2002 Fiscal Year Annual Research Report
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
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11555210
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
西海 英雄 法政大学, 工学部, 教授 (10005514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 耕一 法政大学, 工学部, 助教授 (30061245)
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| 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 |
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| Research Abstract |
(1)HCFC22-メタノール系気液平衡に与えるNaOH濃度の影響:NaOHが存在すると反応が開始される。そのためNaOHは気液平衡に影響を与えないと考えてこれまで研究を進めてきた。しかし、反応中HCFC22の液中濃度が低下することがわかった。これを説明する一つの考えとしてNaOHが平衡濃度を低下させるという仮説を立て、反応速度の小さな低温で溶解濃度を測定した。その結果、確かにNaOHの存在はHCFC22の液中濃度が低下させることがわかった。
(2)1,1-ジフロロジメチルエーテル-メタノール系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。これは、実装置プロセス選択に大きな指針を与えることが明らかとなった。
(3)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+NaC1↓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。実験の結果、光入射強度の1/2乗に比例し、NaOH濃度に比例することが示され、連鎖反応モデルも提案することができた。
(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。その結果、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プロセスが実用化上、有望と思われる。
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[Publications] Ryo Kato, Katsushi Shirakawa, Hideo Nishiumi: "Critical Locus and Vapor-Liquid Equilibria of HFC32-HFC125 System"Fluid Phase Equilibria. 194-197. 995-1008 (2002)
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[Publications] Ryo Kato, Hideo Nishiumi: "Henry's Law Constant Measurements of CHC1F2, CH2F2, C2HF5, Ch2FCf3, and CH3CHF2 in Ethanol and Methanol with Headspace Gas Chromatography"Journal of Chemical & Engineering Data. 47. 1140-1144 (2002)
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[Publications] Hideo Nishiumi, Ryo Kato: "Effect of NaCL Precipitation on Vapour-Liquid Dechlorination of CHCJF2"Journal of Chemical Technology and Biotechnology. (掲載決定). (2003)
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[Publications] 荒井康彦, 西海英雄等: "超臨界流体のすべて"テクノシステム. 658 (2002)
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[Publications] 小島和夫, 西海英雄他: "化学工学物性定数 Vol.24"化学工学会. 470 (2002)
