200151. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,1,1-trifluor-2,2-diklór-etán előállítására hidrogén-fluoriddal katalizátor jelenlétében
5 HU 20Ü151 B 6 600-ból készült, 5 cm belső átmérőjű, 80 cm magasságú csőrönktorba helyezzük, amely felső részén szinte rezeit Inconel porózus válaszfallal van ellátva, a felülről belépő gáz egyenletes eloszlatása és az inaktiv katalizátorágy felfogása érdekében. A hőmérséklet mérésére szolgáló termoelemek a reaktor közepén lévő hüvelyben foglalnak helyet. Az ismertetett reaktorba helyezett katalizátort 100 1/óra áramlási sebességű nitrogénáramban 200 °C-ra melegítjük, ezután a nitrogénáramot leállítjuk, majd 100 1/óra levegőt és 80 1/óra HF-ot vezetünk a reaktorba, miután ezeket a reaktorhoz képest ellenáramú elrendezésű előmelegitóben összekevertük. A fűtést újra kezdjük levegő és HF áramban, és 400 °C hőmérséklet eléréséig folytatjuk, ezt a hőmérsékletet tartjuk 2 órán keresztül, ezután a katalizátort nitrogénáramban lehűtjük. B) Az így előkészített katalizátort és ugyanazt a berendezést használva 0,855 mól/óra CíCU-t és 3,542 mól/óra HF-t vezetünk a reaktorba. A reakció hőmérséklete 360 °C, a nyomás 108-118 kPa között. Az érintkezési idő 5 másodperc, a nem fluidizólt katalizátor-térfogat és a betáplált reagensek térfogatárama közötti arányként számolva, a reakció hőmérsékletén és nyomásán. A reakciót egy órán keresztül végezzük, majd a HCl-t és HF-t vízben elnyeletjük, a reakcióterméket NaOH vizes oldatával mossuk, és így 141 g terméket nyerünk ki, amelynek moláris öszszetétele a következő: CF3CHC1F 1,2% CF3-CHC12 5,1% CCb=CClF + CCIF2-CHCI2 5,0% CzCU 88,0%. A C2CI4 konverziója 12%, mig a -CHCk tiszta kitermelése 42,9%, a melléktermékek tiszta kitermelése pedig 10%. (Ez a CFaCHCLF mól%-a, a reagált CbCU-re vonatkoztatva, a reakciótermékek visszavezetése nélkül, 1 óra alatt.) 1A. példa (összehasonlító vizsgálat) Az 1. példában leirt készülékbe 345 g, az 1. példában katalizátorkészítéshez használt aluminium-trifluoridot helyezünk. 360 °C reakcióhőmérsékleten és 108-118 kPa nyomóson 0,886 mól/óra C2Cl4-et és 3,44 mól/óra HF-t táplálunk be. A 2. példában leirt módszerrel 147 g reakcióterméket nyerünk ki, amelynek moláris összetétele a következő: CF3-CHCI2 nyomokban CC1-CC1F + CClFz-CHCk 1,1% C2CI4 98,5%. Ebből következik, hogy az aluminium-trifluorid önmagában nem alkalmas a CF3- -CHClz előállítására. 2. példa A) 340 g, lényegében gamma-AlF3-ból álló, 28 m2/g fajlagos felületű aluinínium-trifluoridot 52,3 g CrCb . 6H2O 58 ml desztillált vízzel készített oldatával impregnálunk. Az impregnálást és a szárítást az 1. példában leirt módon végezzük, a szárított katalizátort az 1. példában szereplő reaktorba töltjük és 100 1/óra áramlási sebességű levegővel 450 °C-ra hevítjük, ezen a hőmérsékleten tartjuk mindaddig, amíg a reaktort elhagyó levegő mosó oldatában már csak nyomokban mutatható ki kloridion. Ezt követően nitrogénnel hütjük. A Cr tömege a katalizátorra vonatkoztatva 3 törne g%. B) 345 g 2A) példában leirt katalizátort az 1. példában leirt készülékbe helyezünk. 360 °C reakcióhőmérsékleten és 108-118 kPa nyomáson 0,925 mól/óra CrzCU-t és 3,755 mól/óra HF-t táplálunk be, egy óra elteltével 148 g reakcióterméket nyerünk ki, amelynek moláris összetétele a következő: CFsCHClF 9% CF3-CHCI2 15,8% CClz=CClF + CCIF2-CHCI2 5,7% C2CU 64,0%. A C2CI4 konverzió 36%-os. A CF3CHCI2 tiszta kitermelés 44%, a melléktermékekre vonatkoztatott tiszta kitermelés 25%. (25 mól% CF3CHCIF, a reagált C2Cl4-re vonatkoztatva, a reakciótermékek visszavezetése nélkül, 1 óra alatt.) 3. példa A 2, példában leirt katalizátort és az 1. példában leirt készüléket használva, 340 °C reakcióhőmérsékleten és 108-118 kPa nyomáson, 0,949 mól/óra C2Cl4-et és 9,725 mól/óra HF-et táplálunk be. A reakciót egy órán keresztül folytatjuk, így 153 g reakcióterméket nyerünk ki, amelynek moláris összetétele a következő: CFsCHClF 4,8% CF3-CHCI2 14,8% CClz^CClF + CCIF2-CHCI2 7,4% C2CI4 71,0%. A C2CI4 konverzió 29%-os, a CF3CHCI2 tiszta kitermelés 51% és a melléktermékek tiszta kitermelése 16%. (16 mól%, a CF3CHCIF a reagált C2CU-re vonatkoztatva, 1 óra alatt, a reakciótermékek visszavezetése nélkül.) 4. példa A) 340 g 80% gamma-AlFa-ot tartalmazó, 18 m2/g fajlagos felületű alumíniura-trifluoridot 52,3 g CrCb . 6H2O 58 ml desztillált vízzel készített oldatával impregnálunk. Az impregnálást és a szárítási eljárást az 1. példában leírtak szerint végezzük. Szárítás után a katalizátort másodszor is impregnáljuk azonos mennyiségű és azonos koncentrációjú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
