JP2008100881A - Production method of iodine pentafluoride - Google Patents
Production method of iodine pentafluoride Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008100881A JP2008100881A JP2006285870A JP2006285870A JP2008100881A JP 2008100881 A JP2008100881 A JP 2008100881A JP 2006285870 A JP2006285870 A JP 2006285870A JP 2006285870 A JP2006285870 A JP 2006285870A JP 2008100881 A JP2008100881 A JP 2008100881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iodine
- phase
- iodine pentafluoride
- pentafluoride
- fluorine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
【課題】従来の五フッ化ヨウ素の製造方法の問題点を可及的に回避して、フッ素とヨウ素との反応を穏やかに実施して、結果的に、より安全に、また、生産性により優れた五フッ化ヨウ素を製造できる方法を提供する。
【解決手段】フッ素とヨウ素とを反応させて五フッ化ヨウ素を製造する方法では、溶融ヨウ素相とそれに隣接して上方に位置する五フッ化ヨウ素相とを形成し、五フッ化ヨウ素相に隣接してその上方に位置する気相および/または五フッ化ヨウ素相にフッ素を供給する。
【選択図】図1[PROBLEMS] To avoid the problems of conventional iodine pentafluoride production methods as much as possible, and gently carry out the reaction between fluorine and iodine, resulting in safer and more productive results. A method capable of producing excellent iodine pentafluoride is provided.
In a method for producing iodine pentafluoride by reacting fluorine and iodine, a molten iodine phase and an iodine pentafluoride phase positioned above and adjacent thereto are formed, and the iodine pentafluoride phase is formed. Fluorine is supplied to the gas phase and / or iodine pentafluoride phase adjacent and above it.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ヨウ素とフッ素とを反応させることによって五フッ化ヨウ素(IF5)を製造する方法に関する。五フッ化ヨウ素は、反応性に富むフッ素化剤または含フッ素化合物の中間体製造の原料として有用である。 The present invention relates to a method for producing iodine pentafluoride (IF 5 ) by reacting iodine with fluorine. Iodine pentafluoride is useful as a raw material for producing an intermediate of a highly reactive fluorinating agent or fluorine-containing compound.
ヨウ素とフッ素との反応によって五フッ化ヨウ素を製造する方法としては、例えば、五フッ化ヨウ素中に溶解させたヨウ素とフッ素との向流接触法(特許文献1参照)、溶融ヨウ素またはスラリー状ヨウ素中へのフッ素のバブリング法(特許文献2および3参照)等がある。 Examples of a method for producing iodine pentafluoride by reaction of iodine and fluorine include, for example, a counter-current contact method between iodine and fluorine dissolved in iodine pentafluoride (see Patent Document 1), molten iodine or slurry form. There is a method of bubbling fluorine into iodine (see Patent Documents 2 and 3).
これらの方法では、フッ素は液相中に供給され、そのために希釈ガスとして使用している窒素、未反応フッ素等気体への同伴によってヨウ素の昇華が促進され、その結果、反応器の出口配管にヨウ素が固化・付着し、最終的には、配管が閉塞する危険性がある。また、それを回避するため温度を上げて運転することは困難である。 In these methods, fluorine is supplied into the liquid phase, and therefore, sublimation of iodine is promoted by entrainment with a gas such as nitrogen and unreacted fluorine used as a dilution gas. There is a risk that iodine solidifies and adheres and eventually the piping is blocked. Also, it is difficult to raise the temperature to avoid it.
また、五フッ化ヨウ素の生成熱は920kJ/molと大きく、配管に固化・付着したヨウ素がフッ素と反応することによって局所的に温度が上昇する危険性もあり、安全性の面からみて必ずしも工業的に有用な方法とはいえない。 In addition, iodine pentafluoride has a large heat of formation of 920 kJ / mol, and iodine that solidifies and adheres to the piping reacts with fluorine to cause a local increase in temperature, which is not necessarily industrial in terms of safety. It is not a useful method.
更に、フッ素とヨウ素は反応性が非常に高いため、溶融ヨウ素、スラリー状ヨウ素のような高濃度のヨウ素にフッ素を接触させると、これらが爆発的に反応する恐れがあり、その結果、フッ素供給配管側へヨウ素が逆流する危険性がある。ヨウ素がフッ素配供給管側へ逆流すると、フッ素供給配管内でフッ素とヨウ素とが激しく反応し、そこで、温度が急激に上昇し配管を損傷する危険性がある。 Furthermore, since fluorine and iodine are very reactive, if fluorine is brought into contact with high-concentration iodine such as molten iodine or slurry iodine, they may react explosively. As a result, fluorine supply There is a risk of iodine flowing back to the piping side. When iodine flows backward to the fluorine distribution supply pipe side, fluorine and iodine react vigorously in the fluorine supply pipe, and there is a risk that the temperature rises rapidly and damages the pipe.
特に、反応器において反応熱の除去に一般的に使用される間接的熱交換器(外側ジャケット等)を用いた顕熱による反応熱除去では、有効に除去可能な熱量が反応熱と比較し余りにも小さいため、反応温度の制御が困難であり、スケールアップした場合、反応の暴走、さらには爆発の危険がある。 In particular, in the reaction heat removal by sensible heat using an indirect heat exchanger (such as an outer jacket) generally used for removing reaction heat in the reactor, the amount of heat that can be effectively removed is too much compared to the reaction heat. Therefore, it is difficult to control the reaction temperature, and when scaled up, there is a risk of runaway reaction and further explosion.
別の製造方法として、溶融ヨウ素の上にフッ素ガスを通じてこれらを反応させて五フッ化ヨウ素とヨウ素とを含む蒸気混合物を生成させ、既に生成している液状の五フッ化ヨウ素存在下で該蒸気混合物と新たなフッ素ガスとを反応させて更に五フッ化ヨウ素を生成させる方法がある(特許文献4参照)。 As another manufacturing method, these are reacted with molten iodine through fluorine gas to produce a vapor mixture containing iodine pentafluoride and iodine, and the vapor is produced in the presence of liquid iodine pentafluoride already produced. There is a method of reacting the mixture with fresh fluorine gas to further generate iodine pentafluoride (see Patent Document 4).
この方法ではヨウ素を液体状態に維持するために反応熱を利用出来るという利点があるが、フッ素ガスは反応性に富むため、反応による激しい発熱による暴走反応、爆発を回避しうるだけの高度な反応制御技術が要求される。また、昇華性のあるヨウ素による配管閉塞の危険が伴うため、必ずしも工業的に十分満足しうる方法とは言えない。
上述のように、従来公知の五フッ化ヨウ素の製造方法は、工業的実用性の観点から必ずしも満足できるものとは言えない。従って、本発明が解決しようとする課題は、上述の種々の問題点を可及的に解決すべく、溶融ヨウ素を用いた従来の方法に代わり得る、より生産性の優れた五フッ化ヨウ素の新たな工業的製造方法を提供することである。 As described above, conventionally known methods for producing iodine pentafluoride are not necessarily satisfactory from the viewpoint of industrial practicality. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned various problems as much as possible by replacing the conventional method using molten iodine with higher productivity of iodine pentafluoride. It is to provide a new industrial manufacturing method.
上記課題を解決するため、発明者らが鋭意検討を重ねた結果、溶融ヨウ素相とそれに隣接して上方に位置する(液相の)五フッ化ヨウ素相とを形成し、五フッ化ヨウ素相に隣接してその上方に位置する気相および/または五フッ化ヨウ素相にフッ素を供給する反応系を構成する反応器を用いることによって、本発明の完成に至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors have made extensive studies, and as a result, formed a molten iodine phase and an iodine pentafluoride phase located above (adjacent to the upper side), and an iodine pentafluoride phase. The present invention has been completed by using a reactor constituting a reaction system for supplying fluorine to the gas phase and / or iodine pentafluoride phase located adjacent to and above the gas phase.
尚、フッ素の反応器への供給は、通常、連続的に実施するが、反応によって消費されたフッ素の量に対応する量だけフッ素を間欠的に供給してもよい。また、反応器に存在する五フッ化ヨウ素相およびヨウ素相については、反応器にそのまま保持してもよく、あるいは反応によって消費されたヨウ素の量に対応する量のヨウ素を溶融ヨウ素相に連続的または間欠的に供給してもよい。更に、反応によって五フッ化ヨウ素が生成するので、生成した五フッ化ヨウ素の量に対応する量の五フッ化ヨウ素を反応器の五フッ化ヨウ素相から連続的または間欠的に除去してもよい。 The supply of fluorine to the reactor is usually carried out continuously, but fluorine may be intermittently supplied in an amount corresponding to the amount of fluorine consumed by the reaction. The iodine pentafluoride phase and iodine phase present in the reactor may be kept in the reactor as they are, or an amount of iodine corresponding to the amount of iodine consumed by the reaction is continuously added to the molten iodine phase. Or you may supply intermittently. Furthermore, since iodine pentafluoride is produced by the reaction, iodine pentafluoride in an amount corresponding to the amount of iodine pentafluoride produced can be removed continuously or intermittently from the iodine pentafluoride phase of the reactor. Good.
上述のようにフッ素を、五フッ化ヨウ素相および/またはそれに隣接してその上方に位置する気相に供給する場合、次のようにフッ素とヨウ素とが接触して反応して五フッ化ヨウ素が生成する:
(a)五フッ化ヨウ素液相中に存在していたヨウ素が液相から気相に移動して、気相に存在しているフッ素と接触して反応する、気相反応;
(b)気相に存在していたフッ素が気相から五フッ化ヨウ素液相中に移動して、五フッ化ヨウ素液相中に存在しているヨウ素と接触して反応する、液相反応;
(c)気相に存在しているフッ素が五フッ化ヨウ素液相中に存在しているヨウ素と接触して反応する、気相と液相との界面での反応。
When supplying fluorine to the iodine pentafluoride phase and / or the gas phase located above and adjacent thereto as described above, the fluorine and iodine come into contact with each other to react with iodine pentafluoride as follows: Produces:
(A) a gas phase reaction in which iodine that was present in the iodine pentafluoride liquid phase moves from the liquid phase to the gas phase and reacts with the fluorine present in the gas phase;
(B) A liquid phase reaction in which fluorine existing in the gas phase moves from the gas phase into the iodine pentafluoride liquid phase and reacts with the iodine present in the iodine pentafluoride liquid phase. ;
(C) Reaction at the interface between the gas phase and the liquid phase, in which fluorine present in the gas phase contacts and reacts with iodine present in the iodine pentafluoride liquid phase.
フッ素を気相に供給する場合、反応(a)が優先的に起こり、気相に供給されたフッ素が、好ましくはその大部分が、消費され、残りのフッ素の大部分は反応(b)および/または反応(c)によって消費される。 When supplying fluorine to the gas phase, reaction (a) takes place preferentially, and the fluorine supplied to the gas phase is preferably consumed mostly, and the majority of the remaining fluorine is reacted (b) and / Or consumed by reaction (c).
フッ素を五フッ化ヨウ素相に供給する場合、最初に反応(b)が起こり供給されたフッ素が消費され、残りのフッ素は反応(a)により消費される。供給するフッ素の量と五フッ化ヨウ素相中に存在するヨウ素の量との相対的な関係に応じて、反応(a)および反応(b)のどちらが主として生じるかが決まる。加えて、反応(c)も起こる。 When supplying fluorine to the iodine pentafluoride phase, reaction (b) occurs first and the supplied fluorine is consumed, and the remaining fluorine is consumed by reaction (a). Depending on the relative relationship between the amount of fluorine supplied and the amount of iodine present in the iodine pentafluoride phase, it is determined which reaction (a) or reaction (b) mainly occurs. In addition, reaction (c) also takes place.
尚、気相に存在していたフッ素が五フッ化ヨウ素液相中に移動するメカニズム、五フッ化ヨウ素液相中に存在していたヨウ素が気相に移動するメカニズムは特に限定されるものではなく、例えばフッ素またはヨウ素の拡散、蒸発、昇華等の結果として移動する。 It should be noted that the mechanism of movement of fluorine in the vapor phase into the iodine pentafluoride liquid phase and the mechanism of movement of iodine in the iodine pentafluoride liquid phase into the gas phase are not particularly limited. For example, as a result of diffusion, evaporation, sublimation, etc. of fluorine or iodine.
従って、本発明は、フッ素とヨウ素とを反応させて五フッ化ヨウ素を製造する方法を提供し、この方法は、溶融ヨウ素相とそれに隣接して上方に位置する五フッ化ヨウ素相とを形成し、五フッ化ヨウ素相に隣接してその上方に位置する気相および/または五フッ化ヨウ素相にフッ素を供給することを特徴とする。このようにフッ素を供給すると、上述の反応(a)〜(c)の内、少なくとも反応(a)および/または反応(b)によって、フッ素とヨウ素とが接触して反応し、五フッ化ヨウ素が生成する。勿論、他の反応(c)も同時に起こってよい。 Accordingly, the present invention provides a method for producing iodine pentafluoride by reacting fluorine and iodine, which method forms a molten iodine phase and an iodine pentafluoride phase located above and adjacent thereto. And fluorine is supplied to the gas phase and / or iodine pentafluoride phase adjacent to and above the iodine pentafluoride phase. When fluorine is supplied in this manner, at least reaction (a) and / or reaction (b) among the above reactions (a) to (c), fluorine and iodine are brought into contact with each other, and iodine pentafluoride is reacted. Produces. Of course, other reactions (c) may occur simultaneously.
本明細書において、「気相」なる用語には、液相中に存在する気泡は含まれず、従って、バブリングによって液相中にフッ素を供給することは、「気相にフッ素を供給する」ことには相当しない。「気相にフッ素を供給する」とは、液相の上方にそれに隣接して存在する気相にフッ素を供給する、即ち、液相の上方の空間にフッ素を供給し、そのように供給されたフッ素が(必要な場合には、後述の不活性ガスと一緒に)気相を構成することを意味する。 In this specification, the term “gas phase” does not include bubbles present in the liquid phase, and therefore supplying fluorine into the liquid phase by bubbling means “supplying fluorine into the gas phase”. Does not correspond to “Supplying fluorine to the gas phase” means supplying fluorine to the gas phase existing above and adjacent to the liquid phase, that is, supplying fluorine to the space above the liquid phase. This means that the fluorine constitutes the gas phase (along with the inert gas described below if necessary).
本発明の製造方法では、五フッ化ヨウ素相はそれに溶解しているヨウ素を含む。それは、五フッ化ヨウ素相が溶融ヨウ素相に隣接しているので、溶融ヨウ素相からヨウ素が拡散して五フッ化ヨウ素相に移動するからである。好ましい態様では、五フッ化ヨウ素相は飽和溶解度に実質的に対応する量、またはそれに近い量のヨウ素を含む。具体的には、五フッ化ヨウ素相は液相全体の質量基準で、好ましくは2.0〜5.0質量%、より好ましくは3.0〜5.0質量%、例えば4.0〜5.0質量%のヨウ素を含む。2.0質量%未満の場合、反応速度が低下するため生産性が低下する可能性があり、また、5.0質量%を超える場合、排ガス中に含まれる五フッ化ヨウ素が多くなる可能性がある。 In the production method of the present invention, the iodine pentafluoride phase contains iodine dissolved therein. This is because iodine diffuses from the molten iodine phase and moves to the iodine pentafluoride phase because the iodine pentafluoride phase is adjacent to the molten iodine phase. In a preferred embodiment, the iodine pentafluoride phase contains an amount of iodine substantially corresponding to or near saturation solubility. Specifically, the iodine pentafluoride phase is preferably 2.0 to 5.0% by mass, more preferably 3.0 to 5.0% by mass, for example 4.0 to 5%, based on the mass of the entire liquid phase. Contains 0% by weight iodine. When the amount is less than 2.0% by mass, the reaction rate may decrease, and thus productivity may decrease. When the amount exceeds 5.0% by mass, iodine pentafluoride contained in the exhaust gas may increase. There is.
本発明の製造方法において用いる五フッ化ヨウ素は、五フッ化ヨウ素を生成するフッ素とヨウ素との反応に悪影響を与えず、溶融ヨウ素相からヨウ素を取り込む媒体、あるいは溶融ヨウ素相から気相へヨウ素を輸送する媒体として好適に使用できる。 Iodine pentafluoride used in the production method of the present invention does not adversely affect the reaction between fluorine and iodine that generate iodine pentafluoride, and is a medium that takes in iodine from the molten iodine phase, or iodine from the molten iodine phase to the gas phase. Can be suitably used as a medium for transporting the liquid.
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法によれば、五フッ化ヨウ素相中に溶解している量のヨウ素のみが、五フッ化ヨウ素相において、および/または気相において反応に関与する。このため、必要以上のヨウ素が反応に関与することが無く、反応制御を極めて効率的に実施できるという利点がある。また、反応温度をヨウ素の融点以上にすることにより、温度上昇の効果とヨウ素溶解度増の効果で反応速度を速くすることが出来る。そのように反応温度を高くしても上方に位置する五フッ化ヨウ素のため、反応器から気体を排出する配管へと未反応のヨウ素が流出するのが抑制され、ヨウ素が配管内で固化・付着する可能性が減少し、また、フッ素供給配管へのヨウ素の逆流、およびそれに付随する問題点も避けることができる。 According to the iodine pentafluoride production method of the present invention, only the amount of iodine dissolved in the iodine pentafluoride phase is involved in the reaction in the iodine pentafluoride phase and / or in the gas phase. For this reason, there exists an advantage that reaction control can be implemented very efficiently, without the needless iodine participating in reaction. Further, by setting the reaction temperature to be equal to or higher than the melting point of iodine, the reaction rate can be increased by the effect of increasing the temperature and the effect of increasing the solubility of iodine. Even if the reaction temperature is increased, iodine pentafluoride is located at the upper position, so that unreacted iodine is prevented from flowing out from the reactor to the piping that discharges the gas. The possibility of adhesion is reduced, and the backflow of iodine to the fluorine supply pipe and the problems associated therewith can be avoided.
更に、反応によって生成する五フッ化ヨウ素は五フッ化ヨウ素相に含まれることになる。従って、目的とする五フッ化ヨウ素の規格に応じて、生成した五フッ化ヨウ素を含む五フッ化ヨウ素相をそのまま使用できる。その場合、生成した五フッ化ヨウ素を分離する精留装置を省略でき、その結果、本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法を実施する装置は、全体として簡易なものとなり、経済的にも有利である。 Furthermore, iodine pentafluoride produced by the reaction is included in the iodine pentafluoride phase. Therefore, the iodine pentafluoride phase containing the produced iodine pentafluoride can be used as it is according to the standard of the target iodine pentafluoride. In that case, a rectifying apparatus for separating the produced iodine pentafluoride can be omitted. As a result, the apparatus for carrying out the iodine pentafluoride production method of the present invention is simplified as a whole, which is economically advantageous. It is.
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法の1つの態様では、下相である溶融ヨウ素相、およびその上に位置する五フッ化ヨウ素液相を上相として反応器に存在させておき、その上相および/またはそれに隣接する気相に(即ち、いずれか一方に、あるいは双方に)フッ素を、好ましくは連続的に、供給して、ヨウ素とフッ素とを反応させる。 In one aspect of the method for producing iodine pentafluoride according to the present invention, a molten iodine phase as a lower phase and an iodine pentafluoride liquid phase located thereon are allowed to exist in the reactor as an upper phase, Fluorine, preferably continuously, is fed into the phase and / or gas phase adjacent to it (ie, either or both) to react iodine and fluorine.
尚、反応器に一旦フッ素を供給した後で、フッ素を供給しなくてもよいが、一般的には、フッ素を連続的または間欠的に供給するのが好ましい。溶融ヨウ素相および五フッ化ヨウ素相については、一旦反応器に双方の相を存在させた後で、その後、これらの相を構成する成分を追加しなくてもよい。別の態様では、反応によって消費されるヨウ素(固体状態のもの、好ましくは溶融したもの)を、間欠的にまたは連続的に、ヨウ素相に追加してもよい。また、生成する五フッ化ヨウ素のために五フッ化ヨウ素相の量が増えるので、必要に応じて五フッ化ヨウ素相の一部分を連続的または間欠的に取り出してよい。取り出した五フッ化ヨウ素相を精製処理して製品としての規格を有する五フッ化ヨウ素を得ることができる。 Although it is not necessary to supply fluorine after once supplying fluorine to the reactor, it is generally preferable to supply fluorine continuously or intermittently. For the molten iodine phase and iodine pentafluoride phase, once both phases are present in the reactor, the components constituting these phases may not be added thereafter. In another aspect, iodine consumed by the reaction (solid state, preferably molten) may be added to the iodine phase intermittently or continuously. Further, since the amount of iodine pentafluoride phase increases due to the iodine pentafluoride produced, a part of the iodine pentafluoride phase may be taken out continuously or intermittently as necessary. The extracted iodine pentafluoride phase can be purified to obtain iodine pentafluoride having a product specification.
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法の1つの態様では、
1)混合槽において、溶融ヨウ素相およびそれに隣接して上方に位置する五フッ化ヨウ素相を形成する工程、
2)気相および/または五フッ化ヨウ素相にフッ素を供給する工程、および
3)必要に応じて、反応器に五フッ化ヨウ素が生成する量に対応して、溶融ヨウ素相にヨウ素を加え、生成した五フッ化ヨウ素の量に対応する量の五フッ化ヨウ素を五フッ化ヨウ素相から取り出す工程
を含んで成る。
In one aspect of the method for producing iodine pentafluoride of the present invention,
1) a step of forming a molten iodine phase and an iodine pentafluoride phase located above and adjacent thereto in a mixing tank;
2) supplying fluorine to the gas phase and / or iodine pentafluoride phase, and 3) adding iodine to the molten iodine phase as needed, corresponding to the amount of iodine pentafluoride generated in the reactor And a step of removing iodine pentafluoride in an amount corresponding to the amount of iodine pentafluoride generated from the iodine pentafluoride phase.
尚、五フッ化ヨウ素相の精製処理はいずれの適当な方法で実施してもよく、例えば
常圧下で精留することによって実施できる。
The purification process of the iodine pentafluoride phase may be carried out by any appropriate method, for example, by rectifying under normal pressure.
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法を、1つの態様では、フッ素の供給、およびヨウ素相を構成するヨウ素の供給についてバッチ式で実施してよく、別の態様では、フッ素の供給については連続式で実施し、ヨウ素の供給についてはバッチ式で実施してよく(いわゆるセミバッチ式)、反応が所定量進行した時点で、例えばフッ素ガスの供給を停止して、反応器から五フッ化ヨウ素相を取り出して五フッ化ヨウ素を回収することができる。 In one aspect, the method for producing iodine pentafluoride according to the present invention may be carried out batchwise for supplying fluorine and for supplying iodine constituting the iodine phase, and in another aspect, continuous supply for fluorine. The iodine supply may be carried out batchwise (so-called semi-batch method), and when the reaction proceeds by a predetermined amount, for example, the supply of fluorine gas is stopped and the iodine pentafluoride phase is removed from the reactor. And iodine pentafluoride can be recovered.
更に別の態様では、全ての供給について連続式で実施してもよい。この場合、供給量は、ヨウ素に対して化学量論量またはそれ以上のフッ素を供給するのが好ましい。例えば、ヨウ素の1モルに対して少なくとも5モルのフッ素、好ましくは5〜6倍のフッ素を供給する。尚、五フッ化ヨウ素相を構成する五フッ化ヨウ素に関しては、生成物が五フッ化ヨウ素であるので、反応器内に存在する五フッ化ヨウ素の量が増える。従って、五フッ化ヨウ素相を反応器から取り出してもよく、あるいは五フッ化ヨウ素が増加することに問題が無いのであれば、五フッ化ヨウ素相を反応器から取り出す必要は必ずしも無い。取り出した五フッ化ヨウ素相を取り出して五フッ化ヨウ素を回収することもできる。 In yet another embodiment, all feeds may be carried out continuously. In this case, it is preferable to supply a stoichiometric amount or more of fluorine with respect to iodine. For example, at least 5 moles of fluorine, preferably 5 to 6 times as much fluorine, are supplied per mole of iodine. Regarding iodine pentafluoride constituting the iodine pentafluoride phase, since the product is iodine pentafluoride, the amount of iodine pentafluoride present in the reactor is increased. Therefore, the iodine pentafluoride phase may be taken out from the reactor, or if there is no problem in increasing iodine pentafluoride, it is not always necessary to remove the iodine pentafluoride phase from the reactor. The iodine pentafluoride phase taken out can be taken out to recover iodine pentafluoride.
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法の他の1つの態様では、溶融槽においてヨウ素を溶融させて溶融ヨウ素を予め調製し、調製した溶融ヨウ素を反応器の下相に、連続的または間欠的に、供給する。この溶融のために、溶融槽に撹拌機を設けてもよい。別の態様では、固体のヨウ素を反応器の下相に供給してもよい。 In another aspect of the method for producing iodine pentafluoride according to the present invention, iodine is melted in advance in a melting tank to prepare molten iodine, and the prepared molten iodine is continuously or intermittently added to the lower phase of the reactor. To supply. For this melting, a stirrer may be provided in the melting tank. In another embodiment, solid iodine may be fed to the lower phase of the reactor.
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法の別の態様では、フッ素を供給する気相に隣接する五フッ化ヨウ素液相は、更にフッ化水素を含んでよい。五フッ化ヨウ素相がフッ化水素を含むことによって、溶融ヨウ素相から五フッ化ヨウ素相に溶解できるヨウ素の量を増やすことができ、反応がより効率的に進む。例えば、30℃で五フッ化ヨウ素に対するヨウ素の溶解度は0.6質量%であり、五フッ化ヨウ素相の全量基準(即ち、五フッ化ヨウ素、フッ化水素およびヨウ素の総量基準)でフッ化水素の濃度が1.0質量%の場合、ヨウ素の溶解度(飽和濃度)は2.0質量%である;他方、120℃で五フッ化ヨウ素に対するヨウ素の溶解度は2.7質量%であり、五フッ化ヨウ素相の全量基準(即ち、五フッ化ヨウ素、フッ化水素およびヨウ素の総量基準)でフッ化水素の濃度が1.0質量%の場合、ヨウ素の溶解度(飽和濃度)は4.0質量%となり、30℃の場合の約2倍に相当する。この場合、反応物濃度が増大するため、反応温度の高温化の効果と相まって反応効率が画期的に上昇する。尚、フッ化水素はいずれの適当な方法で反応系に供給してもよい。例えば、五フッ化ヨウ素液相に直接供給して溶解させてもよく、あるいは五フッ化ヨウ素液相に隣接する気相に、必要に応じてフッ素ガスと一緒に、気体として供給して液相に移行させることによって供給してもよい。 In another aspect of the iodine pentafluoride production method of the present invention, the iodine pentafluoride liquid phase adjacent to the gas phase supplying fluorine may further contain hydrogen fluoride. When the iodine pentafluoride phase contains hydrogen fluoride, the amount of iodine that can be dissolved from the molten iodine phase into the iodine pentafluoride phase can be increased, and the reaction proceeds more efficiently. For example, the solubility of iodine in iodine pentafluoride at 30 ° C. is 0.6% by mass, and it is fluorinated on the basis of the total amount of iodine pentafluoride phase (ie, based on the total amount of iodine pentafluoride, hydrogen fluoride and iodine). When the concentration of hydrogen is 1.0% by mass, the solubility (saturated concentration) of iodine is 2.0% by mass; on the other hand, at 120 ° C., the solubility of iodine in iodine pentafluoride is 2.7% by mass, When the concentration of hydrogen fluoride is 1.0 mass% on the basis of the total amount of iodine pentafluoride phase (that is, based on the total amount of iodine pentafluoride, hydrogen fluoride and iodine), the solubility (saturation concentration) of iodine is 4. 0% by mass, corresponding to about twice that at 30 ° C. In this case, since the concentration of the reactant increases, the reaction efficiency increases dramatically in combination with the effect of increasing the reaction temperature. Hydrogen fluoride may be supplied to the reaction system by any appropriate method. For example, it may be directly supplied to the iodine pentafluoride liquid phase to be dissolved, or it may be supplied as a gas to the gas phase adjacent to the iodine pentafluoride liquid phase, together with fluorine gas as necessary. You may supply by making it transfer to.
本発明の製造方法において、五フッ化ヨウ素相についてバッチ式を採用する場合(従って、五フッ化ヨウ素相を抜き出さない)、反応が進むにつれて、五フッ化ヨウ素相中の五フッ化ヨウ素の量が増加するので、フッ化水素を途中で追加しない場合には、五フッ化ヨウ素相中のフッ化水素の濃度が徐々に減少する。この減少を考慮しても、反応期間中の反応器の五フッ化ヨウ素相に含まれるフッ化水素の濃度は、五フッ化ヨウ素相の全量基準(即ち、五フッ化ヨウ素、フッ化水素およびヨウ素の総量基準)で例えば1.0〜10質量%、特に3.0〜5.0質量%となるように維持するのが好ましい。フッ化水素の濃度が10質量%を超える場合は、5フッ化ヨウ素相に溶解し得るフッ素濃度が低下することがあり、その結果、反応性が低下するという問題があるため、好ましくない。尚、定常状態で製造方法を実施する場合には、フッ化水素の濃度は実質的に一定になるが、その場合であっても、反応器の五フッ化ヨウ素相に含まれるフッ化水素は、上述の範囲であるのが好ましい。 In the production method of the present invention, when the batch type is adopted for the iodine pentafluoride phase (therefore, the iodine pentafluoride phase is not extracted), as the reaction proceeds, iodine pentafluoride in the iodine pentafluoride phase Since the amount increases, the concentration of hydrogen fluoride in the iodine pentafluoride phase gradually decreases when hydrogen fluoride is not added on the way. Even considering this decrease, the concentration of hydrogen fluoride contained in the iodine pentafluoride phase of the reactor during the reaction period is based on the total amount of iodine pentafluoride phase (ie iodine pentafluoride, hydrogen fluoride and For example, it is preferably maintained at 1.0 to 10% by mass, particularly 3.0 to 5.0% by mass based on the total amount of iodine. When the concentration of hydrogen fluoride exceeds 10% by mass, the concentration of fluorine that can be dissolved in the iodine pentafluoride phase may be lowered, and as a result, there is a problem that the reactivity is lowered. In the case of carrying out the production method in a steady state, the concentration of hydrogen fluoride becomes substantially constant, but even in that case, the hydrogen fluoride contained in the iodine pentafluoride phase of the reactor is The above-mentioned range is preferable.
尚、フッ素とヨウ素とを反応させる条件(例えば反応温度、圧力等の条件)は、特に限定されるものではなく、この反応に常套的に採用されている条件を本発明の製造方法においても採用できる。しかしながら、五フッ化ヨウ素が沸騰しない条件を採用するのが特に好ましい。 The conditions for reacting fluorine and iodine (for example, conditions such as reaction temperature and pressure) are not particularly limited, and conditions conventionally employed for this reaction are also employed in the production method of the present invention. it can. However, it is particularly preferable to employ conditions where iodine pentafluoride does not boil.
具体的には、温度条件としては、ヨウ素が液体として存在できる温度以上であって、五フッ化ヨウ素相が沸騰する温度(通常、五フッ化ヨウ素の沸点付近)より低い温度を採用でき、例えば114℃〜130℃、好ましくは118℃〜125℃、より好ましくは120℃〜123℃の範囲内の反応温度を用いることができる。五フッ化ヨウ素が沸騰すると、反応器の気相排出配管にヨウ素が付着する可能性が大きくなる。反応圧力は、反応温度と関連して、五フッ化ヨウ素相の沸騰が生じないように選択するのが好ましい。従って、通常、反応器内において五フッ化ヨウ素が液相として存在できる圧力であればよい。例えば0.14〜0.30MPa(絶対圧)の圧力で実施でき、通常、大気圧より少し高い圧力下で実施してよい。 Specifically, as the temperature condition, a temperature that is higher than the temperature at which iodine can exist as a liquid and lower than the temperature at which the iodine pentafluoride phase boils (usually near the boiling point of iodine pentafluoride) can be adopted. Reaction temperatures within the range of 114 ° C to 130 ° C, preferably 118 ° C to 125 ° C, more preferably 120 ° C to 123 ° C can be used. When iodine pentafluoride boils, there is a greater possibility of iodine adhering to the gas phase discharge piping of the reactor. The reaction pressure is preferably selected in relation to the reaction temperature so that no boiling of the iodine pentafluoride phase occurs. Accordingly, it is usually sufficient that the pressure allows iodine pentafluoride to exist as a liquid phase in the reactor. For example, it can be carried out at a pressure of 0.14 to 0.30 MPa (absolute pressure), and may usually be carried out under a pressure slightly higher than atmospheric pressure.
採用できる反応温度/圧力の組み合わせは、例えば114℃〜130℃/0.14MPa〜0.30MPa(絶対圧)、好ましくは115℃〜130℃/0.16〜0.23MPa(絶対圧)、より好ましくは118℃〜125℃/0.17〜0.21MPa(絶対圧)、例えば120℃〜123℃/0.18〜0.20MPa(絶対圧)である。 The reaction temperature / pressure combinations that can be employed are, for example, 114 ° C to 130 ° C / 0.14 MPa to 0.30 MPa (absolute pressure), preferably 115 ° C to 130 ° C / 0.16 to 0.23 MPa (absolute pressure), and more. Preferably, it is 118 to 125 ° C / 0.17 to 0.21 MPa (absolute pressure), for example, 120 to 123 ° C / 0.18 to 0.20 MPa (absolute pressure).
反応器において液相(溶融ヨウ素相および五フッ化ヨウ素相)を構成するヨウ素と五フッ化ヨウ素の質量比は、特に限定されるものではない。例えばヨウ素の量が少なくとも10質量%以上、好ましくは少なくとも30質量%以上、例えば40〜60質量%となるように操作するのが好ましい。 The mass ratio of iodine and iodine pentafluoride constituting the liquid phase (molten iodine phase and iodine pentafluoride phase) in the reactor is not particularly limited. For example, it is preferable to operate so that the amount of iodine is at least 10% by mass or more, preferably at least 30% by mass or more, for example, 40 to 60% by mass.
本発明の製造方法において用いる反応器についても、先と同様に、この反応に常套的に採用されている装置を本発明の製造方法においても使用できる。通常、一般的に用いられる槽型の反応器、凝縮器付き反応器等を使用してよい。尚、反応器はその五フッ化ヨウ素相の混合を促進する撹拌装置を有するのが好ましい。この撹拌装置として、五フッ化ヨウ素相内部のヨウ素の濃度分布をより均一にできるような撹拌機であるのが好ましく、溶融ヨウ素相と五フッ化ヨウ素相との界面を更新する効果を有する撹拌機が特に好ましく、界面を大きく乱すタイプのものはそれほど好ましくない。 As for the reactor used in the production method of the present invention, the apparatus conventionally employed for this reaction can also be used in the production method of the present invention. Usually, a generally used tank reactor, a reactor with a condenser, or the like may be used. The reactor preferably has a stirring device that promotes mixing of the iodine pentafluoride phase. The stirring device is preferably a stirrer that can make the iodine concentration distribution inside the iodine pentafluoride phase more uniform, and has the effect of renewing the interface between the molten iodine phase and the iodine pentafluoride phase. The type is particularly preferred, and the type that greatly disturbs the interface is less preferred.
本発明の製造方法において供給するフッ素は、反応に対して不活性であるガスによって希釈した状態で供給するのが好ましい。通常、窒素、ヘリウム、アルゴン、フッ化水素、四フッ化炭素、六フッ化イオウ、パーフロロエタン等によって希釈する。希釈倍率は、特に限定されるものではないが、例えば、供給するガスの全量基準でフッ素の体積%が10〜95%となるように希釈する。この範囲より小さい場合には、五フッ化ヨウ素やヨウ素の反応器からの流出という可能性があり、また、この範囲より大きい場合には、五フッ化ヨウ素やヨウ素のフッ素供給ラインへの逆流という可能性がある。好ましい態様では、供給する気体に含まれるフッ素の体積%が20〜90%であり、より好ましい態様では、供給する気体に含まれるフッ素の体積%が30〜90%、特に50〜90%である。 The fluorine supplied in the production method of the present invention is preferably supplied in a state diluted with a gas that is inert to the reaction. Usually, it is diluted with nitrogen, helium, argon, hydrogen fluoride, carbon tetrafluoride, sulfur hexafluoride, perfluoroethane or the like. Although the dilution rate is not particularly limited, for example, the dilution is performed such that the volume% of fluorine is 10 to 95% based on the total amount of the supplied gas. If it is smaller than this range, iodine pentafluoride or iodine may flow out of the reactor. If it is larger than this range, iodine pentafluoride or iodine may flow back to the fluorine supply line. there is a possibility. In a preferred embodiment, the volume% of fluorine contained in the supplied gas is 20 to 90%. In a more preferred embodiment, the volume% of fluorine contained in the supplied gas is 30 to 90%, particularly 50 to 90%. .
尚、フッ化水素を希釈ガスとして用いると、五フッ化ヨウ素中へのヨウ素の溶解度が上がり、反応性が向上するので好ましいが、五フッ化ヨウ素相から目的生成物である五フッ化ヨウ素を回収するために、フッ化水素の分離/除去が必要となる。 In addition, it is preferable to use hydrogen fluoride as a diluent gas because the solubility of iodine in iodine pentafluoride is increased and the reactivity is improved. However, iodine pentafluoride, which is the target product, is obtained from the iodine pentafluoride phase. In order to recover, separation / removal of hydrogen fluoride is required.
別の態様では、フッ素と不活性ガスとを別々に反応器の気相に供給して、反応器の気相においてフッ素が希釈されるようにしてもよい。この場合も、供給するフッ素と不活性ガスとの総量に対して、フッ素の割合が上記範囲となるように供給するのが好ましい。 In another embodiment, fluorine and inert gas may be separately supplied to the reactor gas phase so that the fluorine is diluted in the reactor gas phase. Also in this case, it is preferable to supply the fluorine so that the ratio of fluorine is in the above range with respect to the total amount of fluorine and inert gas to be supplied.
尚、不活性ガスによってフッ素を希釈して供給する場合には、反応器は、その気相を排出する配管の途中に冷却器を有するのが好ましく、冷却器は、反応器から排出される希釈ガス(未反応のフッ素も含む)に同伴される五フッ化ヨウ素を凝縮して回収する。排出される希釈ガスが含むフッ素の量に応じて、フッ素を含む希釈ガスをリサイクルして再使用するのが好ましい。 In addition, when diluting and supplying fluorine with an inert gas, it is preferable that the reactor has a cooler in the middle of a pipe for discharging the gas phase, and the cooler is a dilution exhausted from the reactor. Iodine pentafluoride accompanying the gas (including unreacted fluorine) is condensed and recovered. Depending on the amount of fluorine contained in the diluted gas to be discharged, it is preferable to recycle and reuse the diluted gas containing fluorine.
更に別の態様では、反応器の底部に溶融ヨウ素相を存在させないで、ヨウ素が溶解した五フッ化ヨウ素相を別に予め調製して、それを反応器に供給して、五フッ化ヨウ素相および/または五フッ化ヨウ素相に隣接してその上方に位置する気相にフッ素を供給することによって実施することもできる。 In yet another embodiment, an iodine pentafluoride phase in which iodine is dissolved is prepared separately in the absence of a molten iodine phase at the bottom of the reactor and fed to the reactor to provide an iodine pentafluoride phase and It can also be carried out by supplying fluorine to the gas phase located adjacent to and above the iodine pentafluoride phase.
次に、本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法の一例を模式的に示す、図1のフローシートを参照して、本発明の製造方法を更に詳細に説明する。本発明の製造方法は、反応器10に下相としての溶融ヨウ素相12およびその上の上相としての五フッ化ヨウ素相14を形成する。例えば、ヨウ素と五フッ化ヨウ素を所定量反応器に入れ、若干の加圧下で五フッ化ヨウ素の沸点より低い温度に加熱してヨウ素を溶融させる。
Next, the production method of the present invention will be described in more detail with reference to the flow sheet of FIG. 1 schematically showing an example of the production method of iodine pentafluoride of the present invention. In the production method of the present invention, a
ヨウ素の比重は五フッ化ヨウ素の比重より大きいので、五フッ化ヨウ素の飽和溶解度より多くのヨウ素を反応器に入れておくことによって、五フッ化ヨウ素相の下方に溶融ヨウ素相が形成される。双方の相が接触した状態を維持することによって、ヨウ素が五フッ化ヨウ素相14に移動して溶解し、その後、気相16にも移動する。また、若干の五フッ化ヨウ素も溶融ヨウ素相12に移動する。この時、五フッ化ヨウ素相14を撹拌機20で撹拌するのが好ましい。
Since the specific gravity of iodine is greater than the specific gravity of iodine pentafluoride, a molten iodine phase is formed below the iodine pentafluoride phase by placing more iodine in the reactor than the saturation solubility of iodine pentafluoride. . By maintaining the state in which both phases are in contact, iodine moves to the
このように双方の相が分液した状態とした後に、五フッ化ヨウ素相14の上に位置する気相16にフッ素、好ましくは、図示するように、例えば窒素および/またはフッ化水素によって希釈されたフッ素を供給する。このようなフッ素の供給に加えて、あるいはそれに代えて、五フッ化ヨウ素相14にフッ素を供給してよい。気相および五フッ化ヨウ素相の双方にフッ素を供給する場合、供給するフッ素の全量基準で、気相に好ましくは10〜100%、より好ましくは50〜100%、例えば80〜100%を供給し、残りを五フッ化ヨウ素相に供給する。
After the two phases are separated in this way, the
気相16に供給されたフッ素は、主として気相16中に存在するヨウ素と反応し、また、一部のフッ素は五フッ化ヨウ素相14中に移動して、そこに存在するヨウ素と反応し得る。加えて、気相16のフッ素と五フッ化ヨウ素相14のヨウ素とが気液界面18でも反応し得る。
Fluorine supplied to the
五フッ化ヨウ素相14に供給されたフッ素は、五フッ化ヨウ素相14中に存在するヨウ素と反応し、また、残りのフッ素は気相16中に移動して、そこに存在するヨウ素と反応し得る。加えて、気相16のフッ素と五フッ化ヨウ素相14のヨウ素とが気液界面18でも反応し得る。
The fluorine supplied to the
本発明の五フッ化ヨウ素の製造方法の1つの態様では、溶融ヨウ素相12を構成するヨウ素は、例えば溶融槽30にて調製してよい。溶融槽30に固体ヨウ素を加えて加熱する。得られた溶融ヨウ素を反応器10の溶融ヨウ素相12に仕込む(尚、図示するように五フッ化ヨウ素相14を経由しても、あるいは直接溶融ヨウ素相12に供給してもよい)。反応に先立って、このように予め調製した溶融ヨウ素を反応器10に下相として供給し、その後、反応器10に溶融ヨウ素を供給しなくてもよい。この場合、フッ素を連続的に気相に供給しているので、セミバッチ方式で五フッ化ヨウ素を製造することになる。フッ素を気相に最初に供給してその後に供給しない場合には、バッチ方式で五フッ化ヨウ素を製造することになる。
In one aspect of the method for producing iodine pentafluoride of the present invention, iodine constituting the
他の態様では、フッ素および溶融ヨウ素を連続的または間欠的に反応器10に供給し、この場合は、連続式に五フッ化ヨウ素を製造することになる。この場合、反応系に含まれる五フッ化ヨウ素が漸次的に増加するので、反応器10から五フッ化ヨウ素相14の一部分をポンプによって抜き出して、それから生成した五フッ化ヨウ素を反応系から回収するのが好ましい。この回収についてはいずれの適当な方法で実施してもよい。例えば、
蒸留による分離/回収のような方法を採用できる。
In another embodiment, fluorine and molten iodine are continuously or intermittently supplied to the
A method such as separation / recovery by distillation can be employed.
図示した態様では、供給すべきフッ素は、窒素によって希釈された状態で気相に供給される。反応器において、フッ素はできる限り、ヨウ素と反応するのが好ましく、実質的に、供給したフッ素の少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、例えば少なくとも99%がヨウ素と反応する。未反応のフッ素(通常、少量)および窒素は、気体排出配管24を経て反応器10から排出される。尚、配管24には、同伴される五フッ化ヨウ素を回収するために冷却器26が設けられている。
In the illustrated embodiment, the fluorine to be supplied is supplied to the gas phase in a state diluted with nitrogen. In the reactor, it is preferred that fluorine react with iodine as much as possible, and substantially at least 80%, preferably at least 90%, more preferably at least 95%, eg at least 99% of the supplied fluorine reacts with iodine. To do. Unreacted fluorine (usually a small amount) and nitrogen are discharged from the
反応器として内容積10mLのフッ素樹脂(PFA)製のチューブを使用した。反応器に、ヨウ素を3.8gおよび五フッ化ヨウ素を6.25g仕込み、チューブ内の圧力が0.2MPa(ゲージ圧)となるように窒素で加圧した状態でチューブ内の温度が120℃になるようにチューブの外側に装着した金属管を加熱してヨウ素を溶融させ、溶融ヨウ素相の上に五フッ化ヨウ素相を形成した。 A fluororesin (PFA) tube having an internal volume of 10 mL was used as the reactor. A reactor was charged with 3.8 g of iodine and 6.25 g of iodine pentafluoride, and the temperature in the tube was 120 ° C. with the pressure in the tube being 0.2 MPa (gauge pressure). The metal tube attached to the outside of the tube was heated to melt iodine, and an iodine pentafluoride phase was formed on the molten iodine phase.
次に、窒素で33vol%に希釈したフッ素ガスを10cc/minの流量でチューブの気相部に導入し、五フッ化ヨウ素相が無色透明になるまで反応させた。この反応は、0.2MPa(ゲージ圧)にて実施し、反応器内の液の沸騰を抑えた。 Next, fluorine gas diluted to 33 vol% with nitrogen was introduced into the gas phase part of the tube at a flow rate of 10 cc / min and reacted until the iodine pentafluoride phase became colorless and transparent. This reaction was performed at 0.2 MPa (gauge pressure) to suppress boiling of the liquid in the reactor.
反応器から気相排出配管を経て排出されるガスをアルカリと還元剤の混合液に通し、未反応のフッ素ガスを吸収除去した。チューブ内の五フッ化ヨウ素相を19F−NMRで分析したところ、五フッ化ヨウ素が100mol%であった。チューブの気相部の壁面には昇華ヨウ素による固化・付着はなく、気相排出配管が閉塞することはなかった。 The gas discharged from the reactor through the gas phase discharge pipe was passed through a mixed solution of alkali and reducing agent to absorb and remove unreacted fluorine gas. When the iodine pentafluoride phase in the tube was analyzed by 19F-NMR, iodine pentafluoride was 100 mol%. There was no solidification or adhesion due to sublimated iodine on the wall surface of the gas phase portion of the tube, and the gas phase exhaust piping was not blocked.
フッ素ガスを溶融ヨウ素相に仕込んだ以外は同様にして実施例1を繰り返した。反応開始直後より、チューブ内の温度が急激に上昇し、チューブが破裂して反応を続行することができなくなった。 Example 1 was repeated in the same manner except that fluorine gas was charged into the molten iodine phase. Immediately after the start of the reaction, the temperature in the tube suddenly increased, the tube burst and the reaction could not be continued.
窒素によって0.1MPa(絶対圧)に加圧して0.1MPa(絶対圧)の圧力で反応を実施した以外は、実施例1を繰り返した。反応中、チューブ内の五フッ化ヨウ素相は沸騰状態であった。五フッ化ヨウ素相が無色透明になるまで反応させた。透明になるまでの時間は実施例1に比べて2倍に延びた。チューブ内の五フッ化ヨウ素相を19F−NMRで分析したところ、五フッ化ヨウ素が100mol%であった。チューブの気相部の壁面には、昇華して固化・付着したヨウ素が約0.1gあったが、気相排出配管が閉塞することはなかった。 Example 1 was repeated except that the reaction was carried out at a pressure of 0.1 MPa (absolute pressure) by pressurizing to 0.1 MPa (absolute pressure) with nitrogen. During the reaction, the iodine pentafluoride phase in the tube was in a boiling state. The reaction was continued until the iodine pentafluoride phase became colorless and transparent. The time required to become transparent increased twice as compared with Example 1. When the iodine pentafluoride phase in the tube was analyzed by 19F-NMR, iodine pentafluoride was 100 mol%. On the wall surface of the gas phase portion of the tube, there was about 0.1 g of iodine that sublimated and solidified and adhered, but the gas phase discharge piping was not blocked.
本実施例では、金属製オートクレーブ(SUS316製、容量200mL)を反応器として使用して反応を行った。SUS316製コンデンサーをオートクレーブ装着した。反応器にヨウ素を70g、五フッ化ヨウ素を300g仕込み、コンデンサーに20℃の冷却液を流して冷却しつつ、反応器を加熱し、内温が約120℃になるように、窒素加圧により内圧が約0.2MPa(絶対圧)になるように、圧力制御バルブを制御した。 In this example, the reaction was carried out using a metal autoclave (manufactured by SUS316, capacity 200 mL) as a reactor. A SUS316 condenser was attached to the autoclave. The reactor is charged with 70 g of iodine and 300 g of iodine pentafluoride, and the reactor is heated while cooling by flowing a cooling liquid at 20 ° C. into the condenser, and nitrogen pressure is applied so that the internal temperature becomes about 120 ° C. The pressure control valve was controlled so that the internal pressure was about 0.2 MPa (absolute pressure).
窒素ガスで希釈したフッ素ガス(F2濃度90vol%)を反応器の気相部に流量100Ncc/minで仕込んだ。コンデンサーの塔頂より排出される非凝縮ガスを除害塔に導き、水酸化カリウムおよび亜硫酸カリウムの混合水溶液で洗浄した。非凝縮ガスを紫外−可視分光光度計で分析したところ、フッ素ガスの転化率は95mol%であった。 Fluorine gas diluted with nitrogen gas (F 2 concentration 90 vol%) was charged into the gas phase part of the reactor at a flow rate of 100 Ncc / min. The non-condensable gas discharged from the top of the condenser was guided to the detoxification tower and washed with a mixed aqueous solution of potassium hydroxide and potassium sulfite. When the non-condensable gas was analyzed with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the conversion of fluorine gas was 95 mol%.
6時間反応を継続した後、フッ素ガスの供給を停止し、反応器に残った液を回収したところ、反応器内のヨウ素は全て消費されて無くなっており、無色透明の液であった。この液を19F−NMRで分析したところ、五フッ化ヨウ素が100mol%であった。 After the reaction was continued for 6 hours, the supply of fluorine gas was stopped, and the liquid remaining in the reactor was collected. As a result, all the iodine in the reactor was consumed and the liquid was colorless and transparent. When this liquid was analyzed by 19F-NMR, iodine pentafluoride was 100 mol%.
窒素で希釈したフッ素ガスを反応器の五フッ化ヨウ素相にバブリングしたことを除いて実施例2を繰り返した。五フッ化ヨウ素相に流量100Ncc/minでバブリングした。非凝縮ガスを紫外−可視分光光度計で分析したところ、フッ素ガスの転化率は98mol%であった。 Example 2 was repeated except that fluorine gas diluted with nitrogen was bubbled into the iodine pentafluoride phase of the reactor. The iodine pentafluoride phase was bubbled at a flow rate of 100 Ncc / min. When the non-condensed gas was analyzed with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the conversion of fluorine gas was 98 mol%.
6時間反応を継続した後、フッ素ガスの供給を停止し、反応器に残った液を回収したところ、無色透明の液であった。19F−NMRで分析したところ、五フッ化ヨウ素が100mol%であることが判明した。昇華して固化・付着したヨウ素が反応器の上蓋の内側に約1g付着していた。 After the reaction was continued for 6 hours, the supply of fluorine gas was stopped, and the liquid remaining in the reactor was recovered, and it was a colorless and transparent liquid. When analyzed by 19F-NMR, it was found that iodine pentafluoride was 100 mol%. About 1 g of iodine solidified and adhered by sublimation adhered to the inside of the upper lid of the reactor.
窒素で希釈したフッ素ガスに代えて、フッ化水素で希釈したフッ素ガス(F2濃度90vol%)を反応器の気相部に供給したことを除いて、実施例2を繰り返した。非凝縮ガスを紫外−可視分光光度計で分析したところ、フッ素ガスの転化率は98mol%であった。 Example 2 was repeated, except that fluorine gas diluted with hydrogen fluoride (F 2 concentration 90 vol%) was supplied to the gas phase portion of the reactor instead of fluorine gas diluted with nitrogen. When the non-condensed gas was analyzed with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the conversion of fluorine gas was 98 mol%.
6時間反応を継続した後、原料ガスの供給を停止し、反応器に残った液を回収したところ、反応器内のヨウ素は全て消費してなくなり、液は無色透明であった。この液を19F−NMRで分析したところ、五フッ化ヨウ素が100mol%であることが判明した。 After the reaction was continued for 6 hours, the supply of the raw material gas was stopped and the liquid remaining in the reactor was recovered. As a result, all the iodine in the reactor was not consumed, and the liquid was colorless and transparent. When this liquid was analyzed by 19F-NMR, it was found that iodine pentafluoride was 100 mol%.
本比較例では、金属製オートクレーブ(SUS316製、容量200mL)を反応器として使用して反応を行った。SUS316製コンデンサーをオートクレーブ装着した。反応器にヨウ素を70g、五フッ化ヨウ素を300g仕込み、コンデンサーに20℃の冷却液を流して冷却しつつ、反応器内温が約30℃になるように、反応器外部を冷却した。 In this comparative example, the reaction was performed using a metal autoclave (manufactured by SUS316, capacity 200 mL) as a reactor. A SUS316 condenser was attached to the autoclave. 70 g of iodine and 300 g of iodine pentafluoride were charged into the reactor, and the outside of the reactor was cooled so that the temperature inside the reactor became about 30 ° C. while cooling by flowing a 20 ° C. cooling liquid through the condenser.
窒素ガスで希釈したフッ素ガス(濃度90vol%)を反応器の気相部に流量100Ncc/minで仕込んだ。コンデンサーの塔頂より排出される非凝縮ガスを除害塔に導き、水酸化カリウムおよび亜硫酸カリウムの混合水溶液で洗浄した。非凝縮ガスを紫外−可視分光光度計で分析したところ、フッ素ガスの転化率は85mol%であった。 Fluorine gas diluted with nitrogen gas (concentration 90 vol%) was charged into the gas phase part of the reactor at a flow rate of 100 Ncc / min. The non-condensable gas discharged from the top of the condenser was guided to the detoxification tower and washed with a mixed aqueous solution of potassium hydroxide and potassium sulfite. When the non-condensed gas was analyzed with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the conversion of fluorine gas was 85 mol%.
10…反応器、12…溶融ヨウ素相、14…五フッ化ヨウ素相、16…気相、
18…気相−液相界面、20…撹拌機、24…気相排出配管、
26…冷却器(コンデンサー)、30…溶融槽。
10 ... reactor, 12 ... molten iodine phase, 14 ... iodine pentafluoride phase, 16 ... gas phase,
18 ... Gas phase-liquid phase interface, 20 ... Stirrer, 24 ... Gas phase discharge piping,
26 ... Cooler (condenser), 30 ... Melting tank.
Claims (6)
溶融ヨウ素相とそれに隣接して上方に位置する五フッ化ヨウ素相とを形成し、五フッ化ヨウ素相に隣接してその上方に位置する気相および/または五フッ化ヨウ素相にフッ素を供給することを特徴とする、五フッ化ヨウ素の製造方法。 A method for producing iodine pentafluoride by reacting fluorine and iodine,
A molten iodine phase and an iodine pentafluoride phase located above and adjacent thereto are formed, and fluorine is supplied to the gas phase and / or iodine pentafluoride phase located adjacent to and above the iodine pentafluoride phase. A method for producing iodine pentafluoride, comprising:
2)気相および/または五フッ化ヨウ素相にフッ素を供給する工程、および
3)必要に応じて、反応器に五フッ化ヨウ素が生成する量に対応して、溶融ヨウ素相にヨウ素を加え、生成した五フッ化ヨウ素の量に対応する量の五フッ化ヨウ素を五フッ化ヨウ素相から取り出す工程
を含んで成る、五フッ化ヨウ素の製造方法。 1) a step of forming a molten iodine phase and an iodine pentafluoride phase located above and adjacent thereto in a mixing tank;
2) supplying fluorine to the gas phase and / or iodine pentafluoride phase, and 3) adding iodine to the molten iodine phase as needed, corresponding to the amount of iodine pentafluoride generated in the reactor A method for producing iodine pentafluoride, comprising a step of extracting iodine pentafluoride in an amount corresponding to the amount of iodine pentafluoride produced from the iodine pentafluoride phase.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006285870A JP2008100881A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Production method of iodine pentafluoride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006285870A JP2008100881A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Production method of iodine pentafluoride |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008100881A true JP2008100881A (en) | 2008-05-01 |
Family
ID=39435508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006285870A Pending JP2008100881A (en) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | Production method of iodine pentafluoride |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008100881A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104326443A (en) * | 2014-07-18 | 2015-02-04 | 多氟多化工股份有限公司 | Preparation method and production device of iodine pentafluoride |
| JP2016141586A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing iodine pentafluoride |
| WO2017013916A1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing iodine pentafluoride |
| KR20180006439A (en) * | 2015-07-23 | 2018-01-17 | 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 | How to make 5-fluorinated iodine |
| KR20240099887A (en) * | 2022-12-22 | 2024-07-01 | (주)원익머트리얼즈 | Manufacturing method of iodine pentafluoride (IF5) and apparatus therefor |
-
2006
- 2006-10-20 JP JP2006285870A patent/JP2008100881A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104326443A (en) * | 2014-07-18 | 2015-02-04 | 多氟多化工股份有限公司 | Preparation method and production device of iodine pentafluoride |
| JP2016141586A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing iodine pentafluoride |
| WO2017013916A1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | セントラル硝子株式会社 | Method for producing iodine pentafluoride |
| KR20180006439A (en) * | 2015-07-23 | 2018-01-17 | 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 | How to make 5-fluorinated iodine |
| CN107709229A (en) * | 2015-07-23 | 2018-02-16 | 中央硝子株式会社 | The manufacture method of iodine pentafluoride |
| KR102014907B1 (en) | 2015-07-23 | 2019-08-27 | 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 | How to prepare fluoride iodine |
| CN107709229B (en) * | 2015-07-23 | 2020-06-23 | 中央硝子株式会社 | Process for producing iodine pentafluoride |
| KR20240099887A (en) * | 2022-12-22 | 2024-07-01 | (주)원익머트리얼즈 | Manufacturing method of iodine pentafluoride (IF5) and apparatus therefor |
| KR102867538B1 (en) | 2022-12-22 | 2025-10-14 | (주)원익머트리얼즈 | Manufacturing method of iodine pentafluoride (IF5) and apparatus therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5229281B2 (en) | Method for producing iodine pentafluoride | |
| JPH05194452A (en) | Production of ethylene oxide | |
| JP2013505918A (en) | Continuous preparation of carbonates | |
| JP5470844B2 (en) | Method for producing iodine pentafluoride | |
| ITMI20110804A1 (en) | "HIGH YIELD PROCESS FOR THE UREA SYNTHESIS" | |
| WO2010104742A2 (en) | Processes for making alkyl halides | |
| JP2008100881A (en) | Production method of iodine pentafluoride | |
| JP4134761B2 (en) | Production method of alkyl nitrite | |
| CN107793287A (en) | The Application way of fluoroalkyl iodide | |
| JP2004002280A (en) | Method for producing metal formate/formic acid mixture | |
| JP2023106955A (en) | Method for producing ethylene carbonate | |
| JP4134777B2 (en) | Nitrite ester production method | |
| JP4673028B2 (en) | Method for purifying ethylene carbonate | |
| WO2014023883A1 (en) | Method for producing difluoromethane | |
| US8481764B2 (en) | Process for producing propylene oxide | |
| JPH06298701A (en) | Manufacturing method of methyl formate | |
| WO2005056472A1 (en) | Method and apparatus for producing carbonyl fluoride | |
| CN109535003A (en) | To the nitration method of alkylphenol | |
| JP4080024B2 (en) | Method for producing N-vinyl lactam | |
| JP4535269B2 (en) | Hydrogen production apparatus and hydrogen production method | |
| JP2004323470A (en) | Method for producing dialkyl carbonate | |
| US7413722B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing nitrogen trifluoride | |
| JP3750376B2 (en) | Method for producing ethylene glycol | |
| JPH08225305A (en) | Method for oxidation of hydrogen chloride | |
| JP2006089371A (en) | Process for production of nitrogen trifluoride |