(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共沸または共沸様組成物であって、
７０重量％から１００重量％よりわずかに少ない量までの１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、および
３０重量％から０重量％よりわずかに多い量までの１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）を含む組成物であって、重量％が該組成物の総重量を基準とする組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の共沸または共沸様組成物であって、１４．４２Ｐｓｉａ（９９４２０Ｐａ）の気圧で−４６．５±２℃の沸点を有する組成物。
【請求項３】
請求項１に記載の共沸または共沸様組成物であって、１４．４２Ｐｓｉａ（９９４２０Ｐａ）の気圧で−４７．２℃の沸点を有する組成物。
【請求項４】
塩化ビニリデンのＨＦとの反応によって１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）を生産するための方法であって、７０重量％から１００重量％よりわずかに少ない量までの１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）および３０重量％から０重量％よりわずかに多い量までの１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）を含む共沸または共沸様組成物を該反応の生成物から蒸留することによって１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）を精製することを含む方法であり、重量％が該組成物の総重量を基準とする方法。
【請求項５】
１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）および１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）不純物の混合物からＲ−１３３ａ不純物を取り除くための方法であって、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物を形成し、その後に該混合物から該共沸または共沸様組成物を分離することを含む方法であり、該共沸または共沸様組成物が、７０重量％から１００重量％よりわずかに少ない量までのＨＦＣ−１４３ａと、３０重量％から０重量％よりわずかに多い量までのＲ−１３３ａとを含み、重量％が該組成物の総重量を基準とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
発明の分野
［０００１］本発明は、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）の組成物、より具体的には１，１，１−トリフルオロエタンおよび１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）の共沸および共沸様組成物に関する。
【０００２】
背景技術
［０００２］１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）を生産するための多くの方法が知られている。しかし、これらの方法の生産物は反応副生成物を含有し、その中に１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）がある。比較的狭い範囲に沸点を有するより純粋な１，１，１−トリフルオロエタンまたは１，１，１−トリフルオロエタン組成物を得るために、かかる反応副生成物の除去を可能にすることが強く望まれる。
【０００３】
［０００３］残念なことに、当業者に知られているように、ＨＦＣ／非−ＨＦＣ混合物を形成する２またはそれより多い成分の組み合わせは、それら成分の相対量の比較的小さな変化により、その混合物の沸点および蒸気圧に比較的大きな変化をもたらす組成物を生ずることが多い。例えば、多くの典型的なＨＦＣ／非−ＨＦＣ混合物の沸点および蒸気圧特性は、参照により本明細書中に援用する、Ｐｒａｕｎｉｔｚ、Ｌｉｃｈｔｅｎｔｈａｌｅｒ、Ａｚｅｖｅｄｏによる「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ  ｉｎ  Ｆｌｕｉｄ−Ｐｈａｓｅ  Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ」１７９−１９０ページ（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ）、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，Ｉｎｃに記載されている正則溶液数値モデルを使って予測することができる。Ｐｌａｕｓｎｉｔｚらによって例示されているように、正則溶液の蒸気圧または沸点対その成分組成のプロットは大きな正の傾きを持つ傾向があり、成分組成の比較的小さな変化によって蒸気圧または沸点の比較的大きな変化が生ずることを示している。従って、成分量において比較的小さな差異しかない複数の混合物が、沸点においては比較的大きな変化を有する可能性がある。それ故に、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの二元系の共沸または共沸様混合物を特定し、その結果、モデリングやシミュレーションを行って、最終的なＨＦＣ−１４３ａ生産物の精製物を首尾よく得るための適切で必要な分離装置および方法を特定する必要がある。
【０００４】
発明の要旨
［０００４］本出願人らは比較的一定の沸点、つまり混合物の成分量の変化に伴い沸点が比較的少量変化するような混合物は分離が難しいと認識している。（我々はスプレー用途でなく蒸留による分離方法に焦点を当てているので本文は削除された）。残念なことに、そのような比較的一定の沸点特性を有する混合物は珍しいだけでなく、予測不可能である。
【０００５】
［０００５］本発明者らは有効量の１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）および１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）の共沸または共沸様組成物を発見した。このＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物の発見により、蒸留カラムによってかかる共沸または共沸様組成物をＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａをともに含有する組成物から蒸留することが可能になり、それにより、カラム頂部におけるＲ−１３３ａの濃度はカラム底部におけるＲ−１３３ａの濃度よりも高い。この蒸留方法は、塩化ビニリデンのＨＦとの反応から生産する場合のＨＦＣ−１４３ａの精製に特に適用可能性がある。なぜなら、生産されたＨＦＣ−１４３ａを精製するために、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物をその反応の生成物から蒸留できるからである。
【０００６】
発明の具体的な説明
［０００６］本発明により、有効量の１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）および１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）の共沸または共沸様組成物が存在することが発見された。このＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物の発見により、蒸留カラムによってかかる共沸または共沸様組成物をＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａをともに含有する組成物から蒸留することが可能になり、それにより、カラム頂部におけるＲ−１３３ａの濃度はカラム底部におけるＲ−１３３ａの濃度よりも高い。この蒸留方法は、塩化ビニリデンのＨＦとの反応から生産する場合のＨＦＣ−１４３ａの精製に特に適用可能性がある。なぜなら、生産されたＨＦＣ−１４３ａを精製するために、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物をその反応の生成物から蒸留できるからである。カラム頂部から得られるこのＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物は、Ｒ−１３３ａからＨＦＣ−１４３ａへ変換するための反応器に再循環または送り返すことができる。
【０００７】
［０００７］更に、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａは、大気圧（１４．４２Ｐｓｉａ（９９４２０Ｐａ））で−４６．５±２℃という比較的小さい範囲を伴う沸点を有する共沸または共沸様組成物を形成することを発見した。更なる実施形態においては、かかる共沸または共沸様組成物は約−４６．６℃〜約−４７．２℃の沸点を有する。また更にある実施形態においては、かかる共沸または共沸様組成物は約−４６．８℃〜約−４７．２℃の沸点を有する。その上更にある実施形態においては、かかる共沸または共沸様組成物は約−４７℃〜約−４７．２℃の沸点を有する。また更に別の実施形態においては、かかる共沸または共沸様組成物は約−４７．２℃の沸点を有する。
【０００８】
［０００８］かかる共沸または共沸様組成物は、一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、
約７０重量％から約１００重量％よりわずかに少ない量までのＨＦＣ−１４３ａと、
約３０重量％から０重量％よりわずかに多い量までのＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。
【０００９】
［０００９］本発明の更なる実施形態においては、かかる共沸または共沸様組成物は、一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、
約７５重量％〜約９９．９重量％のＨＦＣ−１４３ａと、
約０．１重量％〜約２５重量％のＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。カラム頂部から得られるこのＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物は、Ｒ−１３３ａからＨＦＣ−１４３ａへ変換するための反応器に再循環または送り返すことができる。
【００１０】
［００１０］また更に本発明のある実施形態においては、かかる共沸または共沸様組成物は、一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、
約９０重量％〜約９９．９重量％のＨＦＣ−１４３ａと、
約０．１重量％〜約１０重量％のＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。カラム頂部から得られるこのＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物は、Ｒ−１３３ａからＨＦＣ−１４３ａへ変換するための反応器に再循環または送り返すことができる。
【００１１】
［００１１］本発明者らはまた、１４３ａおよび１３３ａの混合物を含む蒸留方法において、１３３ａは共沸組成に至るまでカラム低部の温かい部分よりもカラム上部の冷たい部分に蓄積する傾向があることを発見した。この性質を使って、混合物から望ましくない成分である１３３ａを取り除くことができる。なぜなら、純粋な１４３ａはこの共沸混合物よりも沸点が高く、カラムの底部に蓄積する傾向があり、そこから抽出できるからである。それ故に、本発明の蒸留方法は共沸または共沸様のＨＦＣ−１４３ａ/ＨＣＦＣ−１３３ａ組成物を蒸留することを含むことになり、蒸留の結果としてカラムの頂部における１３３ａの濃度はカラムの底部における組成の１３３ａ濃度よりも高い。本発明のある実施形態に従えば、蒸留される共沸または共沸様組成物は、有効量の１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）および１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）を含む共沸または共沸様組成物である。更に、蒸留される共沸または共沸様組成物を形成するＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａは、大気圧（１４．４２Ｐｓｉａ（９９４２０Ｐａ））で−４６．５±２℃という比較的小さい範囲を伴う沸点を有することを発見した。更なる実施形態においては、蒸留される共沸または共沸様組成物は約−４６．６℃〜約−４７．２℃の沸点を有する。また更にある実施形態においては、蒸留される共沸または共沸様組成物は約−４６．８℃〜約−４７．２℃の沸点を有する。その上更にある実施形態においては、蒸留される共沸または共沸様組成物は約−４７℃〜約−４７．２℃の沸点を有する。また更に別の実施形態においては、蒸留される共沸または共沸様組成物は約−４７．２℃の沸点を有する。
【００１２】
［００１２］本蒸留方法において、共沸または共沸様組成物は一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、かかる組成物は、
約７０重量％から約１００重量％よりわずかに少ない量までのＨＦＣ−１４３ａと、
約３０重量％から０重量％よりわずかに多い量までのＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。
【００１３】
［００１３］本発明の更なる実施形態においては、本蒸留方法において、共沸または共沸様組成物は一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、かかる組成物は、
約７５重量％〜約９９．９重量％のＨＦＣ−１４３ａと、
約０．１重量％〜約２５重量％のＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。
【００１４】
［００１４］また更に本発明のある実施形態においては、本蒸留方法において、共沸または共沸様組成物は一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、かかる組成物は、
約９０重量％〜約９９．９重量％のＨＦＣ−１４３ａと、
約０．１重量％〜約１０重量％のＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。
【００１５】
［００１５］本発明は、ＨＦＣ−１４３ａを塩化ビニリデンのＨＦとの反応により生産する場合に、特に有用となる。なぜなら、生産されたＨＦＣ−１４３ａ生産物を精製するために、本明細書中に既に説明したように、その反応の生成物に対して前述の蒸留方法を行って、その反応の生成物から共沸または共沸様組成物のいずれかを蒸留することができるからである。
【００１６】
［００１６］本発明は、大気圧（１４．４２Ｐｓｉａ（９９４２０Ｐａ））で±２℃という比較的小さい範囲を伴う沸点を有するＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物を提供する。かかる共沸または共沸様組成物は、一般的にＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物であり、
約７０重量％から約１００重量％よりわずかに少ない量までのＨＦＣ−１４３ａと、
約３０重量％から０重量％よりわずかに多い量までのＲ−１３３ａと
を含み、好ましくはこれらから本質的に成る。ここで、重量パーセンテージは組成物の総重量を基準とする。かかる組成物は大気圧（１４．４２Ｐｓｉａ（９９４２０Ｐａ））で−４６．５±２℃という比較的小さい範囲を伴う沸点を有する。本発明の好ましい組成物は、約７５重量％〜約９９重量％のＨＦＣ−１４３ａと約１重量％〜約２５重量％のＲ−１３３ａとから本質的に成る組成物であり、大気圧で約−４６．５±２℃の沸点を有する。本発明のより好ましい組成物は、約９０重量％〜約９９重量％のＨＦＣ−１４３ａと約１重量％〜約１０重量％のＲ−１３３ａとから本質的に成る組成物であり、大気圧で約−４６．５±２℃の沸点を有する。
【００１７】
［００１７］１気圧で純粋なＨＦＣ−１４３ａおよび純粋なＲ−１３３ａの通常の沸点は各々−４７℃と６℃であるので、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの混合物の蒸留においては、Ｒ−１３３ａは残留物として、または底部の生産物として取り除かれることが期待できる。
【００１８】
［００１８］本発明の更なる側面は、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）および１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（Ｒ−１３３ａ）不純物の混合物からＲ−１３３ａを取り除く方法ためのであって、本明細書中に既に説明したように、ＨＦＣ−１４３ａおよびＲ−１３３ａの共沸または共沸様組成物を形成し、その後にその混合物からかかる共沸または共沸様組成物を分離することを含む前記方法である。
【００１９】
［００１９］表１に示すように、高い沸点の１３３ａ（−６℃）を１４３ａ（−４６．５℃）に加える場合に、二元系の共沸または共沸様混合物１４３ａ／１３３ａが発見された。かかる混合物の温度はいずれか一方の純粋な構成物の沸点よりも低い。本発明の共沸または共沸様組成物は、これに限定されるものではないが、表１の以下の実施例、すなわち、−４６．５±２℃の範囲に沸点を有する組成物によって例示される。
【００２０】
【表１】
0005452224.tif 000002
【００２１】
［００２０］本発明について、その好ましい実施形態および具体的な実施例を参照しながら詳細に説明してきたが、本開示および特許請求の範囲の精神と範囲を逸脱することなく修飾および変更が可能であることは明らかであろう。