JPH08502903A - ハロカーボンの破壊のための処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ハロカーボンの破壊のための方法であって、ハロカーボンを昇温させた溶融ナトリウムと反応させることからなり、固相の一種類以上のハロゲン化ナトリウムを生成させる方法。

Description

【発明の詳細な説明】 ハロカーボンの破壊のための処理法 本発明はハロカーボンの破壊のための処理法に関する。 大気上層部のオゾンの消耗についての世界的な懸念により、ハロカーボン、特 に、冷蔵、吹込み成型、エーロゾル他に用いられるクロロフルオロカーボン（Ｃ ＦＣｓ）の製造及び使用にわたる厳しい国際的な法案が設けられるに至った。先 進世界での真剣な努力は、このような目的の使用のための、何らかの“オゾン・ フレンドリー”な代替化合物の探索に向けられてきた。しかしながら、現在かな りの量のＣＦＣｓが現存の装備中に“閉じ込められて”いる。この装備がその使 用期間の終りを迎えた際に、ＣＦＣｓを抜き取り、この物質を破壊することがで きることは、大気からハロカーボンを除く処理法として多大な意義をもつ。 発明者らはここに、ハロカーボンをオゾンを消耗する可能性の高い物質から、 安定な固相組成物に転化する処理法を開発した。 従って、本発明はハロカーボンの破壊のための処理法を提供し、この処理法は ハロカーボンを溶融ナトリウムと昇温させて反応させ、固相に一種以上の適当な ハロゲン化ナトリウムを生成することからなる。 ハロカーボンが溶融ナトリウムに接触すると、爆発的でないとしても非常に激 しい反応が起きると予想されることから、本発明の反応は驚異的である。 本発明の処理法は、特にクロロフルオロカーボンの問題に対処するために計画 されたものであるが、ドライクリーニング流体、脱脂流体、ポリ塩素化ビフェニ ル他のように、広範囲の他のハロカーボンの処理にもまた用いることができる。 本発明の処理法を実行するにあたり、溶融ナトリウムは９８〜５００℃の範囲 の温度に保たれ、好ましくは２００〜３００℃の範囲の温度に保たれる。 本発明において破壊されるハロカーボンは、溶融ナトリウムに泡状に吹込まれ るかまたは、窒素、ヘリウムもしくはアルゴンのような不活性ガスと混合するの がよい。 本発明の処理法により処理されるハロカーボンは、好ましくはタンクから溶融 ナトリウムに気送する、例えば、該気体を溶融ナトリウムが入った反応容器の底 に導入するのがよい。 ハロカーボンは溶融ナトリウムと反応して、いずれも溶融ナトリウムより高密 度な固体生成物を生成する。該生成物は、従って、反応容器の底部に沈みやすく 、反応混合物を激しく攪拌して生成物が溶融ナトリウムの最上部に留るようにし ない限りは、好ましくは除去するのがよい。関連する様々な種類の密度及び融点 を以下に与える。 典型的な処理法としては、例えば、典型的な家庭用冷却剤のジクロロジフルオ ロメタン（Ｒ１２）の破壊があるが、これは下記の等式に従って反応する： ＣＣｌ₂Ｆ₂＋４Ｎａ → Ｃ＋２ＮａＣｌ＋２ＮａＦ 本発明の処理法による生成物は、溶融ナトリウムから容易に分離することができ る固体で乾性の生成物である。さらにまた該生成物は、例えば、生成する炭素が 細かく分離して非常に表面積の大きい形状をとり、触媒の担体もしくは吸収剤他 として有用であるという意義あるものである。処理されたハロカーボンが臭素原 子を含有する場合は、前述のようにして結果として得られた臭素生成物は容易に 臭素元素に転化する。本反応において、水性の生成物は生成しないことにより、 本処理法は、オゾンを消耗する揮発性ハロカーボンの破壊のための環境に配慮し た方法として特に適切なものである。 本発明を、本処理法を実行するための装置を表す図面と共に、その具体例によ って説明する。 図面を参照すると、反応容器１は溶融ナトリウム２で満たされる。この溶融ナ トリウムは、反応容器の円柱部分を囲むコイルヒーター３によりその融点より高 い温度、すなわち９８℃より高い温度に保たれる。本発明によって処理されるハ ロカーボンは、タンク４中に収められ、このタンク４はハロカーボンを液状に保 つために冷却液が流れる冷却装置５によって冷却されている。該タンク４は、タ ンク４にハロカーボンをさらに供給するための栓６を具備する。不活性ガスはポ ンプ７によって送路８を通ってハロカーボンタンクに吹込まれる。この送路８の 先端は液状のハロカーボンに浸っており不活性ガスが管から泡状に吹込まれると ハロゲン化合物が気化される。不活性ガスの流れに混入するハロカーボンの濃度 は、ハロカーボンの蒸気圧及び送路８を通る不活性ガスの流れの移動率に依存す る。ハロカーボンと不活性ガスとの混合物は、一方通行の弁１０を経て送路９を 通過し、反応容器１に至る。送路９は反応容器１の底近くまで入り、不活性ガス ／ハロカーボンの混合物が溶融ナトリウムに泡状に吹込まれ、この時ハロカーボ ンは溶融ナトリウムと反応しハロゲン化ナトリウム及び炭素を形成する。本処理 法により製造されたハロゲン化ナトリウム及び炭素は沈積物１１として反応容器 の底に沈殿する。沈積物１１は、栓１２を開けることにより定期的に反応容器１ から除去される。溶融ナトリウム２を通過した後、本来は気体のハロカーボンを 含まないはずの不活性ガスは、ポンプ７を経て送路８に再び合流する、輪状の送 路１３を経て反応容器１を離れる。定期的に反応容器１に収められたナトリウム の水平面を上昇させる必要があり、ナトリウムは、反応容器の最上部の取入口１ ４を経て導入される。 本発明を、下記の実施例を参照してさらに詳しく説明する。 （実施例１ Ｒ−１２（ＣＦ₂Ｃｌ₂）と溶融ナトリウムとの反応） ガス取入口を具備し、攪拌器具及び温度計を封入し、放出口を外部に開放（２ 本の螺旋ガラス冷却トラップ（spial cold glass trap）、２本のオイルバブラ ー（oil bubbler）及びシリカゲル蒸気トラップを経由）してなる５００cm³のフ ランジ付き４つロフラスコに、金属ナトリウム（１２３．０５g、５．３５g-ato m）を充填した。このフラスコを油浴で１４６℃に加熱した。Ｒ−１２ガス（Ｃ Ｆ₂Ｃｌ₂）を、口径を測定した流量計を経て、溶融ナトリウムを攪拌したところ へ排出させ、常にその量を調節し監視することができ、また、オイルバブラーを 観測することにより微量のガスの漏出も観察できるようにした。 Ｒ−１２の流量は、最初の１時間で８cm³／分であり、それを過ぎてからは銀 色の金属の最上部に黒い層が現れた（Ｒ−１２＝１．６５g、１３．６mmol；７ ６分）。その後流量は１時間で１４cm³／分に増加したが、この間に時折オイル 充填トラップ（oil-filled trap）において気泡が観察されたにもかかわらず、 冷却トラップにおいて凝縮される物質は全くなかった。黒色粉状の層が、（他の より明るい色の固体に加えて）溶融金属の最上部に形成され続けた（Ｒ−１２＝ ５．１５g、４２．６mmol；６０分）。最終的に流量は２０分間で３０cm³／分に まで増加し、このためにオイル充愼封管（oil-filled lute）における気泡の生 成率は、前段階における４〜１０／分と比較して１２０／分と増加した。生成し た炭素粉末にあっては、流量が非常に大であるので押し流されてし まうものもあり；また、未反応のＲ−１２は濃縮されずに漏出した（Ｒ−１２＝ ２．３０g、１９mmol；２０分）。 （物質収支） 本反応は油浴との熱交換により若干の発熱反応であった。 （実施例２ １３０１（ＣＦ₃Ｂｒ）と溶融ナトリウムとの反応） ガス取入口を具備し、攪拌器具及び温度計を封入し、放出口を外部に開放（２ 本のオイルバブラー（oil bubbler）を経由）してなる１０００cm³のフランジ付 き５つロフラスコに、金属ナトリウム（１８９．５０g、８．２４g-atom）を充 填した。このフラスコを油浴で１２１℃に加熱した。１３０１ガス（ＣＦ₃Ｂｒ ）を、口径を測定した流量計を経て、溶融ナトリウムを攪拌したところへ排出さ せ、常にその量を調節し監視することができ、また、オイルバブラーを観測する ことにより微量のガスの漏出も観察できるようにした。 １３０１の流量を徐々に増加させ、希釈剤は用いなかった。最初に１３０１ガ スを５cm³／分の速度で取入れ、約３０分後に銀色の金属の最上部に黒い層が現 れた。計４０分の後、流量は３０分で８cm³／分にまで増加し、この間に、黒色 粉状の層は（他のより明るい色の固体に加えて）溶融金属の最上部に形成され続 けた。その後、流量は３０分で２０cm³／分に増加し、引続き（３０分で）３３c m³／分に、（１０分で）４８cm³／分に、最終的には（１０分で）５５cm³／分に 増加した。この間常に、１３０１ガスは溶融ナトリウムと完全に反応し、放出送 路中にガスの発生が観察されることはなかった。本反応は、若干の発熱反応であ った。据え付けの攪拌機の上部が、溶融ナトリウムの最上部に蓄積した固体生成 物に対して遠心機としてはたらいたという意味で、強力で効果的な攪拌が行なわ れた；かなりの量の固体生成物が、ガラス反応容器の壁近くに沈殿するのが観察 された。 （物質収支）

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年７月８日 【補正内容】 特許請求の範囲 １．ハロカーボンの破壊のための方法であって、ハロカーボンをナトリウムと反 応させることからなり、気体のハロカーボンを９８〜５００℃の範囲の温度の溶 融ナトリウムの槽に吹込み、固相の一種類以上のハロゲン化ナトリウムを生成さ せることを特徴とする方法。 ２．ハロカーボンが、クロロフルオロカーボンであることを特徴とする請求項１ 記載の方法。 ３．溶融ナトリウムを２００〜３００℃の範囲の温度に保つことを特徴とする請 求項１又は請求項２に記載の方法。 ４．ハロカーボンを不活性ガスと混合することを特徴とする請求項１から３のい ずれかに記載の方法。 ５．ハロカーボンをタンクから不活性ガスの流れの中に送り、ハロカーボン／不 活性ガスの混合物を溶融ナトリウムに吹込むことを特徴とする請求項４に記載の 方法。 ６．ハロカーボン又はハロカーボン／不活性ガスの混合物を溶融ナトリウムを収 めた反応容器の底部に導入することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の 方法。 ７．反応混合物中に生成する固相生成物を溶融ナトリウムと分離することを特徴 とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョーンズ，アンドリュー ロバート イギリス国 クルーイド レクサム カー グリー リディンヒル 14 ミタカ （番 地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハロカーボンの破壊のための方法であって、ハロカーボンを昇温させた溶融 ナトリウムと反応させることからなり、固相の一種類以上のハロゲン化ナトリウ ムを生成させることを特徴とする方法。 ２．ハロカーボンが、クロロフルオロカーボンであることを特徴とする請求項１ 記載の方法。 ３．溶融ナトリウムを９８〜５００℃の範囲の温度、好ましくは２００〜３００ ℃の範囲の温度に保つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。 ４．気体状のハロカーボンを溶融ナトリウムに吹込むことを特徴とする請求項１ から３のいずれかに記載の方法。 ５．ハロカーボンを不活性ガスと混合することを特徴とする請求項１から３のい ずれかに記載の方法。 ６．ハロカーボンをタンクから不活性ガスの流れの中に送り、ハロカーボン／不 活性ガスの混合物を溶融ナトリウムに吹込むことを特徴とする請求項５に記載の 方法。 ７．ハロカーボン又はハロカーボン／不活性ガスの混合物を溶融ナトリウムを収 めた反応容器の底部に導入することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記 載の方法。 ８．反応混合物中に生成する固相生成物を溶融ナトリウムと分離することを特徴 とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。