封印貯蔵含塩素フロン等の光脱塩素による再資源化反応プロセス

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555210
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 西海 英雄 法政大学, 工学部, 教授 (10005514)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 望月 敏之 (株)日本フォトサイエンス, 環境装置部, 部長(研究職) ; 佐藤 耕一 法政大学, 工学部, 助教授 (30061245)
• Keywords: フロン / 塩素 / アルコール / 再資源化 / 光反応 / フロロエーテル

Research Abstract

(1)HCFC22-メタノール系、および1,1-ジフロロジメチルエーテル系の常圧気液平衡の測定:反応は、気液反応である。したがって、反応律速下での反応を行わせるときには、気液平衡のデータが必要となる。今年度は、装置の最適設計の資料として反応生成物のエーテルを含む系の気液平衡を測定した。
(2)HCFC22(CHClF_2)からフッ素エーテルを合成する反応の反応速度と反応速度の低下:常温常圧下でメタノール-CH_3ONa溶液中にHCFC22をバブリングさせ、HCFC22を分解しエーテルを合成する反応実験を行った。反応は、CHClF_2+CH_3ONa→CH_3OCHF_2+NaCl↓に従い、反応速度は、液中のHCFC22濃度およびCH_3ONa濃度に比例することがわかった。また、反応進行に伴う反応速度の低下は生成NaClによる総括物質移動係数の減少として説明できた。
(3)CFC12の光脱塩素反応によるフッ素エーテルCH_3OCHF_2の合成:CFC12をメタノール-NaOH溶液中で,低圧水銀灯による紫外線照射により炭素原子-塩素原子の結合を切断してHCFC-22を生成させ,ついでエーテルCH_3OCHF_2に変換する反応の反応率および反応速度を検討した。この反応は,逐次反応で、後段は前節で述べた反応機構は同じと考えられる。前段のCFC12の光脱塩素反応は、反応律速下では反応速度がCFC12の分圧に比例することがわかった。気液反応シミュレーションをしたところほぼ説明できる挙動を示した。ただし、光入射強度、NaOH濃度の影響の検討は不十分である。
(4)ベンチスケール装置の製作:HCFC22をメタノール-NaOH溶液に吹き込み実際に実験し、2つのプロセスを考えた。1つは、常温ではエーテルはほとんど蒸発しないことがわかったので、気泡中のHCFC22を循環させ反応を進めHCFC22を分解させれば、液中に反応率ほぼ100%のエーテルを捕らえることができ、後は蒸留でメタノール-エーテル液を分離することは容易であると思われる。もう1つのプロセスは、50℃に加温すると気液平衡となり、メタノール-エーテル蒸気を冷却すると容易にエーテルが得られる。ただし、蒸気中に未反応HCFC22が残留することが蒸留による分離を困難にする要因となるので、気相の循環によりHCFC22を完全に分解する必要がある。どちらのプロセスが好ましいかは、これから検討しなくてはならない。

Research Products

• [Publications] M.Takenouchi, R.Kato, H.Nishiumi: "Henry's Law Constant Measurements of CCl_2F_2, CHClF_2, C_2ClF_5, C_2HF_5, CH_2FCHF_3 and CH_3CHF_2 in Methanol, Ethanol and 2-Propanol"J. Chem. Eng. Data. 46(3). 746-749 (2001)
• [Publications] R.Kato, Hideo Nishiumi: "Critical locus and Vapour-Liquid Equilibria of HFC32-HFC125 System"Fluid Phase Equilibria. 194. 995-1008 (2002)
• [Publications] H.Nisiumi: "Supercritical Fluids -Molecular Interactions, Physical Properties, and New Applications"Springer. 446 (2001)
• [Publications] 児島和夫, 西海英雄他: "化学工学物性定数 Vol.23"化学工学会. 470 (2001)