KR100570802B1 - Process for the production of fluoroethane and use of the produced fluoroethane - Google Patents

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쇼와 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 불순물을 함유하는 조펜타플루오로에탄을 얻는 단계와, (2) 촉매의 존재 하에 상기 불순물을 함유하는 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 제조 방법에 따라, 고순도 펜타플루오로에탄을 제조한다.(1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain zopenafluoroethane containing impurities, and (2) contacting zopenafluoroethane containing oxygen with oxygen and / or oxygen containing compounds in the presence of a catalyst. According to the production method comprising the step of, to prepare a high purity pentafluoroethane.

Description

플루오로에탄의 제조 방법 및 제조된 플루오로에탄의 용도{PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FLUOROETHANE AND USE OF THE PRODUCED FLUOROETHANE}Process for producing fluoroethane and use of produced fluoroethane {PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FLUOROETHANE AND USE OF THE PRODUCED FLUOROETHANE}

관련 출원의 참조문헌References in Related Applications

본 출원은 35 U.S.C. 111(b) 규정에 따라 2002년 3월 15일자로 출원된 임시 출원 제 60/364,035호의 출원일의 이익을, 35 U.S.C. 119(e)(1) 규정에 근거하여 주장하면서, 35 U.S.C. 111(a) 규정에 따라 출원된 출원이다.This application claims 35 U.S.C. The benefit of the filing date of Provisional Application No. 60 / 364,035, filed March 15, 2002, pursuant to Article 111 (b), is 35 U.S.C. Claiming on the basis of 119 (e) (1), 35 U.S.C. An application filed under the provisions of 111 (a).

본 발명은 펜타플루오로에탄의 제조 방법, 당해 방법으로 얻어진 펜타플루오로에탄을 사용한 헥사플루오로에탄의 제조 방법 및 얻어진 펜타플루오로에탄의 용도에 관한 것이다. This invention relates to the manufacturing method of pentafluoroethane, the manufacturing method of hexafluoroethane using the pentafluoroethane obtained by the said method, and the use of the obtained pentafluoroethane.

펜타플루오로에탄(CF3CHF2)은 저온용 냉매 또는 에칭 가스로 사용되며, 또한 헥사플루오로에탄(CF3CF3) 제조용 출발원료로서 사용된다.Pentafluoroethane (CF 3 CHF 2 ) is used as a low temperature refrigerant or etching gas and also as starting material for the preparation of hexafluoroethane (CF 3 CF 3 ).

펜타플루오로에탄의 제조 방법으로는 하기 방법들이 알려져 있다.The following methods are known as a manufacturing method of pentafluoroethane.

예를 들면, 다음과 같다:For example:

(1) 테트라클로로에틸렌(CCl2=CCl2) 또는 그 불소화물을 불화수소로 불소화시키는 방법 (일본 특개평 제 8-268932호, 일본 특개평 제 9-511515호),(1) a method of fluorinating tetrachloroethylene (CCl 2 = CCl 2 ) or its fluoride with hydrogen fluoride (Japanese Patent Laid-Open No. 8-268932, Japanese Patent Laid-Open No. 9-511515),

(2) 클로로펜타플루오로에탄(CF3CF2Cl)을 수소화분해(hydrogenolysis)시키는 방법 (일본 특허 제 2540409호), 및(2) a method of hydrogenolysis of chloropentafluoroethane (CF 3 CF 2 Cl) (Japanese Patent No. 2540409), and

(3) 불소 가스를 할로겐 함유 에틸렌과 반응시키는 방법 (일본 특개평 제 1-38034호).(3) A method of reacting fluorine gas with halogen-containing ethylene (Japanese Patent Laid-Open No. 1-38034).

상기 제조방법이 사용되는 경우, 염화불화탄소(chlorofluorocarbon, CFC)류, 염화불화탄화수소(hydrochlorofluorocarbon, HCFC)류 및 불화탄화수소(hydrofluorocarbon, HFC)류 등의 여러 불순물이 목적 물질인 펜타플루오로에탄 중에 함유되어 있다. When the production method is used, various impurities such as chlorofluorocarbons (CFCs), hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), and hydrofluorocarbons (HFCs) are contained in pentafluoroethane, which is a target substance. It is.

순도가 높은 펜타플루오로에탄을 얻기 위해서는, 상기 불순물들을 가능한 많이 제거할 필요가 있다. 이들 불순물 중에서, 염화불화탄소류는 고순도화의 목적 이외에도 오존층의 파괴를 방지하는 목적으로 그것을 제거하기 위한 여러 종류의 정제 방법이 제안되고 있다. 특히, 클로로펜타플루오로에탄은 그 비점이 펜타플루오로에탄과 가깝고 통상의 증류에 의하여 분리가 어려우므로, 여러가지 정제 방법이 제안되고 있다. In order to obtain a high purity pentafluoroethane, it is necessary to remove as much of the impurities as possible. Among these impurities, various kinds of purification methods have been proposed to remove chlorinated carbons for the purpose of preventing destruction of the ozone layer in addition to the purpose of high purity. In particular, since chloropentafluoroethane has a boiling point close to pentafluoroethane and it is difficult to separate by ordinary distillation, various purification methods have been proposed.

예를 들면, 다음과 같다:For example:

(1) 추출 증류에 의한 방법 (일본 특표평 제 9-508626호)(1) Method by extractive distillation (Japanese Patent Publication No. 9-508626)

(2) 클로로펜타플루오로에탄을 수소화분해시키는 방법 (일본 특개평 제 8-301801호)(2) Process for hydrocracking chloropentafluoroethane (Japanese Patent Laid-Open No. 8-301801)

(3) 클로로펜타플루오로에탄을 불화수소(HF)로 불소화시킨 후 제거하는 방법 (일본 특개 제 2001-48816호).(3) A method of removing chloropentafluoroethane after fluorination with hydrogen fluoride (HF) (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-48816).

다른 한편으로, 염화불화탄화수소류 또는 불화탄화수소류를 함유하는 불순물을 분리하기 위한 정제 방법으로는, 소수의 방법만이 제안되고 있다. 예를 들어, 일본 특표평 제 9-508627호는 추출 증류에 의한 정제 방법을 기재하고 있다. 염화불화탄화수소류 및 불화탄화수소류 중에서, 디플루오로메탄(CH2F2)과 1,1,1-트리플루오로에탄(CF3CH3)은 펜타플루오로에탄과 공비 혼합물을 형성하는 것으로 알려져 있으며, 이들은 펜타플루오로에탄으로부터 분리하기가 어려운 화합물이다.On the other hand, only a few methods have been proposed as purification methods for separating impurities containing chlorofluorohydrocarbons or fluorohydrocarbons. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-508627 describes a purification method by extractive distillation. Among chlorofluorocarbons and fluorohydrocarbons, difluoromethane (CH 2 F 2 ) and 1,1,1-trifluoroethane (CF 3 CH 3 ) are known to form an azeotrope with pentafluoroethane. And these are compounds that are difficult to separate from pentafluoroethane.

수소화분해를 포함하는 방법에 의하여 펜타플루오로에탄을 제조하는 경우에는, 과잉의 수소화-탈할로겐화 반응으로 인하여 1,1,1-트리플루오로에탄이 부산물로서 생성될 가능성이 높으며, 상기 화합물은 펜타플루오로에탄 중에 비교적 다량이 함유되어 있다. 펜타플루오로에탄 중에 함유된 1,1,1-트리플루오로에탄을 제거하기 위한 방법으로는 추출 증류에 의한 방법이 알려져 있다. 그러나, 상기 방법은 증류탑과 같은 고가의 설비를 복수로 필요로 하고 장치비가 많이 든다는 문제점이 있다.When pentafluoroethane is prepared by a method including hydrocracking, it is highly likely that 1,1,1-trifluoroethane is produced as a by-product due to excess hydrogenation-dehalogenation reaction, the compound being penta Relatively large amounts are contained in fluoroethane. As a method for removing 1,1,1-trifluoroethane contained in pentafluoroethane, a method by extractive distillation is known. However, this method requires a plurality of expensive equipment such as a distillation column and has a problem in that the equipment cost is high.

발명의 개시Disclosure of the Invention

본 발명의 목적은 상술한 배경 하에서 달성되어지는 것으로, 저온용 냉매나 에칭 가스로 사용되거나 고순도 헥사플루오로에탄 제조용 출발 원료로서 사용될 수 있는 고순도 펜타플루오로에탄의 공업적으로 유리한 제조 방법; 상기 방법으로 제 조된 펜타플루오로에탄을 사용한 헥사플루오로에탄의 제조 방법; 및 상기 얻어진 펜타플루오로에탄의 용도를 제공하는 데 있다. The object of the present invention is achieved under the above-mentioned background, and is an industrially advantageous process for producing high purity pentafluoroethane, which can be used as a low temperature refrigerant or etching gas or as a starting material for producing high purity hexafluoroethane; A method for producing hexafluoroethane using pentafluoroethane prepared by the above method; And the pentafluoroethane obtained above.

본 발명자들은 전술한 과제를 해결하기 위하여 유의 검토 노력한 결과, 상기 문제점들이 (1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 불순물을 함유하는 조(祖)(crude)펜타플루오로에탄을 얻는 단계와, (2) 촉매의 존재 하에 상기 불순물을 함유하는 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 펜타플루오로에탄의 제조 방법에 의하여 해결될 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have made considerable efforts to solve the above-mentioned problems, and as a result, the above problems include (1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain crude pentafluoroethane containing impurities, and (2) The present invention has been completed and found that it can be solved by a process for preparing pentafluoroethane comprising contacting an oxygen and / or oxygen containing compound with zopenafluoroethane containing the impurity in the presence of a catalyst. .

본 발명에 따른 펜타플루오로에탄의 제조 방법은 하기의 단계를 포함한다:The process for preparing pentafluoroethane according to the present invention comprises the following steps:

(1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 불순물을 함유하는 조펜타플루오로에탄을 얻는 단계, 및(1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain jofentafluoroethane containing impurities, and

(2) 촉매의 존재 하에 상기 불순물을 함유하는 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시키는 단계.(2) contacting said pentafluoroethane containing oxygen with oxygen and / or an oxygen containing compound in the presence of a catalyst.

상기 (2) 단계에 사용된 조펜타플루오로에탄은 수소와 접촉시키는 단계를 추가로 거쳐 얻는 것이 바람직하다.It is preferable that the obtained pentafluoroethane used in the step (2) is obtained by further contacting with hydrogen.

상기 (2) 단계의 온도는 150 ℃ 내지 400 ℃가 바람직하다. The temperature of the step (2) is preferably 150 ℃ to 400 ℃.

상기 촉매는 3 가의 산화크롬을 주성분으로 하는 지지형 또는 벌크형 촉매가 바람직하다. The catalyst is preferably a supported or bulk catalyst mainly composed of trivalent chromium oxide.

또한 상기 촉매는 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및 금으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 주성분으로 하는 지지형 촉매가 바람직하다. In addition, the catalyst is preferably a supported catalyst mainly composed of one or more metals selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum and gold.

상기 지지형 촉매에 사용되는 지지체는 알루미나, 불화 알루미나 또는 제오라이트가 바람직하다.The support used in the supported catalyst is preferably alumina, alumina fluoride or zeolite.

조펜타플루오로에탄은 플루오로메탄, 디플루오로메탄, 플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 1,2-디플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄 및 1,1,2-트리플루오로에탄으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 화합물을 불순물로 함유할 수 있다. Zopentafluoroethane is fluoromethane, difluoromethane, fluoroethane, 1,1-difluoroethane, 1,2-difluoroethane, 1,1,1-trifluoroethane and 1, One or more compounds selected from the group consisting of 1,2-trifluoroethane may be contained as impurities.

상기 조펜타플루오로에탄 중에 함유된 불순물의 총량은 2 vol% 이하가 바람직하다.The total amount of impurities contained in the jofentafluoroethane is preferably 2 vol% or less.

또다른 구체예에서, 본 발명에 따른 펜타플루오로에탄의 제조 방법은, 3 가의 산화크롬을 주성분으로 하는 촉매의 존재 하에 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 다음, 증류에 의하여 불순물을 분리하는 것을 특징으로 한다. In another embodiment, the method for producing pentafluoroethane according to the present invention comprises a method in which the pentafluoroethane and the oxygen-containing and oxygen-containing compounds are added at 150 ° C to 400 ° C in the presence of a catalyst based on trivalent chromium oxide. After contacting at, it is characterized in that the impurities are separated by distillation.

또다른 구체예에서, 본 발명에 따른 펜타플루오로에탄의 제조 방법은, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및 금으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 주성분으로 하는 지지형 촉매의 존재 하에 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 다음, 증류에 의하여 불순물을 분리하는 것을 특징으로 한다. In another embodiment, the process for producing pentafluoroethane according to the present invention is carried out in the presence of a supported catalyst mainly composed of at least one metal selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum and gold. The pentafluoroethane is contacted with oxygen and / or oxygen-containing compounds at 150 ° C. to 400 ° C., and then impurities are separated by distillation.

상기 조펜타플루오로에탄은 적어도 트리플루오로에탄을 불순물로 함유할 수 있다. The jofentafluoroethane may contain at least trifluoroethane as an impurity.

상기 산소 및/또는 산소 함유 화합물의 농도는 0.1 내지 20 vol%가 바람직하 다. The concentration of oxygen and / or oxygen containing compound is preferably 0.1 to 20 vol%.

본 발명은 전술한 제조 방법 중 하나에 의하여 얻어지고 불순물의 함량이 500 vol ppm 이하인 펜타플루오로에탄을 제공한다. The present invention provides pentafluoroethane obtained by one of the above-mentioned preparation methods and having an impurity content of 500 vol ppm or less.

펜타플루오로에탄 중에 불순물로서 함유된 트리플루오로에탄의 함유량은 100 vol ppm 이하가 바람직하다. The content of trifluoroethane contained as impurities in pentafluoroethane is preferably 100 vol ppm or less.

또한 본 발명은 펜타플루오로에탄을 함유하는 냉매를 제공한다.The present invention also provides a refrigerant containing pentafluoroethane.

본 발명에 따른 헥사플루오로에탄의 제조 방법은 하기의 단계를 포함한다:The process for preparing hexafluoroethane according to the invention comprises the following steps:

(1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 조펜타플루오로에탄을 얻는 단계,(1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain jofentafluoroethane,

(2) 촉매의 존재 하에 상기 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시켜 펜타플루오로에탄을 얻는 단계, 및(2) contacting said jofentafluoroethane with oxygen and / or an oxygen containing compound in the presence of a catalyst to obtain pentafluoroethane, and

(3) (2) 단계를 거쳐 얻어진 펜타플루오로에탄을 불소 가스와 반응시켜 헥사플루오로에탄을 얻는 단계.(3) reacting pentafluoroethane obtained through step (2) with fluorine gas to obtain hexafluoroethane.

상기 (2) 단계에 사용된 조펜타플루오로에탄은 수소와 접촉시키는 단계를 추가로 거쳐 얻는 것이 바람직하다.It is preferable that the obtained pentafluoroethane used in the step (2) is obtained by further contacting with hydrogen.

발명의 실시의 형태Embodiment of invention

이하 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

전술한 바와 같이, 펜타플루오로에탄은 테트라클로로에틸렌 또는 그 불소화물을 불화수소(HF)로 불소화시키는 방법 또는 클로로펜타플루오로에탄을 수소화분해시키는 방법 등으로 제조될 수 있다. 어떤 방법을 사용하여 제조하는 경우이든, 증류 등의 일반적인 정제 단계를 거쳐 얻어진 펜타플루오로에탄은 펜타플루오로에 탄으로부터의 분리가 곤란한 클로로펜타플루오로에탄을 함유한다. 고순도의 펜타플루오로에탄을 얻기 위해서는 상기 클로로펜타플루오로에탄을 분리할 필요가 있으며, 오존층의 파괴를 방지하는 관점에서 볼 때도, 클로로펜타플루오로에탄을 함유하지 않을 것을 필요로 한다.As described above, pentafluoroethane may be prepared by a method of fluorination of tetrachloroethylene or its fluoride with hydrogen fluoride (HF), or a method of hydrocracking chloropentafluoroethane. In any case, the pentafluoroethane obtained through a general purification step such as distillation contains chloropentafluoroethane which is difficult to separate from pentafluoroethane. In order to obtain high purity pentafluoroethane, it is necessary to separate the chloropentafluoroethane, and also from the viewpoint of preventing destruction of the ozone layer, it is necessary not to contain chloropentafluoroethane.

펜타플루오로에탄 중에 함유된 클로로펜타플루오로에탄을 분리하는 방법과 관련하여서는, 전술한 바와 같이 수소화분해를 사용하는 방법, 추출 증류를 사용하는 방법 및 흡착을 사용하는 방법 등이 제안되고 있다. 이들 방법 중에서, 수소화분해를 사용하는 방법은 설비 비용 측면에서 보다 저렴하게 펜타플루오로에탄을 제조할 수 있다. 수소화분해 단계를 포함하는 방법을 펜타플루오로에탄의 제조 또는 정제 방법으로 택하는 경우의 문제점은, 과잉 수소화 반응으로 인하여 1,1,1-트리플루오로에탄 등의 난분리성 불화탄화수소(HFC)류가 생성된다는 점이다. 특히, 디플루오로메탄 및 1,1,1-트리플루오로에탄은, 그 비점이 펜타플루오로에탄의 비점과 아주 가깝고 또한 공비 혼합물을 형성하는 것으로 알려져 있기 때문에 일반적인 정제 방법으로는 분리가 곤란한 물질이다. 펜타플루오로에탄 중에 함유된 불화탄화수소(HFC)류를 분리하는 방법으로는, 추출 증류에 의한 방법이 제안되고 있으나, 증류탑과 같은 고가의 설비를 복수로 필요로 하고 장치비가 많이 든다는 문제점이 있다. Regarding the method for separating chloropentafluoroethane contained in pentafluoroethane, a method using hydrocracking, a method using extractive distillation, a method using adsorption, and the like have been proposed as described above. Among these methods, the method using hydrocracking can produce pentafluoroethane cheaper in terms of equipment cost. The problem when the method including the hydrocracking step is taken as a method for preparing or purifying pentafluoroethane is because of the excessive hydrogenation reaction, such as hardly-separable hydrocarbon fluoride (HFC) such as 1,1,1-trifluoroethane. Is generated. In particular, difluoromethane and 1,1,1-trifluoroethane are substances that are difficult to separate by the general purification method because their boiling points are very close to those of pentafluoroethane and also form an azeotropic mixture. to be. As a method of separating the hydrofluoric hydrocarbons (HFCs) contained in pentafluoroethane, a method by extractive distillation has been proposed, but there is a problem that a plurality of expensive facilities such as a distillation column are required and the apparatus cost is high.

본 발명에 따른 펜타플루오로에탄의 제조 방법은, (1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 불순물을 함유하는 조펜타플루오로에탄을 얻는 단계와, (2) 촉매의 존재 하에 상기 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시키는 단계를 포함한다. 상기 (1) 단계의 방법은 별다른 제한이 없으며, 예를 들어 촉매의 존재 하에 테트라클로로에틸렌을 불화수소(HF)를 사용하여 2 단계로 불소화시켜서 조펜타플루오로에탄을 얻을 수 있다. The method for producing pentafluoroethane according to the present invention comprises the steps of (1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain jofentafluoroethane containing impurities, and (2) the above Contacting the oxygen and / or the oxygen containing compound. The method of step (1) is not particularly limited, for example, tetrachloroethylene can be fluorinated in two steps using hydrogen fluoride (HF) in the presence of a catalyst to obtain jofentafluoroethane.

본 발명에서는, 펜타플루오로에탄 중에 함유된 불화탄화수소(HFC)류와 같은 불순물을 촉매의 존재 하에 산소 및/또는 산소 함유 화합물과 기상으로 150 ℃ 내지 400 ℃의 높은 온도에서 접촉시킴으로써, 불순물로서 함유된 불화탄화수소류를 산화시켜 CO2 등으로 전환시킨다. 예를 들어, 펜타플루오로에탄 중에 함유된 디플루오로메탄 또는 1,1,1-트리플루오로에탄이 산소로 산화되는 경우, 하기식 (a) 또는 (b)로 나타나는 반응이 진행되는 것으로 추정된다:In the present invention, impurities such as hydrogen fluoride hydrocarbons (HFCs) contained in pentafluoroethane are contained as impurities by contacting oxygen and / or oxygen-containing compounds in a gaseous phase at a high temperature of 150 ° C to 400 ° C in the presence of a catalyst. The fluorinated hydrocarbons are oxidized and converted into CO 2 or the like. For example, when difluoromethane or 1,1,1-trifluoroethane contained in pentafluoroethane is oxidized to oxygen, it is assumed that the reaction represented by the following formula (a) or (b) proceeds. do:

CH2F2 + O2

Figure 112003042151123-pct00001
CO2 + 2HF 식 (a)CH 2 F 2 + O 2
Figure 112003042151123-pct00001
CO 2 + 2HF formula (a)

CF3CH3 + 2O2

Figure 112003042151123-pct00002
2CO2 + 3HF 식 (b)CF 3 CH 3 + 2 O 2
Figure 112003042151123-pct00002
2CO 2 + 3HF Formula (b)

주된 산화 생성물은 CO2이며, 부산물로서 HF가 생성된다. The main oxidation product is CO 2 , and HF is produced as a byproduct.

상기 반응에 의하여 CO2로 전환되는 화합물은, 플루오로메탄, 디플루오로메탄, 플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 1,2-디플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄, 1,1,2-트리플루오로에탄 등을 포함한다. 수소화분해 단계를 포함하는 제조 방법이나 정제 방법을 사용하는 경우, 이들 화합물은 펜타플루오로에탄 중에 총량으로 통상 수천 vol ppm 정도 함유되어 있다. 이들 불순물은 고순도 펜타플루오로에탄을 얻기 위하여 제거되어야 한다. Compounds converted to CO 2 by the reaction are fluoromethane, difluoromethane, fluoroethane, 1,1-difluoroethane, 1,2-difluoroethane, 1,1,1-tri Fluoroethane, 1,1,2-trifluoroethane and the like. When using a preparation method or a purification method including a hydrocracking step, these compounds are usually contained in the total amount of pentafluoroethane in the order of several thousand vol ppm. These impurities must be removed to obtain high purity pentafluoroethane.

본 발명에 따른 펜타플루오로에탄의 제조 방법에서, 조펜타플루오로에탄 중에 함유된 불화탄화수소(HFC)류 등의 불순물의 총량은 바람직하게는 2 vol% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 vol% 이하, 보다 더욱 바람직하게는 0.3 vol% 이하이다. 불화탄화수소류와 같은 불순물의 함유량이 2 vol%를 초과하는 경우에는 반응 온도를 높여야만 하고 촉매의 수명이 단축될 수 있다. In the method for producing pentafluoroethane according to the present invention, the total amount of impurities such as hydrogen fluoride hydrocarbons (HFCs) contained in jopentafluoroethane is preferably 2 vol% or less, more preferably 0.5 vol% or less, More preferably, it is 0.3 vol% or less. If the content of impurities such as fluorinated hydrocarbons exceeds 2 vol%, the reaction temperature must be increased and the life of the catalyst can be shortened.

상기 반응에 사용되는 촉매는, (i) 3 가의 산화크롬을 주성분으로 하는 지지형 또는 벌크형 촉매, 또는 (ii) 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및 금으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 주성분으로 하는 지지형 촉매가 바람직하다. 원료로는 이들 금속, 및 이들 금속의 산화물과 염을 사용할 수 있다. 지지형 촉매에 사용될 수 있는 지지체로는 알루미나, 불화 알루미나 및 제오라이트를 사용할 수 있다.The catalyst used in the reaction may include (i) a supported or bulk catalyst mainly composed of trivalent chromium oxide, or (ii) at least one metal selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum and gold. Supported catalysts having a main component are preferred. As a raw material, these metals, oxides and salts of these metals can be used. As the support that can be used for the supported catalyst, alumina, alumina fluoride and zeolite can be used.

3 가의 산화크롬을 주성분으로 하는 촉매 (i)은, 예를 들어 크롬 금속염의 수용액 중에 암모니아 등의 염기성 물질을 적하하여 수산화크롬을 침전시킨 후, 그 침전물을 세정, 여과, 건조시키고, 얻어진 수산화크롬을 성형시킨 후, 질소 등의 불활성 가스의 존재 하에 상기 성형체를 열처리함으로써 제조할 수 있다. 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및/또는 금을 주성분으로 하는 지지형 촉매 (ii)는, 예를 들어 상기 금속염을 수용성 용매, 예컨대 물, 메탄올 및 아세톤 등에 용해시키고, 지지체를 그 용액에 침지시켜 필요로 하는 원소를 흡착시킨 후, 용매를 증류제거하고 그 지지체를 수소로 가열 환원 처리함으로써 제조할 수 있다. The catalyst (i) containing trivalent chromium oxide as a main component is, for example, dropwise a basic substance such as ammonia in an aqueous solution of a chromium metal salt to precipitate chromium hydroxide, and then the precipitate is washed, filtered and dried to obtain chromium hydroxide. After molding, the molded product can be produced by heat treatment of the molded product in the presence of an inert gas such as nitrogen. Supported catalysts based on palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum and / or gold (ii), for example, dissolve the metal salts in water-soluble solvents such as water, methanol and acetone, and the support is immersed in the solution. After adsorbing the necessary elements by adsorbing, the solvent can be prepared by distilling off the solvent and subjecting the support to heat reduction.

상기 (2) 단계의 온도는 바람직하게는 150 ℃ 내지 400 ℃, 더욱 바람직하게 는 180 ℃ 내지 370 ℃이다. 반응 온도가 400 ℃보다 높은 경우에는 촉매의 수명이 단축되는 경향이 있고 주반응에 기인하지 않는 부산물의 종류와 양이 증가할 수 있다. The temperature of step (2) is preferably 150 ° C to 400 ° C, more preferably 180 ° C to 370 ° C. If the reaction temperature is higher than 400 ℃, the catalyst life tends to be shortened and the type and amount of by-products not caused by the main reaction may increase.

반응 기질 가스 중에 함유된 산소 및/또는 산소 함유 화합물의 농도는 0.1 내지 20 vol%가 바림직하다. 산소로는 고순도의 산소 또는 공기를 사용할 수 있으나, 고순도 산소가 바람직하다. 산소 농도가 0.1 vol% 미만인 경우에는 펜타플루오로에탄 중에 불순물로서 함유된 불화탄화수소류의 종류 및 양에 따라 전환율이 달라지긴 하지만 반응에 필요한 산소가 불충분한 탓에 전환율이 저하되어 불리하다. 다른 한편으로, 산소 농도가 20 vol%를 초과하는 경우에는 과잉 반응이 진행되어 반응 기질 가스의 주성분인 펜타플루오로에탄의 분해 반응이 일어나는데, 이로서 펜타플루오로에탄의 손실량이 증가하기 때문에 경제적 관점에서 바람직하지 않다. 산소 함유 화합물로는 일산화질소(NO), 아산화질소(N2O), 이산화질소(NO2) 및 오존(O3) 등을 사용할 수 있다. The concentration of oxygen and / or oxygen containing compound contained in the reaction substrate gas is preferably from 0.1 to 20 vol%. As oxygen, high purity oxygen or air may be used, but high purity oxygen is preferable. When the oxygen concentration is less than 0.1 vol%, the conversion rate varies depending on the type and amount of hydrocarbon fluorides contained as impurities in pentafluoroethane, but the conversion rate is disadvantageous due to insufficient oxygen for the reaction. On the other hand, when the oxygen concentration exceeds 20 vol%, the excess reaction proceeds to cause the decomposition reaction of pentafluoroethane, the main component of the reaction substrate gas, which increases the amount of pentafluoroethane loss. Not desirable As the oxygen-containing compound, nitrogen monoxide (NO), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen dioxide (NO 2 ), ozone (O 3 ), and the like can be used.

본 발명에 따른 펜타플루오로에탄의 제조 방법은 전술한 반응 조건 하에서 실시될 수 있으나, 반응 생성물이 펜타플루오로에탄 이외에 CO2, 주반응에 기인하지 않는 하이드로플루오로카본류 등의 부산물 및 HF 등의 산분(酸分)을 함유하는 경우에는 CO2와 산분을 제거하는 것이 바람직하다. The method for producing pentafluoroethane according to the present invention can be carried out under the reaction conditions described above, but the reaction product is other than pentafluoroethane, such as CO 2 , by-products such as hydrofluorocarbons not caused by the main reaction, and HF. If containing sanbun (酸分), it is preferred to remove the CO 2 and sanbun.

산분의 제거 방법은, 반응 생성물을 정제제와 접촉시키는 방법 또는 반응 생성물을 물, 알칼리 수용액 등과 접촉시키는 방법 등이 있다. 산분을 제거시킨 가스 는 제오라이트 등의 탈수제를 사용하여 탈수시킨 다음, 증류를 행하여 CO2를 제거하고 이와 동시에 전술한 주반응에 기인하지 않는 부산물을 제거하는 것이 바람직하다. Examples of the method for removing the acid component include a method of bringing the reaction product into contact with a purifying agent, or a method of bringing the reaction product into contact with water, an aqueous alkali solution and the like. The gas from which the acid content has been removed is preferably dehydrated using a dehydrating agent such as zeolite, followed by distillation to remove CO 2 and at the same time to remove by-products not caused by the aforementioned main reaction.

또다른 구체예에서, 본 발명은 3 가의 산화크륨을 주성분으로 하는 촉매의 존재 하에 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 다음, 증류에 의하여 불순물을 분리하는 것을 특징으로 하는 펜타플루오로에탄의 제조 방법을 제공한다. In another embodiment, the present invention provides a method for preparing impurities by contacting jopentafluoroethane with oxygen and / or oxygen-containing compounds at 150 ° C. to 400 ° C. in the presence of a catalyst based on trivalent chromium oxide. It provides a method for producing pentafluoroethane, characterized in that the separation.

또다른 구체예에서, 본 발명은 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및 금으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 주성분으로 하는 지지형 촉매의 존재 하에 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 다음, 증류에 의하여 불순물을 분리하는 것을 특징으로 하는 펜타플루오로에탄의 제조 방법을 제공한다. In another embodiment, the present invention relates to jopentafluoroethane and oxygen and / or oxygen in the presence of a supported catalyst based on at least one metal selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum and gold. Provided is a method for producing pentafluoroethane, which comprises contacting the containing compound at 150 ° C to 400 ° C and then separating the impurities by distillation.

반응 후의 정제 방법은 별다른 제한이 없으며 일반적으로 사용되는 증류에 의하여 정제시킬 수 있다. 증류 방법의 예로는 하기의 방법들을 사용할 수 있다. The purification method after the reaction is not particularly limited and can be purified by generally used distillation. As an example of the distillation method, the following methods can be used.

반응기 내에서 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 후에, 생성되는 가스를 증류탑으로 도입시킨다. 증류탑의 내부 압력은 대기압 내지 2 MPa가 바람직하다. 내부 압력이 대기압보다 낮은 경우에는 불리한 감압계의 설비가 필요한 반면, 내부 압력이 2 MPa를 초과하는 경우에는 고압계의 설비가 필요하며 이는 바람직하지 않다. 예를 들어, 산소를 사용 하여 전술한 촉매 반응을 행하는 경우에는 증류탑의 상부(top)로부터 산소를 포함하는 저비분(low boiling fraction)이 추출되고 증류탑의 하부(bottom)에서는 고비분(high boiling fraction)이 추출된다. 이 때, 상부와 하부로부터 추출되는 성분이 목적 성분인 펜타플루오로에탄을 함유하는 경우가 이따금 있다. 그렇게 되는 경우에 각각의 성분을 별개의 증류탑으로 도입하고 정제시켜 펜타플루오로에탄을 회수한다. 여기서 분리된 성분이 펜타플루오로에탄의 제조 중간체일 때는 그 성분을 반응 단계로 되돌려 재사용할 수 있다.After contacting zopentafluoroethane with oxygen and / or oxygen containing compounds in the reactor at 150 ° C. to 400 ° C., the resulting gas is introduced into the distillation column. The internal pressure of the distillation column is preferably from atmospheric pressure to 2 MPa. If the internal pressure is lower than atmospheric pressure, a disadvantageous pressure gauge equipment is required, whereas if the internal pressure exceeds 2 MPa, a pressure gauge equipment is required, which is undesirable. For example, when performing the above-described catalytic reaction using oxygen, a low boiling fraction containing oxygen is extracted from the top of the distillation column, and a high boiling fraction is extracted from the bottom of the distillation column. ) Is extracted. At this time, the components extracted from the upper part and the lower part sometimes contain pentafluoroethane which is a target component. If so, each component is introduced into a separate distillation column and purified to recover pentafluoroethane. When the separated component is an intermediate for preparing pentafluoroethane, the component can be returned to the reaction step for reuse.

상기한 정제에 의하여 보다 순도가 높은 펜타플루오로에탄을 얻을 수 있다. 함유된 불순물의 함유량은 500 vol ppm 이하이다. 순도가 99.95 vol% 이상인 펜타플루오로에탄의 분석을 TCD법이나 FID법을 사용한 가스 크로마토그래피(GC) 또는 가스 크로마토그래피-질량 분석(GC-MS)법에 의하여 실시할 수 있다.By the above purification, pentafluoroethane of higher purity can be obtained. The content of impurities contained is 500 vol ppm or less. Analysis of pentafluoroethane having a purity of 99.95 vol% or more can be carried out by gas chromatography (GC) or gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) using the TCD method or the FID method.

하기에서 본 발명에 따른 제조 방법으로 얻어진 펜타플루오로에탄의 용도를 설명한다.The use of pentafluoroethane obtained by the production method according to the present invention is described below.

고순도의 펜타플루오로에탄은 저온용 냉매기의 작동 유체로서 현재 사용되고 있는 클로로디플루오로메탄(CHF2Cl)의 대체품으로 사용될 수 있으며, 또한 그밖의 클로로디플루오로메탄의 대체품인 디플루오로메탄/펜타플루오로에탄/1,1,1,2-테트라플루오로에탄 및 디플루오로메탄/펜타플루오로에탄 등의 혼합 냉매의 원료로서 사용될 수 있다. High-purity pentafluoroethane can be used as a substitute for chlorodifluoromethane (CHF 2 Cl), which is currently used as a working fluid for low-temperature refrigerants, and difluoromethane, a replacement for other chlorodifluoromethane. / Pentafluoroethane / 1,1,1,2-tetrafluoroethane and difluoromethane / pentafluoroethane can be used as a raw material of a mixed refrigerant.

또한, 고순도의 펜타플루오로에탄은 고순도의 헥사플루오로에탄 제조용 출발 원료로서 사용될 수 있다. 특히, 펜타플루오로에탄과 불소가스(F2)의 반응에 의하여 헥사플루오로에탄을 제조하는 방법에서, 고순도의 펜타플루오로에탄을 출발 원료로서 사용하는 경우에는, 헥사플루오로에탄으로부터 난분리성인 불순물의 생성을 억제할 수 있고, 불소화 반응 조건의 설정 범위를 넓힐 수 있고, 반응을 안정적으로 제어할 수 있고, 정제 단계를 간략화시킬 수 있다. In addition, high purity pentafluoroethane can be used as a starting material for producing high purity hexafluoroethane. In particular, in the method for producing hexafluoroethane by the reaction of pentafluoroethane and fluorine gas (F 2 ), when high-purity pentafluoroethane is used as a starting material, it is hardly separated from hexafluoroethane. The generation of impurities can be suppressed, the setting range of the fluorination reaction conditions can be widened, the reaction can be stably controlled, and the purification step can be simplified.

따라서, 본 발명은 (1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 조펜타플루오로에탄을 얻는 단계, (2) 촉매의 존재 하에 상기 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시키는 단계, 및 (3) (2) 단계를 거쳐 얻어진 펜타플루오로에탄을 불소 가스와 반응시키는 단계를 포함하는 헥사플루오로에탄의 제조 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a process for preparing a pentanefluoroethane by (1) fluorinating tetrachloroethylene, (2) contacting the zopentafluoroethane with oxygen and / or an oxygen-containing compound in the presence of a catalyst, and (3) A method for producing hexafluoroethane comprising reacting pentafluoroethane obtained through step (2) with fluorine gas.

상기 (2) 단계에 사용된 조펜타플루오로에탄은 수소와 접촉시키는 단계를 추가로 거쳐 얻는 것이 바람직하다.It is preferable that the obtained pentafluoroethane used in the step (2) is obtained by further contacting with hydrogen.

고순도의 펜타플루오로에탄 또는 He, N2 및 Ar 등의 불활성가스, HCl, O2, H2 등과 혼합된 그 혼합 가스는 반도체 디바이스 제조 공정 중의 에칭 단계에서 에칭 가스로 사용될 수 있다. LSI, TFT 및 유기 EL 디바이스 등의 반도체 디바이스의 제조 공정에서, CVD법, 스퍼터링법 또는 증기증착법을 이용하여 박막이나 후막을 형성하고, 펜타플루오로에탄을 함유한 혼합 가스를 에칭 가스로 사용하는 에칭에 의하여 회로 패턴을 형성한다. 펜타플루오로에탄을 사용한 에칭을 플라즈마 에칭과 마이크로파 에칭 등의 각종 건조 에칭 조건 하에서 실시할 수 있다. Pentafluoroethane of high purity or a mixed gas thereof mixed with an inert gas such as He, N 2 and Ar, HCl, O 2 , H 2, or the like may be used as an etching gas in an etching step during a semiconductor device manufacturing process. In the manufacturing process of semiconductor devices such as LSI, TFT, and organic EL device, etching is performed using CVD, sputtering, or vapor deposition to form a thin film or a thick film and using a mixed gas containing pentafluoroethane as an etching gas. Thereby forming a circuit pattern. Etching using pentafluoroethane can be performed under various dry etching conditions such as plasma etching and microwave etching.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하겠으나, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.

펜타플루오로에탄의 원료예Example of the raw material of pentafluoroethane

촉매가 충진된 제 1 반응기 내로 테트라클로로에틸렌과 불화수소를 도입시켜 중간체로서 1,1,1-트리플루오로-2,2-디클로로에탄과 1,1,1,2-테트라플루오로-2-클로로에탄을 주성분으로 하는 가스를 생성시켰다. 상기 가스를 HF와 함께 제 2 반응기 내로 도입하여 펜타플루오로에탄을 제조하였다. 생성된 펜타플루우로에탄을 증류시켜 불순물로서 클로로펜타플루오로에탄을 0.5 % 함유하는 펜타플루오로에탄을 얻었다. Tetrachloroethylene and hydrogen fluoride were introduced into the catalyst-filled first reactor to produce 1,1,1-trifluoro-2,2-dichloroethane and 1,1,1,2-tetrafluoro-2- as intermediates. A gas mainly containing chloroethane was produced. The gas was introduced with HF into a second reactor to prepare pentafluoroethane. The resulting pentafluoroethane was distilled off to obtain pentafluoroethane containing 0.5% of chloropentafluoroethane as an impurity.

상기 펜타플루오로에탄을 시판하는 수소화 촉매의 존재 하에 수소와 반응시켰다 (반응압력: 0.35 MPa, 반응온도: 280 ℃, H2/클로로펜타플루오로에탄 몰비 = 5). 생성된 혼합 가스로부터 공지의 방법을 이용하여 산분을 제거한 후 그 잔여물을 증류 정제시킨 결과, 펜타플루오로에탄을 주성분으로 하는 유출물(distillate)을 얻었다. 상기 유출물을 가스 크로마토그래피로 분석하여 표 1에 나타난 조성을 갖는 혼합 가스를 얻었다. The pentafluoroethane was reacted with hydrogen in the presence of a commercial hydrogenation catalyst (reaction pressure: 0.35 MPa, reaction temperature: 280 ° C., H 2 / chloropentafluoroethane mole ratio = 5). The acid was removed from the resultant mixed gas using a known method and the residue was distilled and purified to obtain a distillate containing pentafluoroethane as a main component. The effluent was analyzed by gas chromatography to obtain a mixed gas having the composition shown in Table 1.

Figure 112003042151123-pct00003
Figure 112003042151123-pct00003

촉매의 제조예 (촉매 1)Preparation Example of Catalyst (Catalyst 1)

질산크롬9수화물(chromium nitrate nonahydrate)를 물에 용해시키고 28 중량%의 암모니아수와 교반시키면서 혼합하여 수산화크롬 슬러리를 얻었다. 이를 여과에 의하여 분리하고, 물로 충분히 세척한 다음 120 ℃에서 건조시켰다. 얻어진 덩어리(lump)를 분쇄시키고, 흑연(graphite)와 혼합한 다음, 타정 성형기로 펠렛화시켰다(pelletize). 얻어진 펠렛을 N2 기류 하 400 ℃에서 4 시간 동안 소성시켜 3 가의 산화크롬을 주성분으로 하는 촉매 1을 얻었다. Chromium nitrate hydrate (chromium nitrate nonahydrate) was dissolved in water and mixed with 28% by weight of ammonia water while stirring to obtain a chromium hydroxide slurry. It was separated by filtration, washed well with water and dried at 120 ° C. The resulting lumps were ground, mixed with graphite, and then pelletized with a tableting machine. The obtained pellets were calcined at 400 ° C. for 4 hours under N 2 air flow to obtain Catalyst 1 containing trivalent chromium oxide as a main component.

촉매의 제조예 (촉매 2)Preparation Example of Catalyst (Catalyst 2)

염화제이백금산(chloroplatinic acid)을 물에 용해시키고 3 mmΦ의 구상 알루미나 지지체를 상기 생성 용액에 침지시켜 백금염을 흡착시켰다. 그 후, 100 ℃의 온도에서 용매를 증류 제거하고, 그 잔여물을 300 ℃에서 공기 소성시킨 다음, 350 ℃에서 수소 환원시켰다. 얻어진 백금 촉매 2의 백금 지지율은 0.25 %이었다.Chloroplatinic acid was dissolved in water and 3 mm Φ spherical alumina support was immersed in the resulting solution to adsorb the platinum salt. Thereafter, the solvent was distilled off at a temperature of 100 ° C., and the residue was air fired at 300 ° C., and then hydrogen reduced at 350 ° C. The platinum support rate of the obtained platinum catalyst 2 was 0.25%.

실시예 1Example 1

내부직경 1 인치, 길이 1 m의 인코넬(Inconel) 600-제 반응기에 촉매 (촉매 1) 100 ml를 충진시키고, 질소 가스를 흘려보내면서 온도를 300 ℃로 유지시켰다. 이어서 산소를 2.0 NL/hr의 유속으로 공급하고, 표 1에 나타난 조성을 갖는 가스를 38.0 NL/hr의 유속으로 공급한 다음, 질소 가스의 공급을 중단하고 반응을 개시하였다. 2 시간 경과후, 반응기로부터의 출구 가스를 수산화칼륨 수용액으로 세척하여 산분을 제거한 다음, Molecular Sieves 3A(Union Showa K.K. 제품)에 접촉시켰다가 건조시켰다. 펜타플루오로에탄을 주성분으로 하는 상기 건조 가스를 냉각 포집한 후 증류에 의하여 정제시켰다. 정제 후의 가스를 가스 크로마토그래피로 분석하여 표 2에 나타난 조성을 갖는 가스를 얻었다. An Inconel 600-made reactor of 1 inch inside diameter and 1 m length was charged with 100 ml of catalyst (catalyst 1) and the temperature was maintained at 300 ° C. while flowing nitrogen gas. Oxygen was then supplied at a flow rate of 2.0 NL / hr, a gas having the composition shown in Table 1 was supplied at a flow rate of 38.0 NL / hr, and then the supply of nitrogen gas was stopped and the reaction was started. After 2 hours, the outlet gas from the reactor was washed with aqueous potassium hydroxide solution to remove the acid and then contacted with Molecular Sieves 3A (Union Showa K.K.) and dried. The dry gas mainly containing pentafluoroethane was collected by cooling and then purified by distillation. The gas after purification was analyzed by gas chromatography to obtain a gas having the composition shown in Table 2.

Figure 112003042151123-pct00004
Figure 112003042151123-pct00004

실시예 2Example 2

촉매 2를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조작을 행하여 펜타플루오로에탄을 얻었다. 정제 후의 가스를 가스 크로마토그래피로 분석하여 표 3에 나타난 조성을 갖는 가스를 얻었다. Pentafluoroethane was obtained in the same manner as in Example 1 except that Catalyst 2 was used. The gas after purification was analyzed by gas chromatography to obtain a gas having the composition shown in Table 3.

Figure 112003042151123-pct00005
Figure 112003042151123-pct00005

실시예 3Example 3

내부직경 1 인치, 길이 50 cm의 니켈-제 반응기 (전기히터를 사용한 가열; 500 ℃의 온도에서 불소가스로 반응기의 부동화 처리를 실시)에 2 개의 가스 도입구를 통하여 합계 30 NL/hr의 유속으로 질소 가스를 공급하고, 반응기의 온도를 420 ℃에서 유지시켰다. 이어서 전술한 2 개의 가스 도입구를 통하여 합계 50 NL/hr의 유속으로 HF를 흘려보내고, 하나의 가스 도입구를 통하여 실시예 1에서 얻은 펜타플루오로에탄을 주성분으로 하는 혼합 가스를 3.5 NL/hr의 유속으로 도입시켰다. 또한, 다른 하나의 가스 도입구를 통하여 3.85 NL/hr의 유속으로 불소 가스를 도입시킴으로써 반응을 수행하였다. 3 시간 경과후, 반응기로부터의 출구 가스를 수산화칼륨 수용액과 요오드화칼륨 수용액과 접촉시켜 HF와 미반응 불소 가스를 제거하였다. 그런 후, 상기 가스를 탈수제와 접촉시킴으로써 건조시키고 건조 가스를 냉각 포집한 후 증류에 의하여 정제시켰다. 정제 후의 가스를 가스 크로마토그래피의 TCD법, FID법 및 ECD법 및 GC-MS법으로 분석하였다. 그 결과는 표 4에 나타나 있다.Flow rate totaling 30 NL / hr through two gas inlets in a 1-inch inner diameter, 50 cm long nickel-made reactor (heated with an electric heater; passivation of the reactor with fluorine gas at a temperature of 500 ° C.) Nitrogen gas was supplied, and the temperature of the reactor was maintained at 420 ° C. Subsequently, HF was flowed through the two gas inlets at a flow rate of 50 NL / hr in total, and 3.5 NL / hr of the mixed gas mainly containing pentafluoroethane obtained in Example 1 through one gas inlet. Introduced at a flow rate of. The reaction was also carried out by introducing fluorine gas at a flow rate of 3.85 NL / hr through the other gas inlet. After 3 hours, the outlet gas from the reactor was contacted with aqueous potassium hydroxide solution and aqueous potassium iodide solution to remove HF and unreacted fluorine gas. The gas was then dried by contact with a dehydrating agent and the dry gas was collected by cold collection and then purified by distillation. The gas after purification was analyzed by TCD method, FID method, ECD method and GC-MS method of gas chromatography. The results are shown in Table 4.

Figure 112003042151123-pct00006
Figure 112003042151123-pct00006

상기 표 4에 나타난 분석 결과로부터 분명한 바와 같이, 상기 헥사플루오로 에탄은 기타 불순물을 전혀 함유하지 않았고, 고순도의 헥사플루오로에탄을 얻었다. As evident from the analytical results shown in Table 4, the hexafluoroethane contained no other impurities and obtained high purity hexafluoroethane.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 정제 방법을 이용하여 고순도의 펜타플루오로에탄을 얻을 수 있다. 본 발명에 따라 얻어진 펜타플루오로에탄은 저온용 냉매, 에칭 가스 또는 고순도의 헥사플루오로에탄 제조용 출발 원료로 사용될 수 있다. As described above, high purity pentafluoroethane can be obtained using the purification method of the present invention. The pentafluoroethanes obtained according to the invention can be used as starting materials for the preparation of low-temperature refrigerants, etching gases or high purity hexafluoroethanes.

Claims (17)

(1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 조(crude)펜타플루오로에탄을 얻는 단계, 및(1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain crude pentafluoroethane, and (2) 촉매의 존재 하에 상기 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 펜타플루오로에탄의 제조 방법.(2) A process for producing pentafluoroethane, comprising contacting said jofentafluoroethane with oxygen and / or an oxygen containing compound in the presence of a catalyst. 제 1항에 있어서, 상기 (2) 단계에 사용된 조펜타플루오로에탄이 수소와 접촉시키는 단계를 추가로 거쳐 얻어진 제조 방법.The production method according to claim 1, further comprising the step of contacting the hydrogen of the pentafluoroethane used in the step (2) with hydrogen. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 (2) 단계의 온도가 150 ℃ 내지 400 ℃인 제조 방법.The production method according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the step (2) is 150 ° C to 400 ° C. 제 1항에 있어서, 상기 촉매가 3가의 산화크롬을 주성분으로 하는 지지형 또는 벌크형 촉매인 제조 방법.The production method according to claim 1, wherein the catalyst is a supported or bulk catalyst mainly composed of trivalent chromium oxide. 제 1항에 있어서, 상기 촉매가 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및 금으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 주성분으로 하는 지지형 촉매인 제조 방법.The production method according to claim 1, wherein the catalyst is a supported catalyst mainly composed of at least one metal selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum, and gold. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 지지형 촉매에 사용되는 지지체가 알루미나, 불화 알루미나 또는 제오라이트인 제조 방법.The production method according to claim 4 or 5, wherein the support used for the supported catalyst is alumina, alumina fluoride or zeolite. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조펜타플루오로에탄이 플루오로메탄, 디플루오로메탄, 플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 1,2-디플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄 및 1,1,2-트리플루오로에탄으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 화합물을 불순물로 함유하는 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the jofentafluoroethane is fluoromethane, difluoromethane, fluoroethane, 1,1-difluoroethane, 1,2-difluoroethane, 1, A manufacturing method containing as an impurity one or more compounds selected from the group consisting of 1,1-trifluoroethane and 1,1,2-trifluoroethane. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조펜타플루오로에탄 중에 함유된 불순물의 총량이 2 vol% 이하인 제조 방법.The manufacturing method of Claim 1 or 2 whose total amount of the impurity contained in the said jopentafluoroethane is 2 vol% or less. 3 가의 산화크롬을 주성분으로 하는 촉매의 존재 하에 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 다음, 증류에 의하여 불순물을 분리하는, 펜타플루오로에탄의 제조 방법. Preparation of pentafluoroethane, in which a pentafluoroethane is contacted at a temperature of 150 ° C. to 400 ° C. in the presence of a catalyst having a trivalent chromium oxide as a main component, followed by distillation. Way. 팔라듐, 로듐, 루테늄, 레늄, 플래티늄 및 금으로 구성된 군 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 주성분으로 하는 지지형 촉매의 존재 하에 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 150 ℃ 내지 400 ℃에서 접촉시킨 다음, 증류에 의하여 불순물을 분리하는 펜타플루오로에탄의 제조 방법.Chofentafluoroethane and oxygen and / or oxygen-containing compounds may be reacted at 150 ° C. to 400 ° C. in the presence of a supported catalyst based on at least one metal selected from the group consisting of palladium, rhodium, ruthenium, rhenium, platinum and gold. A method for producing pentafluoroethane, which is contacted and then impurities are separated by distillation. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 조펜타플루오로에탄이 적어도 트리플루오로에탄을 불순물로 함유하는 제조 방법.The production method according to claim 9 or 10, wherein said jofentafluoroethane contains at least trifluoroethane as an impurity. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 산소 및/또는 산소 함유 화합물의 농도가 0.1 내지 20 vol%인 제조 방법.The production method according to claim 9 or 10, wherein the concentration of oxygen and / or oxygen-containing compound is 0.1 to 20 vol%. 삭제delete 삭제delete 삭제delete (1) 테트라클로로에틸렌을 불소화시켜 조펜타플루오로에탄을 얻는 단계,(1) fluorinating tetrachloroethylene to obtain jofentafluoroethane, (2) 촉매의 존재 하에 상기 조펜타플루오로에탄과 산소 및/또는 산소 함유 화합물을 접촉시켜 펜타플루오로에탄을 얻는 단계, 및(2) contacting said jofentafluoroethane with oxygen and / or an oxygen containing compound in the presence of a catalyst to obtain pentafluoroethane, and (3) (2) 단계를 거쳐 얻어진 펜타플루오로에탄을 불소 가스와 반응시켜 헥사플루오로에탄을 얻는 단계를 포함하는 헥사플루오로에탄의 제조 방법.(3) A method for producing hexafluoroethane comprising the step of reacting pentafluoroethane obtained through step (2) with fluorine gas to obtain hexafluoroethane. 제 16항에 있어서, 상기 (2) 단계에 사용된 조펜타플루오로에탄이 수소와 접촉시키는 단계를 추가로 거쳐 얻어진 제조 방법.17. The production process according to claim 16, further comprising the step of contacting the hydrogen of the pentafluoroethane used in the step (2) with hydrogen.
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