KR20020082793A - Ｈｆｃ-32의 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의해, 모든 HF 공비 혼합물을 분리할 필요 없이, HCl과, 32 및 HF의 공비 혼합물로 이루어진 조 혼합물부터 32를 분리하는 방법이 제공된다.

Description

ＨＦＣ-32의 회수방법{Recovery of HFC-32}

본 발명은, 특히 디플루오로메탄("HFC-32" 또는 "32")을, 메틸렌 클로라이드("30")와 HF를 통상적으로 기체상으로 반응시킴으로써 제조되는 방법의 일부로서, 염화수소("HCl")와, 32 및 불화수소("HF")의 공비 혼합물을 함유하는 조 혼합물로부터 "32"를 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 반응으로부터의 반응기 유출물은 대부분 32, 미반응 30 및 HF, 부산물 HCl 및 중간체 생성물 클로로플루오로메탄("31")을 포함한다. HFC-32는 공지되어 있는 냉매이고, 통상적으로 펜타플루오로에탄("HFC-125")과 같은 기타 냉매와 함께 블렌딩된 상태로 사용된다.

상기 반응기 유출액에 함유되어 있는 32를 정제하는 방법이 다수 제안된 바 있는데, 이들 중 몇몇에는 32를 직접 증류에 의해 분리하는 것을 배제하기 때문에, 저농도 HF 공비 혼합물이 기술되어 있다. 미국 특허 제5,707,497호에서는, 공비 혼합물을 스윙(swing)식 압력 증류에 의해 분리한다. 미국 특허 제5,523,015호에서는, 공비 혼합물을 상 분리에 의해 분리한다. 이들 방법 둘다는 실질적인 투자 및 HF 공비 혼합물의 분리를 필요로 한다. 공비 혼합물을 분리시킬 필요없이, 32를 분리하는 방법을 제공하는 것은 유용할 것이다.

HCl과, 32 및 HF의 공비 혼합물로 이루어진 조 혼합물로부터 32를 분리하는 방법에는, HCl과, 32 및 HF의 공비 혼합물로 이루어진 조 혼합물을, 비점이 32의 비점보다 높은 화합물(바람직하게는 30)이 보조 공급되는 컬럼 속에서 증류시켜, 버블점 및 조성이 부가된 열량에 따라 가변적인, HCl의 컬럼 오버헤드 생성물과 컬럼 바닥 생성물을 생성시키는 단계(A),

단계(A)의 컬럼 바닥 생성물로부터 세척에 의해 HF를 제거하는 단계(B) 및

단계(B)로부터 잔류하는 혼합물을 증류시켜, 고비점 화합물로부터 32를 분리시키는 단계(C)가 포함된다. 단계(C)로부터의 고비점 화합물은 바람직하게는 단계(A)의 컬럼으로 재순환된다. 하기에 보다 상세히 기재되어 있는 바와 같이, 단계(B)에 언급되어 있는 "세척"은 물 속으로 흡수되어 수성 가성 물질로 중화됨을 둘다 포함하는 것을 의미한다.

본 발명에 의해, 상기 계획은, (1) 단계(A)에서 증류에 의해 투명한 무수 HCl을 수득하고, (2) 당해 방법과 관련된 HF의 수율 손실은, 공비 혼합물을 분리시키지 않음에도 불구하고, 32/HF 공비 혼합물과 관련된 수율 손실로 제한하고, (3) 반응기 유출물내에 중간체 31과 함께 존재하는 모든 미반응 HF 및 30은, 단계(A)전에 분리 과정의 개시시 증류에 의해 반응기로 재순환시켜, 하부스트림 장치가 오염되는 것을 방지하고, 필수 구성물질에 대한 규제를 완화시키며, (4) 단계(A)에서 HCl 컬럼의 증류 조절을, 리보일러(reboiler)를 버블점이 조절되는 방식으로 작동시킴으로써, 향상시키는 등의 종래의 분리 기술에 비해 다수의 이점을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 리보일러가 공비 혼합물을 함유하는 경우, 컬럼 바닥의 온도 및 조성은 리보일러에 공급된 열과 무관하게 가변적일 것인데, 이는 컬럼으로의 열 투입 조절을 어렵게 한다. HCl 컬럼이 정압하에 작동하기 때문에, 본원에서 언급한 "버블점"은 화학적 혼합물이 비등하기 시작하는 온도를 의미하고, 공비 혼합물이 아닌 경우, 비점은 혼합물이 비등하기 시작하는 즉시 증가하기 시작하기 때문에, 버블점이라고 불리며, 통상적인 의미의 비점이란 존재하지 않는다.

HCl 컬럼의 압력은 통상적으로 100 내지 500psig 범위이다. 210psig 압력에서, 오버헤드 온도는 불순물의 양에 따라 약 -19℃ 정도일 것이다. HCl 컬럼 바닥 생성물은, 버블점이 고비점 보조공급물 및 단계(C)로부터의 재순환물의 양 및 조성에 따르는 혼합물이다. 바람직한 고비점 보조공급물(들)에 대한 주요한 결정 요인은, 열적으로 안정한 시스템에서 화학적으로 불활성인 32보다 상당히 덜 휘발성이며, 비점이 충분히 낮아서, 단계(C)의 컬럼 바닥에서 적합한 버블점을 제공하는 것이다. 보조공급물(들)의 바람직한 비점 범위는 -30 내지 70℃이다. 바람직한 화합물은 탄소수 1 내지 4의 클로로카본, 하이드로클로로플루오로카본 또는 하이드로플루오로카본이다. 30이, 공정에서 공급원료로서 사용되기 때문에, 특히 바람직하다.

산 세척 단계(B)는 통상적인 기술을 사용할 수 있다. 예를 들면, 단계(A)로부터의 스트림은 저압 물 흡수제/가성 스크러버 시스템에서 증발시킬 수 있거나, 액상 혼합기/침강기 시스템에서 가압하에 수성 염기를 사용하여 스크러빙할 수 있다. 기상 시스템에서 스크러빙하는 경우, 고압 증류액을 공급하기 전에, 먼저 건조시키고, 압축시킨다. 고압 액상 시스템을 사용하는 경우, 증류 시스템을 공급하기 전에, 간단히 건조시키는 것으로 충분하다. 이어서, 세척 시스템으로부터의 유출액은 통상의 HCl 컬럼에 사용하는 압력과 유사한 압력에서 작동하는 단계(C)의 최종 증류 컬럼으로 공급한다.

본 발명의 방법에 의해, 모든 HF 공비 혼합물을 분리시킬 필요없이 디플루오로메탄을 경제적으로 분리할 수 있게 되었다.

Claims (3)

1. HCl과, 디플루오로메탄 및 HF의 공비 혼합물로 이루어진 조 혼합물을, 비점이 디플루오로메탄의 비점보다 높은 화합물이 보조 공급되는 컬럼 속에서 증류시켜, 버블점 및 조성이 부가된 열량에 따라 가변적인, HCl의 컬럼 오버헤드 생성물과 컬럼 바닥 생성물을 생성시키는 단계(A),

   단계(A)의 컬럼 바닥 생성물로부터 세척에 의해 HF를 제거하는 단계(B) 및

   단계(B)로부터 잔류하는 혼합물을 증류시켜, 고비점 화합물로부터 디플루오로메탄을 분리시키는 단계(C)를 포함하여, HCl과, 디플루오로메탄 및 HF의 공비 혼합물로 이루어진 조 혼합물로부터 디플루오로메탄을 분리하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 단계(C)로부터의 고비점 화합물이 단계(A)의 컬럼으로 재순환되는 방법.
3. 제1항에 있어서, 보조공급물이 메틸렌 클로라이드인 방법.