[go: up one dir, main page]

RU2117652C1 - Method of preparing tetrafluoromethane - Google Patents

Method of preparing tetrafluoromethane Download PDF

Info

Publication number
RU2117652C1
RU2117652C1 RU97105150/04A RU97105150A RU2117652C1 RU 2117652 C1 RU2117652 C1 RU 2117652C1 RU 97105150/04 A RU97105150/04 A RU 97105150/04A RU 97105150 A RU97105150 A RU 97105150A RU 2117652 C1 RU2117652 C1 RU 2117652C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluorine
carbon
temperature
combustible gas
tetrafluoromethane
Prior art date
Application number
RU97105150/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97105150A (en
Inventor
А.С. Кузнецов
Д.С. Пашкевич
Д.А. Мухортов
В.Б. Петров
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Астор"
Закрытое акционерное общество "Химтэк Инжиниринг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "Астор", Закрытое акционерное общество "Химтэк Инжиниринг" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Астор"
Priority to RU97105150/04A priority Critical patent/RU2117652C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2117652C1 publication Critical patent/RU2117652C1/en
Publication of RU97105150A publication Critical patent/RU97105150A/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: synthesis of tetrafluoromethane from carbon and fluorine. SUBSTANCE: in order to obtain tetrahydromethane, carbon containing stock is reacted with fluorine at temperature from 700 to 1200 C. Temperature is created and maintained by directing gas to reaction zone. Gas self inflames when in contact with fluorine. EFFECT: increased yield of the final product. 4 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области органической химии, точнее - к получению алифатических фторсодержащих соединений, а именно к получению тетрафторметана из элементов - углерода и фтора. Тетрафторметан используется в качестве растворителя, пенообразователя в процессах получения пенопластов, и т.п. The invention relates to the field of organic chemistry, more precisely, to the production of aliphatic fluorine-containing compounds, namely to the production of tetrafluoromethane from elements - carbon and fluorine. Tetrafluoromethane is used as a solvent, a foaming agent in the processes of producing foams, etc.

Известны способы получения фторметанов из хлорсодержащих соединений. Их получают в результате взаимодействия, проводимого в жидкой или паровой фазе, в безводных условиях при температуре от 0 до 185o Цельсия из четыреххлористого углерода в присутствии пентахлорида тантала [Патент РФ 2041191, оп. 09.08.95].Known methods for producing fluoromethanes from chlorine-containing compounds. They are obtained as a result of interaction carried out in a liquid or vapor phase, in anhydrous conditions at a temperature of from 0 to 185 o Celsius of carbon tetrachloride in the presence of tantalum pentachloride [RF Patent 2041191, op. 08/09/95].

Низшие алифатические фторуглероды получают также из замещенных фторуглеводородов взаимодействием с фтористым водородом в присутствии катализатора - оксида хрома Cr2O3 [Пат. РФ 2039033, оп. 10.07.95].Lower aliphatic fluorocarbons are also obtained from substituted fluorocarbons by interaction with hydrogen fluoride in the presence of a catalyst - chromium oxide Cr 2 O 3 [US Pat. RF 2039033, op. 07/10/95].

Недостатками этих способов является необходимость использования специально синтезированного исходного сырья и применение катализаторов. Кроме того, аппаратурное оформление таких процессов обычно сложно и громоздко. The disadvantages of these methods is the need to use specially synthesized feedstock and the use of catalysts. In addition, the hardware design of such processes is usually complicated and cumbersome.

Известны также способы фторирования тетрахлорметана фторидами брома, кобальта, свинца и серебра, однако они имеют ограниченное применение из-за использования дорогостоящих фторирующих агентов. Methods are also known for fluorinating tetrachloromethane with bromine, cobalt, lead and silver fluorides, but they are of limited use due to the use of expensive fluorinating agents.

Описаны способы синтеза тетрафторметана из фтора и углерода, в который вводятся различные добавки, например, хлорид ртути HgCl2 и т.п. Например, в способе фторирования активного угля вводится добавка HgCl2 в количестве 5%, при этом содержание ТФМ в продуктах реакции составляет до 54%, а в составе примесей - 13% гексафторэтана и 33% высших фторуглеводородов [Пат. США 3377391, оп. 09.04.68] . Такая смесь должна быть подвергнута разделению и очистке. Известны также способы фторирования углерода в виде углей элементарным фтором, проводимые в реакторах различного типа, причем взаимодействие проходит при температуре 250 - 600oC. В этих процессах целевым продуктом является твердое вещество - монофторид углерода [Пат. США 3929920, оп. 30.12.75 г., пат. США 4447663, оп. 08.05.84 г.].Methods for the synthesis of tetrafluoromethane from fluorine and carbon, into which various additives are introduced, for example, mercury chloride HgCl 2 and the like, are described. For example, in the method of fluorination of activated carbon, HgCl 2 is added in an amount of 5%, while the TFM content in the reaction products is up to 54%, and 13% of hexafluoroethane and 33% of higher fluorocarbons in the impurities [Pat. US 3377391, op. 04/09/68]. Such a mixture should be subjected to separation and purification. There are also known methods of fluoridation of carbon in the form of coals by elemental fluorine, carried out in reactors of various types, and the interaction takes place at a temperature of 250 - 600 o C. In these processes, the target product is a solid substance - carbon monofluoride [Pat. US 3929920, op. 12/30/75, pat. US 4447663, op. 05/08/84].

Прототипом данного изобретения является способ, по которому фторирование углерода (уголь, графит, кокс) проводится фтором, который разбавлен инертным газом. Взаимодействие осуществляется при температуре 190 - 500oC. Процесс проводится в псевдоожиженном слое угля в реакторе, изготовленном из монельметалла. В результате получают смесь, состоящую из фторуглеродов [Пат. США 2770660, оп. 13.11.56 г.].A prototype of this invention is a method in which fluorination of carbon (coal, graphite, coke) is carried out by fluorine, which is diluted with an inert gas. The interaction is carried out at a temperature of 190 - 500 o C. The process is carried out in a fluidized bed of coal in a reactor made of monelmetal. The result is a mixture consisting of fluorocarbons [US Pat. U.S. 2,770,660, op. November 13, 56].

Задачей, стоящей перед авторами данного изобретения, была разработка способа синтеза тетрафторметана из углерода и фтора, позволяющего получать целевой продукт с высоким выходом. The challenge facing the authors of this invention was to develop a method for the synthesis of tetrafluoromethane from carbon and fluorine, which allows to obtain the target product in high yield.

Сущность изобретения состоит в том, что углерод в виде различных сортов угля подвергают взаимодействию с фтором при высоких температурах - в интервале 700 - 120oC. При этом в течение первых 5 - 15 мин в начале запуска процесса, а также при снижении температуры ниже 700oC в реактор одновременно со фтором вводится горючий газ, который в атмосфере фтора самовоспламеняется. Вследствие воспламенения в течение указанного периода времени в слое угля формируется высокотемпературная зона, в которой при температуре выше 700oC происходит образование продуктов фторирования с высоким содержанием ТФМ - не менее 99%. В результате проведенных экспериментов установлено, что без использования приема предварительной подачи горючего газа требуется значительное время для выхода процесса на требуемый режим, причем в этот период происходит образование и накопление в реакторе полифторида углерода (CF)n, который затем разлагается с образованием смеси фторуглеродов, "загрязняющих" целевой продукт. В качестве горючего газа могут быть использованы метан, этан, пропан, этилен, природная смесь этих газов, а также водород.The essence of the invention lies in the fact that carbon in the form of various types of coal is subjected to interaction with fluorine at high temperatures in the range of 700 - 120 o C. Moreover, during the first 5 to 15 minutes at the start of the process, as well as when the temperature drops below 700 o C, a combustible gas is introduced into the reactor simultaneously with fluorine, which self-ignites in the fluorine atmosphere. Due to ignition over a specified period of time, a high-temperature zone is formed in the coal layer, in which, at temperatures above 700 o C, fluorination products with a high TFM content of at least 99% are formed. As a result of the experiments, it was found that without the use of a preliminary supply of combustible gas, considerable time is required for the process to reach the desired mode, and during this period the formation and accumulation of carbon polyfluoride (CF) n in the reactor occurs, which then decomposes to form a mixture of fluorocarbons, " polluting 'target product. Methane, ethane, propane, ethylene, a natural mixture of these gases, and also hydrogen can be used as combustible gas.

Практическое осуществление способа состоит в следующем:
В вертикальный реактор засыпается углеродсодержащее сырье. Таким сырьем может быть уголь различных марок, электродный графит. По мере расходования сырье может вводиться дополнительно. Через штуцер, расположенный в нижней части реактора, начинают подавать фтор и одновременно через находящийся рядом штуцер вводят горючий газ, который практически мгновенно при контакте с фтором воспламеняется. Уже через 5 - 7 мин в месте их контакта образуется устойчивая зона, где температура достигает 700 - 1200oC. В этой зоне происходит взаимодействие углерода и фтора с образованием тетрафторметана, содержание которого составляет 95% и выше.
The practical implementation of the method is as follows:
Carbonaceous feed is poured into the vertical reactor. Such raw materials can be coal of various grades, electrode graphite. As the consumption of raw materials can be introduced additionally. Fluorine is introduced through a nozzle located in the lower part of the reactor, and simultaneously a combustible gas is introduced through a nozzle nearby, which ignites almost instantly upon contact with fluorine. After only 5 - 7 minutes, a stable zone forms at their contact point, where the temperature reaches 700 - 1200 o C. In this zone, carbon and fluorine react with the formation of tetrafluoromethane, the content of which is 95% and higher.

Через 5 - 7 мин, максимум через 15 мин, проанализировав состав выходящих газов методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и получив удовлетворительные результаты, подачу горючего газа прекращают, а фтор продолжают подавать непрерывно. Если через какое-то время температура начинает снижаться, что сразу же скажется на составе продуктовой смеси, введение горючего газа возобновляют. After 5-7 minutes, after a maximum of 15 minutes, analyzing the composition of the outgoing gases by gas-liquid chromatography (GLC) and obtaining satisfactory results, the flow of combustible gas is stopped, and fluorine is continued to be supplied continuously. If after some time the temperature begins to decrease, which will immediately affect the composition of the product mixture, the introduction of combustible gas is resumed.

Скорость подачи фтора зависит от производительности реактора. Соотношение фтора и горючего газа при их одновременной подаче - близкое к стехиометрическому. The fluorine feed rate depends on the performance of the reactor. The ratio of fluorine and combustible gas when they are simultaneously supplied is close to stoichiometric.

Таким образом, существенным отличием данного изобретения от прототипа являются:
- проведение процесса фторирования при температуре, превышающей 700oC, с быстрым достижением высокой температуры и при устойчивом режиме процесса,
- введение горючего газа для создания и поддержания высокотемпературного режима синтеза.
Thus, a significant difference of this invention from the prototype are:
- carrying out the fluorination process at a temperature exceeding 700 o C, with the rapid achievement of high temperature and in a stable process,
- the introduction of combustible gas to create and maintain a high-temperature synthesis mode.

Способ осуществляется в простом по конструкции реакторе и обеспечивает высокий и стабильный выход целевого продукта. The method is carried out in a simple reactor design and provides a high and stable yield of the target product.

Состав горючего газа практически не влияет на результаты и время достижения необходимой температуры. Испытания на разных сортах угля дали аналогичные результаты. The composition of the combustible gas practically does not affect the results and time to reach the required temperature. Tests on different grades of coal gave similar results.

Пример 1. Example 1

Реактор заполняют углем марки БАУ. Подачу фтора и горючего газа, представляющего собой природную смесь газов (пропан-бутан), начинают одновременно. Через определенные промежутки времени, например, через 5 мин после начала подачи газов, проводят анализ продуктов с помощью ГЖХ. The reactor is filled with coal grade BAU. The supply of fluorine and combustible gas, which is a natural mixture of gases (propane-butane), begins simultaneously. At certain intervals, for example, 5 minutes after the start of the gas supply, the products are analyzed using GLC.

Установив, что содержание ТФМ достигло 95%, подачу горючего газа прекращают и продолжают подавать только фтор. Having established that the TFM content has reached 95%, the supply of combustible gas is stopped and only fluorine continues to be supplied.

При устойчивой работе выход целевого продукта в течение 3 ч составлял 95 - 99,6%. With stable operation, the yield of the target product for 3 hours was 95 - 99.6%.

Пример 2. Example 2

Процесс проводят аналогично примеру 1, но в качестве сырья взята смесь графита и угля марки БАУ. В качестве горючего газа использовали этан. Содержание ТФМ в смеси газов, выходящих из реактора, достигло 99,2% через 6 мин, после чего подачу горючего газа прекратили, а фтор продолжали вводить в прежнем режиме. Через некоторое время (12 ч), после того, как было отмечено снижение содержания ТФМ в составе продуктов, подачу горючего газа возобновили, в результате чего процесс снова вышел на нужный режим. The process is carried out analogously to example 1, but a mixture of graphite and coal grade BAU is taken as raw material. Ethane was used as a combustible gas. The TFM content in the mixture of gases leaving the reactor reached 99.2% after 6 minutes, after which the supply of combustible gas was stopped and fluorine continued to be introduced in the previous mode. After a while (12 h), after a decrease in the TFM content in the composition of the products was noted, the supply of combustible gas was resumed, as a result of which the process returned to the desired mode.

Пример 3. Example 3

Реактор заполняют электродным графитом. Подачу фтора и горючего газа (водорода) начинают одновременно. Через 5 мин содержание ТФМ в продуктах реакции превысило 99%, после чего подачу водорода прекратили, а фтор продолжали подавать в прежнем режиме. The reactor is filled with electrode graphite. The supply of fluorine and combustible gas (hydrogen) is started simultaneously. After 5 min, the TFM content in the reaction products exceeded 99%, after which the hydrogen supply was stopped, and the fluorine continued to be supplied in the previous mode.

Пример 4 (сопоставительный)
В реактор, заполненный углем марки БАУ, подают фтор без горючего газа. Результаты ГЖХ показывают, что содержание ТФМ достигает 90% только через 3 - 5 ч после начала синтеза.
Example 4 (comparative)
Fluorine without combustible gas is fed to a reactor filled with BAU brand coal. GLC results show that the TFM content reaches 90% only 3–5 hours after the start of synthesis.

Были проведены испытания с целью выяснения влияния состава сырья, температуры процесса и использования горючего газа. Tests were conducted to determine the effect of the composition of the feed, process temperature and the use of combustible gas.

Результаты экспериментов представлены в таблицах 1 - 2. The experimental results are presented in tables 1 - 2.

Claims (1)

Способ получения тетрафторметана из углерода и фтора, отличающийся тем, что взаимодействие углерода и фтора проводят при 700 - 1200oC, которую создают и поддерживают, подавая в зону реакции газ, самовоспламеняющийся при контакте с фтором.A method of producing tetrafluoromethane from carbon and fluorine, characterized in that the interaction of carbon and fluorine is carried out at 700 - 1200 o C, which is created and maintained by supplying a gas self-igniting in contact with fluorine to the reaction zone.
RU97105150/04A 1997-04-02 1997-04-02 Method of preparing tetrafluoromethane RU2117652C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97105150/04A RU2117652C1 (en) 1997-04-02 1997-04-02 Method of preparing tetrafluoromethane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97105150/04A RU2117652C1 (en) 1997-04-02 1997-04-02 Method of preparing tetrafluoromethane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2117652C1 true RU2117652C1 (en) 1998-08-20
RU97105150A RU97105150A (en) 1998-12-20

Family

ID=20191469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97105150/04A RU2117652C1 (en) 1997-04-02 1997-04-02 Method of preparing tetrafluoromethane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2117652C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155743C1 (en) * 1999-09-01 2000-09-10 Аозт Астор Method of production of tetrafluoromethane
RU2181351C1 (en) * 2001-04-24 2002-04-20 Открытое акционерное общество "Галоген" Tetrafluoromethane production process
RU2183615C1 (en) * 2001-08-22 2002-06-20 Зао "Астор - Электроникс" Method of synthesis of perfluorocarbons
RU2211210C1 (en) * 2002-04-22 2003-08-27 ФГУП "Ангарский электролизный химический комбинат" Method for preparing tetrafluoromethane and device for its realization

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US277060A (en) * 1883-05-08 peickett
US3377391A (en) * 1965-10-20 1968-04-09 Pennsalt Cemicals Corp High temperature, short-contacttime pyrolysis of chlorotrifluoromethane
US3929920A (en) * 1973-05-31 1975-12-30 Daikin Ind Ltd Process for continuous fluorination of carbon
US4447663A (en) * 1979-03-30 1984-05-08 Daikin Kogyo Co., Ltd. Process for continuous fluorination of carbon
RU2039033C1 (en) * 1991-05-23 1995-07-09 Дайкин Индастриз Лтд Process for fluorination of lower aliphatic fluorohydrocarbone

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US277060A (en) * 1883-05-08 peickett
US3377391A (en) * 1965-10-20 1968-04-09 Pennsalt Cemicals Corp High temperature, short-contacttime pyrolysis of chlorotrifluoromethane
US3929920A (en) * 1973-05-31 1975-12-30 Daikin Ind Ltd Process for continuous fluorination of carbon
US4447663A (en) * 1979-03-30 1984-05-08 Daikin Kogyo Co., Ltd. Process for continuous fluorination of carbon
RU2039033C1 (en) * 1991-05-23 1995-07-09 Дайкин Индастриз Лтд Process for fluorination of lower aliphatic fluorohydrocarbone

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155743C1 (en) * 1999-09-01 2000-09-10 Аозт Астор Method of production of tetrafluoromethane
RU2181351C1 (en) * 2001-04-24 2002-04-20 Открытое акционерное общество "Галоген" Tetrafluoromethane production process
RU2183615C1 (en) * 2001-08-22 2002-06-20 Зао "Астор - Электроникс" Method of synthesis of perfluorocarbons
RU2211210C1 (en) * 2002-04-22 2003-08-27 ФГУП "Ангарский электролизный химический комбинат" Method for preparing tetrafluoromethane and device for its realization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2395618C (en) New process for the preparation of 1,1,1-trifluoro-2,2-dichloroethane
RU2007380C1 (en) Method of 1,1,1-trifluorodichloroethane and 1,1,1,2-tetrafluorochloroethane synthesis
US5036036A (en) Chromium oxide catalyst composition
EP0657408B1 (en) Fluorination in the vapour phase using crystallized catalysts
US5334787A (en) Process for the manufacture of pentafluoroethane
US5099084A (en) Process for the chlorination of methane
FR2701943A1 (en) Purification of pentafluoroethane.
JP4378779B2 (en) Method for producing fluorine-containing ethane
US5399549A (en) Process for the manufacture of pentafluoroethane
CA2180283C (en) Process for synthesizing difluoromethane
JP2947158B2 (en) Production of hexafluoroethane
RU2117652C1 (en) Method of preparing tetrafluoromethane
KR100502996B1 (en) Production and use of octafluoropropane
CA2113511C (en) Process for the production of 1,1,1,2-tetrafluoro-2-chloroethane and of pentafluoroethane
KR100346286B1 (en) Synthesis of difluoromethane
EP1133354A1 (en) Hydrofluorination catalyst and method
EP1130010B1 (en) Process for the preparation of 1,1,1-trifluoro-2,2-dichloroethane
JP3681503B2 (en) Process for the production of difluoromethane
FR2713634A1 (en) Catalytic fluorination of halogenated hydrocarbons in the gas phase.
CA2209968C (en) Synthesis of 1,1,1-trichloroethane by fluorination of 1-chloro-1,1-difluoroethane
KR20070002001A (en) Method for preparing 1,1,1,2-tetrafluoroethane and / or pentafluoroethane and uses thereof
KR100283711B1 (en) Method for preparing hexafluoroethane
RU2149831C1 (en) Method of synthesis of carbon fluoride
FR2695123A1 (en) Process for the preparation of fluorinated ethane compounds
KR20090020608A (en) Pentafluoroethane Production Method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050403