Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PREPARING BIS(DIFLUOROMETHYL) ETHER AND TRIFLUOROMETHANE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/055652
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for preparing trifluoromethane characterised in that it consists in treating bis(difluoromethyl) ether of formula CHF¿2?-O-CHF¿2?, by pyrolysis at a temperature ranging between 300 and 500 °C. The invention also concerns a method for preparing bis(difluoromethyl) ether characterised in that it consists in contacting carbon monoxide with an excess of anhydrous hydrofluoric acid under pressure ranging between 1 and 200 bars and at a temperature ranging between 0 and 200 °C.

Inventors:
SCHIRMANN JEAN-PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/FR1999/000856
Publication Date:
November 04, 1999
Filing Date:
April 13, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ATOCHEM ELF SA (FR)
SCHIRMANN JEAN PIERRE (FR)
International Classes:
C07C17/361; C07C41/01; C07C43/12; (IPC1-7): C07C17/361; C07C19/08; C07C41/01; C07C43/12
Domestic Patent References:
WO1993022265A11993-11-11
Foreign References:
EP0518506A21992-12-16
US5696308A1997-12-09
GB2253623A1992-09-16
EP0562858A11993-09-29
Attorney, Agent or Firm:
Atofina (Pierre Dépt. Propriété Industrielle La Défense 10 Cours Michelet Paris La Défense Cedex, FR)
Atofina (Pierre Dépt. Propriété Industrielle La Défense 10 Cours Michelet Paris La Défense Cedex, FR)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication du trifluorométhane caractérisé en ce que l'on traite le bis (difluorométhyl) éther de formule CHF2OCHF2, par pyrolyse à une température comprise entre 300 et 500°C, de préférence entre 350 et 400°C.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bis (difluorométhyl) éther est préparé par mise en contact du monoxyde de carbone avec un excès d'acide fluorhydrique anhydre sous une pression comprise entre 1 et 200 bars, de préférence entre 20 et 100 bars, et à une température comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 15 et 150°C.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport molaire HF/CO est compris entre 10 et 500, de préférence entre 20 et 50.
4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la préparation du bis (difluorométhyl) éther est conduite en présence, comme catalyseur, d'un fluorure métallique ou d'un complexe amine tertaire/HF.
5. Procédé de fabrication du bis (difluorométhyl) éther caractérisé en ce que l'on met en contact du monoxyde de carbone avec un excès d'acide fluorhydrique anhydre sous une pression comprise entre 1 et 200 bars, de préférence entre 20 et 100 bars, et à une température comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 15 et 150°C.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport molaire HF/CO est compris entre 10 et 500, de préférence entre 20 et 50.
7. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on opère en présence, comme catalyseur, d'un fluorure métallique ou d'un complexe amine tertiaire/HF.
Description:
PROCEDE DE FABRICATION DE BIS (DIFLUOROMETHYL) ETHER ET DE TRIFLUOROMETHANE DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de fabrication de trifluorométhane à partir du bis (difluorométhyl) éther, et un procédé de fabrication du bis (difluorométhyl) éther à partir du monoxyde de carbone CO et de !'acide fluorohydrique.

Les chlorofluorocarbures (CFC) et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) ont été reconnus comme ayant un effet nocif sur la couche d'ozone stratosphérique. Leur production et leur utilisation sont d'ores et déjà réglementées et, pour certains pays, déjà interdites. Ils seront définitivement bannis dans un avenir proche, et leur remplacement dans de nombreuses applications telle que la réfrigération est et sera assurée par les hydrofluoro-carbures (HFC) dont la molécule ne contient pas d'atome de chlore.

Parmi les différents HFC utilisables, le trifluorométhane (HFC 23) est un composé intéressant non seulement en tant que tel, mais aussi parce qu'il peut servir de matière première pour fabriquer d'autres dérivés fluorés ne contenant pas d'atome de chlore, tels que le tétrafluoroéthylène ou I'hexafluoropropène, selon les réactions <BR> <BR> suivantes : 2CF3H =CF2 +2HF<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 3CF3H-->CF3-CF=CF2+ 3HF Les composés ainsi obtenus sont eux-mmes des matières premières pour la fabrication d'autres HFC tels que le pentafluoroéthane CF3-CHF2 (HFC 125) selon la réaction : CF2 = CF2 +HF o CF3-CHF2 ou encore I'heptafluoro 1,1,1,2,3,3,3-propène (HFC 227), selon la réaction : CF3-CF = CF2 +HF- CF3-CHF-CF3 Le trifluorométhane CHF3 (HFC 23) est un hydrofluorocarbure commercial qui est obtenu actuellement comme sous-produit de la fabrication du chlorodifluorométhane CHCIF2 (HCFC 22) par fluoration catalytique du trichlorométhane (chloroforme) au moyen de I'acide fluorhydrique anhydre. II peut tre également obtenu par fluoration du HCFC 22 soit en phase liquide, soit en phase gaz, sur un catalyseur à base de chrome.

Ces procédés présentent cependant des inconvénients importants au plan économique et environnemental. Ainsi, au plan économique, la nécessité de préparer par chloration, préalablement à sa mise en oeuvre comme matière première, le chloroforme, puis d'éliminer au cours d'une réaction ultérieure les atomes de chlore ainsi introduits, génère des coûts résultant notamment de la matière première (le chlore) et de la complexité des procédés de fabrication associés. De plus, la transformation de

ces hydrocarbures chlorés en dérivés fluorés entraîne la production comme sous-produit d'acide chlorhydrique dont la valorisation est difficile et qui est bien souvent rejeté dans 1'environnement sous forme de chlorure de calcium, difficilement valorisable et devant tre stocké en décharge.

II a à présent été trouvé un procédé de fabrication du trifluorométhane caractérisé en ce que l'on traite le bis (difluorométhyl) éther de formule CHF2-O-CHF2, par pyrolyse à une température comprise entre 300 et 500°C, de préférence entre 350 <BR> <BR> et 400°C. La réaction correspondante s'écrit :<BR> <BR> <BR> CF2-0-CF2H >CHF3+HF+CO (1) Ce procédé est particulièrement avantageux puisqu'il ne nécessite pas de partir d'un dérivé préalablement chloré.

Selon une variante préférée du procédé selon l'invention, le bis (difluorométhyl) éther ainsi mis en oeuvre est préparé par mise en contact du monoxyde de carbone avec un excès d'acide fluorhydrique anhydre sous une pression comprise entre 1 et 200 bars, de préférence entre 20 et 100 bars, et à une température comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 15 et 150°C.

La réaction mise en oeuvre s'écrit : 2CO + 4HF o HCF2-O-CF2H + H20 (2) Le bis (difluorométhyl) éther ainsi formé est récupéré sous forme d'un liquide, après évaporation de t'excès de HF et de CO, puis soumis à la pyrolyse telle que décrite précédemment. La pyrolyse peut également porter sur tout le mélange réactionnel de t'étape (2).

Le monoxyde de carbone et !'acide fluorhydrique produits dans la pyrolyse selon la réaction (1) sont séparés du trifluorométhane selon des moyens connus en soi et avantageusement recyclés dans !'étape (2), de sorte que la combinaison des 2 réactions (1) et (2) donne lieu au bilan réactionnel global : CO+3HF-). CHF3+H20 (3) Cette variante du procédé selon l'invention est donc particulièrement avantageuse puisqu'elle met en oeuvre une matière première peu onéreuse, le monoxyde de carbone, et que de plus elle ne conduit qu'à un rejet d'eau comme sous- produit.

Le rapport molaire HF/CO des quantités de HF et CO mises en contact pour la préparation du bis (difluorométhyl) éther est compris entre 10 et 500, mais on préfère travailler avec un ratio compris entre 20 et 50. La réaction peut tre conduite en I'absence de catalyseur. Cependant, on peut opérer avantageusement en présence, comme catalyseur, d'un fluorure métallique tel que le fluorure de potassium ou le

fluorure de cobalt, ou en présence d'un complexe amine tertiaire/HF tel que le complexe pyridine/HF ou triéthylamine/HF. La réaction peut tre conduite soit en phase gazeuse, soit en phase liquide.

La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication du bis (difluorométhyl) éther caractérisé en ce que l'on met en contact du monoxyde de carbone avec un excès d'acide fluorhydrique anhydre sous une pression comprise entre 1 et 200 bars, de préférence entre 20 et 100 bars, et à une température comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 15 et 1 50°C.

La réaction mise en oeuvre est la réaction (2) telle que définie précédemment.

Le rapport molaire HF/CO est compris entre 10 et 500, mais on préfère travailler avec un ratio compris entre 20 et 50. La réaction peut tre conduite en l'absence de catalyseur. Cependant, on peut opérer avantageusement en présence, comme catalyseur, d'un fluorure métallique-tel que le fluorure de potassium ou le fluorure de cobalt, ou en présence d'un complexe amine tertiaire/HF tel que le complexe pyridine/HF ou triéthylamine/HF. La réaction peut tre conduite soit en phase gazeuse, soit en phase liquide.

L'exemple suivant illustre de façon non limitative la présente invention.

Exemple : On place 100g d'acide fluorhydrique anhydre dans un réacteur en acier inoxydable de 500 mi dont la paroi interne est revtue de FEP (copolymère du tétrafluoroéthylène et de I'hexafluoropropène). Sous agitation, on introduit à température ambiante progressivement 7g d'oxyde de carbone CO et on laisse réagir durant 12 heures, sous une pression de 40 bars, afin de former le bis(diftuorométhyt) éther.

Le produit contenu dans le réacteur est entraîné à I'aide d'un courant d'azote dans un tube de pyrolyse en Inconel chauffé à 400°C. Les gaz sortant du tube sont analysés par chromatographie en phase gazeuse et l'on constate un rendement en CHF3 supérieur à 75 % par rapport au CO introduit initialement.