(57)【要約】化合物生成方法及び化合物生成システム。不飽和ヒドロハロカーボンを生成するために不飽和ハロカーボンのハロゲンを置換するステップを含んだ化合物生成方法が提供される。化合物生成システムは第１貯蔵槽と第２貯蔵槽に連結された反応領域を含んでおり、第１貯蔵槽は不飽和ハロカーボンを収容し、第２貯蔵槽は水素化試薬を収容する。システムは第１貯蔵槽の不飽和ハロカーボンを反応領域内で第２貯蔵槽の水素化剤に曝露するように設計されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和ヒドロハロカーボンを製造するために不飽和ハロカーボンのハロゲンを置換するステップを含むことを特徴とする化合物生成方法。
【請求項２】
ハロカーボンはＦ，Ｃｌ，Ｂｒ及びＩのうち１以上を含んでいることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項３】
ハロカーボンはＣ−２ハロカーボンであることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項４】
ハロカーボンはヘテロハロカーボンであることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項５】
ハロカーボンはＦとＣｌの両方を含んでいることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項６】
ハロカーボンはＦとＢｒの両方を含んでいることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項７】
ハロカーボンはＣ2Ｆ3Ｃｌであることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項８】
ハロカーボンはＣ2Ｆ3Ｂｒであることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項９】
ハロカーボンが、
【化１】
2008510831.tif 000008
であることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項１０】
ハロカーボンが、
【化２】
2008510831.tif 000009
であることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項１１】
置換ステップは、
反応器内にハロカーボンを供給するステップと、
前記反応器内に水素化試薬を供給するステップと、
前記反応器からヒドロハロカーボンを回収するステップと、
を含んでいることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項１２】
ハロカーボンと水素化試薬はハロカーボンに対する水素化試薬のモル比略０．１から略１１で反応器内に供給されることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１３】
ハロカーボンと水素化試薬は少なくとも０．１のモル比で反応器内に供給されることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１４】
ハロカーボンと水素化試薬は１１以下のモル比で反応器内に提供されることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１５】
ハロカーボンと水素化試薬は少なくとも１．８のモル比で反応器内に供給されることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１６】
水素化試薬はＨを含んでいることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１７】
水素化試薬はＨ2であることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１８】
触媒組成物を反応器内に供給するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項１９】
触媒組成物は触媒担体を含んでいることを特徴とする請求項１８記載の化合物生成方法。
【請求項２０】
触媒組成物は活性化炭素を含んでいることを特徴とする請求項１８記載の化合物生成方法。
【請求項２１】
触媒組成物はＰｄ，Ｃｕ及び／又はＮｉのうち１以上を含んでいることを特徴とする請求項１８記載の化合物生成方法。
【請求項２２】
触媒組成物はＰｄとＣｕを含んでいることを特徴とする請求項１８記載の化合物生成方法。
【請求項２３】
Ｐｄは組成物の少なくとも略０．６％（ｗｔ/ｗｔ）であることを特徴とする請求項２２記載の化合物生成方法。
【請求項２４】
Ｃｕは組成物の少なくとも略５．５％（ｗｔ/ｗｔ）であることを特徴とする請求項２２記載の化合物生成方法。
【請求項２５】
触媒組成物はＮｉを含んでいることを特徴とする請求項１８記載の化合物生成方法。
【請求項２６】
Ｎｉは組成物の少なくとも略５％（ｗｔ/ｗｔ）であることを特徴とする請求項２５記載の化合物生成方法。
【請求項２７】
反応器はニッケル合金で造られていることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項２８】
反応器内でハロカーボンと水素化試薬を含む混合物を生成するステップと、
前記混合物の一部を少なくとも略３００℃に加熱するステップと、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項１１記載の化合物生成方法。
【請求項２９】
一部は略１５０℃から略４００℃に加熱されることを特徴とする請求項２８記載の化合物生成方法。
【請求項３０】
一部は少なくとも略４００℃に加熱されることを特徴とする請求項２８記載の化合物生成方法。
【請求項３１】
第１貯蔵槽と第２貯蔵槽に連結された反応領域を含んだ化合物生成システムであって、
前記第１貯蔵槽は不飽和ハロカーボンを収容し、
前記第２貯蔵槽は水素化試薬を収容し、
本システムは前記第１貯蔵槽の不飽和ハロカーボンを反応領域内で前記第２貯蔵槽の水素化剤に曝露するように設計されていることを特徴とする化合物生成システム。
【請求項３２】
反応領域は触媒組成物を収容し、
前記触媒組成物はＣｕ，Ｐｄ及びＮｉのうち１以上含んでいることを特徴とする請求項３１記載のシステム。
【請求項３３】
触媒組成物は少なくとも略０．６％（ｗｔ/ｗｔ）のＰｄを含んでいることを特徴とする請求項３２記載のシステム。
【請求項３４】
触媒組成物は少なくとも略５．５％（ｗｔ/ｗｔ）のＣｕを含んでいることを特徴とする請求項３２記載のシステム。
【請求項３５】
触媒組成物は少なくとも略５．０％（ｗｔ/ｗｔ）のＮｉを含んでいることを特徴とする請求項３２記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２００４年８月２６日出願の米国特許願６０/６０５２３２「化合物製造方法」並びに２００５年８月２６日出願の国際特許願「化合物生成方法」の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は化合物生成方法及び生成システムの分野に関し、特に、水素化オレフィンの製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
水素化オレフィンは、例えば脱離反応法等を含む様々な方法で生成できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オレフィンの水素化、特にオレフィンのハロゲン化は困難である。その１理由は、水素が二重結合に加わり、化合物を飽和させるというオレフィン水素化の弱点が存在するからである。化合物を飽和させずに水素をオレフィンに加えることが有利である。
【０００５】
本発明はオレフィンの水素化に利用する化合物生成方法とその生成システムとを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
不飽和ハロカーボンのハロゲンを置換し、不飽和ヒドロハロカーボンを生成する化合物生成方法が提供される。また第１貯蔵槽と第２貯蔵槽に連結された反応領域を含む化合物生成システムが提供される。
【０００７】
第１貯蔵槽は不飽和ハロカーボンを収容し、第２貯蔵槽は水素化試薬を収容する。システムは第１貯蔵槽の不飽和ハロカーボンを反応領域内で第２貯蔵槽の水素化剤に曝露するように設計されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
添付図面はハロカーボン貯蔵槽１２並びに水素化試薬貯蔵槽１３に連結された反応領域１１を含んだ化合物生成方法と生成システム１０を紹介する。システム１０は製品再生貯蔵槽１４も含んでいる。
【０００９】
貯蔵槽１２のハロカーボンはＣ−２ハロカーボンでもよく、例示的実施例においてはハロカーボンはヘテロハロカーボンでよい。例えば、ハロカーボンはＦとＣｌの両方を含むことができ、別例ではハロカーボンはＦとＢｒの両方を含むことができる。例示的実施例では、ハロカーボンは次の化学構造を有するものでもよい。
【００１０】
【化３】
2008510831.tif 000003
【００１１】
（Ｃ2Ｆ3Ｃｌ，ＣＴＦＥ）、及び/又は
【００１２】
【化４】
2008510831.tif 000004
【００１３】
（Ｃ2Ｆ3Ｂｒ，ＢＴＦＥ）
例示的実施例によれば、水素化試薬貯蔵槽１３からの水素化試薬は反応領域１１に供給できる。例示的実施例によれば、水素化試薬はＨ2等のＨを含むことができる。反応領域１１は別々の導管を介して貯蔵槽１３と１４に連結できる。各導管は貯蔵槽の収容物の反応領域１１への流れを調整するように設計されている。導管には例えば流量計が装着されている。ハロカーボンと水素化試薬の両方は流量計を利用してハロカーボンに対する水素化試薬のモル比で反応領域に提供できる。例えば、ハロカーボンに対する水素化試薬のモル比は約０．６６から約１１である。別例では、モル比は少なくとも約０．６６であり、及び/又はモル比は１１以下である。別実施例では、モル比は少なくとも約１．８である。
【００１４】
反応領域１１は反応器を含むことができる。反応領域１１内の反応器は、圧力計、圧力安全弁、ガス供給のためのマテソンガスロトメータ及び/又は気化器等を装着した３４ｃｃの容積（ＯＤ＝０．５インチ、長さ＝１４．１２５インチ、壁厚＝０．０３５インチ）を有したインコネル管（登録商標）（テボインダストリーズ社、４４０８７米国オハイオ州ツインズバーグ、レベナロード９３７７）のごときニッケル合金で製造できる。
【００１５】
反応領域１１は反応器内で触媒組成物を含むことができる。触媒組成物は触媒担体を含むことができ、及び/又は触媒組成物は活性化炭素を含むことができる。反応領域１１内に提供された触媒組成物はＰｄ、Ｃｕ及び/又はＮｉを含むことができ、及び/又は触媒組成物はＰｄとＣｕの両方を含むことができる。触媒組成物がＰｄとＣｕの両方を含むとき、触媒組成物は少なくとも約０．６％（ｗｔ/ｗｔ）のＰｄを含むことができ、及び/又は触媒組成物は少なくとも約５．５％（ｗｔ/ｗｔ）のＣｕを含むことができる。他の実施例によれば、触媒組成物はニッケルを含むことができ、例えばニッケルは触媒組成物の少なくとも約５％（ｗｔ/ｗｔ）である。その他の触媒組成物には、ＰｒｉｃａｔＣＺ２９/４、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＣｕＯ、（シネティックス社（英国クリーブランド、ビリンガム、私書箱１、ＴＳ２３、１ＬＢ）；タケダカーボン（日本国東京都中央区日本橋２丁目１２−１０、生活環境社）上の７％ＦｅＣｌ3；ＦｅＣｌ3（インハウス及び/又はＺｎＣｌ2（インハウス））；並びに０．６％Ｐｄ/５．５％Ｃｕのごときエンゲルハード社（２９６７８米国サウスカロライナ州セネカ、エンゲルハードドライブ５５４、化学触媒グループ）の触媒組成物、及び/又はＮｉ（エンゲルハード社、１．５ｍｍカーボン上の５％Ｎｉ）が含まれる。
【００１６】
ハロカーボン及び／又は水素化剤を貯蔵槽１２と１３それぞれから供給する前に、反応領域１１の反応器が触媒組成物と共に充填され、一定温度に加熱され、及び／又は触媒組成物を活性化させるに充分な時間を還元剤に曝露できる。触媒組成物の活性化は例えば約１時間から約２４時間かけて実施できる。典型的には反応器内の触媒組成物は、活性化中に約１５０℃から約３００℃に加熱できる。触媒組成物は処理中に約１５０℃から約４００℃の温度で断続的に再活性化することもできる。
【００１７】
ハロカーボンと水素化試薬を反応器内で混合物へと生成し、この混合物の一部を少なくとも３００℃に加熱することができる。１例示的実施例によればこの一部を約３００℃から約４００℃に加熱することができる。この一部を例えば約４００℃以上に加熱することもできる。反応領域内の温度は、ハロカーボンに対する還元試薬のモル比を０．１対１０．０で提供する時に１５０℃から４７５℃の間にすることもできる。反応器ントは反応領域１１内に存在して約２秒から約２０秒の接触時間を提供することもでき、還元試薬流量を約２５ｃｃ／分から約１００ｃｃ／分とすることができ、一方ハロカーボン流量は８ｃｃ／分から４１０ｃｃ／分とすることができる。
【００１８】
反応器から排出される製品を回収し、及び／又は製品再生貯蔵槽１４内でさらに処理できる。貯蔵槽１４は例えば１０％ＫＯＨスクラバー、ドライエライト管、及び／又はドライアイス／アセトントラップ等の器具を含むことができる。例示的製品にはＣ‐２ヒドロハロカーボンを含む不飽和ヒドロハロカーボンが含まれるがこれに限らない。例としてヒドロハロカーボンはＦとＨの両方を含むことができる。例示的実施例ではヒドロハロカーボンはトリフルオロエチレン（Ｃ2Ｆ3Ｈ，ＴｒｉＦＥ），及び／又は例えば
【００１９】
【化５】
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【００２０】
であってもよい。このようなシステム１０を不飽和ヒドロハロカーボンを生成するために不飽和ハロカーボンのハロゲンの置換に利用することができる。
【００２１】
例示的反応式１及び２は図に示すシステム１０を利用して実施できる例示的反応を示している。
【００２２】
【化６】
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【００２３】
上記の反応式（１）によれば、インコネル管に活性化炭素上の０．６％Ｐｄ／５．５％Ｃｕ触媒を充填し、４００℃に保つことができる。ＣＴＦＥに対するＨ2のモル比４．５で反応器ントを管に供給し、９．６秒の接触時間で触媒に曝露することができる。ＣＴＦＥのＴｒｉＦＥへの変換は約３０．３％とし、ガスクロマトグラフィーによって決定される選択率は８３．５％とすることができる。
【００２４】
別実施例によれば、インコネル管にＮｉ（エンゲルハード社、１．５ｍｍカーボン上の５％Ｎｉ）触媒を充填し、３５０℃に保つことができる。ＣＴＦＥに対するＨ2のモル比０．６６で反応器ントを管に供給し、１１．２秒の接触時間で触媒に曝露することができる。ＣＴＦＥからＴｒｉＦｅへの変換は約５０．１％とし、ガスクロマトグラフィーによって決定される選択率は６１．１％とすることができる。
【００２５】
【化７】
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【００２６】
上記の反応式（２）によれば、インコネル管に活性化炭素上の０．６％Ｐｄ／５．５％Ｃｕ触媒を充填し、３００℃に保つことができる。ＢＴＦＥに対するＨ2のモル比４．５で反応器ントを管に供給し、１９．６秒の接触時間で触媒に曝露することができる。ＢＴＦＥのＴｒｉＦＥへの変換は約７２．３％とし、ガスクロマトグラフィーによって決定される選択率は８７．０％とすることができる。
【００２７】
さらに別実施例によれば、インコネル管にＮｉ（エンゲルハード社、１．５ｍｍカーボン上の５％Ｎｉ）触媒を充填し、４００℃に保つことができる。ＢＴＦＥに対するＨ2のモル比１．８で反応器ントを管に供給し、１２．９秒の接触時間で触媒に曝露することができる。ＢＴＦＥからＴｒｉＦｅへの変換は約９６．８％とし、ガスクロマトグラフィーによって決定される選択率は９０．７％とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図面は本発明の１実施例による化合物生成システムを図示する。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月11日(2007.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和ヒドロハロカーボンを製造するために不飽和ハロカーボンのハロゲンを置換するステップを含むことを特徴とする化合物生成方法。
【請求項２】
置換ステップは、
反応器内にハロカーボンを供給するステップと、
前記反応器内に水素化試薬を供給するステップと、
前記反応器からヒドロハロカーボンを回収するステップと、
を含んでいることを特徴とする請求項１記載の化合物生成方法。
【請求項３】
ハロカーボンと水素化試薬はハロカーボンに対する水素化試薬のモル比０．６から４．５で反応器内に供給されることを特徴とする請求項２記載の化合物生成方法。
【請求項４】
モル比は少なくとも１．８であることを特徴とする請求項３記載の化合物生成方法。
【請求項５】
水素化試薬はＨを含んでいることを特徴とする請求項２記載の化合物生成方法。
【請求項６】
反応器はニッケル合金で造られていることを特徴とする請求項２記載の化合物生成方法。
【請求項７】
触媒組成物を反応器内に供給するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項２記載の化合物生成方法。
【請求項８】
触媒組成物はＰｄ，Ｃｕ及びＮｉのうち１以上含んでいることを特徴とする請求項７記載の化合物生成方法。
【請求項９】
触媒組成物はＰｄとＣｕを含んでいることを特徴とする請求項７記載の化合物生成方法。
【請求項１０】
Ｐｄは組成物の少なくとも０．６％（ｗｔ/ｗｔ）であることを特徴とする請求項８又は９記載の化合物生成方法。
【請求項１１】
Ｃｕは組成物の少なくとも５．５％（ｗｔ/ｗｔ）であることを特徴とする請求項８又は９記載の化合物生成方法。
【請求項１２】
Ｎｉは組成物の少なくとも５％（ｗｔ/ｗｔ）であることを特徴とする請求項８記載の化合物生成方法。
【請求項１３】
反応器内でハロカーボンと水素化試薬を含む混合物を生成するステップと、
前記混合物の一部を少なくとも３００℃に加熱するステップと、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項２記載の化合物生成方法。
【請求項１４】
一部は３００℃から４００℃に加熱されることを特徴とする請求項１３記載の化合物生成方法。
【請求項１５】
ハロカーボンはＦ，Ｃｌ，Ｂｒ及びＩのうち１以上含んでいることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項１６】
ハロカーボンはＣ−２ハロカーボンであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項１７】
ハロカーボンはヘテロハロカーボンであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項１８】
ハロカーボンはＦとＣｌの両方を含んでいることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項１９】
ハロカーボンはＦとＢｒの両方を含んでいることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項２０】
ハロカーボンはＣ2Ｆ3Ｃｌであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項２１】
ハロカーボンはＣ2Ｆ3Ｂｒであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項２２】
ハロカーボンが、
【化１】
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であることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項２３】
ハロカーボンが、
【化２】
2008510831.tif 000012
であることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の化合物生成方法。
【請求項２４】
第１貯蔵槽と第２貯蔵槽に連結された反応領域を含んだ化合物生成システムであって、
前記第１貯蔵槽は不飽和ハロカーボンを収容し、
前記第２貯蔵槽は水素化試薬を収容し、
本システムは前記第１貯蔵槽の不飽和ハロカーボンを反応領域内で前記第２貯蔵槽の水素化剤に曝露するように設計されていることを特徴とする化合物生成システム。
【請求項２５】
反応領域は触媒組成物を収容し、前記触媒組成物はＣｕ，Ｐｄ及びＮｉのうち１以上を含んでいることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
触媒組成物は少なくとも０．６％（ｗｔ/ｗｔ）のＰｄを含んでいることを特徴とする請求項２５記載の化合物生成方法。
【請求項２７】
触媒組成物は少なくとも５．５％（ｗｔ/ｗｔ）のＣｕを含んでいることを特徴とする請求項２５記載の化合物生成方法。
【請求項２８】
触媒組成物は少なくとも５．０％（ｗｔ/ｗｔ）のＮｉを含んでいることを特徴とする請求項２５記載の化合物生成方法。
【国際調査報告】
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