JP5430567B2 - 1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法 - Google Patents
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Description
前記反応生成物を単一または複数の蒸留塔に導入して蒸留することにより、前記反応生成物から前記水素含有化合物を分離し、精製された1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを得る工程(2)と
を含み、前記蒸留塔の少なくとも1つが理論段数15段以上の蒸留塔であることを特徴とする1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。
前記工程(2)が、前記反応生成物を前記第一蒸留塔に導入して蒸留することにより、前記反応生成物から前記水素含有化合物を分離し、前記第一蒸留塔の塔頂より主として1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを含む留出分を得る工程(2a)と、前記留出分を前記第二蒸留塔に導入して蒸留することにより、前記第二蒸留塔の塔底より精製された1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを得る工程(2b)とを含む
ことを特徴とする項[1]に記載の1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。
上記工程(1)において出発原料として使用される1,2,3,4−テトラクロロブタンは、例えば、下記反応式に示すように、工業的に生産されているクロロプレンゴムの製造段階で副生成物として得られる。
CH2=CH−CH=CH2+2Cl2 → CH2Cl−CHCl−CHCl−CH2Cl (II)
上記式(I)はクロロプレンゴムを製造する際の主反応を示す式であり、上記式(II)は式(I)で示す反応が進行する際に同時に進行する副反応の例を示す式である。従来、クロロプレンゴムを製造する際には、式(II)で示すような副反応により生成していた1,2,3,4−テトラクロロブタンは、他の副生物(塩素化物)と共に焼却処理等により無害化されて廃棄されている。
上記1,2,3,4−テトラクロロブタンを出発原料として使用する場合、純度は95質量%以上であることが好ましく、98質量%以上であることがより好ましい。また、1,2,3,4−テトラクロロブタンには、光学異性体であるdl体とメソ体が存在する。dl体は融点(mp)が0℃以下、沸点(bp)が約213℃であり、室温では液体であるのに対して、メソ体は融点が約73℃、沸点が約213℃であり、室温では白色の固体である。そのため、この特性の差を利用して両者を分離することが可能である。
テトラクロロテトラフルオロブタン(C4H2Cl4F4)、テトラクロロペンタフルオロブタン(C4HCl4F5)、ペンタクロロテトラフルオロブタン(C4HCl5F4)、トリクロロペンタフルオロブタン(C4H2Cl3F5)、トリクロロヘキサフルオロブタン(C4HCl3F6)等の水素含有化合物類、
ペンタクロロペンタフルオロブタン(C4Cl5F5)、トリクロロへプタフルオロブタン(C4Cl3F7)等のクロロフルオロカーボン類などが含まれる。
上記工程(2)では、上記工程(1)で得られた反応生成物(粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタン)を蒸留塔に導入して蒸留することにより、該反応生成物から上記水素含有化合物を含む不純物を分離し、精製された1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを得る。
工業的に生産されている1,3−ブタジエンの塩素化反応を行い、3,4−ジクロロブテン−1を得た。この3,4−ジクロロブテン−1を無溶媒下で塩素ガスにより塩素化反応を行い、得られた混合物を蒸留により分離精製を行って1,2,3,4−テトラクロロブタンを得た。これをガスクロマトグラフィ−で分析したところ、純度は99.5質量%であり、dl体/メソ体の割合は約49/51であった。
<工程(1)>
内容積10LのSUS304製(テフロン(登録商標)ライニング)反応器中に、溶媒としてテトラクロロメタン3800gを入れ、該溶媒にフッ化水素200gを溶解させ、これに上記製造例で得られた1,2,3,4−テトラクロロブタン1000gを仕込んだ。窒素ガスを圧力1.0MPaで導入して漏れテストを行った後、窒素パージを行い、撹拌しながら温度を35℃に保った。次いで、反応器内に装着されたガス導入管より液相部に、窒素ガスで希釈された50容量%フッ素ガスを圧力0.2MPa、1000ml/minで連続的に供給しながら反応を開始した。反応開始から約32時間後、反応器の排出ガス中のフッ素濃度が約49%となり、フッ素ガスがほとんど消費されなくなったところで、フッ素ガスの供給を停止して反応を終了した。溶媒を留去して得られた生成物である粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンをガスクロマトグラフィ−で分析した。分析結果を下記表1に示す。
前記工程(1)で得られた粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを下記の条件および操作で蒸留操作を実施した。塔頂から得られた1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンをガスクロマトグラフィ−で分析した結果を下記表2に示す。
(蒸留条件および操作)
蒸留スケ−ル:粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタン仕込み量 400g
蒸留塔 :精密蒸留装置(桐山製作所製) 充填塔 16mmφ×500mm
充填物 :ヘリパック No.2(東京特殊金網製) 約100ml
理論段数 :15段
操作条件 :圧力 4kPa;油浴温度 102〜142℃;還流比 20
参考例1の工程(1)で得られた粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを下記の条件および操作で蒸留操作を実施した。塔頂から得られた1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンをガスクロマトグラフィ−で分析した結果を下記表3に示す。
(蒸留条件および操作)
蒸留スケ−ル:粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタン仕込み量 400g
蒸留塔 :精密蒸留装置(桐山製作所製) 充填塔 16mmφ×835mm
充填物 :ヘリパック No.2(東京特殊金網製) 約167ml
理論段数 :25段
操作条件 :圧力 4kPa;油浴温度 102〜142℃;還流比 20
参考例1の工程(1)で得られた粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタン400gを、第一蒸留塔として参考例1の理論段数15段の蒸留塔を用い、さらに第一蒸留塔の塔頂から得られた1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを含むガスを第二蒸留塔に導入し、第二蒸留塔として参考例2の理論段数25段の蒸留塔を用いて、同様の蒸留条件等で蒸留を行った(合計理論段数40段)。第二蒸留塔の塔底から得られた1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを含む留出分をガスクロマトグラフィ−で分析した結果を下記表4に示す。
参考例1の工程(1)で得られた粗1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを下記の条件および操作で蒸留操作を実施した。塔頂から得られた1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンをガスクロマトグラフィ−で分析した結果を下記表5に示す。
(蒸留条件および操作)
蒸留スケ−ル:粗1,2,3,4-テトラクロロヘキサフルオロブタン仕込み量 400g
蒸留塔 :精密蒸留装置(桐山製作所) 充填塔 16mmφ×500mm
充填物 :ヘリパック NO.2(東京特殊金網製) 約66ml
理論段数 :10段
操作条件 :圧力 4kPa 油浴温度 102〜142℃;還流比20
Claims (5)
- 1,2,3,4−テトラクロロブタンとフッ素ガスとを反応させることにより、1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンおよび不純物である水素含有化合物を含む反応生成物を得る工程(1)と、
前記反応生成物を複数の蒸留塔に導入して蒸留することにより、前記反応生成物から前記水素含有化合物を分離し、精製された1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを得る工程(2)と
を含み、
前記蒸留塔が、理論段数が15段以上の第一蒸留塔と、理論段数が25段以上の第二蒸留塔とを含み、かつ、
前記工程(2)が、前記反応生成物を前記第一蒸留塔に導入して蒸留することにより、前記反応生成物から前記水素含有化合物を分離し、前記第一蒸留塔の塔頂より主として1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを含む留出分を得る工程(2a)と、前記留出分を前記第二蒸留塔に導入して蒸留することにより、前記第二蒸留塔の塔底より精製された1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンを得る工程(2b)とを含む
ことを特徴とする1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。 - 前記水素含有化合物の少なくとも1種が、1,2,3,4−テトラクロロトリフルオロブタン、1,2,3,4−テトラクロロテトラフルオロブタンまたは1,2,3,4−テトラクロロペンタフルオロブタンであることを特徴とする請求項1に記載の1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。
- 前記工程(1)で得られる反応生成物中に含まれる1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの濃度が80質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載の1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。
- 前記工程(1)で得られる反応生成物中に含まれる水素含有化合物の濃度が7.0質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。
- 前記工程(2b)で精製された1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの純度が99.99質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載の1,2,3,4−テトラクロロヘキサフルオロブタンの製造方法。
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