DE4201000A1

DE4201000A1 - Verfahren zur teilweisen oder vollstaendigen auftrennung eines gemisches von 1,1,1,3,3-pentafluorbutan ("i-365") und 1,1-dichlor-1-fluorethan ("i-141b")

Info

Publication number: DE4201000A1
Application number: DE4201000A
Authority: DE
Inventors: Michael Sheppard Bolmer; Maher Yousef Elsheikh
Original assignee: Atochem North America Inc
Current assignee: Arkema Inc
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1993-03-04
Also published as: US5099082A; CA2059204A1; FR2680784B1; FR2680784A1; JPH0597726A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur teilweisen oder vollständigen Auftrennung eines Gemisches von 1,1,1,3,3- Pentafluorbutan ("I-365") und 1,1-Dichlor-1-fluorethan ("I-141b") durch Flüssig-Flüssig-Extraktion mit Lösungsmit teln, die Ethylenglykol, 2-Buten-1,4-diol, Ethanolamin, Propylenglykol oder Gemische davon enthalten.

I-365 ist ein Nebenprodukt, das bei der Herstellung von I-141b ein Ersatzmittel für Trichlorfluormethan als Treib mittel gebildet wird. Da I-365 ein Lösungsmittel und ein Vorläufer für andere Chemikalien ist, besteht ein Bedürfnis nach einem Verfahren zu seiner Gewinnung. Die Auftrennung durch herkömmliche Destillationsverfahren ist jedoch extrem schwierig, da I-365 und I-141b ein Azeotrop bilden.

Während in der US-PS 40 31 148 die Flüssig-Flüssig-Extrak tion zur Auftrennung von chlorierten Kohlenwasserstoffen unter Verwendung von mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln und von 0 bis 50% Wasser beschrieben wird, ist der Anmelde rin keine Literaturstelle bekannt, in der die Flüssig-Flüs sig-Extraktion zur Abtrennung von HFC-Verbindungen (Fluor kohlenwasserstoffen), wie I-365, von HCFC-Verbindungen (Chlorfluorkohlenwasserstoffen), wie I-141b, bekannt. Wie in Spalte 1, Zeilen 53 bis 56, der genannten US-PS 40 31 148 beschrieben wird, ist es unmöglich, eine Vorher sage, welche Extraktionsmittel die Trennung von irgendwel chen zwei Substanzen ermöglichen, zu treffen.

Durch die Erfindung wird nun ein Verfahren zur mindestens teilweise erfolgenden Trennung eines Gemisches von I-365 und I-141b bereitgestellt, welches durch eine Flüssig-Flüs sig-Extraktion des Gemisches in Gegenwart eines Lösungs mittels gekennzeichnet ist, welches Ethylenglykol, 2-Buten- 1,4-diol, Ethanolamin, Propylenglykol oder Gemische davon, vorzugsweise Ethylenglykol, enthält. Insbesondere geht man bei dem Verfahren so vor, daß man das Gemisch von I-141b und I-365 mit dem Extraktionsmittel derart kontaktiert, daß das Mittel I-141b aus dem Gemisch extrahiert und eine ge sonderte Phase davon bildet und daß man hierauf die Phasen von an I-141b angereichertem Lösungsmittel und des I-141b/ I-365-Gemisches trennt, wobei das letztgenannte Gemisch nunmehr eine entsprechend verminderte Konzentration an I-141b aufweist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Flüssig-Flüssig-Extraktionssystems und

Fig. 2 die Gleichgewichtswerte bei 25°C für das ternäre System von I-365, I-141b und dem Ethylenglykol-Lö sungsmittel sowie die Anwendung dieser Werte zur Bestimmung der Gleichgewichtsstufen.

Es wurde nun gefunden, daß eine effiziente Auftrennung von I-365 und I-141b durch eine Flüssig-Flüssig-Extraktion unter Verwendung der vorgenannten Lösungsmittel, wie Ethy lenglykol allein oder im Gemisch mit 2-Buten-1,4-diol, Ethanolamin, Propylenglykol, Propylencarbonat oder 2-Buten- 1,4-diol und Propylenglykol; 2-Buten-1,4-diol allein oder im Gemisch mit Propylenglykol, Ethanolamin oder Propylen carbonat; Ethanolamin allein oder mit Propylenglykol; oder Propylenglykol, erreicht werden kann. So werden erfindungs gemäß als Extraktionsmittel folgende Substanzen bzw. Gemi sche verwendet:

(A) Ethylenglykol allein oder im Gemisch mit:
(1) 2-Buten-1,4-diol, oder (2) Ethanolamin, oder (3) Pro pylenglykol, oder (4) Propylencarbonat, oder (5) 2-Buten 1,4-diol und Propylenglykol, oder (6) 2-Buten-1,4-diol und Dipropylenglykol, oder (7) Ethanolamin und Dipropylengly kol;

(B) 2-Buten-1,4-diol allein oder im Gemisch mit:
(1) Propylenglykol, oder (2) Ethanolamin, oder (3) Propy lencarbonat, oder (4) Ethanolamin und Dipropylenglykol, oder (5) Dipropylenglykol;

(C) Ethanolamin allein oder im Gemisch mit:
(1) Propylenglykol, oder (2) Dipropylenglykol; oder

(D) Propylenglykol.

Es wurde festgestellt, daß die Lösungsmittel eine Selek tivität für I-141b (bei 25°C) von etwa 1,24 bis 3,85 haben. Andere Lösungsmittel, wie Dipropylenglykol, können zuge setzt werden, solange die Selektivität nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Unter Berücksichtigung dieser Maßgabe ist das exakte Verhältnis der Lösungsmittelkomponenten in den Lösungsmittelgemischen nicht kritisch. Beispiele für Lösungsmittelgemische, die Dipropylenglykol ("DG") enthal ten, sind DG im Gemisch mit Ethanolamin, 2-Buten-1,4-diol, 2-Buten-1,4-diol und Ethanolamin, Ethylenglykol und Etha nolamin oder Ethylenglykol und 2-Buten-1,4-diol.

Die Trennung kann in einem Flüssig-Flüssig-Extraktor, wie in Fig. 1 gezeigt, durchgeführt werden. In der Figur wird ein I-141b/I-365-Gemisch als schwerere Komponente gezeigt, das in den Kopf der Extraktionskolonne durch die Leitung 2 eintritt. Das Lösungsmittel, das als die leichtere Kompo nente gezeigt ist, tritt in die Kolonne 1 am Boden durch die Leitung 3 ein (bei einem Lösungsmittel, das schwerer ist, würden die zwei Beschickungsströme in den umgekehrten Enden kommen). Der gereinigte (oder der teilweise gerei nigte) I-365-Strom wird vom Boden der Kolonne 1 durch die Leitung 4 abgenommen, und der verwendete, an I-141b ange reicherte Lösungsmittelstrom wird vom Kopf der Kolonne durch die Leitung 5 abgenommen. Irgendwelches, in dem I-365-Strom adsorbiertes Lösungsmittel wird durch Destilla tion in der Kolonne 6 entfernt, wodurch ein gereinigter I-365-Strom, der am Kopf der Kolonne 6 durch die Leitung 7 austritt, und ein kleiner Lösungsmittel-Recyclestrom, der am Boden der Kolonne 6 durch die Leitung 8 zur Wiederein führung in die Kolonne 1 austritt, erzeugt werden. Der ver wendete Lösungsmittelstrom wird in der Destillationskolonne 9 destilliert, um das I-141b (und irgendwelches I-365) zu entfernen, das am Kopf der Kolonne 9 durch die Leitung 10 austritt. Hierauf wird der gereinigte Lösungsmittelstrom in die Kolonne 1 durch die Leitung 11 zurückgeführt. Eine Pum pe 12 liefert die Kraft, um das Lösungsmittel im Prozeß zirkulieren zu lassen.

Die Extraktionskolonne kann anhand der Gleichgewichtswerte ausgelegt werden. So zeigt beispielsweise die Tabelle die Gleichgewichtskonzentrationen für das ternäre System von I-365, I-141b und Ethylenglykol bei 25°C. Die Auftragung der Werte, wie in Fig. 2, ermöglicht die Gestaltung der Extraktionskolonne, daß der Anteil von I-141b in einem I-141b/I-365-Strom von beispielsweise 99% auf 92% verrin gert wird. Bezug nehmend auf Fig. 2 wird das I-365 in eine Extraktionskolonne (beim Punkt A) eingespeist. Das Lösungs mittel verläßt die Kolonne (am Punkt B) mit 99% I-141b im Gleichgewicht mit I-365, das nun eine I-141b-Konzentration von nur 98,3% (Punkt C) aufweist. Somit ist nach dem Ver lassen der ersten Gleichgewichtsstufe der Extraktionskolon ne (von Punkt A zu Punkt C) die Konzentration an I-141b von 99% auf 98,3% verringert worden. Bei Anwendung der gleichen Verfahrensweise (C nach E, E nach G und G nach I) wird er sichtlich, daß die Konzentration in gerade vier Gleichge wichtsstufen auf 92% verringert werden kann.

Tabelle

Gleichgewichtsdaten für I-141b, I-365 und Lösungsmittel bei 25°C (in mol-%)

Claims

1. Verfahren zur mindestens teilweisen Trennung eines Ge misches von 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan und 1,1-Dichlor-1- fluorethan, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Flüssig-Flüssig-Extraktion des Gemisches in Gegenwart eines Extraktionsmittels, das Ethylenglykol, 2-Buten-1,4- diol, Ethanolamin, Propylenglykol oder Gemische davon ent hält, vornimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß man das Extraktionsmittel aus der Gruppe Ethylenglykol allein oder im Gemisch mit 2-Buten- 1,4-diol, Ethanolamin, Propylenglykol, Propylencarbonat, 2-Buten-1,4-diol und Propylenglykol, 2-Buten-1,4-diol und Dipropylenglykol oder Ethanolamin und Dipropylenglykol; 2-Buten-1,4-diol allein oder im Gemisch mit Propylenglykol, Ethanolamin, Propylencarbonat, Ethanolamin und Dipropylen glykol oder Dipropylenglykol; Ethanolamin allein oder im Gemisch mit Propylenglykol oder Dipropylenglykol; oder Pro pylenglykol auswählt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Extraktionsmittel Ethylen glykol verwendet.