145383. lajstromszámú szabadalom • Eljárás perfluoretilén előállítására klórdifluormetánból
v Megjelent: 1959. október 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.383. SZÁM 12. o. 1—4. OSZTÁLY — Sí—635. ALAPSZÁM Eljárás perfluoretilén előállítására klórdifluormetánból Institut für Silikon- u. Fluorkarbon-Chemie, Rade beul. NDK Feltalálók: Prof. Dr. Müller Richárd vegyész, Radebeul, Dr. Fischer Herbert vegyészmérnök, Radebeul és Dr. Seitz Günther vegyész, Drezda A bejelentés napja: 1957. február 19. A találmány a perfluoretilén új előállítási eljárására vonatkozik; e termék —.78 C° forrpontú gáz, amelynek poliimerizációs termékei hővel és vegyi anyagokkal szemben nagy ellenállóképességű műanyagokként alkalmazhatók. Az előállítására szolgáló, eddig ismert eljárások közül a nátriumtrifluoracetátból történő előállítás mellett elsősorban a klórdifluormetánból 600 és 800 C° közötti hőmérsékleten történő pirolízises sósav-lehasítás jelentős gyakorlati szempontból; ez utóbbi eljárást O. Ruff és O. Breitschneider (Z. anorgan. Cham. 210, (1933.) 175.) ismertették. Ezt a pirolízises hasítást, az eljárás gazdaságos kivitelezhetősége érdekében, platinából készült reaktorcsőben kell lefolytatni, mert a bomlás során keletkező számos melléktermék a reakció lefolytatásához szükséges magas hőmérsékleten túlságosan nagymértékben támadja meg a kevésbé ellenállóképes anyagokat. Ez a körülmény erősen megdrágítja az eljárás termékét. A jelen találmány a 'magas reakcióhőmérséklettel járó hátrányokat azáltal küszöböli ki, hogy klórhidrogén-akceptorokat alkalmaz, amelyek lehetővé teszik a reakció alacsonyabb hőmérsékleten, célszerűen 250 és 500 C° között, vasedényben történő lefolytatását. Emellett, ha klórhidrogénakceptorként elemi szilíciumot vagy ferroszilicium-réz keveréket alkalmazunk, akkor melléktermékként halogónszilánokat kapunk, amelyek különféle célokra értékesíthetők. A szerves halogénvegyületek ferrosziliciunwéz keverékekkel való reakciója során a reaktorban maradó széntartalmú maradékok, vagy a sósavgáz és ferrosziliciumréz keverékek reakciója során visszamaradó reaktormaradékok szintén jól alkalmazhatók a találmány szerinti halogén-akceptorként. A más, ismert eljárásokban sósav-akeeptorként már alkalmazott réz, vas,' nikkel, mangán és molibdén nem képesek e reakció tartós fenntartására, minthogy e reakció termékei rárakódnak ezekre az anyagokra és megszüntetik további hatóképességüket. A perfluoretilén e találmány szerinti előállítási módjának legfontosabb előnye az, hogy az eljárás során könnyen illó termékek — mint HoSiCL (fp. + 8 C°) és HSiCl., (fp. + 31 C°) — képződnek, amelyek az átalakulás főtermékeivel együtt eltávoznak. Ezért a találmány szerinti eljárás.tehát az eddig ismert eljárásokkal ellentétben alkalmas arra, hogy az átalakítás folytonos üzemben való lefolytatásának alapját képezze. A halogénakceptorban jelenlevő réz csupán ösztönzőleg hat a hasítás lefolytatásához alkalmazott ferrosziliciumra, önálló klórhidrogén-akceptorként azonban nem szerepel (u. ö.: Cham. Technik 2, (1950.) 8.). A íerroszilieium egymagában, réz-adalék nélkül, is képes reagálni a klórdifluormetánnal. 1. példa 1 kg klórdifluormetánt egy 500 C° hőmérsékletre hevített, 600 mm hosszú és 52 mm átmérőjű reaktorcsövön vezetünk keresztül, óránként 35— 40 g áramlási sebességgel. A reaktorcső 400 g kontakt-keveréket tartalmaz, amelynek összetétele: 1 rész finomra őrölt 50%-os íerroszilieium és 4 rész réz. A reafociótermékeket frakcionáljuk, kondenzáljuk és desztilláció útján tisztítjuk. Különböző elkülöníthető halogénszilánok mellett C2 F 4 keletkezik. 2. példa Szerves sziliciumvegyületek szerves halogenidekből és ferroszilicium-réz keverékből történő közvetlen szintézise során visszamaradó, szenet és még szilíciumot is tartalmazó reaktor-maradék 400 g-ját az 1. példában ismertetett reaktorcsőben mechanikai úton keverjük. A kb. 400 C° hőmérsékleten tartott csövön keresztül óránként 30 g áramlási sebességgel klórdifluormetánt keringtetünk mindaddig, míg a reakeióelegy CHClF2 -tartalmasf 30%-ra nem csökken. Ezután a reakcióterméket az 1. példa szerinti módon dolgozzuk fel.
