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DE69810884T2 - Fluorierungsmischkatalysator - Google Patents

Fluorierungsmischkatalysator

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Publication number
DE69810884T2
DE69810884T2 DE69810884T DE69810884T DE69810884T2 DE 69810884 T2 DE69810884 T2 DE 69810884T2 DE 69810884 T DE69810884 T DE 69810884T DE 69810884 T DE69810884 T DE 69810884T DE 69810884 T2 DE69810884 T2 DE 69810884T2
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DE
Germany
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catalyst
chromium
nickel
fluorination
chcl2
Prior art date
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Application number
DE69810884T
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DE69810884D1 (de
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Philippe Bonnet
Eric Jorda
Eric Lacroix
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Arkema France SA
Original Assignee
Atofina SA
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Publication date
Application filed by Atofina SA filed Critical Atofina SA
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Publication of DE69810884D1 publication Critical patent/DE69810884D1/de
Publication of DE69810884T2 publication Critical patent/DE69810884T2/de
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/21Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms with simultaneous increase of the number of halogen atoms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
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    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/206Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung hat einen Fluorierungsmischkatalysator auf Nickel- und Chrombasis zum Gegenstand. Sie betrifft auch ein Verfahren zur Gasphasenfluorierung von halogenierten Kohlenwasserstoffen mittels Fluorwasserstoff (HF) unter Verwendung dieses Katalysators.
  • Die katalytische Gasphasenfluorierung von halogenierten Kohlenwasserstoffen mittels HF ist eine wohlbekannte Methode, um fluorierte Kohlenwasserstoffe zu erhalten, insbesondere Hydrofluorkohlenwasserstoffe (HFKW). Diese werden derzeit als Ersatz für Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) verwendet, von denen man annimmt, daß sie zur Schwächung der stratosphärischen Ozonschicht beitragen.
  • In der französischen Patentanmeldung FR 2 669 022 wird deshalb ein Mischkatalysator aus Oxiden, Halogeniden und/oder Oxyhalogeniden des Nickels und des Chroms vorgestellt, der auf einem Träger bestehend aus Aluminiumfluorid oder aus einem Gemisch aus Aluminiumfluorid und Aluminiumoxid aufgebracht wird.
  • Der erwähnte Gewichtsgehalt an Nickel und Chrom für diesen Katalysator liegt zwischen 0,5 und 20% für jedes Metall, wobei das Atomverhältnis Nickel/Chrom zwischen 0,5 und 5 liegt. Dieser Katalysator wird zur Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluorethan (auch als F134a bezeichnet) ausgehend von 1-Chlor- 2,2,2-trifluorethan (F133a) verwendet. F134a ist ein insbesondere zur Kühlung und Tiefkühlung verwendetes HFKW, das keinerlei schädliche Wirkung auf die stratosphärische Ozonschicht aufweist.
  • Die Anmeldung FR 2 669 022 erwähnt eine Beibehaltung der Zeit-Leistung des Katalysator über eine Dauer bis etwa 400 Betriebsstunden.
  • Es ist jedoch sehr wünschenswert, über einen Katalysator zu verfügen, der, unter den Bedingungen der industriellen Produktion von fluorierten Kohlenwasserstoffen, seine Aktivität über eine Betriebsdauer von mehreren tausend Stunden beibehält.
  • Die Steigerung der Lebensdauer des Katalysators für eine derartige Betriebsdauer ist um so wünschenswerter, da die Aktivitätsverminderung, wenn sie auftritt, nicht durch eine in situ Regenerationsbehandlung behoben werden kann, sondern es ist notwendig die Produktionseinheit anzuhalten, um die Beladung des Katalysators zu erneuern.
  • Ein Katalysator, der eine Verringerung der Zahl der Stops der Produktionseinheit und für eine gegebenen Beladung des Katalysators die Herstellung einer größeren Menge an gewünschtem Endprodukt ermöglicht, ist besonders in Hinsicht auf die Führung der Produktionseinheit und auf die Herstellungskosten des gewünschten Endprodukts vorteilhaft.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, einen Fluorierungsmischkatalysator auf Nickel- und Chrombasis vorzuschlagen, der seine Aktivität über eine Betriebsdauer von mehreren tausend Stunden beibehält.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Katalysator vorzuschlagen, der die Ausführung von Fluorierungsreaktionen bei einer höheren Temperatur ermöglicht.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Fluorierungskatalysator vorzuschlagen, dessen Beladung in einem industriellen Reaktor weniger häufig erneuert werden muß.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein wirtschaftlicheres Verfahren zur Gasphasenfluorierung von halogenierten Kohlenwasserstoffen vorzuschlagen.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für 1,1,1,2- Tetrafluorethan (F134a) mit einer höheren Konversionsrate und einer höheren Selektivität vorzuschlagen.
  • Es wurde nun gefunden, daß diese Ziele, vollständig oder teilweise, mittels des im folgenden beschriebenen Katalysators und Fluorierungsverfahrens erreicht werden können.
  • Die vorliegende Erfindung hat zunächst einen Fluorierungsmischkatalysator zum Gegenstand, der ein oder mehrere Oxide, Halogenide und/oder Oxyhalogenide des Nickels und des Chroms enthält, der auf einem Träger bestehend aus Aluminiumfluorid oder einer Mischung aus Aluminiumfluorid und Aluminiumoxid aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Nickelgewicht/Chromgewicht zwischen 0,08 und 0,25, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2 liegt. Der Fluorierungskatalysator weist eine Lebensdauer auf, die erstaunlicherweise in bezug auf die des in der FR 2 669 022 beschriebenen Katalysators sehr deutlich verbessert ist.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator kann 0,1 bis 6 Gew.-% Nickelsalze und 1 bis 20 Gew.-% Chromsalze, vorzugsweise 0,35 bis 4,5 Gew.-% Nickelsalze und 3 bis 16 Gew.-% Chromsalze und besonders bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% Nickelsalze und 6 bis 12 Gew.-% Chromsalze enthalten.
  • Die vorgenannten Prozentzahlen sind Gewichtsprozent, ausgedrückt in Form der Äquivalentgewichte der Metalle. Wenn nicht anders erwähnt, entsprechen alle die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Katalysators betreffenden Prozentzahlen Gewichtsprozent.
  • Als Chrom- und Nickelsalze werden vorzugsweise Chloride verwendet, aber es können auch andere Salze wie zum Beispiel Oxalate, Formiate, Acetate, Nitrate oder Sulfat oder Nickeldichromat verwendet werden, vorausgesetzt, daß diese Salze in einer solchen Wassermenge löslich sind, die vom Träger absorbiert werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator kann nach der an sich bekannten Methode aus Aluminiumoxid hergestellt werden. Dieses kann in einem ersten Schritt in Aluminiumfluorid oder in eine Mischung aus Aluminiumfluorid und Aluminiumoxid durch Fluorierung mittels Luft und Fluorwasserstoffsäure umgewandelt werden, wobei die Umwandlungsrate von Aluminiumoxid in Aluminiumfluorid wesentlich von der Temperatur abhängt, bei der die Fluorierung des Aluminiumoxids durchgeführt wird (im allgemeinen zwischen 200 und 450ºC, vorzugsweise zwischen 250 und 400ºC). Der Träger wird dann mittels wäßriger Lösungen von Chromtrioxid, Nickelsalz und eines Reduktionsmittels für Chrom wie Methanol imprägniert.
  • Wenn Chromtrioxid (CrO3) als Chromvorläufer verwendet wird, kann dieses Chrom durch jedes, den Fachleuten bekannte Mittel (chemisches Reduktionsmittel, thermische Reduktion, usw.) reduziert werden, vorausgesetzt, daß die verwendete Technik den Eigenschaften des Katalysators und damit seiner Aktivität nicht schadet. Das chemische Reduktionsmitel ist bevorzugt Methanol.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator kann auch mittels direkter Imprägnierung von Aluminiumoxid durch Lösungen mit den obengenannten Chrom- und Nickelverbindungen hergestellt werden. In diesem Fall erfolgt die Umwandlung von mindestens einem Teil (70% oder mehr) des Aluminiumoxids in Aluminiumfluorid im Verlauf der Aktivierung des Katalysators, welche im allgemeinen vor seiner Verwendung stattfindet.
  • Die verwendbaren, im folgenden beschriebenen Aluminiumoxide für die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators sind wohlbekannte, kommerziell erhältliche Produkte. Sie werden im allgemeinen durch Calcinieren von Aluminiumoxid-Hydraten bei einer Temperatur zwischen 300 und 800ºC gewonnen, und können große Mengen (bis zu 1000 ppm) Natrium enthalten, ohne daß dies den katalytischen Leistungen schaden würde.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator muß vor seiner Inbetriebnahme konditioniert werden, daß heißt, er muß durch einen vorhergehenden Schritt, der sogenannten Aktivierung, in (unter Reaktionsbedingungen) aktive und stabile Bestandteile umgewandelt werden.
  • Diese Behandlung kann "in situ" (im Fluorierungsreaktor) erfolgen oder auch in einer geeigneten Apparatur, die so ausgelegt ist, daß sie den Aktivierungsbedingungen standhalten kann. Sie umfaßt im allgemeinen einen oder mehrere der folgenden Schritte:
  • Trocknen bei niedrigen Temperaturen (100 bis 250ºC, vorzugsweise 110 bis 200ºC) in Gegenwart von Luft oder Stickstoff,
  • Trocknen bei hohen Temperaturen (250 bis 450ºC, vorzugsweise 300 bis 350ºC) unter Stickstoff oder unter Luft,
  • Fluorierung bei niedrigen Temperaturen (180 bis 300ºC, vorzugsweise bei etwa 200ºC) mittels einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure und Stickstoff, wobei der HF-Gehalt so kontrolliert wird, daß die Temperatur 350ºC nicht überschreitet, und
  • Fertigstellung unter einem reinen oder mit Stickstoff verdünnten Fluorwasserstoffsäurestrom bei einer Temperatur, die bis 450ºC reichen kann.
  • Während dieses Vorgangs werden die katalytischen Vorläufer (Nickel- und Chromhalogenide, Nickeldichromat, Chromoxid) in die entsprechenden Fluoride und/oder Oxyfluoride umgewandelt, was zu einer eine Freisetzung von Wasser und/oder Salzsäure führt.
  • Diese Aktivierung trägt auch dazu bei, die Fluorierung des Aluminiumoxids zu steigern, wenn man die Imprägnierung auf einem bereits teilweise fluorierten Träger ausführt oder wenn man direkt Aluminiumoxid bei der Fluorierung von Letzterem imprägniert. Im letzten Fall ist es notwendig, die Temperatur genau zu kontrollieren (die Fluorierung von Aluminiumoxid verläuft stark exotherm), wenn den physikalischen Eigenschaften des Katalysators kein Schaden zugefügt werden soll; überdies werden deutlich größere Mengen an Wasser erzeugt.
  • Die chemische Analyse der Elemente (Chrom, Nickel, Fluor, Aluminium, Sauerstoff) nach der Aktivierung ermöglicht es, die anorganische Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Katalysators zu überprüfen.
  • Die aktivierte Form des Katalysators ist ebenso wie die nicht aktivierte Form, die im Katalysator enthalten ist, Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Die gewünschte Lebensdauer für den erfindungsgemäßen Katalysator wird gemäß der unten beschriebenen Untersuchung ermittelt.
  • Test der Lebensdauer des Katalysators A - Alterungsversuch am Katalysator
  • In einem röhrenförmigen Reaktor mit einem Durchmesser kleiner als 27 mm aus INCONEL 600 (einer Legierung aus Nickel, Chrom und Eisen in den jeweiligen Anteilen 75 Gew.-%, 15 Gew.-% und 8 Gew.-%) werden 5 ml aktivierter, erfindungsgemäßer Katalysator gegeben. Dieser Katalysator wird dann auf eine Temperatur von 490ºC gebracht, wobei er unter einem Fluß aus N&sub2;/HF (50 Mol-% /50 Mol-%) mit 1 mol Gemisch pro Stunde gehalten wird.
  • Wenn die Temperatur von 490ºC erreicht ist, wird der Katalysator 24 Stunden lang einem 1 Mol-% O&sub2; enthaltenden HF-Fluß mit 1 mol/ Stunde ausgesetzt.
  • Dieser beschleunigte Alterungsversuch steht stellvertretend für die Arbeitsbedingungen des Fluorierungskatalysators während mehrerer tausend Stunden.
  • B - Leistung des Katalysators
  • Die Leistung des Katalysators wird vor und nach dem beschleunigten Alterungsversuch auf die folgende Weise ermittelt.
  • Diese Leistung wird mittels der Fähigkeit, die Fluorierung von F133a in F134a durch Einwirken von HF zu katalysieren, untersucht und wird dargestellt als Konversionsrate des F133a.
  • Die Arbeitsbedingungen dieser Reaktion lauten folgendermaßen:
  • Katalysatorvolumen: 5 ml in einem röhrenförmigen Reaktor, der mit dem oben verwendeten identisch ist;
  • Temperatur: 350ºC
  • Druck: Atmosphärendruck
  • Kontaktzeit: 0,5 s
  • Molverhältnis HF/F133a: 4
  • Dauer: 24 Stunden
  • C - Lebensdauer des Katalysators
  • Diese ergibt sich dann aus der Differenz der gemessenen Konversionsrate des F133a in Gegenwart des Katalysators vor und nach dem Alterungsversuch, entsprechend den vorher beschriebenen Arbeitsbedingungen.
  • Unter den Untersuchungsbedingungen, geht man davon aus, daß eine Differenz von weniger als 3% bedeutet, daß die Lebensdauer des Katalysators unter industriellen Bedingungen mehrere tausend Stunden beträgt.
  • Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Gasphasenfluorierung von halogenierten Kohlenwasserstoffen mittels Fluorwasserstoffsäure unter Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators zum Gegenstand.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist für gesättigte wie auch für ungesättigte, insbesondere olefinische, halogenierte Kohlenwasserstoffe geeignet. Es eignet sich besonders gut für die Herstellung von fluorierten Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und 1 oder mehreren Wasserstoffatomen. Als Beispiel für halogenierte Ausgangskohlenwasserstoffe können unter anderem die folgenden Verbindungen genannt werden: CHCl&sub3;, CCl&sub2;=CHCl, CHCl&sub2;-CClF&sub2;, CH&sub2;Cl-CF&sub3;, CH&sub3;-CCl&sub2;-CH&sub3;, CCl&sub3;-CF&sub2;-CH&sub3;, CCl&sub3;-CF&sub2;-CHCl&sub2;, CCl&sub3;-CF&sub2;-CH&sub2;Cl, CHCl&sub2;-CHCl-CH&sub3;, CH&sub2;Cl-CHCl-CH&sub3;, CCl&sub2;=CCl&sub2; wie auch CF&sub3;-CH=CHF, CH&sub2;Cl&sub2;, CH&sub2;ClF, CCl&sub2;=CH-CCl&sub2;H, CCl&sub3;-CH=CHCl, CHCl&sub2;-CCl&sub2;F, CHCl&sub2;-CF&sub3;, CHFCl-CF&sub3;, CH&sub2;Cl&sub2;, CH&sub2;ClF, CHF&sub2;Cl und CHFCl&sub2;.
  • Für die Herstellung von 1,1,1,2-Tetrafluorethan (F134a) aus 1-Chlor-2,2,2- Trifluorethan (F133a) ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuziehen. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators führt zu einer verbesserten Handhabung der industriellen Einheit, insbesondere was die Möglichkeit angeht, gelegentlich höhere Temperaturen einzustellen. In diesem Fall wird auch eine vorteilhaft erhöhte Selektivität für F134a erhalten.
  • Die Reaktionstemperatur der Fluorierung liegt im allgemeinen zwischen 50 und 500ºC, je nach Ausgangsprodukten und gewünschtem fluoriertem Kohlenwasserstoff. Vorzugsweise wird bei 300 bis 500ºC gearbeitet, wenn man die Gesamtheit der Chloratome durch Fluoratome ersetzen will.
  • Die Kontaktzeit, definiert als Verhältnis "Katalysatorvolumen/Gesamtmenge an Reagenzien" (gemessen unter Reaktionsbedingungen), kann in weiten Grenzen variieren und liegt im allgemeinen zwischen 3 und 100 Sekunden. In der Anwendung werden Kontaktzeiten zwischen 5 und 30 Sekunden vorgezogen, um gleichzeitig eine hohe Konversionsrate und eine vorteilhaft hohe Produktivität zu erhalten.
  • Das Molverhältnis HF/halogenierter Ausgangskohlenwasserstoff variiert ebenfalls in weiten Grenzen, insbesondere je nach Art dieses Kohlenwasserstoffs und der Stöchiometrie der Reaktion. Es liegt im allgemeinen zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 2 und 10.
  • Der Arbeitsdruck liegt zwischen 1 und 20 bar absolut (0,1 bis 2 MPa), vorzugsweise zwischen 5 und 16 bar absolut.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator kann sowohl im Festbett wie auch im Wirbelbett eingesetzt werden. Sofern die Reaktion nicht exotherm verläuft, ist ein Festbett vorzuziehen.
  • Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fluorierungsreaktion in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt. Vorzugsweise wird ein Verhältnis von "O&sub2;/halogenierter Ausgangskohlenwasserstoff" zwischen 0,001 und 10, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 (Mol-%) verwendet. Die Einführung von Sauerstoff ermöglicht vorteilhaft die Wiederherstellung der Katalysatoraktivität, wenn diese gelegentlich aufgrund von Ablagerungen von Produkten wie Koks auf der Katalysatoroberfläche abnimmt.
  • Die folgenden Beispiel erläutern die Erfindung und können unter keinen Umständen als Einschränkungen aufgefaßt werden.
  • Beispiel 1: A - Herstellung des Katalysators
  • In einen Rotationsverdampfer werden 300 ml AlF&sub3; gegeben, das durch Fluorierung von Aluminiumoxid in einem Wirbelbett bei etwa 300ºC mittels Luft und Fluorwasserstoffsäure erhalten wurde (Volumenkonzentration von 5 bis 10% Säure in Luft). Das Ausgangsaluminiumoxid weist folgende physikalischchemischen Eigenschaften auf:
  • Form: Kugeln mit 1-2 mm Durchmesser
  • BET-Oberfläche: 223 m²/g
  • Porenvolumen: 1,2 cm³/g (für Porenradien zwischen 40 Å und 63 gm);
  • Natriumgehalt 900 ppm
  • Weiterhin werden zwei getrennte, wäßrige Lösungen hergestellt:
  • eine Chromoxid-Lösung (CrO&sub3;), zu der Nickelchloridhexahydrat zugefügt wurde;
  • eine methanolische Lösung mit 3 bis 4, 5 Moläquivalenten Methanol pro mol Chrom.
  • Die Mischung dieser beiden Lösungen wird dann bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck und innerhalb etwa 45 Minuten unter Rühren zu dem AlF&sub3; gegeben. Die Mengen an Chrom- und Nickelsalz werden angepaßt, um die gewünschten Moläquivalente an Cr und Ni im Katalysator zu erhalten, wie sie in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.
  • B - Aktivierung
  • In einem röhrenförmigen Reaktor mit einem Durchmesser von weniger als 27 mm aus INCONEL 600 werden 5 ml des vorher hergestellten Katalysators gegeben. Es wird über 4 Stunden bei 200ºC in einem Stickstoffstrom eine Trocknung durchgeführt.
  • Der Katalysator wird dann allmählich fluoriert, indem eine HF/N&sub2;-Mischung (50/50 Mol-%) eingeleitet, die Temperatur von 200ºC auf 350ºC (innerhalb von 5 Stunden) gesteigert und dann 8 Stunden bei dieser Temperatur gehalten wird.
  • Der Aktivierungsschritt wird abgeschlossen durch eine Behandlung mit reinem HF bei 350ºC über 10 Stunden.
  • Diese Katalysatoren werden dann der vorher beschriebenen Untersuchung der Lebensdauer unterzogen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in der Tabelle in Form der Konversionsraten des 133a vor und nach der beschleunigten Alterung angegeben (ausgedrückt als Mol-%).
  • Die Konversionsraten und die Selektivitäten werden im vorliegenden Text ebenfalls in Mol-% ausgedrückt.
  • Diese Ergebnisse zeigen, daß für die erfindungsgemäßen Katalysatoren A bis E die Verringerung der Konversionsrate von F133a nach der Alterung auf ein Maximum von 3% begrenzt ist. Ein solches Verhalten deutet für diese Katalysatoren auf eine Lebensdauer von mehreren tausend Stunden unter den Arbeitsbedingungen einer industriellen Fluorierungseinheit hin.
  • Beispiel 2: Fluorierung von F133a zu F134a
  • Die Leistungen der Katalysatoren aus Beispiel 1 wurden unter folgenden Arbeitsbedingungen untersucht (nach der Aktivierung):
  • Katalysatorvolumen (lose): 75 ml
  • Temperatur: 350ºC
  • Druck: Atmosphärendruck
  • Fluorwasserstoffsäure-Durchfluß: 1,09 mol/h
  • F133a-Durchfluß: 0,26 mol/h,
  • was ein Molverhältnis von HF/F133a von 4,2 und eine Kontaktzeit von 3,9 Sekunden unter den Reaktionsbedingungen bedeutet.
  • Die aus der Reaktion stammenden Gase werden durch Waschen mit Wasser von Wasserstoffsäuren befreit und dann getrocknet und mittels Gasphasenchromatographie analysiert. Man erhält eine Konversionsrate von F133a von 21%, eine Selektivität von 99% und eine Produktivität an F 134a von 75 g/h/l.
  • Beispiel 3:
  • Beispiel 2 wird wiederholt, wobei dem Reaktionsmilieu auch 1 Mol-% O&sub2; bezogen auf 133a zugeführt werden.
  • Nach 1000 Betriebsstunden beobachtet man eine Konversionsrate des F133a von mehr als 20%, eine Selektivität und eine Produktivität an F134a größer als 97% bzw. 60 g/h/l.
  • Beispiel 4:
  • Beispiel 2 wird wiederholt, wobei dem Reaktionsmilieu auch 1,5 Mol-% O&sub2; bezogen auf 133a zugeführt werden und bei einer Temperatur von 420ºC und einem Druck von 15 bar absolut gearbeitet wird. Der Durchfluß an Reagenzien beträgt folgendermaßen:
  • HF-Durchfluß: 2,15 mol/Stunde
  • 133a-Durchfluß: 1,08 mol/Stunde,
  • also ein molares HF/F113a-Verhältnis von 2 und eine Kontaktzeit von 22 Sekunden.
  • Man beobachtet eine Konversionsrate des F133a von etwa 22%, eine Selektivität sowie eine Produktivität an F134a größer als 90% bzw. 290 g/h/l.
  • Vergleichsbeispiel:
  • Beispiel 1 wird wiederholt, indem ein Ni/Cr-Katalysator auf einem AlF&sub3;-Träger mit 6% Nickel und 6% Chrom hergestellt wird. Man erhält eine Konversionsrate des 133a vor der Alterung von 12,8%, welche nach dem Alterungsversuch auf 3,2% fällt.

Claims (10)

1. Fluorierungsmischkatalysator, umfassend ein oder mehre Oxide, Halogenide und/oder Oxyhalogenide des Nickels und des Chroms, aufgebracht auf einem Träger, der aus Aluminiumfluorid oder einer Mischung aus Aluminiumfluorid und Aluminiumoxid besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Nickelgewicht/Chromgewicht zwischen 0,08 und 0,25, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2, liegt.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er gewichtsbezogen 0,1 bis 6% Nickelsalze und 1 bis 20% Chromsalze, vorzugsweise 0,35 bis 4, 5% Nickelsalze und 3 bis 16% Chromsalze, besonders bevorzugt 1 bis 2% Nickelsalze und 6 bis 12% Chromsalze, enthält.
3. Verfahren zur Gasphasenfluorierung von halogenierten Kohlenwasserstoffen mit Fluorwasserstoff unter Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1 oder 2.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die halogenierten Kohlenwasserstoffe ausgewählt sind aus den folgenden Verbindungen: CHCl&sub3;, CCl&sub2; CHCl&sub2;-CClF&sub2;, CH&sub2;Cl-CF&sub3;, CH&sub3;-CCl&sub2;-CH&sub3;, CCl&sub3;-CF&sub2;-CH&sub3;, CCl&sub3;-CF&sub2;-CHCl&sub2;, CCl&sub3;-CF&sub2;-CH&sub2;Cl, CHCl&sub2;-CHCl-CH&sub3;, CH&sub2;Cl-CHCl-CH&sub3;, CCl&sub2;=CCl&sub2;, CF&sub3;-CH=CHF, CH&sub2;Cl&sub2;, CH&sub2;ClF, CCl&sub2;=CH-CCl&sub2;H, CCl&sub3;-CH=CHCl, CHCl&sub2;-CCl&sub2;F, CHCl&sub2;-CF&sub3;, CHFCl-CF&sub3;, CH&sub2;Cl&sub2;, CH&sub2;ClF, CHF&sub2;Cl und CHFCl&sub2;.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 1,1,1,2-Tetrafluorethan (F134a) ausgehend von 1-Chlor-2,2,2-trifluorethan (133a) herstellt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zwischen 50 und 500ºC, vorzugsweise zwischen 300 und 500ºC, liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit zwischen 3 und 100 Sekunden, vorzugsweise zwischen 5 und 30 Sekunden, liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis "HF/halogenierter Ausgangskohlenwasserstoff" zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 2 und 10, liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsdruck zwischen 1 und 20 bar absolut, vorzugsweise zwischen 5 und 16 bar absolut, liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorierungsreaktion in Gegenwart von Sauerstoff mit einem Verhältnis von "O&sub2;/halogenierter Ausgangskohlenwasserstoff" zwischen 0,001 und 10, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 Mol-%, durchgeführt wird.
DE69810884T 1997-11-20 1998-11-13 Fluorierungsmischkatalysator Expired - Lifetime DE69810884T2 (de)

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Publication Number Publication Date
DE69810884D1 DE69810884D1 (de) 2003-02-27
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DE69810884T Expired - Lifetime DE69810884T2 (de) 1997-11-20 1998-11-13 Fluorierungsmischkatalysator

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US (2) US6184172B1 (de)
EP (1) EP0920910B1 (de)
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DE (1) DE69810884T2 (de)
FR (1) FR2771027B1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2771027B1 (fr) * 1997-11-20 2000-01-14 Atochem Elf Sa Catalyseur mixte de fluoration
RU2004102799A (ru) * 2001-06-28 2005-06-27 Хонейвелл Интернэшнл, Инк. (Us) Способ получения катализатора фторирования
AU2008200868B2 (en) * 2002-02-21 2011-08-11 Institute Of Virology Soluble form of carbonic anhydrase IX (s-CA IX), assays to detect s-CA IX, CA IX's coexpression with HER-2/neu/c-erb-B2, and CA IX-specific monoclonal antibodies to non-immunodominant epitopes
CN1911512B (zh) * 2005-07-07 2011-12-07 独立行政法人产业技术综合研究所 氟化催化剂及其制备方法、以及使用了该催化剂的氟化合物的制备方法
US7232789B2 (en) * 2005-09-23 2007-06-19 Ulsan Chemical Co., Ltd. Catalyst for preparation of pentafluoroethane and preparation method thereof
MX345769B (es) 2010-10-22 2017-02-14 Arkema France Proceso para la fabricación de 2-cloro-3,3,3-trifluoropropeno por fluoración en fase gas de pentacloropropano.
CN102151576B (zh) * 2011-03-01 2012-08-08 浙江师范大学 一种用于氟化氯代烯烃的催化剂及其制备方法
CN110283041B (zh) * 2019-06-19 2021-08-31 浙江工业大学 一种合成一氟甲烷的方法
CN110776393B (zh) * 2019-09-26 2021-01-26 浙江大学 一种液相法管道化多联产生产r22和r21的方法
CN112979410B (zh) * 2019-12-13 2022-06-28 浙江省化工研究院有限公司 一种hfc-23资源化利用中提高催化剂稳定性的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU466202A1 (ru) * 1973-07-06 1975-04-05 Ташкентский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.В.И.Ленина Способ получени 1,1-дифторэтана
FR2669022B1 (fr) 1990-11-13 1992-12-31 Atochem Procede de fabrication du tetrafluoro-1,1,1,2-ethane.
FR2684567B1 (fr) * 1991-12-09 1994-11-04 Atochem Catalyseurs massiques a base d'oxydes de chrome et de nickel, et leur application a la fluoration d'hydrocarbures halogenes.
FR2700770B1 (fr) * 1993-01-27 1995-03-24 Atochem Elf Sa Procédé de fabrication du 1,1,1,2-tétrafluoro-2-chloroéthane et du pentafluoroéthane.
FR2700766B1 (fr) * 1993-01-27 1995-03-24 Atochem Elf Sa Procédé de fluoration de perchloréthylène ou du pentachloréthane.
FR2771027B1 (fr) * 1997-11-20 2000-01-14 Atochem Elf Sa Catalyseur mixte de fluoration

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