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JP2016124847A - Method for producing trifluoroethylene - Google Patents

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JP2016124847A
JP2016124847A JP2015001623A JP2015001623A JP2016124847A JP 2016124847 A JP2016124847 A JP 2016124847A JP 2015001623 A JP2015001623 A JP 2015001623A JP 2015001623 A JP2015001623 A JP 2015001623A JP 2016124847 A JP2016124847 A JP 2016124847A
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JP
Japan
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hcfc
reaction
ion
hfo
chloro
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Application number
JP2015001623A
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Japanese (ja)
Inventor
智昭 谷口
Tomoaki Taniguchi
智昭 谷口
古田 昇二
Shoji Furuta
昇二 古田
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】工業的に実施可能な方法で、効率的かつ経済的に1−クロロ−1,2−ジフルオロエチレンを製造する方法の提供。
【解決手段】1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエタンおよび/または1−クロロ−1,1,2−トリフルオロエタンを、相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させることにより脱塩化水素反応させるトリフルオロエチレンの製造方法。
【選択図】なし
Provided is a method for efficiently and economically producing 1-chloro-1,2-difluoroethylene by an industrially practicable method.
1-Chloro-1,2,2-trifluoroethane and / or 1-chloro-1,1,2-trifluoroethane is removed by contacting with an alkaline aqueous solution in the presence of a phase transfer catalyst. A method for producing trifluoroethylene by hydrogen chloride reaction.
[Selection figure] None

Description

本発明は、トリフルオロエチレンの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing trifluoroethylene.

近年、温室効果ガス規制の高まりによって、より低い地球温暖化係数(GWP)を有する代替品が求められており、次世代の冷媒として、トリフルオロエチレン(HFO−1123)が注目されている。なお、本明細書において、ハロゲン化炭化水素については化合物名の後の括弧内にその化合物の略称を記すが、本明細書では必要に応じて化合物名に代えてその略称を用いる。   In recent years, with the increase in greenhouse gas regulations, an alternative product having a lower global warming potential (GWP) has been demanded, and trifluoroethylene (HFO-1123) has attracted attention as a next-generation refrigerant. In the present specification, for halogenated hydrocarbons, the abbreviations of the compounds are described in parentheses after the compound names. In the present specification, the abbreviations are used instead of the compound names as necessary.

HFO−1123は、例えば、クロロトリフルオロエチレン(CFO−1113)の水素化触媒存在下での水素との反応、または、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン(CFC−113)の触媒存在下での水素との反応で製造されることが知られている。   HFO-1123 can be prepared by reacting chlorotrifluoroethylene (CFO-1113) with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst, or 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (CFC), for example. -113) is known to be produced by reaction with hydrogen in the presence of a catalyst.

これらの製造方法では種々の副生物が発生するので、それらの副生物を有効利用して、有用な化合物を製造することが工業的に求められている。特に、CFO−1113またはCFC−113の水素との反応(還元反応)においては、1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエタン(HCFC−133)や1−クロロ−1,1,2−トリフルオロエタン(HCFC−133b)等のハイドロクロロフルオロアルカンが副生する。HFO−1123の効率的な製造のために、これらのハイドロクロロフルオロアルカンを有効に利用することが求められる。   Since various by-products are generated in these production methods, it is industrially demanded to produce useful compounds by effectively using these by-products. In particular, in the reaction (reduction reaction) of CFO-1113 or CFC-113 with hydrogen, 1-chloro-1,2,2-trifluoroethane (HCFC-133) or 1-chloro-1,1,2- Hydrochlorofluoroalkane such as trifluoroethane (HCFC-133b) is by-produced. Effective utilization of these hydrochlorofluoroalkanes is required for efficient production of HFO-1123.

特許文献1には、ハイドロクロロフルオロアルカンを、高表面積金属フッ化物またはオキシフッ素化物の存在下で脱ハロゲン化水素反応させることで、ハロゲン化アルケンを製造する方法が提示されている。しかしながら、この方法では、ハイドロクロロフルオロアルカンの転化率が15%以下と低いばかりでなく、ハロゲン化アルケンの選択率も低いという問題があった。また、特許文献1に記載されている脱ハロゲン化水素反応は、脱フッ化水素反応のみであり、この方法をハイドロクロロフルオロアルカンの脱塩化水素に適用することは難しいと考えられる。   Patent Document 1 proposes a method for producing a halogenated alkene by dehydrohalogenating a hydrochlorofluoroalkane in the presence of a high surface area metal fluoride or oxyfluoride. However, this method has a problem that not only the conversion rate of hydrochlorofluoroalkane is as low as 15% or less, but also the selectivity of halogenated alkene is low. Moreover, the dehydrohalogenation reaction described in Patent Document 1 is only a dehydrofluorination reaction, and it is considered difficult to apply this method to dehydrochlorination of hydrochlorofluoroalkanes.

特表2010−533151号Special table 2010-533151

本発明は、工業的に実施可能な方法で、効率的かつ経済的にHFO−1123を製造する方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the method of manufacturing HFO-1123 efficiently and economically by the method which can be implemented industrially.

本発明は、HCFC−133および/またはHCFC−133bを、相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させることにより、脱塩化水素反応させることを特徴とするHFO−1123の製造方法を提供する。   The present invention provides a method for producing HFO-1123, which comprises subjecting HCFC-133 and / or HCFC-133b to a dehydrochlorination reaction by contacting with an alkaline aqueous solution in the presence of a phase transfer catalyst.

本発明の製造方法によれば、原料の転化率およびHFO−1123の選択率がいずれも高く、効率的かつ経済的にHFO−1123を製造することができる。   According to the production method of the present invention, the conversion rate of raw materials and the selectivity of HFO-1123 are both high, and HFO-1123 can be produced efficiently and economically.

本発明のHFO−1123の製造方法は、原料としてHCFC−133および/またはHCFC−133bを使用し、これを相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させることにより脱塩化水素反応させることを特徴とする。
HCFC−133の反応は、以下の反応式(1)で示される脱塩化水素反応である。また、HCFC−133bの反応は、以下の反応式(2)で示される脱塩化水素反応である。
The method for producing HFO-1123 of the present invention is characterized in that HCFC-133 and / or HCFC-133b is used as a raw material, and this is dehydrochlorinated by contacting with an alkaline aqueous solution in the presence of a phase transfer catalyst. And
The reaction of HCFC-133 is a dehydrochlorination reaction represented by the following reaction formula (1). The reaction of HCFC-133b is a dehydrochlorination reaction represented by the following reaction formula (2).

Figure 2016124847
Figure 2016124847

Figure 2016124847
Figure 2016124847

本発明のHFO−1123を製造する方法において、原料として使用するHCFC−133およびHCFC−133bは、例えば、CFO−1113を触媒存在下に水素と反応させてHFO−1123を製造する際に、目的物であるHFO−1123と塩化水素が反応して生じる副生成物として得られる。   In the method for producing HFO-1123 of the present invention, the HCFC-133 and HCFC-133b used as raw materials are used when, for example, HFO-1123 is produced by reacting CFO-1113 with hydrogen in the presence of a catalyst. It is obtained as a by-product produced by the reaction of HFO-1123, which is a product, with hydrogen chloride.

CFO−1113の水素還元反応によるHFO−1123の製造方法では、反応器内で反応式(3)に示す反応が行われる。

Figure 2016124847
……………………(3) In the method for producing HFO-1123 by the hydrogen reduction reaction of CFO-1113, the reaction shown in the reaction formula (3) is performed in the reactor.
Figure 2016124847
…………………… (3)

原料組成物におけるCFO−1113と水素の割合は、CFO−1113の1モルに対して水素が0.01〜4.0モルの範囲である。反応器内の圧力は、取り扱い性の点から、常圧が好ましい。触媒としてはパラジウム触媒が好ましく、パラジウム触媒は活性炭等の担体に担持して用いることが好ましい。気相反応を行うために、触媒層の温度は、CFO−1113と水素を含む原料組成物(混合ガス)の露点以上の温度が好ましく、220℃から240℃の範囲が好ましい。CFO−1113と触媒との接触時間は、4〜60秒間が好ましい。   The ratio of CFO-1113 and hydrogen in the raw material composition is in the range of 0.01 to 4.0 moles of hydrogen with respect to 1 mole of CFO-1113. The pressure in the reactor is preferably normal pressure from the viewpoint of handleability. As the catalyst, a palladium catalyst is preferable, and the palladium catalyst is preferably supported on a support such as activated carbon. In order to perform a gas phase reaction, the temperature of the catalyst layer is preferably a temperature equal to or higher than the dew point of the raw material composition (mixed gas) containing CFO-1113 and hydrogen, and preferably in the range of 220 ° C to 240 ° C. The contact time between CFO-1113 and the catalyst is preferably 4 to 60 seconds.

CFO−1113の水素還元においては、HFO−1123を含む組成物を反応器の出口ガスとして得ることができる。出口ガスに含有されるHFO−1123以外の化合物としては、未反応原料であるCFO−1113に加えて、(E)−1,2−ジフルオロエチレン(HFO−1132(E))、(Z)−1,2−ジフルオロエチレン(HFO−1132(Z))、1,1−ジフルオロエチレン(HFO−1132a)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(HCFO−1122)、(E)−1−クロロ−1,2−ジフルオロエチレン(HCFO−1122a(E))、(Z)−1−クロロ−1,2−ジフルオロエチレン(HCFO−1122a(Z))、メタン、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、2−クロロ−1,1−ジフルオロエタン(HCFC−142)、1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン(HCFC−142b)、1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエタン(HCFC−133)、1−クロロ−1,1,2−トリフルオロエタン(HCFC−133b)、1,2−ジクロロ−1,1,2−トリフルオロエタン(HCFC−123a)、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン(CFC−113)、および1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン(CFO−1112)等が挙げられる。
なお、(E)−化合物名または略称(E)は、幾何異性体のE体であることを示し、(Z)−化合物名または略称(Z)は、Z体であることを示す。
In hydrogen reduction of CFO-1113, a composition containing HFO-1123 can be obtained as the outlet gas of the reactor. As compounds other than HFO-1123 contained in the outlet gas, in addition to CFO-1113 which is an unreacted raw material, (E) -1,2-difluoroethylene (HFO-1132 (E)), (Z)- 1,2-difluoroethylene (HFO-1132 (Z)), 1,1-difluoroethylene (HFO-1132a), 1-chloro-2,2-difluoroethylene (HCFO-1122), (E) -1-chloro -1,2-difluoroethylene (HCFO-1122a (E)), (Z) -1-chloro-1,2-difluoroethylene (HCFO-1122a (Z)), methane, 1,1-difluoroethane (HFC-152a ), 2-chloro-1,1-difluoroethane (HCFC-142), 1-chloro-1,1-difluoroethane (HCFC-142b), 1 Chloro-1,2,2-trifluoroethane (HCFC-133), 1-chloro-1,1,2-trifluoroethane (HCFC-133b), 1,2-dichloro-1,1,2-trifluoro Ethane (HCFC-123a), 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (CFC-113), 1,2-dichloro-1,2-difluoroethylene (CFO-1112), etc. Can be mentioned.
In addition, (E) -compound name or abbreviation (E) indicates that it is an E isomer of a geometric isomer, and (Z) -compound name or abbreviation (Z) indicates that it is a Z isomer.

水素還元反応で得られた粗生成物を、蒸留等の方法で分離し精製することで、HCFC−133およびHCFC−133bが得られる。
本発明のHFO−1123の製造方法においては、このようにして得られるHCFC−133および/またはHCFC−133bを原料として用いることができる。なお、原料として用いるHCFC−133およびHCFC−133bの入手方法はこれに限定されない。
By separating and purifying the crude product obtained by the hydrogen reduction reaction by a method such as distillation, HCFC-133 and HCFC-133b are obtained.
In the method for producing HFO-1123 of the present invention, HCFC-133 and / or HCFC-133b obtained as described above can be used as a raw material. In addition, the acquisition method of HCFC-133 and HCFC-133b used as a raw material is not limited to this.

以下、本発明のHFO−1123の製造方法について、さらに説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of HFO-1123 of this invention is further demonstrated.

<HFO−1123の製造>
本発明のHFO−1123の製造方法は、原料としてHCFC−133および/またはHCFC−133bを用い、前記反応式(1)および/または(2)に示すように、これらを相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させることにより脱塩化水素反応させることを特徴とする。
前記反応式(1)で示されるように、HCFC−133を相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させて脱塩化水素させる反応を、以下では反応Aともいう。また、前記反応式(2)で示されるように、HCFC−133bを相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させて脱塩化水素させる反応を、以下では反応Bともいう。
<Manufacture of HFO-1123>
The method for producing HFO-1123 of the present invention uses HCFC-133 and / or HCFC-133b as a raw material, and in the presence of a phase transfer catalyst, as shown in the above reaction formulas (1) and / or (2). And dehydrochlorination reaction by contacting with an aqueous alkali solution.
As shown in the reaction formula (1), the reaction of dehydrochlorinating HCFC-133 with an aqueous alkali solution in the presence of a phase transfer catalyst is also referred to as reaction A below. Further, as shown in the reaction formula (2), the reaction in which HCFC-133b is dehydrochlorinated by contacting with an aqueous alkali solution in the presence of a phase transfer catalyst is also referred to as reaction B below.

(HCFC−133および/またはHCFC−133b)
原料としては、HCFC−133とHCFC−133bの一方、または両方を使用する。
原料として、HCFC−133とHCFC−133bの両方を用いる場合、原料組成物中のHCFC−133とHCFC−133bの含有割合は、特に限定されない。
(HCFC-133 and / or HCFC-133b)
As a raw material, one or both of HCFC-133 and HCFC-133b are used.
When using both HCFC-133 and HCFC-133b as a raw material, the content rate of HCFC-133 and HCFC-133b in a raw material composition is not specifically limited.

本発明のHFO−1123の製造方法においては、HCFC−133およびHCFC−133b以外の有機化合物を本発明の効果を損なわない範囲で含有する原料組成物を用いてもよい。具体的には、前記反応式(3)における副生物や未反応原料等が挙げられる。HCFC−133およびHCFC−133b以外の有機化合物の含有量は、原料組成物全量に対して10質量%未満であることが好ましい。   In the manufacturing method of HFO-1123 of this invention, you may use the raw material composition which contains organic compounds other than HCFC-133 and HCFC-133b in the range which does not impair the effect of this invention. Specifically, by-products and unreacted raw materials in the reaction formula (3) can be mentioned. The content of organic compounds other than HCFC-133 and HCFC-133b is preferably less than 10% by mass with respect to the total amount of the raw material composition.

(アルカリ水溶液)
反応Aおよび反応Bに用いるアルカリ水溶液としては、脱塩化水素反応が進行する塩基性化合物の水溶液であれば、特に限定されない。具体的には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物等の無機の塩基性化合物や、アミン等の有機の塩基性化合物、アルカリ金属アルコキサイド等の水溶液が挙げられる。これらのなかでも、経済性の点から無機の塩基性化合物の水溶液が好ましく、反応活性、HFO−1123の選択率向上の観点から、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液がより好ましい。
(Alkaline aqueous solution)
The alkaline aqueous solution used for the reaction A and the reaction B is not particularly limited as long as it is an aqueous solution of a basic compound in which a dehydrochlorination reaction proceeds. Specifically, inorganic basic compounds such as alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide, organic basic compounds such as amines, Examples include aqueous solutions of alkali metal alkoxides. Among these, an aqueous solution of an inorganic basic compound is preferable from the viewpoint of economy, and an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide is more preferable from the viewpoint of improving reaction activity and selectivity of HFO-1123.

アルカリ水溶液の濃度は、脱塩化水素反応が促進される点からは、反応Aと反応Bのいずれにおいても0.5〜80質量%が好ましく、5〜50質量%が特に好ましい。また、前記脱塩化水素反応後に生じる副生物である塩、例えば、金属水酸化物を用いた際に生じる金属塩化物または金属フッ化物の析出を抑制する点からは、アルカリ水溶液の濃度は、0.5〜50質量%が好ましく、0.5〜20質量%が特に好ましい。   The concentration of the aqueous alkali solution is preferably 0.5 to 80% by mass and particularly preferably 5 to 50% by mass in both the reaction A and the reaction B from the point of promoting the dehydrochlorination reaction. In addition, the concentration of the aqueous alkali solution is 0 from the viewpoint of suppressing precipitation of a salt that is a by-product generated after the dehydrochlorination reaction, for example, metal chloride or metal fluoride generated when using a metal hydroxide. 0.5 to 50% by mass is preferable, and 0.5 to 20% by mass is particularly preferable.

なお、原料としてHCFC−133とHCFC−133bの両方を用いる場合、反応Aと反応Bとはそれぞれ独立して生起する。そして、反応Aと反応Bのそれぞれにおいて、アルカリ水溶液の濃度は前記範囲が好ましいので、この場合も、アルカリ水溶液の濃度は、0.5〜80質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましい。また、前記脱塩化水素反応後の生じる副生物である塩の析出を抑制する点からは、アルカリ水溶液の濃度は、0.5〜50質量%が好ましく、0.5〜20質量%が特に好ましい。   In addition, when using both HCFC-133 and HCFC-133b as a raw material, the reaction A and the reaction B occur independently, respectively. In each of the reaction A and the reaction B, the concentration of the alkaline aqueous solution is preferably within the above range. In this case, the concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.5 to 80% by mass, and more preferably 5 to 50% by mass. . Moreover, from the point which suppresses precipitation of the salt which is a by-product which arises after the said dehydrochlorination reaction, the density | concentration of aqueous alkali solution has preferable 0.5-50 mass%, and 0.5-20 mass% is especially preferable. .

アルカリ水溶液の使用量は、アルカリ水溶液中の全アルカリ量として、HCFC−133とHCFC−133bのモルの合計に対し、0.5〜5.0モル当量が好ましく、0.8〜2.0モル当量がより好ましく、1.0〜1.3モル当量が特に好ましい。   The amount of the alkaline aqueous solution used is preferably 0.5 to 5.0 molar equivalents relative to the total amount of HCFC-133 and HCFC-133b as the total alkali amount in the alkaline aqueous solution, and 0.8 to 2.0 moles. The equivalent is more preferable, and 1.0 to 1.3 molar equivalent is particularly preferable.

(相間移動触媒)
前記脱塩化水素反応においては、HCFC−133および/またはHCFC−133bと、前記アルカリ水溶液は相溶性がないため、両者の接触を効率的に実施するために、本発明の製造方法においては、水にも非水溶性の有機溶媒にも可溶な相間移動触媒を用いて反応を行う。
(Phase transfer catalyst)
In the dehydrochlorination reaction, HCFC-133 and / or HCFC-133b and the alkaline aqueous solution are not compatible with each other. In addition, the reaction is carried out using a phase transfer catalyst that is soluble in a water-insoluble organic solvent.

本発明において、反応Aおよび反応Bに用いる相間移動触媒としては、一般的に用いられる相間移動触媒を特に制限なく挙げることができ、第4級アンモニウム塩、第4級ホスホニウム塩、第4級アルソニウム塩、スルホニウム塩、クラウンエーテル等が挙げられる。これらの中でも、第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩が好ましい。   In the present invention, as the phase transfer catalyst used in the reaction A and the reaction B, a generally used phase transfer catalyst can be mentioned without particular limitation, and includes a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, and a quaternary arsonium. Salts, sulfonium salts, crown ethers and the like. Among these, a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt is preferable.

前記第4級アンモニウム塩として、具体的には、下記一般式(i)で表される化合物(以下、化合物(i)ともいう。)が挙げられる。   Specific examples of the quaternary ammonium salt include compounds represented by the following general formula (i) (hereinafter also referred to as compound (i)).

Figure 2016124847
(ただし、式(i)中、R11〜R14は、それぞれ独立して炭化水素基を表し、Yは、陰イオンを表す。)
Figure 2016124847
(In the formula (i), R 11 to R 14 each independently represents a hydrocarbon group, and Y represents an anion.)

なお、前記式(i)において、炭化水素基を表すR11〜R14は、より具体的には、以下の基である。すなわち、R11〜R14としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基等が挙げられ、アルキル基、アリール基が好ましい。R11〜R14の有する炭素数は、1分子あたりのR11〜R14の合計炭素数として、4〜100が好ましい。R11〜R14は、それぞれ同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。 In the formula (i), R 11 to R 14 representing a hydrocarbon group are more specifically the following groups. That is, examples of R 11 to R 14 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, and an aryl group, and an alkyl group and an aryl group are preferable. The number of carbon atoms of R 11 to R 14 is the total number of carbon atoms of R 11 to R 14 per molecule, preferably 4 to 100. R 11 to R 14 may be the same group or different groups.

11〜R14は、反応条件下に不活性な官能基で置換されていてもよい。不活性な官能基としては、反応条件に応じて異なるが、ハロゲン原子、エステル基、ニトリル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシル基等が挙げられる。 R 11 to R 14 may be substituted with a functional group that is inert under the reaction conditions. Examples of the inert functional group include a halogen atom, an ester group, a nitrile group, an acyl group, a carboxyl group, and an alkoxyl group, depending on the reaction conditions.

また、R11〜R14は、互いに連結して、含窒素複素環等の複素環を形成していてもよい。さらに、R11〜R14は高分子化合物の一部であってもよい。 R 11 to R 14 may be connected to each other to form a heterocyclic ring such as a nitrogen-containing heterocyclic ring. Furthermore, R 11 to R 14 may be part of a polymer compound.

このようなR11〜R14を有する第4級アンモニウムイオン(R11121314)として具体的には、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、テトラ−n−ブチルアンモニウムイオン、トリ−n−オクチルメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニウムイオン、ベンジルトリエチルアンモニウムイオン、セチルベンジルジメチルアンモニウムイオン、セチルピリジニウムイオン、n−ドデシルピリジニウムイオン、フェニルトリメチルアンモニウムイオン、フェニルトリエチルアンモニウムイオン、N−ベンジルピコリニウムイオン、ペンタメトニウムイオン、ヘキサメトニウムイオン等が挙げられる。 Specific examples of such quaternary ammonium ions having R 11 to R 14 (R 11 R 12 R 13 R 14 N + ) include tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetra-n-propylammonium ion, Tetra-n-butylammonium ion, tri-n-octylmethylammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, benzyltrimethylammonium ion, benzyltriethylammonium ion, cetylbenzyldimethylammonium ion, cetylpyridinium ion, n-dodecylpyridinium ion, phenyltrimethyl Ammonium ion, phenyltriethylammonium ion, N-benzylpicolinium ion, pentamethonium ion, hexamethonium ion Etc.

また、前記式(i)において、陰イオンを表すYとして具体的には、塩素イオン、フッ素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、過塩素酸イオン、硫酸水素イオン、水酸イオン、酢酸イオン、安息香酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン等が挙げられ、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硫酸水素イオンまたは水酸イオンが好ましい。なお、二価以上の陰イオンについては、式(i)において電荷のバランスが取れるようにモル数が調整される。 In the formula (i), Y representing an anion specifically includes chlorine ion, fluorine ion, bromine ion, iodine ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, perchlorate ion, hydrogen sulfate. Examples include ions, hydroxide ions, acetate ions, benzoate ions, benzenesulfonate ions, p-toluenesulfonate ions, and preferred are chlorine ions, bromine ions, iodine ions, hydrogen sulfate ions, or hydroxide ions. For divalent or higher anions, the number of moles is adjusted so that the electric charge is balanced in formula (i).

ここで、化合物(i)としては、化合物(i)の汎用性および反応活性の点から、下記R11121314と、下記Yとの組み合わせが好ましい。 Here, as a compound (i), the combination of following R < 11 > R < 12 > R < 13 > R < 14 > N <+> and the following Y < - > is preferable from the point of the versatility and reaction activity of a compound (i).

11121314:テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラ−n−プロピルアンモニウムイオン、テトラ−n−ブチルアンモニウムイオンまたはトリ−n−オクチルメチルアンモニウムイオン。
:フッ素イオン、塩素イオンまたは臭素イオン。
R 11 R 12 R 13 R 14 N + : Tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetra-n-propylammonium ion, tetra-n-butylammonium ion or tri-n-octylmethylammonium ion.
Y : Fluorine ion, chlorine ion or bromine ion.

前記第4級ホスホニウム塩として、具体的には、下記一般式(ii)で表される化合物(以下、化合物(ii)ともいう。)が挙げられる。   Specific examples of the quaternary phosphonium salt include compounds represented by the following general formula (ii) (hereinafter also referred to as compound (ii)).

Figure 2016124847
(ただし、式(ii)中、R21〜R24は、それぞれ独立して炭化水素基を表し、Yは、陰イオンを表す。)
Figure 2016124847
(However, in formula (ii), R 21 to R 24 each independently represent a hydrocarbon group, and Y represents an anion.)

なお、前記一般式(ii)において、炭化水素基を表すR21〜R24は、より具体的には、以下の特性を有する基である。 In the general formula (ii), R 21 to R 24 representing a hydrocarbon group are more specifically groups having the following characteristics.

21〜R24としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基等が挙げられ、アルキル基、アリール基が好ましい。
21〜R24の炭素数は、R21222324の1分子あたりの合計炭素数として、4〜100が好ましい。
Examples of R 21 to R 24 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, and an aryl group, and an alkyl group and an aryl group are preferable.
The number of carbon atoms of R 21 to R 24 are as R 21 R 22 R 23 R 24 P + total number of carbon atoms per molecule, preferably 4 to 100.

21〜R24は、それぞれ同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
21〜R24は、反応条件下に不活性な官能基で置換されていてもよい。該不活性な官能基としては、反応条件に応じて異なるが、ハロゲン原子、エステル基、ニトリル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシル基等が挙げられる。
R 21 to R 24 may be the same group or different groups.
R 21 to R 24 may be substituted with a functional group that is inert under the reaction conditions. Examples of the inert functional group include a halogen atom, an ester group, a nitrile group, an acyl group, a carboxyl group, and an alkoxyl group, depending on the reaction conditions.

このようなR21〜R24を有する第4級ホスホニウムイオンR21222324として具体的には、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラ−n−ブチルホスホニウムイオン、トリ−n−オクチルエチルホスホニウムイオン、セチルトリエチルホスホニウムイオン、セチルトリ−n−ブチルホスホニウムイオン、n−ブチルトリフェニルホスホニウムイオン、n−アミルトリフェニルホスホニウムイオン、メチルトリフェニルホスホニウムイオン、ベンジルトリフェニルホスホニウムイオン、テトラフェニルホスホニウムイオン等が挙げられる。 Specific examples of the quaternary phosphonium ion R 21 R 22 R 23 R 24 P + having R 21 to R 24 include tetraethylphosphonium ion, tetra-n-butylphosphonium ion, and tri-n-octylethylphosphonium. Ion, cetyltriethylphosphonium ion, cetyltri-n-butylphosphonium ion, n-butyltriphenylphosphonium ion, n-amyltriphenylphosphonium ion, methyltriphenylphosphonium ion, benzyltriphenylphosphonium ion, tetraphenylphosphonium ion, etc. It is done.

また、前記一般式(ii)において、陰イオンを表すYとして具体的には、塩素イオン、フッ素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、過塩素酸イオン、硫酸水素イオン、水酸イオン、酢酸イオン、安息香酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン等が挙げられ、フッ素イオン、塩素イオンまたは臭素イオンが好ましい。 In the general formula (ii), as Y representing an anion, specifically, chlorine ion, fluorine ion, bromine ion, iodine ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, perchlorate ion, sulfuric acid Examples thereof include a hydrogen ion, a hydroxide ion, an acetate ion, a benzoate ion, a benzenesulfonate ion, a p-toluenesulfonate ion, and a fluorine ion, a chlorine ion, or a bromine ion is preferable.

相間移動触媒の具体例としては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラ−n−プロピルアンモニウムブロミド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロミド、トリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等が挙げられるが、なかでも経済性、安全性の観点からテトラ−n−ブチルアンモニウムブロミドが好ましい。   Specific examples of the phase transfer catalyst include tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetra-n-propylammonium bromide, tetra-n-butylammonium bromide, tri-n-octylmethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium bromide, benzyltrimethyl Ammonium chloride and the like can be mentioned, among which tetra-n-butylammonium bromide is preferable from the viewpoint of economy and safety.

前記相間移動触媒の量は、用いる原料中のHCFC−133とHCFC−133bの合計100質量部に対して、0.001〜10質量部(0.001〜10質量%)が好ましく、0.1〜5質量部(0.1〜5質量%)がより好ましい。   The amount of the phase transfer catalyst is preferably 0.001 to 10 parts by mass (0.001 to 10% by mass) with respect to a total of 100 parts by mass of HCFC-133 and HCFC-133b in the raw material used. -5 mass parts (0.1-5 mass%) is more preferable.

(脱塩化水素反応)
反応Aおよび/または反応Bは、具体的には、HCFC−133および/またはHCFC−133bと、前記アルカリ水溶液と、前記相間移動触媒を前記の割合で反応器に導入し、これらが十分に接触するように通常の手段によって撹拌等を行うことで実施される。
(Dehydrochlorination reaction)
Specifically, the reaction A and / or the reaction B is carried out by introducing HCFC-133 and / or HCFC-133b, the alkaline aqueous solution, and the phase transfer catalyst into the reactor at the above ratios, and sufficiently contacting them. Thus, it is carried out by performing stirring or the like by ordinary means.

前記脱塩化水素反応の温度(反応器内温度ともいう。)は特に限定されないが、HCFC−133および/またはHCFC−133bの転化率向上の観点から、40〜200℃が好ましく、70〜200℃がより好ましい。目的生成物であるHFO−1123の高選択率の観点からは、40〜150℃が好ましく、40〜130℃がより好ましい。
反応圧力は、反応を液相で実施するために、反応温度下でHCFC−133およびHCFC―133bが液化している状態、すなわち飽和蒸気圧以上に調整する。具体的には、上記反応温度における反応圧力は、ゲージ圧で0.2〜3MPaであることが好ましい。
前記脱塩化水素反応は加圧反応容器中で実施されることが好ましく、反応で生成したガスは、圧力調整弁を経由して回収することが好ましい。また、圧力調整弁を経由して回収したガス中に、未反応原料のHCFC−133および/またはHCFC―133bが含まれることを避けるために、前記加圧反応容器に充填塔およびコンデンサーを接続し、充填塔の塔頂部にガスの低沸成分を濃縮させて留出させる、すなわち反応蒸留を行うことが好ましい。
また、加圧で反応を行う場合、反応終了後、反応液は自然に有機相と水相に分離させることができる。この有機相を抜き出し回収してもよい。
The temperature of the dehydrochlorination reaction (also referred to as the reactor internal temperature) is not particularly limited, but is preferably 40 to 200 ° C, and preferably 70 to 200 ° C from the viewpoint of improving the conversion rate of HCFC-133 and / or HCFC-133b. Is more preferable. From the viewpoint of high selectivity of HFO-1123 which is the target product, 40 to 150 ° C is preferable, and 40 to 130 ° C is more preferable.
In order to carry out the reaction in the liquid phase, the reaction pressure is adjusted to a state where HCFC-133 and HCFC-133b are liquefied at the reaction temperature, that is, the saturated vapor pressure or higher. Specifically, the reaction pressure at the reaction temperature is preferably 0.2 to 3 MPa as a gauge pressure.
The dehydrochlorination reaction is preferably carried out in a pressurized reaction vessel, and the gas produced by the reaction is preferably recovered via a pressure regulating valve. In order to avoid the unreacted raw material HCFC-133 and / or HCFC-133b being included in the gas recovered via the pressure regulating valve, a packed tower and a condenser are connected to the pressurized reaction vessel. It is preferable to concentrate and distill the low boiling point component of the gas at the top of the packed column, that is, to perform reactive distillation.
Moreover, when reacting by pressurization, after completion | finish of reaction, a reaction liquid can be separated into an organic phase and an aqueous phase naturally. This organic phase may be extracted and recovered.

反応Aおよび反応Bは、一つの反応器内で行われる。これらの反応は、半連続式、バッチ式、連続流通式のいずれの方式でも実施可能であり、反応時間は各方式により通常の方法で適宜調整できる。原料として、HCFC−133とHCFC−133bの両方を用いる場合、HCFC−133とHCFC−133bとは、反応器に別々に供給することも可能であるが、予め混合し原料組成物としたものを反応器に供給することが好ましい。   Reaction A and reaction B are carried out in one reactor. These reactions can be carried out by any of the semi-continuous, batch, and continuous flow systems, and the reaction time can be appropriately adjusted by an ordinary method according to each system. When both HCFC-133 and HCFC-133b are used as raw materials, HCFC-133 and HCFC-133b can be separately supplied to the reactor. It is preferable to supply to the reactor.

反応器の材質として、原料、相間移動触媒、アルカリ水溶液および反応生成物を含む反応液成分に不活性で、耐蝕性の材質であれば特に限定されない。このような反応器の材質として、具体的には、ガラス、鉄、ニッケルもしくはこれらを主成分とする合金等を挙げることができる。ステンレスが特に好ましい。   The material of the reactor is not particularly limited as long as the material is inert to the reaction liquid components including the raw material, the phase transfer catalyst, the alkaline aqueous solution, and the reaction product and is corrosion resistant. Specific examples of such a reactor material include glass, iron, nickel, and alloys containing these as main components. Stainless steel is particularly preferred.

本発明の製造方法において、目的生成物であるHFO−1123、未反応原料のHCFC−133および/またはHCFC−133bの他に、副生物(以下、副生物Cと示す。)が含まれ得る。   In the production method of the present invention, in addition to HFO-1123 which is the target product and HCFC-133 and / or HCFC-133b which are unreacted raw materials, a by-product (hereinafter referred to as by-product C) may be included.

前記回収ガス成分または前記有機相に含まれる副生物Cとしては、HCFO−1122、HCFO−1122a(E)、HCFO−1122a(Z)等が挙げられる。   Examples of the by-product C contained in the recovered gas component or the organic phase include HCFO-1122, HCFO-1122a (E), and HCFO-1122a (Z).

得られたHFO−1123、未反応原料のHCFC−133および/またはHCFC−133b、副生物であるHCFO−1122、HCFO−1122(E)およびHCFO−1122(Z)は、それぞれ適当な沸点差を有しており、一般的な蒸留等により分離精製できる。分離精製されたHFO−1123は、各種用途に使用可能である。   The obtained HFO-1123, HCFC-133 and / or HCFC-133b as unreacted raw materials, HCFO-1122, HCFO-1122 (E) and HCFO-1122 (Z) as by-products have an appropriate boiling point difference. It can be separated and purified by general distillation or the like. The separated and purified HFO-1123 can be used for various applications.

以上説明したとおり、本発明のHFO−1123の製造方法は、工業的に実施可能であり、反応条件も穏やかであり、かつ副生物の生成を抑制できる。そして、原料の転化率およびHFO−1123の選択率がいずれも高く、効率的かつ経済的な製造方法である。   As described above, the method for producing HFO-1123 of the present invention can be industrially implemented, the reaction conditions are mild, and the production of by-products can be suppressed. Both the raw material conversion ratio and the HFO-1123 selectivity are high, and this is an efficient and economical production method.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<HCFC−133およびHCFC−133bの製造>
原料のHCFC−133およびHCFC−133bを製造した。以下の製造例は、前記反応式(3)によるHCFC−133および/またはHCFC−133bの製造の例である。
<Manufacture of HCFC-133 and HCFC-133b>
Raw materials HCFC-133 and HCFC-133b were produced. The following production examples are examples of production of HCFC-133 and / or HCFC-133b according to the reaction formula (3).

[製造例1]
内径2.3cm、長さ50cmのステンレス製の反応管に、ヤシ殻活性炭の100質量部に対して0.5質量部のパラジウムを担持させたパラジウム担持活性炭を充填して、高さ40cmの触媒層を形成した。
[Production Example 1]
A stainless steel reaction tube having an inner diameter of 2.3 cm and a length of 50 cm is filled with palladium-supported activated carbon in which 0.5 parts by weight of palladium is loaded with respect to 100 parts by weight of coconut shell activated carbon. A layer was formed.

こうして形成された反応管内の触媒層を電気ヒータによって80℃に管理し、内圧0.04MPaで、CFO−1113と水素のモル比が1.0となる原料組成物を、触媒層に対する原料組成物の接触時間が30秒間になるよう反応管に供給し、HFO−1123を製造した。この時、触媒層の最高温度は、236℃であった。このときの製造条件を表1に示す。   The catalyst layer in the reaction tube thus formed was controlled at 80 ° C. by an electric heater, and the raw material composition having an internal pressure of 0.04 MPa and a molar ratio of CFO-1113 to hydrogen of 1.0 was used as the raw material composition with respect to the catalyst layer. Was supplied to the reaction tube so that the contact time was 30 seconds to produce HFO-1123. At this time, the maximum temperature of the catalyst layer was 236 ° C. The manufacturing conditions at this time are shown in Table 1.

次いで、反応管の出口から排出された生成ガスを、アルカリ洗浄してから脱水処理して、粗HFO−1123を回収した。回収した粗HFO−1123をガスクロマトグラフィ(以下、GCと示す。)により分析し、GCのピーク面積比から各成分のモル組成をそれぞれ求めた。製造条件および生成物の組成を表1の下欄に示す。   Next, the product gas discharged from the outlet of the reaction tube was subjected to alkali cleaning and then dehydrated to recover crude HFO-1123. The recovered crude HFO-1123 was analyzed by gas chromatography (hereinafter referred to as GC), and the molar composition of each component was determined from the peak area ratio of GC. Production conditions and product composition are shown in the lower column of Table 1.

Figure 2016124847
Figure 2016124847

次いで、前記粗HFO−1123を公知の方法で蒸留することによって、HCFC−133とHCFC−133bをそれぞれ別々に得た。   Next, HCFC-133 and HCFC-133b were obtained separately by distilling the crude HFO-1123 by a known method.

<HFO−1123の製造>
前記で得られたHCFC−133および/またはHCFC−133bを用い、HFO−1123を製造した。
<Manufacture of HFO-1123>
HFO-1123 was produced using the HCFC-133 and / or HCFC-133b obtained above.

実施例1
内容積1000mLのステンレス製反応容器に、HCFC−133bの41.6g(0.35mol)を仕込んだ後に、相関移動触媒であるテトラ−n−ブチルアンモニウムクロリド(TBAC)の410mg(HCFC−133bに対して1.0質量%)と、水酸化カリウム水溶液(40質量%)の50.2g(水酸化カリウムとして20.1g(0.36mol))を混合した溶液を反応容器に加えた。恒温槽を用いて、反応器内温度を設定温度45℃に管理し、撹拌しながら24時間反応を行った。反応器内圧力は、反応開始前の反応器内の温度を45℃にした際に0.25MPaであり、反応開始24時間後には0.3MPaであった。反応開始24時間後に、反応器内に残留する粗生成物を回収し、回収した粗生成物の組成をGCにより分析した。
Example 1
After charging 41.6 g (0.35 mol) of HCFC-133b into a stainless steel reaction vessel having an internal volume of 1000 mL, 410 mg of tetra-n-butylammonium chloride (TBAC) as a phase transfer catalyst (relative to HCFC-133b) 1.0 mass%) and 50.2 g of potassium hydroxide aqueous solution (40 mass%) (20.1 g (0.36 mol) as potassium hydroxide) were added to the reaction vessel. The temperature in the reactor was controlled at a set temperature of 45 ° C. using a thermostatic bath, and the reaction was carried out for 24 hours while stirring. The pressure in the reactor was 0.25 MPa when the temperature in the reactor before starting the reaction was 45 ° C., and 0.3 MPa after 24 hours from the start of the reaction. After 24 hours from the start of the reaction, the crude product remaining in the reactor was recovered, and the composition of the recovered crude product was analyzed by GC.

GC分析では、GCのピーク面積比から各成分のモル組成をそれぞれ求め、求められた各成分のモル組成から、HCFC−133bの転化率を求めた。   In the GC analysis, the molar composition of each component was determined from the GC peak area ratio, and the conversion rate of HCFC-133b was determined from the determined molar composition of each component.

「転化率」は、GCから計算される粗生成物中のHCFC−133bのモル組成がX%であるとき、(100−X)%を、HCFC−133bの転化率として算出した。
また、反応したHCFC−133bのうちで、HCFC−133b以外の各成分に転化したのはそれぞれ何%かを示す「選択率」を、以下の式により算出した。
各成分の選択率=各成分のモル組成/HCFC−133bの転化率
粗生成物のGC分析の結果を、製造条件とともに表2に示す。
"Conversion rate" was calculated as (100-X)% as the conversion rate of HCFC-133b when the molar composition of HCFC-133b in the crude product calculated from GC was X%.
Further, the “selectivity” indicating the percentage of each reacted HCFC-133b converted to each component other than HCFC-133b was calculated by the following equation.
Selectivity of each component = molar composition of each component / conversion rate of HCFC-133b Table 2 shows the results of GC analysis of the crude product together with the production conditions.

実施例2
HCFC−133bの41.8g(0.35mol)、TBACの409mg(HCFC−133bに対して1.0質量%)、水酸化カリウム水溶液(40%)の50.5gを使用し、反応器内温度を設定温度75℃に管理した以外は、実施例1と同様の条件下に24時間反応を行った。反応器内圧力は、反応開始前の反応器内の温度を75℃にした際に0.67MPaであり、反応開始24時間後には0.73MPaであった。反応開始24時間後に、反応器内に残留する粗生成物を回収し、回収した粗生成物の組成を、実施例1と同様にGCにより分析した。分析結果を、製造条件とともに表2に示す。
Example 2
41.8 g (0.35 mol) of HCFC-133b, 409 mg of TBAC (1.0% by mass with respect to HCFC-133b), and 50.5 g of aqueous potassium hydroxide (40%) were used. The reaction was carried out for 24 hours under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was controlled at 75 ° C. The pressure inside the reactor was 0.67 MPa when the temperature in the reactor before starting the reaction was 75 ° C., and 0.73 MPa after 24 hours from the start of the reaction. After 24 hours from the start of the reaction, the crude product remaining in the reactor was collected, and the composition of the collected crude product was analyzed by GC in the same manner as in Example 1. The analysis results are shown in Table 2 together with the production conditions.

実施例3
HCFC−133bの41.6g(0.35mol)、TBACの412mg(HCFC−133bに対して1.0質量%)、水酸化カリウム水溶液(40%)の50.1gを使用し、反応器内温を設定温度100℃に管理した以外は実施例1と同様の条件下に、12時間反応を行った。反応器内圧力は、反応開始前の反応器内の温度を100℃にした際に1.10MPaであり、反応開始12時間後には1.50MPaであった。反応開始12時間後に、反応器内に残留する粗生成物を回収し、回収した粗生成物の組成を実施例1と同様にGCにより分析した。分析結果を、製造条件とともに表2に示す。
Example 3
41.6 g (0.35 mol) of HCFC-133b, 412 mg of TBAC (1.0% by mass with respect to HCFC-133b) and 50.1 g of aqueous potassium hydroxide (40%) were used. The reaction was carried out for 12 hours under the same conditions as in Example 1 except that was controlled at a set temperature of 100 ° C. The pressure in the reactor was 1.10 MPa when the temperature in the reactor before the start of the reaction was 100 ° C., and 1.50 MPa after 12 hours from the start of the reaction. After 12 hours from the start of the reaction, the crude product remaining in the reactor was recovered, and the composition of the recovered crude product was analyzed by GC in the same manner as in Example 1. The analysis results are shown in Table 2 together with the production conditions.

Figure 2016124847
Figure 2016124847

実施例4
内容積200mLのステンレス製反応容器に、HCFC−133の7.9g(0.067mol)を仕込んだ後に、TBACの237mg(HCFC−133に対して3.0質量%)と、水酸化カリウム水溶液(40質量%)の10.3g(水酸化カリウムとして4.1g(0.07mol))を混合した溶液を反応容器に加えた。恒温槽を用いて、反応器内温度を設定温度76℃に管理し、撹拌しながら24時間反応を行った。反応器内圧力は、反応開始前の反応器内の温度を76℃にした際に0.35MPaであり、反応開始24時間後には0.75MPaであった。反応開始24時間後に、反応器内に残留する粗生成物を回収し、回収した粗生成物の組成をGCにより分析した。
Example 4
After charging 7.9 g (0.067 mol) of HCFC-133 into a stainless steel reaction vessel having an internal volume of 200 mL, 237 mg of TBAC (3.0 mass% with respect to HCFC-133) and an aqueous potassium hydroxide solution ( 40% by mass) of 10.3 g (4.1 g (0.07 mol) as potassium hydroxide) was added to the reaction vessel. The temperature inside the reactor was controlled at a set temperature of 76 ° C. using a thermostatic bath, and the reaction was carried out for 24 hours while stirring. The pressure in the reactor was 0.35 MPa when the temperature in the reactor before the start of the reaction was 76 ° C., and 0.75 MPa after 24 hours from the start of the reaction. After 24 hours from the start of the reaction, the crude product remaining in the reactor was recovered, and the composition of the recovered crude product was analyzed by GC.

実施例2〜4のGC分析においては、GCのピーク面積比から各成分のモル組成をそれぞれ求め、求められた各成分のモル組成から、HCFC−133の転化率と、各成分の選択率を算出した。   In GC analysis of Examples 2-4, the molar composition of each component was calculated | required from the peak area ratio of GC, respectively, and the conversion rate of HCFC-133 and the selectivity of each component were calculated | required from the calculated | required molar composition of each component. Calculated.

「HCFC−133の転化率」は、GCから計算される粗生成物中のHCFC−133のモル組成がY%であるとき、(100−Y)%を、HCFC−133の転化率として算出した。そして、「各成分の選択率」を、以下の式により算出した。
各成分の選択率=各成分のモル組成/HCFC−133の転化率
実施例4における粗生成物のGC分析の結果を、製造条件とともに表3に示す。
The "conversion rate of HCFC-133" was calculated as (100-Y)% conversion rate of HCFC-133 when the molar composition of HCFC-133 in the crude product calculated from GC was Y%. . Then, “selectivity of each component” was calculated by the following formula.
Selectivity of each component = molar composition of each component / conversion rate of HCFC-133 Table 3 shows the results of GC analysis of the crude product in Example 4 together with the production conditions.

Figure 2016124847
Figure 2016124847

実施例5
内容積200mLのステンレス製反応容器に、HCFC−133bとHCFC−133の重量比が72/28である混合物の10.4g(HCFC−133b;7.5gとHCFC−133;2.9g)を仕込んだ後に、TBACの316mg(HCFC−133bに対して3.0質量%)と、水酸化カリウム水溶液(40質量%)の12.7g(水酸化カリウムとして5.1g(0.09mol))を混合した溶液を反応容器に加えた。恒温槽を用いて、反応器内温度を設定温度100℃に管理し、撹拌しながら12時間反応を行った。反応器内圧力は、反応開始前の反応器内の温度を100℃にした際に0.98MPaであり、反応開始12時間後には1.20MPaであった。反応開始12時間後に、反応器内に残留する粗生成物を回収し、回収した粗生成物の組成をGCにより分析した。
Example 5
10.4 g (HCFC-133b; 7.5 g and HCFC-133; 2.9 g) of a mixture having a weight ratio of HCFC-133b and HCFC-133 of 72/28 was charged into a 200 mL stainless steel reaction vessel. Thereafter, 316 mg of TBAC (3.0% by mass with respect to HCFC-133b) and 12.7 g of potassium hydroxide aqueous solution (40% by mass) (5.1 g (0.09 mol) as potassium hydroxide) were mixed. The solution was added to the reaction vessel. The temperature in the reactor was controlled at a set temperature of 100 ° C. using a thermostatic bath, and the reaction was carried out for 12 hours while stirring. The pressure in the reactor was 0.98 MPa when the temperature in the reactor before the start of the reaction was 100 ° C., and 1.20 MPa after 12 hours from the start of the reaction. 12 hours after the start of the reaction, the crude product remaining in the reactor was recovered, and the composition of the recovered crude product was analyzed by GC.

GC分析においては、GCのピーク面積比から各成分のモル組成をそれぞれ求めた。そして、求められた各成分のモル組成から、HCFC−133bの転化率とHCFC−133の転化率、およびHCFC−133bとHCFC−133との合計での転化率を算出した。また、求められた各成分のモル組成から、HCFC−133bとHCFC−133以外の各成分の選択率を算出した。   In the GC analysis, the molar composition of each component was determined from the peak area ratio of GC. And from the calculated | required molar composition of each component, the conversion rate of HCFC-133b, the conversion rate of HCFC-133, and the total conversion rate of HCFC-133b and HCFC-133 were computed. Moreover, the selectivity of each component other than HCFC-133b and HCFC-133 was calculated from the obtained molar composition of each component.

「合計転化率」は、粗生成物中のHCFC−133bのモル組成とHCFC−133のモル組成の合計がZ%であるとき、(100−Z)%を、HCFC−133bとHCFC−133との合計での転化率として算出した。
「HCFC−133bの転化率」は、HCFC−133bのモル組成がZ1%であるとき、{(72−Z1)/72}×100%を、HCFC−133bの転化率として算出した。また、「HCFC−133の転化率」は、HCFC−133のモル組成がZ2%であるとき、{(28−Z2)/28}×100%を、HCFC−133の転化率として算出した。そして、「各成分の選択率」を、以下の式により算出した。
各成分の選択率=各成分のモル組成/(HCFC−133bとHCFC−133との合計での転化率)
粗生成物のGC分析の結果を、製造条件とともに表4に示す。
“Total conversion rate” is (100−Z)% when the sum of the molar composition of HCFC-133b and the molar composition of HCFC-133 in the crude product is Z%, and HCFC-133b and HCFC-133 The total conversion was calculated as the conversion rate.
The “conversion rate of HCFC-133b” was calculated as {(72−Z1) / 72} × 100% conversion rate of HCFC-133b when the molar composition of HCFC-133b was Z1%. The “conversion rate of HCFC-133” was calculated as {conversion rate of HCFC-133} when the molar composition of HCFC-133 was Z 2%, {(28−Z 2) / 28} × 100%. Then, “selectivity of each component” was calculated by the following formula.
Selectivity of each component = molar composition of each component / (conversion rate in total of HCFC-133b and HCFC-133)
The results of GC analysis of the crude product are shown in Table 4 together with the production conditions.

Figure 2016124847
Figure 2016124847

本発明の製造方法によれば、工業的に実施可能な方法で、効率的かつ経済的に、冷媒等として有用なHFO−1123を製造できる。   According to the production method of the present invention, HFO-1123 useful as a refrigerant or the like can be produced efficiently and economically by an industrially feasible method.

Claims (4)

1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエタンおよび/または1−クロロ−1,1,2−トリフルオロエタンを、相間移動触媒の存在下にアルカリ水溶液と接触させることにより脱塩化水素反応させることを特徴とするトリフルオロエチレンの製造方法。   1-Chloro-1,2,2-trifluoroethane and / or 1-chloro-1,1,2-trifluoroethane is dehydrochlorinated by contacting with an aqueous alkali solution in the presence of a phase transfer catalyst. A process for producing trifluoroethylene characterized by the above. 前記1−クロロ−1,2,2−トリフルオロエタンおよび/または前記1−クロロ−1,1,2−トリフルオロエタンは、クロロトリフルオロエチレンまたは1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタンを触媒存在下に水素と反応させて得られる、請求項1に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The 1-chloro-1,2,2-trifluoroethane and / or the 1-chloro-1,1,2-trifluoroethane is chlorotrifluoroethylene or 1,1,2-trichloro-1,2, The method for producing trifluoroethylene according to claim 1, which is obtained by reacting 2-trifluoroethane with hydrogen in the presence of a catalyst. 前記アルカリ水溶液の濃度が0.5質量%〜80質量%である、請求項1または2に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The manufacturing method of the trifluoroethylene of Claim 1 or 2 whose density | concentration of the said aqueous alkali solution is 0.5 mass%-80 mass%. 前記脱塩化水素反応の温度が、40〜200℃である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトリフルオロエチレンの製造方法。   The method for producing trifluoroethylene according to any one of claims 1 to 3, wherein a temperature of the dehydrochlorination reaction is 40 to 200 ° C.
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