▶ ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドの特許一覧
特表2022-520668トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素からトリフルオロヨードメタンを製造するためのワンステッププロセス
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-31
(54)【発明の名称】トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素からトリフルオロヨードメタンを製造するためのワンステッププロセス
(51)【国際特許分類】
C07C 17/363 20060101AFI20220324BHJP
C07C 19/16 20060101ALI20220324BHJP
C07B 61/00 20060101ALN20220324BHJP
【ＦＩ】
C07C17/363
C07C19/16
C07B61/00 300
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021548264
(86)(22)【出願日】2020-02-12
(85)【翻訳文提出日】2021-08-18
(86)【国際出願番号】 US2020017888
(87)【国際公開番号】W WO2020172018
(87)【国際公開日】2020-08-27
(31)【優先権主張番号】62/806,989
(32)【優先日】2019-02-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/749,801
(32)【優先日】2020-01-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500575824
【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100120754
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 豊治
(72)【発明者】
【氏名】ボロメイ、パスカル
(72)【発明者】
【氏名】ヤン、テリス
(72)【発明者】
【氏名】ワン、ハイユウ
【テーマコード（参考）】
4H006
4H039
【Ｆターム（参考）】
4H006AA02
4H006AC30
4H006BA25
4H006BA55
4H006BC31
4H006BD84
4H006BE20
4H039CA54
(57)【要約】
【解決手段】 本開示は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスを提供する。このプロセスは、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を含む気相反応物を提供すること、気相反応物を加熱すること、触媒の存在下で加熱された気相反応物を反応させてトリフルオロヨードメタンを生成することと、を含む。触媒は、遷移金属を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスであって、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を含む気相反応物を提供するステップと、
前記気相反応物を加熱するステップと、
遷移金属を含む触媒の存在下で加熱された前記気相反応物を反応させて、トリフルオロヨードメタンを生成すると、を含む、プロセス。
【請求項2】
前記提供するステップにおいて、前記トリフルオロアセチルハライド、前記ヨウ素、及び前記水素が各々、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項3】
前記提供するステップにおいて、前記水素と前記ヨウ素のモル比が、約０．１：１～約５：１である、請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項4】
前記遷移金属が、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、及びパラジウムの群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項5】
前記触媒が、酸化アルミニウム担体、炭素担体、シリカゲル担体、及び炭化ケイ素担体の群から選択される少なくとも１つを含む担体を更に含む、請求項４に記載のプロセス。
【請求項6】
前記遷移金属が、前記遷移金属及び前記担体の総重量の約０．０１重量％～約４０重量％である、請求項５に記載のプロセス。
【請求項7】
前記遷移金属が、パラジウムを含み、前記担体が、酸化アルミニウムを含み、前記パラジウムが、前記パラジウム及び前記酸化アルミニウムの総重量の約０．５重量％である、請求項６に記載のプロセス。
【請求項8】
前記遷移金属が、ニッケルを含み、前記担体が、酸化アルミニウムを含み、前記ニッケルが、前記ニッケル及び前記酸化アルミニウムの総重量の約２１重量％である、請求項６に記載のプロセス。
【請求項9】
前記気相反応物が、約２００℃～約６００℃の温度に加熱される、請求項１～８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項10】
前記プロセスが、未反応のヨウ素を前記トリフルオロヨードメタンから分離する追加のステップと、
前記未反応のヨウ素を前記提供するステップに戻す追加のステップと、を更に含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスに関する。具体的には、本開示は、トリフルオロヨードメタンを生成するための触媒及び統合プロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）は、例えば、冷媒又は火災抑制剤として商業用途において有用な化合物である。トリフルオロヨードメタンは、地球温暖化係数が低く、オゾン破壊係数が低い、環境的に許容可能な化合物である。トリフルオロヨードメタンは、より環境的に害のある材料に取って代わることができる。
【0003】
トリフルオロヨードメタンの調製方法は既知である。例えば、米国特許第７，１３２，５７８号（Ｍｕｋｈｏｐａｄｈｙａｙら）もまた、トリフルオロアセチルクロリドからトリフルオロヨードメタンを生成するための、触媒によるワンステッププロセスを開示している。しかしながら、ヨウ素源は、フッ化ヨウ素（ＩＦ）である。ヨウ素は比較的不安定であり、０℃を超えるとＩ２及びＩＦ５に分解する。フッ化ヨウ素はまた、商業的に有用な量で利用することができない場合がある。
【0004】
別の例では、米国特許第７，１９６，２３６号（Ｍｕｋｈｏｐａｄｈｙａｙら）は、ヨウ化水素などのヨウ素源、少なくとも化学量論量の酸素、及び反応物ＣＦ３Ｒを含む反応物を使用してトリフルオロヨードメタンを生成するための触媒プロセスを開示しており、式中、Ｒは、－ＣＯＯＨ、－ＣＯＸ、－ＣＨＯ、－ＣＯＯＲ２、及び－ＳＯ２Ｘからなるグループから選択され、式中、Ｒ２は、アルキル基であり、Ｘは塩素、臭素、又はヨウ素である。反応により生成され得るヨウ化水素は、少なくとも化学量論量の酸素によって酸化され、経済的な回収ために水及びヨウ素を生成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
いくつかの他のプロセスが、気相反応においてトリフルオロアセチルクロリドからヨウ化水素を用いてＣＦ３Ｉを作製するための文献で参照されている。しかしながら、トリフルオロアセチルクロリド及びヨウ化水素からのＣＦ３Ｉの生成は、ヨウ化水素を作製するための追加のステップを必要とする。本開示は、トリフルオロアセチルハライド、水素及びヨウ素を触媒の存在下で反応器内に共供給することによって、ＣＦ３Ｉを製造するためのワンステッププロセスを導入する。
【0006】
本開示は、水素（Ｈ２）、元素状ヨウ素（Ｉ２）、及びトリフルオロアセチルハライド（ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ）からトリフルオロヨードメタンを生成するプロセスを提供する。
【0007】
一実施形態では、本発明は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスを提供する。このプロセスは、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を含む気相反応物を提供すること、気相反応物を加熱すること、触媒の存在下で加熱された気相反応物を反応させてトリフルオロヨードメタンを生成することと、を含む。触媒は、遷移金属を含む。
【0008】
別の実施形態では、本発明は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスを提供する。プロセスは、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を気相で反応させ、触媒の存在下で約２００℃～約６００℃の温度でトリフルオロヨードメタン、未反応のトリフルオロアセチルハライド、未反応の水素、未反応のヨウ素、及びヨウ化水素を含む生成物流を生成するステップを含む。触媒は、遷移金属を含む。プロセスは、生成物流を冷却して気相からヨウ素を凝縮することにより、生成物流から未反応のヨウ素の少なくとも一部を除去することと、凝縮したヨウ素を反応段階に回収することと、を更に含む。
【0009】
本開示の上記及び他の特徴、並びにそれらを達成する形態は、より明白になり、以下の実施形態の説明を参照することによってよりよく理解されるであろう
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示は、遷移金属触媒の使用を含む、トリフルオロアセチルハライド（ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ）、水素（Ｈ２）、及びヨウ素（Ｉ２）からトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を製造するためのワンステッププロセスを提供する。遷移金属触媒の存在下で約２００℃～約６００℃で反応させることにより、これらの容易に入手可能な反応物からのトリフルオロヨードメタンの効率的な製造を提供することができることが見出された。反応物を回収することにより、効率が更に向上する。
【0011】
本明細書に開示されるように、トリフルオロヨードメタンは、反応物トリフルオロアセチルハライド、水素（Ｈ２）及びヨウ素（Ｉ２）が約２００℃～約６００℃の反応温度で触媒の存在下で反応器に共供給されるワンステッププロセスで生成される。全ての反応物は、無水物である。反応中のいずれの水も、二次反応経路に加勢的に働き、トリフルオロメタン（ＣＦ３Ｈ）などの望ましくない副生成物を形成する可能性があるため、反応物中の水はできるだけ少なくすることが好ましい。
【0012】
トリフルオロアセチルハライドは、水を実質的に含まない。つまり、トリフルオロアセチルハライド中の任意の水は、重量で約５００パーツパーミリオン（ｐｐｍ）、約３００ｐｐｍ、約２００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、又は約１０ｐｐｍ未満、又は、前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の値未満の量である。好ましくは、トリフルオロアセチルハライド中の任意の水は、約１００重量ｐｐｍ未満の量である。より好ましくは、トリフルオロアセチルハライド中の任意の水は、約３０重量ｐｐｍ未満の量である。最も好ましくは、トリフルオロアセチルハライド中の任意の水は、約１０重量ｐｐｍ未満の量である。
【0013】
ヨウ素は、水を実質的に含まない。つまり、ヨウ素中の任意の水は、重量で約５００ｐｐｍ、約３００ｐｐｍ、約２００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、又は約１０ｐｐｍ未満、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の値未満の量である。好ましくは、ヨウ素中の任意の水は、約１００重量ｐｐｍ未満の量である。より好ましくは、ヨウ素中の任意の水は、約３０重量ｐｐｍ未満の量である。最も好ましくは、ヨウ素中の任意の水は、約１０重量ｐｐｍ未満の量である。
【0014】
水素は、水を実質的に含まない。つまり、水素中の任意の水は、重量で約５００ｐｐｍ、約３００ｐｐｍ、約２００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、又は約１０ｐｐｍ未満、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の値未満の量である。好ましくは、水素中の任意の水は、約１００重量ｐｐｍ未満の量である。より好ましくは、水素中の任意の水は、約３０重量ｐｐｍ未満の量である。最も好ましくは、水素中の任意の水は、約１０重量ｐｐｍ未満の量である。
【0015】
トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルフルオリド（ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｆ）、トリフルオロアセチルクロリド（ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｃｌ）、トリフルオロアセチルブロミド（ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｂｒ）、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドを含む。より好ましくは、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドから基本的になる。最も好ましくは、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドからなる。
【0016】
例えば、トリフルオロアセチルクロリドは、Ｈａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｅａｃｈｔｒｅｅ Ｃｏｒｎｅｒｓ、Ｇｅｏｒｇｉａから、又はＳｏｌｖａｙ Ｓ．Ａ．、Ｂｒｕｓｓｅｌｓ、Ｂｅｌｇｉｕｍから市販されている量で容易に入手することができる。水素は、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡから市販されている。固体ヨウ素は、ＳＱＭ，Ｓａｎｔｉａｇｏ，Ｃｈｉｌｅ、又はＫａｎｔｏ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｉｂａ，Ｊａｐａｎから市販されている。
【0017】
反応物は、約０．１：１、約０．２：１、約０．３：１、約０．４：１、約０．５：１、約０．６：１、約０．７：１、約０．８：１、約０．９：１、又は約１：１程度に低く、又は１．１：１、１．２：１、１．５：１、２：１、２．５：１、３：１、４：１、又は５：１程度に高く、又は、前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内、例えば、約０．１：１～約５：１、約０．２：１～約４：１、約０．３：１～約３：１、約０．４：１～約２．５：１、約０．５：１～約２：１、約０．５：１～約１．５：１、約０．７：１～約１．２：１、約０．８：１～約１．１：１、又は約０．９：１～約１：１の低い水素対ヨウ素のモル比で反応のために提供され得る。好ましくは、水素とヨウ素のモル比は、約０．１：１～約１：１である。より好ましくは、水素とヨウ素のモル比は、約０．３：１～約０．８：１である。最も好ましくは、水素とヨウ素のモル比は、約０．５：１～約０．７：１である。水素とヨウ素のモル比が１未満の場合、１を超える場合よりも収率の大幅な向上を提供することがわかっている。いずれの理論にも拘束されることを望まないが、水素とヨウ素のモル比が１未満の場合、ＣＦ３Ｈ及びＣＨ３Ｉなどのトリフルオロアセチルハライドから望ましくない副生成物を形成する競合する副反応に利用できる水素はほとんどないと考えられる。
【0018】
反応物は、約０．００２：１、約０．００４：１、約０．００６：１、約０．００８：１、約０．０１：１、約０．０２：１、約０．０３：１、約０．０４：１程度に低く、又は約０．０５：１、約０．０７：１、約０．０９：１、約０．１：１、約０．２：１、約０．３：１、約０．４：１、約０．５：１、又は約１：１程度に高く、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内、例えば、約０．００２：１～約１：１、約０．００４：１～約０．５：１、約０．００６：１～約０．４：１、又は約０．０１：１～０．１：１である、水素とトリフルオロアセチルハライドのモル比で反応のために提供され得る。好ましくは、水素とヨウ素のモル比は、約０．０１：１～約０．０５：１である。
【0019】
反応物は、反応器内に含まれる触媒の存在下で反応して、以下の式１に従って、トリフルオロヨードメタン及び反応副生成物の一酸化炭素（ＣＯ）及びハロゲン化水素（ＨＸ）を含む生成物流を生成する。
等式１：２ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ＋Ｈ２＋Ｉ２→２ＣＦ３Ｉ＋２ＨＸ＋２ＣＯ
式中、Ｘは、選択したトリフルオロアセチルハライド反応物に応じて、フッ化物、塩化物、又は臭化物である。したがって、ハロゲン化水素は、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、及び／又はフッ化水素（ＨＢｒ）である。
等式１：２ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ＋Ｈ２＋Ｉ２→２ＣＦ３Ｉ＋２ＨＸ＋２ＣＯ
式中、Ｘは、選択したトリフルオロアセチルハライド反応物に応じて、フッ化物、塩化物、又は臭化物である。したがって、ハロゲン化水素は、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、及び／又はフッ化水素（ＨＢｒ）である。
【0020】
反応器内で、水素とヨウ素が反応してその場でヨウ化水素（ＨＩ）を形成し、それがほぼ即座にハロゲン化トリフルオロアセチルと反応してトリフルオロヨードメタンを形成すると考えられている。競合する副反応により、例えば、トリフルオロメタン（ＣＦ３Ｈ）、ヨードメタン（ＣＨ３Ｉ）、及びヨウ化トリフルオロアセチル（ＴＦＡＩ）などの副生成物が生成され得る。反応器は、触媒を含有する管を含む、固定床管状反応器などの加熱管反応器であり得る。管は、ステンレス鋼、ニッケル、及び／又はニッケル合金、例えば、ニッケル－モリブデン合金、ニッケル－クロム－モリブデン合金、若しくはニッケル－銅合金などの金属製であってもよい。管反応器を加熱することにより、触媒も加熱される。あるいは、反応器は、いずれのタイプの充填反応器であってもよい。
【0021】
反応は、実質的に酸素（Ｏ２）なしで実施される。つまり、反応中の任意の酸素は、重量で約５００パーツパーミリオン、約３００ｐｐｍ、約２００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ、約５ｐｐｍ、約３ｐｐｍ、約２ｐｐｍ、若しくは約１ｐｐｍ未満、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の値未満の量である。好ましくは、反応中の任意の酸素は、約１００重量ｐｐｍ未満の量である。より好ましくは、反応中の任意の酸素は、約１０重量ｐｐｍ未満の量である。最も好ましくは、反応中の任意の酸素は、約３重量ｐｐｍ未満の量である。ヨウ化水素が反応してトリフルオロヨードメタンを形成する前に、ヨウ化水素の少なくとも一部を酸化してヨウ素及び水を形成し、それによってプロセスの効率を低下させる可能性があるため、反応中の酸素はできるだけ少ないことが好ましい。
【0022】
触媒は、遷移金属を含む。好ましくは、遷移金属は、非貴金属遷移金属ニッケル、コバルト、又は鉄、又は貴金属遷移金属ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム、又はそれらの任意の組み合わせを含む。より好ましくは、遷移金属は、ニッケル、白金、パラジウム、又はそれらの組み合わせから基本的になる。最も好ましくは、遷移金属は、パラジウムから基本的になる。
【0023】
触媒は、繊維金属のための担体を含む。好ましくは、担体は、炭素、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリカゲル（ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又はそれらの組み合わせを含む。最も好ましくは、担体は、酸化アルミニウムから基本的になる。
【0024】
遷移金属及び担体の総組み合わせ重量のパーセンテージとしての、触媒の表面上の遷移金属の量は、約０．０１重量パーセント（重量％）、約０．０２重量％、約０．１重量％、約０．３重量％、約０．５重量％、約０．７重量％、約１重量％、約２重量％、又は約４重量％程度に少なく、又は最大で約６重量％、約８重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２１重量％、約２５重量％、約３０重量％、又は約４０重量％程度に多く、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内、例えば、約０．０１重量％～約４０重量％、約０．０２重量％～約３０重量％、約０．１重量％～約２５重量％、約０．３重量％～約２０重量％、約０．５重量％～約１５重量％、約０．７重量％～約１０重量％、約１重量％～約８重量％、約２重量％～約６重量％、約１重量％～約４重量％、又は約０．３重量％～約０．７重量％などであり得る。好ましくは、触媒の表面上の非貴金属遷移金属の量は、約５重量％～約３５重量％である。より好ましくは、触媒の表面上の非貴金属遷移金属の量は、約１０重量％～約３０重量％である。最も好ましくは、触媒の表面上の非貴金属遷移金属の量は、約２０重量％～約３０重量％である。好ましくは、触媒の表面上の貴金属遷移金属の量は、約０．１重量％～約５重量％である。より好ましくは、触媒の表面上の貴金属遷移金属の量は、約０．３重量％～約１重量％である。最も好ましくは、触媒の表面上の貴金属遷移金属の量は、約０．３重量％～約０．７重量％である。
【0025】
反応物は、約０．１秒、１秒、約２秒、約４秒、約６秒、約８秒、約１０秒、約１５秒、約２０秒、約２５秒、又は約３０秒程度に短く、又は約４０秒、約５０秒、約６０秒、約７０秒、約８０秒、約１００秒、約１２０秒、又は約１，２００秒程度に長く、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内、例えば、約０．１秒～約１，２００秒、約２秒～約１２０秒、約４秒～約１００秒、約６秒～約８０秒、約８秒～約７０秒、約１０秒～約６０秒、約１５秒～約５０秒、約２０秒～約４０秒、約２０秒～約３０秒、約１０秒～約２０秒、又は約１００秒～約１２０秒などの接触時間の間、触媒と接触し得る。好ましくは、反応物は、約１秒～約１００秒までの接触時間の間、触媒と接触している。より好ましくは、反応物は、約２秒～約５０秒までの接触時間の間、触媒と接触している。最も好ましくは、反応物は、約１０秒～約３０秒までの接触時間の間、触媒と接触している。
【0026】
反応は、約２００℃、約２５０℃、約３００℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃程度に低い温度から、又は約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、５００℃、又は約６００℃程度に高い温度まで、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内、例えば、約２００℃～約６００℃、約２５０℃～約５００℃、約３００℃～約４００℃、約３２０℃～約３９０℃、約３４０℃～約３８０℃、約３５０℃～約３７０℃、又は約３４０℃～約３６０℃などで行われる。好ましくは、反応物は、約３００℃～約４００℃の温度に加熱されるより好ましくは、反応物は、約３２０℃～約３６０℃の温度に加熱される最も好ましくは、反応物は、約３４０℃～約３６０℃の温度に加熱される
【0027】
圧力は重要ではない。便利な動作圧力は、約１０ｋＰａ～約４，０００ｋＰａ、好ましくは約１００ｋＰａ～約３５０ｋＰａの範囲である。
【0028】
反応器から出る生成物流中の有機化合物の組成は、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）及びガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ－ＭＳ）法によって測定することができる。各有機化合物のＧＣ分析によって提供されるグラフ領域を組み合わせて、生成物流中の有機化合物の相対濃度の測定値として、有機化合物の各々に対する全有機化合物のＧＣ領域パーセンテージ（ＧＣ領域％）を提供することができる。
【0029】
反応器を出る生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、ハロゲン化トリフルオロアセチルを含まない全有機化合物のＧＣ領域％において、約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％又は約６０％程度の低さであり得、又は約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、約９５％、約又は９９％程度の高さであり得、又は前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内、例えば、約１０％～約９９％、約２０％～約９５％、約３０％～約９０％、約４０％～約８５％、約４５％～約８０％、約５０％～約７５％、約５５％～約７０％、約６０％～約６５％、約９０％～約９９％、又は約９５％～約９９％などであり得る。好ましくは、生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、約３０％～約９９％である。より好ましくは、生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、約７０％～約９９％である。最も好ましくは、生成物流中のトリフルオロヨードメタンの濃度は、約９０％～約９９％である。
【0030】
生成物流は、反応器から１つ以上のヨウ素除去槽に向けられ、そこで生成物流が冷却されて未反応のヨウ素が凝縮し、生成物流からヨウ素の少なくとも一部が除去されて反応物としてリサイクルされる。生成物流は、ヨウ素の沸点よりも低いが、ヨウ素の融点よりも高い温度に冷却されて、ヨウ素を液体の形で凝縮することができる。あるいは、又はそれに加えて、反応器から出る生成物流は、ヨウ素を固体形態で回収するために、ヨウ素の融点よりも低い温度に冷却され得る。生成物流は、ヨウ素除去槽から１つ以上の更なるヨウ素除去槽へと進み、リサイクルのために更なる未反応ヨウ素を除去してもよい。
【0031】
生成物流は、１つ以上のヨウ素除去槽から重蒸留塔に向けられて、ヨウ化メチル（ＣＨ３Ｉ）及びヨウ化トリフルオロアセチル（ＴＦＡＩ）などの高沸点副生成物を、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、未反応のトリフルオロアセチルハライド（ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ）、並びにトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｈ）、ハロゲン化水素酸（ＨＸ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、及び一酸化炭素（ＣＯ）などの他の副生成物から分離することができる。ＣＦ３Ｉ、ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ、ＣＦ３Ｈ、ＨＸ、ＨＩ、Ｈ２、及びＣＯを含む重蒸留塔からのオーバーヘッド流は、ＣＦ３Ｈ、ＨＸ、ＣＯ、及びＨ２などの低沸点化合物からＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ、ＨＩ及びＣＦ３Ｉなどの高沸点化合物を分離するために軽蒸留塔に向けることができる。ＣＦ３Ｈ、ＨＸ、ＣＯ、及びＨ２を含む軽蒸留塔からのオーバーヘッド流は、ＨＸを除去するためにスクラバに送られ、次に熱酸化装置に送られ得る。高沸点化合物ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ、ＨＩ、及びＣＦ３Ｉは、軽蒸留塔の下流から１つ以上の蒸留塔に送られ、ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ及びＨＩをＣＦ３Ｉから分離することができる。分離されたＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ及びＨＩは、反応器にリサイクルされてもよい。分離されたＣＦ３Ｉは、ＣＦ３Ｉ生成物を分離するために、１つ以上の生成物蒸留塔に向けられてもよい。ＣＦ３Ｉは、最後の生成物蒸留塔のオーバーヘッド流から収集することができる。ヨウ素、ＣＦ３Ｃ（Ｏ）Ｘ及びＨＩのリサイクルにより、ＣＦ３Ｉを生成するための効率的なプロセスが得られる。
【0032】
図は、トリフルオロヨードメタンを製造するための統合プロセス１０を示すプロセスフロー図である。図に示すように、プロセス１０は、固体ヨウ素１２、水素１４、及びトリフルオロアセチルハライド、トリフルオロアセチルクロリド（ＴＦＡＣ）１６の材料の流れを含む。固体ヨウ素１２は、固体貯蔵タンク１８に連続的又は間欠的に添加され得る。固体ヨウ素の一定の流れは、固体輸送システム（図示せず）によって、固体貯蔵タンク１８からヨウ素液化装置２０に送達され、そこで固体ヨウ素は、その融点より上であるが、その沸点より下に加熱されて、ヨウ素液化装置２０中の液体ヨウ素のレベルを維持する。液体ヨウ素は、ヨウ素液化装置２０からヨウ素気化装置２２へ流れる。ヨウ素液化装置２０は、液体ヨウ素の流れを動かすために不活性ガスによって加圧されてもよい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、若しくはヘリウム、又はこれらの混合物が挙げられ得る。液体ヨウ素の流量は、液体流量制御装置２４によって制御されてもよい。ヨウ素気化装置２２では、ヨウ素がその沸点を超えて加熱され、ヨウ素蒸気の流れを形成する。
【0033】
水素１４は、水素１４が選択された反応温度に加熱される水素予熱器２６に提供されてもよい。加熱された水素の流量は、ガス流量制御装置２８によって制御されてもよい。
【0034】
ＴＦＡＣ１６は、ＴＦＡＣが選択された反応温度に加熱される、ＴＦＡＣ予熱器３０に提供されてもよい。加熱されたＴＦＡＣの流量は、ガス流量制御装置３２によって制御されてもよい。加熱された水素の流れ及び加熱されたＴＦＡＣの流れは、混合弁３４内で組み合わされ得、次いで、それは、別の混合弁３６内のヨウ素蒸気の流れと組み合わされ得る。代替的に、加熱された水素の流れ、加熱されたＴＦＡＣの流れ、及びヨウ素の流れは、単一の混合バルブ内で組み合わされてもよい。ヨウ素蒸気、水素及びＴＦＡＣの加熱された混合物は、反応器３８に提供される。
【0035】
ヨウ素蒸気、水素及びＴＦＡＣの加熱された混合物は、反応器３８内に含有される触媒４０の存在下で反応して、粗生成物流を生成する。触媒４０は、本明細書に記載の触媒のいずれであってもよい。粗生成物流は、例えば、トリフルオロヨードメタン、未反応水素、未反応ヨウ素、未反応ＴＦＡＣ、及びＨＩ、ＣＯ、ＣＦ３Ｈ、ＴＦＡＩ、ＨＣｌ、及びＣＨ３Ｉなどの反応副生成物を含み得る。
【0036】
粗生成物流は、ヨウ素除去槽４４に提供される。粗生成物流は、ヨウ素除去槽４４内でヨウ素の沸点より低い温度に冷却されて、ヨウ素の少なくとも一部を凝縮し、それを粗生成物流から分離する。ヨウ素除去槽４４で収集されたヨウ素は、ヨウ素リサイクル流４６を形成し得る。ヨウ素リサイクル流４６は、ヨウ素を回収するためにヨウ素液化器２０に提供される。
【0037】
粗生成物流は、ヨウ素除去槽４４内でヨウ素の融点よりも低い温度に更に冷却されて、粗生成物流から更に多くのヨウ素を分離し、ヨウ素除去槽４４内にヨウ素の少なくとも一部を個体として沈着させることができる。続いてヨウ素除去槽４４をオフラインで採取し、ヨウ素を加熱してヨウ素をヨウ素リサイクル流４６に液化してもよい。
【0038】
単一のヨウ素除去槽４４が示されているが、ヨウ素除去槽４４は、並列構成で動作する２つ以上のヨウ素除去槽４４、直列構成で動作する２つ以上のヨウ素除去槽４４、及びそれらの任意の組み合わせを含み得ることが理解される。ヨウ素除去槽４４は、固体の形態のヨウ素を収集しながら連続動作を提供するために、固体ヨウ素の除去のために別のトレインがオフラインである間に少なくとも１つのトレインが動作しているように、ヨウ素除去槽４４の複数のトレインを含み得ることも理解される。
【0039】
粗生成物流は、ヨウ素除去槽４４から重蒸留塔４８に提供される。重蒸留塔４８は、ＣＨ３Ｉ及びＴＦＡＩなどの有機重質物を、ＣＦ３Ｉ、未反応ＴＦＡＣなどの有機軽物質、及びＨＩ、ＣＯ、ＣＦ３Ｈ、及びＨＣｌなどの副生成物から分離するように構成される。重蒸留塔４８から得られた有機重質物を含む底流５０は、容器に提供されてもよい。容器中の有機重質は、更なる使用又は販売のために構成要素を回収するために廃棄されてもよく、又は更に蒸留されてもよい。
【0040】
ＣＦ３Ｉ、ＴＦＡＣ、ＣＦ３Ｈ、ＨＣｌ、ＨＩ、Ｈ２及びＣＯを含む重蒸留塔４８からの有機軽物質を含むオーバーヘッド流５２は、軽蒸留塔５４に向けられて、ＣＦ３Ｈ、ＨＣｌ、ＣＯ、及びＨ２などの低沸点化合物からＴＦＡＣ、ＨＩ、及びＣＦ３Ｉ、などの高沸点化合物を分離する。ＣＦ３Ｈ、ＨＣｌ、ＣＯ、及びＨ２を含む軽蒸留塔５４のオーバーヘッド流５６は、ＨＣｌの除去のためにスクラバ（図示せず）に提供され、次いで、ＣＦ３Ｈ、ＣＯ、及びＨ２の酸化のために熱酸化装置（図示せず）に提供され得る。
【0041】
軽蒸留塔５４からのＣＦ３Ｉ、ＴＦＡＣ、及びＨＩを含む底部流５８は、リサイクル塔６０に提供される。リサイクル塔６０は、ＣＦ３ＩをＴＦＡＣ及びＨＩから分離するように構成され得る。ＴＦＡＣ及びＨＩを含むリサイクル塔６０のオーバーヘッド流６２は、ＴＦＡＣ／ＨＩリサイクル流を形成する。ＴＦＡＣ／ＨＩリサイクル流６２は、ＴＦＡＣ及びＨＩをリサイクルするために、ＴＦＡＣ予熱器３０に提供される。単一リサイクル塔６０が示されているが、リサイクル塔６０は、所望の分離効率を達成するために、直列、並列、又はそれらの任意の組み合わせで動作する２つ以上のリサイクル塔を含み得ることが理解される。
【0042】
リサイクル塔６０からのＣＦ３Ｉ及び微量の有機軽物質及び重物質を含む底部流６４が、第１の生成物塔６６に提供される。第１の生成物塔６６は、微量の有機軽物質からＣＦ３Ｉを分離するように構成されている。有機軽物質及びいくつかのＣＦ３Ｉを含む第１の生成物塔６６のオーバーヘッド流６８は、追加のＣＦ３Ｉを回収するためにリサイクル塔６０に提供される底部流５８にリサイクルされ得る。ＣＦ３Ｉを含む底部流７０、及び第１の生成物塔６６からの有機重物質は、第２の生成物塔７２に提供される。得られた生成物のＣＦ３Ｉは、第２の生成物塔７２の底部流７４から収集され得る。いくつかのＣＦ３Ｉ及び第２の生成物塔７２からの有機重質物を含む底部流７６は、追加のＣＦ３Ｉを回収するためにリサイクル塔６０に提供される底部流５８にリサイクルされ得る。
【0043】
本発明は、例示的な設計に対するものとして説明したが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正することができる。更に、本出願は、本発明が関連する技術分野における既知の又は慣習的な実践に属する本開示からのそのような逸脱を包含することが意図されている。
【0044】
本明細書で使用するとき、「前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内」という句は、それらの値が列挙のより低い部分にあるか又は列挙のより高い部分にあるかにかかわらず、任意の範囲がそのような句の前に列挙された値のうちのいずれかの２つから選択され得ることを意味する。例えば、１対の値は、２つのより低い値、２つのより高い値、又はより低い値及びより高い値から選択されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【実施例】
【0046】
実施例１～４：トリフルオロアセチルクロリド（ＴＦＡＣ）、水素、及び元素状ヨウ素からのＣＦ３Ｉの生成
以下の実施例では、上記の式１によるＴＦＡＣ、水素及びヨウ素からのトリフルオロヨードメタンの製造が実証されている。長さ１１．５インチの３／４インチのＩｎｃｏｎｅｌ６００管を反応器として使用し、Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙの０．１重量％Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒又はＢＡＳＦの０．５重量％Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒のいずれかを１１インチ充填した。反応器を３５０℃に予熱した。下の表に示すように、一定量のＴＦＡＣ及びＨ２をＴＦＡＣ／Ｈ２予熱器に共供給し、次に１０００グラムの固体ヨウ素を最初に充填したＩ２気化器に供給した。Ｉ２気化器の温度を１５０～１６５℃で制御し、これによりＩ－２蒸気を生成した。次に、Ｉ２蒸気、ＴＦＡＣ蒸気及びＨ２蒸気の混合物を、触媒が装填された加熱された固定床管状反応器に供給した。反応器の流出物は、２段階のＩ２コレクタを通過して、未反応のＩ２を固体の形態で捕捉し、次に脱イオン水スクラバに供給して、未反応のＴＦＡＣ、及び反応中に生成されたＨＣｌ及びＨＩを捕捉した。
以下の実施例では、上記の式１によるＴＦＡＣ、水素及びヨウ素からのトリフルオロヨードメタンの製造が実証されている。長さ１１．５インチの３／４インチのＩｎｃｏｎｅｌ６００管を反応器として使用し、Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙの０．１重量％Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒又はＢＡＳＦの０．５重量％Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒のいずれかを１１インチ充填した。反応器を３５０℃に予熱した。下の表に示すように、一定量のＴＦＡＣ及びＨ２をＴＦＡＣ／Ｈ２予熱器に共供給し、次に１０００グラムの固体ヨウ素を最初に充填したＩ２気化器に供給した。Ｉ２気化器の温度を１５０～１６５℃で制御し、これによりＩ－２蒸気を生成した。次に、Ｉ２蒸気、ＴＦＡＣ蒸気及びＨ２蒸気の混合物を、触媒が装填された加熱された固定床管状反応器に供給した。反応器の流出物は、２段階のＩ２コレクタを通過して、未反応のＩ２を固体の形態で捕捉し、次に脱イオン水スクラバに供給して、未反応のＴＦＡＣ、及び反応中に生成されたＨＣｌ及びＨＩを捕捉した。
【0047】
定期的に、脱イオン水スクラバの排水からサンプルを採取し、サンプル中の有機化合物の組成をガスクロマトグラフィ（ＧＣ）で測定した。各有機化合物のＧＣ分析によって提供されるグラフ領域を組み合わせて、有機化合物の各々に対する全有機化合物のＧＣ領域パーセンテージ（ＧＣ領域％）を提供した。
【0048】
反応の実行時間の終わりに、システムを停止し、ヨウ素気化器の重量損失及びヨウ素除去槽の重量増加を測定して、ヨウ素の供給速度を判定した。ヨウ素の供給速度を水素の供給速度と比較して、反応器に供給されるＨ２：Ｉ２の平均モル比を決定した。反応器内の滞留時間は、水素、ヨウ素、及びＴＦＡＣの組み合わせ供給速度に基づいて計算された。
【0049】
各実施例の結果を表１に示す。各実施例について、表１は、使用された酸化アルミニウム触媒上のパラジウムの量、ＴＦＡＣの供給速度、Ｈ２の供給速度、Ｈ２対Ｉ２の平均モル供給比、ＴＦＡＣ対ＨＩの平均モル供給比、滞留時間、及び実行終了時のＣＦ３Ｉ、ＣＦ３Ｈ、及びＣＨ３ＩのＧＣ領域％を示す。実施例１、３、及び４は、２４時間実行され、実施例２は２０時間実行された。表１に示すように、Ｈ２とＩ２の平均モル供給比が１：１未満で、Ｈ２とＴＦＡＣの平均モル供給比が０．０５：１未満の実施例では、ＣＦ３Ｉの選択性を大幅に向上させた。また、Ｈ２とＩ２の平均モル供給比が１：１未満で、Ｈ２とＴＦＡＣの平均モル供給比が０．０５：１未満の場合、担体上のパラジウムの量が多いと、ＣＦ３Ｉの選択性が改善するようである。
【表1】
【0050】
態様
態様１は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を含む気相反応物を提供することと、気相反応物を加熱すること、加熱された気相反応物を触媒の存在下で反応させてトリフルオロヨードメタンを生成することとであって、触媒は、遷移金属を含む、生成することと、を含む。
態様１は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスであり、このプロセスは、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を含む気相反応物を提供することと、気相反応物を加熱すること、加熱された気相反応物を触媒の存在下で反応させてトリフルオロヨードメタンを生成することとであって、触媒は、遷移金属を含む、生成することと、を含む。
【0051】
態様２は、態様１のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0052】
態様３は、態様１のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約１００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0053】
態様４は、態様１のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約３０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0054】
態様５は、態様１のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約１０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0055】
態様６は、態様１～５のいずれかのプロセスであり、水素は、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0056】
態様７は、態様１～５のいずれかのプロセスであり、水素は、約１００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0057】
態様８は、態様１～５のいずれかのプロセスであり、水素は、約３０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0058】
態様９は、態様１～５のいずれかのプロセスであり、水素は、約１０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0059】
態様１０は、態様１～９のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0060】
態様１１は、態様１～９のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約１００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0061】
態様１２は、態様１～９のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約３０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0062】
態様１３は、態様１～９のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約１０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0063】
態様１４は、態様１～１３のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、水素とヨウ素のモル比は、約０．１：１～約５：１である。
【0064】
態様１５は、態様１～１３のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、水素とヨウ素のモル比は、約０．１：１～約１：１である。
【0065】
態様１６は、態様１～１３のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、水素とヨウ素のモル比は、約０．３：１～約０．８：１である。
【0066】
態様１７は、態様１～１３のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、水素とヨウ素のモル比は、約０．５：１～約０．７：１である。
【0067】
態様１８は、態様１～１７のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、水素とトリフルオロアセチルハライドのモル比は、約０．００２：１～約１：１である。
【0068】
態様１９は、態様１～１７のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、水素とトリフルオロアセチルハライドのモル比は、約０．０１：１～約０．０５：１である。
【0069】
態様２０は、態様１～１９のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、気相反応物は、約５００重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0070】
態様２１は、態様１～１９のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、気相反応物は、約１００重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0071】
態様２２は、態様１～１９のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、気相反応物は、約１０重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0072】
態様２３は、態様１～１９のいずれかのプロセスであり、提供するステップにおいて、気相反応物は、約３重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0073】
態様２４は、態様１～２３のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、及びパラジウムの群から選択される少なくとも１つを含む。
【0074】
態様２５は、態様１～２３のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、白金、パラジウム、又はそれらの組み合わせから基本的になる。
【0075】
態様２６は、態様１～２３のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、白金、パラジウム、又はそれらの組み合わせから基本的になる。
【0076】
態様２７は、態様１～２３のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、パラジウムから基本的になる。
【0077】
態様２８は、態様１～２７のいずれかのプロセスであり、触媒は、酸化アルミニウム担体、炭素担体、シリカゲル担体、及び炭化ケイ素担体の群から選択される少なくとも１つを含む担体を更に含む。
【0078】
態様２９は、態様１～２７のいずれかのプロセスであり、触媒は、酸化アルミニウム担体から基本的になる担体を更に含む。
【0079】
態様３０は、態様２８又は態様２９のいずれかのプロセスであり、触媒の表面上の遷移金属は、遷移金属及び担体の総重量の約０．０１重量％～約４０重量％である。
【0080】
態様３１は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約５重量％～約３５重量％である。
【0081】
態様３２は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約１０重量％～約３０重量％である。
【0082】
態様３３は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約２０重量％～約３０重量％である。
【0083】
態様３４は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ニッケルを含み、担体は、酸化アルミニウムを含み、ニッケルは、ニッケル及び酸化アルミニウムの総重量の約２１重量％である。
【0084】
態様３５は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約５重量％である。
【0085】
態様３６は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約０．３重量％～約１重量％である。
【0086】
態様３７は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも０．７つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約０．３重量％～約１重量％である。
【0087】
態様３８は、態様３０のプロセスであり、遷移金属は、パラジウムを含み、担体は、酸化アルミニウムを含み、パラジウムは、パラジウム及び酸化アルミニウムの総重量の約０．５重量％である。
【0088】
態様３９は、態様１～３８のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約２００℃～約６００℃の温度に加熱される。
【0089】
態様４０は、態様１～３８のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３００℃～約４００℃の温度に加熱される。
【0090】
態様４１は、態様１～３８のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３２０℃～約３６０℃の温度に加熱される。
【0091】
態様４２は、態様１～３８のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３４０℃～約３６０℃の温度に加熱される。
【0092】
態様４３は、態様１～４２のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約０．１秒～約１，２００秒である。
【0093】
態様４４は、態様１～４２のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約１秒～約１００秒である。
【0094】
態様４５は、態様１～４２のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約２秒～約５０秒である。
【0095】
態様４６は、態様１～４２のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約１０秒～約３０秒である。
【0096】
態様４７は、態様１～４６のいずれかのプロセスであり、プロセスは、未反応のヨウ素をトリフルオロヨードメタンから分離すること、及び未反応のヨウ素を提供するステップに戻すこと、の追加のステップを更に含む。
【0097】
態様４８は、態様１～４７のいずれかのプロセスであり、プロセスは、連続プロセスである。
【0098】
態様４９は、態様１～４７のいずれかのプロセスであり、プロセスは、バッチプロセスである。
【0099】
態様５１は、態様１～４９のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
【0100】
態様５２は、態様１～４９のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドを含む。
【0101】
態様５３は、態様１～４９のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドから基本的になる。
【0102】
態様５４は、態様１～４９のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドから基本的になる。
【0103】
態様５５は、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するプロセスであり、プロセスは、以下のステップ、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を気相で反応させ、触媒の存在下で約２００℃～約６００℃の温度でトリフルオロヨードメタン、未反応のトリフルオロアセチルハライド、未反応の水素、未反応のヨウ素、及びヨウ化水素を含む生成物流を生成することであって、触媒は、遷移金属を含む、生成することと、生成物流を冷却して気相からヨウ素を凝縮することにより、生成物流から未反応のヨウ素の少なくとも一部を除去することと、凝縮したヨウ素を反応ステップにリサイクルすることと、を含む。
【0104】
態様５６は、態様５５のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0105】
態様５７は、態様５５のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約１００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0106】
態様５８は、態様５５のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約３０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0107】
態様５９は、態様５５のプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、約１０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0108】
態様６０は、態様５５～５９のいずれかのプロセスであり、水素は、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0109】
態様６１は、態様５５～５９のいずれかのプロセスであり、水素は、約１００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0110】
態様６２は、態様５５～５９のいずれかのプロセスであり、水素は、約３０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0111】
態様６３は、態様５５～５９のいずれかのプロセスであり、水素は、約１０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0112】
態様６４は、態様５５～６３のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0113】
態様６５は、態様５５～６３のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約１００重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0114】
態様６６は、態様５５～６３のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約３０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0115】
態様６７は、態様５５～６３のいずれかのプロセスであり、ヨウ素は、約１０重量ｐｐｍ未満の水を含む。
【0116】
態様６８は、態様５５～６７のいずれかのプロセスであり、水素とヨウ素のモル比は、約０．１：１～約５：１である。
【0117】
態様６９は、態様５５～６７のいずれかのプロセスであり、水素とヨウ素のモル比は、約０．１：１～約１：１である。
【0118】
態様７０は、態様５５～６７のいずれかのプロセスであり、水素とヨウ素のモル比は、約０．３：１～約０．８：１である。
【0119】
態様７１は、態様５５～６７のいずれかのプロセスであり、水素とヨウ素のモル比は、約０．５：１～約０．７：１である。
【0120】
態様７２は、態様５５～７１のいずれかのプロセスであり、水素とトリフルオロアセチルハライドのモル比は、約０．００２：１～約１：１である。
【0121】
態様７３は、態様５５～７１のいずれかのプロセスであり、水素とトリフルオロアセチルハライドのモル比は、約０．０１：１～約０．０５：１である。
【0122】
態様７４は、態様５５～７３のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約５００重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0123】
態様７５は、態様５５～７３のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約１００重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0124】
態様７６は、態様５５～７３のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約１０重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0125】
態様７７は、態様５５～７３のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３重量ｐｐｍ未満の酸素を含む。
【0126】
態様７８は、態様５５～７７のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、及びパラジウムの群から選択される少なくとも１つを含む。
【0127】
態様７９は、態様５５～７７のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、白金、パラジウム、又はそれらの組み合わせから基本的になる。
【0128】
態様８０は、態様５５～７７のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、白金、パラジウム、又はそれらの組み合わせから基本的になる。
【0129】
態様８１は、態様５５～７７のいずれかのプロセスであり、遷移金属は、パラジウムから基本的になる。
【0130】
態様８２は、態様５５～８１のいずれかのプロセスであり、触媒は、酸化アルミニウム担体、炭素担体、シリカゲル担体、及び炭化ケイ素担体の群から選択される少なくとも１つを含む担体を更に含む。
【0131】
態様８３は、態様５５～８１のいずれかのプロセスであり、触媒は、酸化アルミニウム担体から基本的になる担体を更に含む。
【0132】
態様８４は、態様８２又は態様８３のいずれかのプロセスであり、触媒の表面上の遷移金属は、遷移金属及び担体の総重量の約０．０１重量％～約４０重量％である。
【0133】
態様８５は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約５重量％～約３５重量％である。
【0134】
態様８６は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約１０重量％～約３０重量％である。
【0135】
態様８７は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ニッケル、コバルト、鉄、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約２０重量％～約３０重量％である。
【0136】
態様８８は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ニッケルを含み、担体は、酸化アルミニウムを含み、ニッケルは、ニッケル及び酸化アルミニウムの総重量の約２１重量％である。
【0137】
態様８９は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約５重量％である。
【0138】
態様９０は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約０．３重量％～約１重量％である。
【0139】
態様９１は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、ロジウム、イリジウム、白金、パラジウム又はそれらの組み合わせの群から選択される少なくとも１つを含み、触媒の表面上の遷移金属の量は、遷移金属及び担体の総重量の約０．３重量％～約０．７重量％である。
【0140】
態様９２は、態様８４のプロセスであり、遷移金属は、パラジウムを含み、担体は、酸化アルミニウムを含み、パラジウムは、パラジウム及び酸化アルミニウムの総重量の約０．５重量％である。
【0141】
態様９３は、態様５５～９２のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３００℃～約４００℃の温度に加熱される。
【0142】
態様９４は、態様５５～９２のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３２０℃～約３６０℃の温度に加熱される。
【0143】
態様９５は、態様５５～９２のいずれかのプロセスであり、気相反応物は、約３４０℃～約３６０℃の温度に加熱される。
【0144】
態様９６は、態様５５～９５のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約０．１秒～約１，２００秒である。
【0145】
態様９７は、態様５５～９５のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約１秒～約１００秒である。
【0146】
態様９８は、態様５５～９５のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約２秒～約５０秒である。
【0147】
態様９９は、態様５５～９５のいずれかのプロセスであり、反応ステップにおいて、気相反応物の触媒との接触時間は、約１０秒～約３０秒である。
【0148】
態様１００は、態様５５～９９のいずれかのプロセスであり、プロセスは、未反応のトリフルオロアセチルハライドを生成物流から分離し、分離したトリフルオロアセチルハライドを反応ステップにリサイクルする追加のステップを更に含む。
【0149】
態様１０１は、態様５５～１００のいずれかのプロセスであり、プロセスは、未反応のヨウ化水素を生成物流から分離し、分離したヨウ化水素を反応ステップにリサイクルする追加のステップを更に含む。
【0150】
態様１０２は、態様５５～１０１のいずれかのプロセスであり、プロセスは、連続プロセスである。
【0151】
態様１０３は、態様５５～１０１のいずれかのプロセスであり、プロセスは、バッチプロセスである。
【0152】
態様１０４は、態様５５～１０３のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルフルオリド、トリフルオロアセチルクロリド、トリフルオロアセチルブロミド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
【0153】
態様１０５は、態様５５～１０３のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドを含む。
【0154】
態様１０６は、態様５５～１０３のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドから基本的になる。
【0155】
態様１０７は、態様５５～１０３のいずれかのプロセスであり、トリフルオロアセチルハライドは、トリフルオロアセチルクロリドから基本的になる。
【図1】
【手続補正書】
【提出日】2021-08-19
【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】
トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）を生成するためのプロセスであって、トリフルオロアセチルハライド、水素、及びヨウ素を含む気相反応物を提供するステップと、
前記気相反応物を加熱するステップと、
遷移金属を含む触媒の存在下で加熱された前記気相反応物を反応させて、トリフルオロヨードメタンを生成するステップと、を含む、プロセス。
【請求項2】
前記提供するステップにおいて、前記トリフルオロアセチルハライド、前記ヨウ素、及び前記水素が各々、約５００重量ｐｐｍ未満の水を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項3】
前記提供するステップにおいて、前記水素と前記ヨウ素のモル比が、約０．１：１～約５：１である、請求項１又は２に記載のプロセス。【国際調査報告】