Способ получения дифторхлорметана

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФТОРХЛОРМЕТАНА путем обработки хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора - пентахлорида сурьмы, предварительно растворенного в исходном реагенте, при температуре 60 110 С и давлении 7-13 атм, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повьппения его производительности, используют пентахлорид сурьмы, предварительно растворенньм в хлороформе в концентрации 20-30 об.%, и процесс ведет путем барботирования фтористого водорода через реакционную массу в присутствии хлора, вводимого в количестве 0,05-0,2% от массы хлороформа.

, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) С 07 С 19/08 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i ч \.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3616790/23-04 (22) 08.07.83 (46) 15.05.86 Бюл. ¹ 18 (72) Л.М.Боровнев, А.H.Ãoëóáåâ, Н.С.Верешагина, А.И.Масляков, И.M.Óòкина, В.А.Царев и А.Н.Пугин (53) 547.4 12. 137.23.07(088.8) (56) 1. Posta А., Hudlicky Y.

Rcakce ч bezvodem Fluorovodiku, Chem Listy, 1957, ъ.51, ¹- 5, р. 976-978.

2. Патент Японии № 54-46703, кл. 12В211, опублик. 1979. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФТОРХЛОРМЕТАНА путем обработки хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора — пентахлорида сурьмы, предварительно растворенного в исходном реагенте, при температуре 60—

110 С и давлении 7-13 атм, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его производительности, используют пентахлорид сурьмы, предварительно растворенный в хлороформе в концентрации

20-30 об.Х, и процесс ведет путем барботирования фтористого водорода через реакционную массу в присутствии хлора, вводимого в количестве

0,05-0,27 от массы хлороформа.

1 1

Изобретение относится к способу получения дифтерхлорметана, используемого под названием "хладон-22" в качестве хладагента и как сырье для получения фторсодержащих полимеров.

Известен способ получения дифторхлорметана (ДФХМ) путем обработки хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора-пентахлорида сурьмы. Процесс ведут при температуре

53-85 С, давлении 19,5-39 атм и концентрации катализатора 12,7-22,7 об.% .

Недостатком известного способа является низкий (53-66%) выход ДФХМ и низкая производительность оборудования. Выход ДФХИ на 1 м реакционэ ной массы составляет от 0,19 до

0,82 кмоль/ч.

Наиболее близким к данному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения

ДФХИ путем обработки хлороформа фтористым водородом в присутствии .катализатора — смеси пентахлорида и трихлорида сурьмы, взятых в соотношении

1:0,05-0,8, при температуре 40-120 С и давлении 7-13 атм. Катализатор предварительно растворяют в жидком фтористом водороде, и обработку хлороформа проводят путем подачи в полученный раствор жидких фтористого водорода и хлороформа. Концентрация катализатора в реакционной массе составляет 60-80 об.%. Способ обеспечи вает выход целевого продукта в пределах 79,6-98,6%.

Недостатками известного способа являются большая коррозия, что усложняет процесс в целом и низкая производительность процесса. Коррозия оборудования обусловлена высокой активностью, используемой в известном способе смеси катализатора с фтористым водородом. Специально проведенные сравнительные опыты показали, что скорость коррозии стали 12Х18Н107 в присутствии такой смеси, содержащей

30-80 об.% катализатора, составляет

20-32 г/м ч. Производительность обо1 рудования в известном способе составляет 1,09-2,08 кмоль/ч на 1 м реакционной массы.

Цель изобретения — упрощение процесса, в частности уменьшение коррозии и повышение его производитель150919 2

10

40 ности

Цель достигается способом подучения ДФХМ путем обработки хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора — пентахлорида сурьмы, предварительно растворенного в хлороформе при 60-110 С идавлении 7-13 атм, причем концентрация катализатора составляет 20-30 об.%, обработку хлороформа фтористым водородом ведут путем барботирования фтористого водорода через реакционную массу, и процесс проводят в присутствии хлора, вводимого в количестве 0,05-0,2% от массы хлороформа.

Отличительными признаками изобретения являются использование пентахлорида сурьмы, предварительно растворенного в хлороформе, в концентрации 20-30 об.%, барботирование фтористого водорода через реакционную массу, проведение процесса в присутствии хлора, вводимого в количестве

0,05-0,2% от массы хлороформа.

Использование в качестве катализатора пентахлорида сурьмы, предварительно растворенного в хлороформе, при относительно низкой (20-30%) его концентрации, и барботирование фтористого водорода вместе его ввода в жидком виде препятствуют возникновению обладающих высокой коррозионной активностью смесей катализатора с фтористым водородом. В то же время введение хлора препятствует переходу катализатора в менее активные галогениды трехвалентной сурьмы и, таким образом, препятствует повышению производительности оборудования. В целом использованная новая совокупность технических приемов позволяет повысить производительность оборудования при одновременном снижении коррозии. Испытания, проводившиеся в течение 5 месяцев в реакторе из стали

12Х18Н10Т, показали, что скорость коррозии составляет в среднем

0,03 г/м ч.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-7. Сравнительный пример 8 показывает нецелесообразность уменьшения концентрации катализатора, так как при этом падает степень использования фтористого водорода. Увеличение концентрации катализатора свыше

30% вызывает коррозию оборудования и поэтому нецелесообразно. Сравнительные примеры 9 и 10 показывают оптимальность выбора концентраций хлора.

Уменьшение содержания хлора (пример 9) приводит к падению выхода продукта, увеличение (пример 10) — к

Производительность, э кмоль/ч-м

Содержание хлора в газообразном продукте, об.Х

Содержание

Выход

ДФХИ, Ж

ИассоДавлеТемпеКонцентрация катали-.

Пример, В все ние, атм ратуо ра, С хлора к хлороформу» Х соотношение фтористый водород/

/хлороформ затора, об.Ж

76 8,8 0,32

75 8,8 0,26

018 950 21

018 941 25

0,18 96,5 2,2

27 60-67 7-8,8 0,35 . 0,11 93,5 2,6

78 8,8 0,30

24,9

0,05 83,8 3,0

010 847 30

0,08

0,10

3 1150 загрязнению продуктов хлором и не роизводительному расходу последнего.

Пример 1 — 10. Обработку хлороформа фтористым водородом осуществляют в промышленном реакторе емкось тью 6 м из хромоникелевой стали марки 12Х18Н10Т. Реактор оборудован двумя последовательно установленными обратными холодильниками, охлаждаемыми рассолом с температурой минус 10 о

15 С. Установка снабжена манометром и термометрами для замера температуры в жидкой фазе реактора и в газовой фазе после второго холодильника.

В реактор предварительно загружают в заданном соотношении хлороформ и катализатор — пятихлористую сурьму.

Содержимое реактора нагревают до 60о

110 С, при этом катализатор растворяется в хлороформе. В полученный раствор непрерывно из расходной емкости подают газообразный фтористый водород, барботируя его через слой раствора со скоростью 340-700 кг/ч. Одновременно в реакционную массу добав- ляют хлорофом со скоростью 1280—

2500 кг/ч. Скорость подачи хлороформа выбирают таким образом, чтобы поддерживать постоянный уровень реакционной массы в реакторе и тем самым постоянную концентрацию катализатора в реакционной массе. Кроме тога, через слой реакционной массы дополнительно барботируют газообразный хлор со скоростью 1,27-2,22 кг/ч.

20 105 — 110 10,5-13 0,33

24,9 76 8,6 0,30

919 4

По достижении в реакторе давления

7-13 абс.атм. начинают отбор продуктов реакции после второго холодильника путем редуцирования газообраз- ° ных продуктов до атмосферного давления. Температуру газов после второго холодильника поддерживают в пределах а от О до -5 С, регулируя подачу холодильного рассола. Отобранные продукты обрабатывают:последовательно концентрированной соляной кислотой для извлечения непрореагировавшего фтористого водорода, затем водой и водным раствором карбоната натрия. Ней-. трализованные газы подвергают двуступенчатому компримированию, осушке охлажденным раствором хлористого кальция и конденсируют. Сконденсированный сырец анализируют. Многоступенчатой ректификацией as сырца выделяют целевой продукт и недофторироваиный продукт — фтордихлорметаш. Последний используют как сырье, добавляя к исходному хлороформу.

Конкретные условия проведения опы.тов и результаты этих опытов пред-.. ставлены в таблице.

Из таблицы видно, что способ получения ДФЗР в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает повышение производительности оборудования при одновременном уменьшении коррозии и сохранении высокого (83-96,5X) выхода ДФХИ.

1150919 б

Продолжение таблицы

5 6

25,0

0,30

0,18

11,3

0,34

24,9

0,31

0,06

0,29

25,0

0,86

П р и м е ч а н и е: степень использования фтористого водорода 957., в остальных опытах степень использования фтористого водорода 98-100X..

Редактор Л.Письман Техред О.Гортвай Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 2721/1 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

80 8,8

74 8,8

78 8,6

72 8,6

0,20 87,9 3,2

0,09 94,3 2,8

0,03 81,4 2,7

0,30 85,8 3,1