含む含浸溶液
を使用し、実施例５(a) と同様の反応を行うことによっ
て、下記の物理化学的特性を持つフッ素化アルミナ上に
ニッケルを含む触媒を調製した： − 化学組成（重量基準）： フッ素 ： 61.5 ％ アルミニウム： 27.5 ％ ニッケル ： 8.25 ％ − 物理特性： 見掛密度〔ルースバルク（loose bulk）〕： 0.71 ｇ／ml BET 表面 ：25 ｍ2 ／ｇ ４nmないし63μｍの間の半径の気孔の体積： 0.52 ml／ｇ ４nmより大の半径の気孔の表面 ：30.9 ｍ2 ／ｇ
【００８４】かかる触媒 300mlを実施例５(b) と同様の
反応器中に入れ、Cl2 ／HF／F134a混合物を、そこに下
記の条件下で通した： 圧力 ： 大気圧 接触時間 ： 80 秒 HF／F134a モル比 ： 0.2 Cl2 ／F134a モル比 ： 0.005 温度 ： 200 ℃
【００８５】使用した粗F134a は試験５(c) のものと同
様である。
【００８６】19時間試験した後、以下の結果が得られ
た： 反応器出口でのオレフィンの含有量： F1234 ＋ F1243 ： ＜１ ppm F1225 ： ＜１ ppm F1122 ： ＜１ ppm 反応器出口でのF133a 、F123、F123a 及びF124の含有
量： F123＋F123a ： 0.015 ％ F124 ： 0.011 ％ F133a ： 0.048 ％
【００８７】この試験を延長した。 130時間操作した後
のオレフィンの残留含有量及び生成したF133a 、F123、
F123a 及びF124の含有量は全く同一であった。
【００８８】実施例７ 特許出願EP 0,486,333に記載された反応を行うことによ
って、塩化ニッケル、酸化クロム及び部分的にフッ素化
されたアルミナから触媒を調製し、固定床中で窒素／HF
混合物を用いて活性化した。その触媒の物理化学的特性
は下記のとおりである： − 化学組成（重量基準）： フッ素 ： 56.9 ％ アルミニウム： 25.5 ％ ニッケル ： 6.2 ％ クロム ： 6.2 ％ 塩素 ： 0.7 ％ − 物理特性： 見掛密度〔ルースバルク（loose bulk）〕： 0.84 ｇ／ml BET 表面 ：59.1 ｍ2 ／ｇ ４nmないし63μｍの間の半径の気孔の体積： 0.37 ml／ｇ ４nmより大の半径の気孔の表面 ：31 ｍ2 ／ｇ
【００８９】かかる触媒 300mlを実施例５(b) と同様の
反応器中に入れ、Cl2 ／HF／F134a混合物を、そこに下
記の条件下で通した： 圧力 ： 大気圧 接触時間 ： 80 秒 HF／F134a モル比 ： 0.2 Cl2 ／F134a モル比 ： ０〜0.01 温度 ： 150 〜 225℃
【００９０】使用したF134a には下記の不純物が含まれ
ていた： オレフィン系不純物： 未分離のF1243 ＋ F1234（ C3H3F3 ＋ C3H2F4 ） 59 p
pm F1225 （ C3HF5） 14 ppm F1122 （CF2CHCl） 232 ppm 主な飽和不純物： F124 （CHClFCF3 ） 30 ppm F133a （CH2ClCF3 ） 39 ppm
【００９１】同様の充填触媒を用いて下記の表に要約さ
れた試験を行った。それぞれの試験に要した時間は19な
いし24時間であった。
【００９２】
【表４】
【００９３】精製後、F1122 は痕跡すら残っていなかっ
た（検出限界：＜１ppm ）。
【００９４】
【発明の効果】本発明によれば、効率的、経済的に粗1,
1,1,2-テトラフルオロエタン（F134a）を精製すること
ができる。即ち、本発明によれば、粗F134a に含まれる
不飽和不純物〔特に、1-クロロ-2,2- ジフルオロエチレ
ン（F1122 ）及びCF3CH= CH2（F1243 ）、CF3CF=CH
2 （F1234 ）、CF3CF=CHF（F1225 ）などのポリフルオ
ロプロペン〕を実質的に除去することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 17/395

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 不飽和不純物を含む粗1,1,1,2-テトラフ
    ルオロエタン（F134a ）の精製方法において、気相中、
    100ないし300 ℃の間の温度及び大気圧から2.5MPa ま
    での範囲の圧力で、フッ素化触媒の存在下、HF／F134a
    モル比が0.05〜 0.5であり、Cl2 ／F134a モル比が0.00
    01〜0.1 である粗1,1,1,2-テトラフルオロエタン、フッ
    酸及び塩素の気体混合物を処理することを特徴とする精
    製方法。
  2. 【請求項２】 不飽和不純物が1-クロロ-2,2- ジフルオ
    ロエチレン及び／又は（クロロ）フッ素化Ｃ3 又はＣ4
    オレフィンである請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 操作を大気圧ないし 1.5MPa の間の圧力
    で行う請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 接触時間を10ないし200 秒、好ましくは
    20ないし100 秒とする請求項１〜３のいずれか１つに記
    載の方法。
  5. 【請求項５】 HF／F134a モル比を 0.125ないし0.300
    の間とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 Cl2 ／F134a モル比を 0.001ないし0.03
    の間とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 フッ素化触媒がクロム、ニッケル、鉄、
    マンガン、コバルト及び／又は亜鉛を基材としたバルク
    又は担持触媒である請求項１〜６のいずれか１つに記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 バルクの酸化クロムを触媒として使用す
    る請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 フッ素化アルミナに担持したフッ化ニッ
    ケルを触媒として使用する請求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 フッ化アルミニウムに担持したフッ化
    ニッケル及び酸化クロムを基材とした触媒を使用する請
    求項７に記載の方法。
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