JPH10101596A - ジフルオロメタンの製造方法 - Google Patents

ジフルオロメタンの製造方法

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JPH10101596A
JPH10101596A JP9250310A JP25031097A JPH10101596A JP H10101596 A JPH10101596 A JP H10101596A JP 9250310 A JP9250310 A JP 9250310A JP 25031097 A JP25031097 A JP 25031097A JP H10101596 A JPH10101596 A JP H10101596A
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JP9250310A
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Vincent Wilmet
ヴィルム ヴァンサン
Francine Janssens
ジャンサン フランシーヌ
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Solvay SA
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/206Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の失活に関わる上述の方法の不利な点を
示さない、液相におけるジクロロメタン及びフッ化水素
間の反応によるジフルオロメタンの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 無機フラクション及び有機フラクション
を含む液状媒体におけるジクロロメタンとフッ化水素と
の反応によるジフルオロメタンの連続製造の方法であっ
て、液状媒体における該有機フラクションの重量での含
量が、無機及び有機フラクションの合計の25%以下に維
持され、かつ液状媒体におけるジクロロメタンの重量で
の含量が、無機及び有機フラクションの合計の10%以下
に維持されていることを特徴とする該方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ化水素及びジ
クロロメタン間の反応による、ジフルオロメタンの製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】米国特許第2,005,711 号、第2,749,374
号、第2,749,375 号及び第5,495,057号には、フッ化水
素化触媒の存在下での液相でのフッ化水素及びジクロロ
メタン間の反応によるジフルオメタンの製造方法が記載
されている。しかしながら、こられの公知の方法は、触
媒が、一般に、急速に失活する傾向を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、触媒
の失活に関わる上述の方法の不利な点を示さない、液相
におけるジクロロメタン及びフッ化水素間の反応による
ジフルオロメタンの製造方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、無機
フラクション及び有機フラクションを含む液状媒体にお
けるジクロロメタン及びフッ化水素間の反応による、ジ
フルオロメタンの連続製造の方法に関するものであり、
該方法は、該液状媒体中における、無機及び有機フラク
ションの合計の25%以下の該有機フラクションの重量で
の含量、及び無機及び有機フラクションの合計の10%以
下のジクロロメタンの重量での含量の保持により特徴付
けられる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の目的のために、無機フラ
クションは、液状媒体に存在する全ての無機化合物を意
味すると理解すべきである。従って、無機フラクション
は、フッ化水素を含む。有利には、それは、また、フッ
化水素化触媒を含む。また、それは、他の無機化合物、
特に塩化水素及び水を含んでいてもよい。本発明の方法
での液状媒体の有機フラクションは、本質的には、ジク
ロロメタン、ジフルオロメタン、中間反応生成物(特
に、クロロフルオロメタン)、及び生成され得る反応副
生物及び/又は純粋なジクロロメタンからなる。上記で
定義した無機及び有機フラクションの他に、本発明の方
法の液状媒体は、有機溶剤又は添加剤を含んでいてもよ
い。本発明の方法の好ましい実施態様では、液状媒体
は、上述した無機及び有機フラクションのみからなる。
【0006】従って、特に記載のない限り、重量での含
量は、上述した無機及び有機フラクションの合計の%と
して表すであろう。有機フラクションの重量での含量
は、好ましくは、20%以下である。特に好ましくは、15
%以下である。一般には、それは、1%以上である。そ
れは、好ましくは、2.5%以上である。特に好ましく
は、それは少なくとも5%である。有機フラクションの
重量での含量は、好ましくは、80%以上である。特に好
ましくは、85%以上である。一般には、それは、99%以
下である。それは、好ましくは、97.5%以下である。特
に好ましくは、それは95%以下である。上述したよう
に、ジクロロメタンの重量での含量は、10%以下であ
る。それは、好ましくは、8%以下である。それを少な
くとも5%以下に保つのが特に好ましい。本発明の方法
では、ジクロロメタンの重量での含量は、一般には、少
なくとも0.05%である。それは、少なくとも0.5%であ
るのが好ましい。特に好ましくは、それは1%以上であ
る。フッ化水素の重量での含量は、一般には、少なくと
も5%、好ましくは少なくとも15%、及び特に好ましく
は少なくとも30%である。それは、大抵、90%以下であ
る。有利には、それは、75%以下である。特に好ましく
は、それは65%以下である。
【0007】フッ化水素化触媒の重量での含量は、通
常、少なくとも8%、好ましくは少なくとも15%、及び
特に好ましくは少なくとも25%である。それは、大抵、
90以下である。有利には、それは75%以下である。特に
好ましくは、それは、60%以下である。無機フラクショ
ンが、フッ化水素及びフッ化水素化触媒の他に、他の無
機化合物(例えば、塩化水素及び/又は水)を含む特定
のケースでは、これらの他の無機化合物の重量での全含
量は、一般には、5%以下である。それは、大抵、1%
以下である。特に、塩化水素の重量での含量は、一般
に、2%以下であり、水の重量での含量は、一般に、0.
5%以下である。有利には、水の重量での含量は、0.2
%以上である。フッ化水素触媒は、有利には、元素の周
期表(IUPAC 1988) の3、4、5、13、14若しくは15族
の金属の誘導体、又はそれらの混合物から選択する。金
属の誘導体は、これらの塩の水酸化物、酸化物及び無機
塩、並びにそれらの混合物を意味する。特には、チタ
ン、ニオブ、タンタル、モリブデン、硼素、錫及びアン
チモンを使用する。触媒は、好ましくは、元素の周期表
の4、14又は15族の金属の誘導体から選択し、より好ま
しくは、チタン、錫又はアンチモンの誘導体から選択し
たものである。本発明の方法では、好ましい金属誘導体
は、それらの塩であり、後者は、好ましくは、ハロゲン
化物から選択し、より好ましくは、塩化物、フッ化物又
はクロロフルオリドから選択する。錫及びアンチモンの
塩化物、フッ化物及びクロロフルオリド、特には、四塩
化錫及び五塩化アンチモンが、本発明の方法に特に望ま
しいフッ化水素化触媒である。五塩化アンチモンが、特
に好ましい。
【0008】液状媒体における触媒のジクロロメタンに
対するモル比は、一般には、1より高い。それは、好ま
しくは、2より高い。特に良好な結果が、ジクロロメタ
ン1モル当たり少なくとも約2.5モルの触媒の存在下で
得られた。原則として、上限がこの比という訳ではな
い。それは、例えば、1000に達してもよい。それは、大
抵、100 以下である。液状媒体における触媒のフッ化水
素に対するモル比は、幅広い範囲で変動し得る。それ
は、一般には、0.01より高い。それは、好ましくは、0.
02より高い。特に良好な結果が、フッ化水素1モル当た
り少なくとも約0.025 モルの触媒の存在下で得られた。
一般には、この比は、1.2以下である。それは、大抵、
0.5以下である。良好な結果が、0.1以下の比により得
られた。本発明の方法では、好ましくは液状で約2のモ
ル比のフッ化水素及びジクロロメタンを、液状媒体に導
入する。原則的には、この比を調節して、液状媒体の実
質的な含有物の組成を維持する。本発明の方法は、幅広
い温度及び圧力範囲で行うことができる。一般には、作
業は、少なくとも約75℃の温度で行う。少なくとも約90
℃の温度で行うのが好ましい。少なくとも約100 ℃の温
度が特に好ましい。大抵、特には、許容可能な温度に依
存して、この温度は、約160 ℃以下であり、約140 ℃以
下の温度が特に好ましい。一般には、作業は、少なくと
も約2.04kg/cm2(約2バール)の圧力で行う。少なくと
も約1.02kg/cm2(約10バール)の圧力が好ましい。少な
くとも約15.3kg/cm2(約15バール)の圧力が特に好まし
い。この圧力は、大抵、約51.0kg/cm2(約50バール)以
下であり、約30.6kg/cm2(約30バール)以下の圧力が特
に好ましい。
【0009】本発明の方法は、圧力及びフッ化水素に抵
抗性であり、かつ液状媒体の実質的な安定な組成を連続
的に維持することが可能な、任意のタイプの反応器又は
装置において行うことができる。本発明の方法は、大
抵、ガス流を回収(withdrawing) 可能な装置を備えた反
応器において、例えば、カラム及び還流冷却器が置かれ
た反応器において行う。この装置により、作業条件(特
に、反応器に入る反応体の流量、反応器の温度及び圧
力、並びに冷却器の温度)の適切な調節による、上述し
た液状媒体の組成を維持することが可能となる。また、
無機及び有機フラクションの合計の20%以上の、液体媒
体におけるフッ化水素化触媒の重量での含量により、回
収による有機成分の容易な除去が促進される。反応器に
おける反応体の残存時間は、ジクロロメタン及とフッ化
水素の反応について許容可能な収率で行うのに十分なも
のでなければならない。それは、使用する作業条件の関
数として容易に決定できる。本発明の方法は、連続的に
行うので、無機及び有機フラクションの割合並びに上述
の液状媒体の種々の成分の含量は、反応器の作動後に得
られる固定量(stationary amount) を表すと理解され
る。驚くべきことに、触媒が、本発明の方法において
は、公知の方法より非常に遅く失活するが、液状媒体に
おけるジクロロメタンの低含量は、実質的にジフルオロ
メタン生産性に影響しない。以下の実施例により、本発
明を説明するが、本発明を制限するものではない。
【0010】
【実施例】実施例1 フッ化水素150 g及び四塩化錫145.8 gを、ハステロイ
B2ステンレス鋼からなり、櫂形攪拌機を備え、ジャケ
ット付冷却機が置かれた0.5lオートクレーブに導入し
た。オートクレーブを、その後、130 ℃の温度に維持し
たサーモスタット制御浴に浸漬させ、圧力を、約24.0kg
/cm2(2.35バール)に調節した。冷却器を、45℃の温度
で維持した。反応器に、液状ジクロロメタン及び液状フ
ッ化水素を、実質的理論量で、200 時間で連続的に供給
した。試験の間、ジクロロメタン及びフッ化水素流の処
理量を、調節して(ジクロロメタンについては200 〜37
5モル/時間)、反応器における液体のレベルを安定化
させた。冷却機から連続的に排出されるガス流を、スク
ラバーにおいて水酸化カリウム溶液を用いて処理して、
それが含むフッ化水素及び塩化水素をスクラビング(scr
ub out) した。そのように処理したガス流の組成を、ガ
スクロマトグラフィーによるインライン分析で測定し
た。作業条件下で、反応器中の液状媒体における無機フ
ラクションの含量は、約87.4重量%であり、有機フラク
ションの含量は、12.6重量%(4.9重量%のジクロロメ
タン、5.5重量%のクロロフルオロメタン及び1.7重量
%のジフルオロメタンを含む)であった。スクラバーか
ら排出されるガス流は、平均で、75〜80モル%のジフル
オロメタン、20〜25モル%のクロロフルオロメタン及び
2モル%未満のジクロロメタンを含んでいた。全体で、
使用したジフルオロメタンの99%は、その78%がジフル
オロメタンに、22%がクロロフルオロメタンに転化され
た。他の生成物は検出されなかった。1時間で触媒1モ
ル当たり、0.3モルの平均ジフルオロメタン生産率が得
られた。試験の間、触媒の失活は見られなかった。200
時間の反応終了時、ジフルオロメタン生産率は、依然と
して、1時間で触媒1モル当たり少なくとも0.3モルで
あった。更に、反応器の腐食は見られなかった。
【0011】実施例2(比較) 150 gのフッ化水素、53gの四塩化錫及び100 gのジク
ロロメタンからなる、反応器における初期液状媒体を用
いて、実施例1の試験を繰り返した。12時間、115 ℃、
約24.0(23.5バール)の圧力下での反応後、反応器中の
液状媒体における無機フラクションの含量は、約61.9重
量%であり、有機フラクションの含量は、約30.9重量%
(20.3重量%のジクロロメタン、10.5重量%のクロロフ
ルオロメタン及び0.1 重量%のジフルオロメタンを含
む)であった。中和後、冷却器から排出されるガス流
は、平均で、76モル%のジフルオロメタン、22モル%の
クロロフルオロメタン及び2モル%のジクロロメタンを
含んでいた。1時間で1モルの触媒あたり、0.375 モル
の平均ジフルオロメタン生産率が、30時間で得られた。
この期間後、触媒活性が、急速に低下し、ジフルオロメ
タン生産率の急速な低下が生じ、40時間後には、ジフル
オロメタン生産率は実質的に0であった。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機フラクション及び有機フラクション
    を含む液状媒体におけるジクロロメタンとフッ化水素と
    の反応によるジフルオロメタンの連続製造の方法であっ
    て、液状媒体における該有機フラクションの重量での含
    量が、無機及び有機フラクションの合計の25%以下に維
    持され、かつ液状媒体におけるジクロロメタンの重量で
    の含量が、無機及び有機フラクションの合計の10%以下
    に維持されていることを特徴とする該方法。
  2. 【請求項2】 液状媒体における有機フラクションの重
    量での含量が、無機及び有機フラクションの合計の1〜
    20%である請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 液状媒体における有機フラクションの重
    量での含量が、無機及び有機フラクションの合計の2.5
    〜15%である請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 液状媒体におけるジクロロメタンの重量
    での含量が、無機及び有機フラクションの合計の0.05〜
    8%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 液状媒体におけるフッ化水素の重量での
    含量が、無機及び有機フラクションの合計の5〜90%で
    ある請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 液状媒体におけるフッ化水素化触媒の重
    量での含量が、無機及び有機フラクションの合計の8〜
    90%である請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 触媒が、チタン、錫及びアンチモンの誘
    導体から選択される請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 液状媒体における触媒のジクロロメタン
    に対するモル比が、1〜1000である請求項6又は7に記
    載の方法。
  9. 【請求項9】 液状媒体における触媒のフッ化水素に対
    するモル比が0.01〜1.2である請求項6〜8のいずれか
    1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 反応が、75〜160 ℃の温度、約2.04〜約
    51.0kg/cm2(2〜50バール)の圧力で行われる請求項1
    〜9のいずれか1項に記載の方法。
JP9250310A 1996-09-16 1997-09-16 ジフルオロメタンの製造方法 Pending JPH10101596A (ja)

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