Abstract
The thermal pyrolysis of chlorodifluoromethane (R22) for producting tetrafluoroethylene (TFE) has been studied using the tubular reactor designed by the authors. The reaction temperature over $600{\sim}850^{\circ}C$, residence time over 0.005~0.6 sec, and steam/R22 ratio 3 to 30 were varied through experiments to analyze the effect of these variables on the conversion of R22 and selectivity for TFE. We have provided the guidelines for the optimal operation and design for the pyrolysis reactor. With increasing the dilution ratio, not only the conversion of R22 but also the selectivity for TFE increase. The optimum range of reaction temperature was $700{\sim}750^{\circ}C$ and the residence time 0.07~0.1 sec. In the kinetic study, first order rate equation was fitted well with the experimental data. This indicates that the main reaction step is a $CF_2$ generation from R22 pyrolysis. The range of activation energy for the rate constant was obtained 44.7~48 kcal/mol.
테트라 플로오르에틸렌의 제조를 위한 클로로디플루오르메탄 (R22) 열분해 반응에 대해 저자들이 고안한 관형 반응기에서 반응온도 ($600{\sim}850^{\circ}C$), 체류시간 (0.005~0.6초) 및 희석비 (수증기/R22, 3~30)를 변수로 하여 전환율, 테트라플로오로에틸렌의 수율 및 선택도에 대한 영향을 고찰하였다. 이상의 결과로부터 이 반응기의 최적조업 및 설계를 위한 지침을 제시하였다. 반응온도는 $700{\sim}750^{\circ}C$, 체류시간은 0.07~0.1초일 때 최적 조업 조건이었다. 희석제인 과열 수증기의 사용은 반응 전환율 뿐만 아니라, TFE의 선택도도 증진시키는 것으로 나타났다. 속도론적 분석을 통하여 R22열분해 반응의 주반응이 $CF_2$ 라디칼 생성반응인 것인 것을 보였으며, 1차 속도식으로 잘 표현되었다. 이 주반응의 활성화 에너지는 44.7~48 kcal/mol이었다.
