Fowler süreci - Fowler process

Fowler işlemi için bir sanayi ve laboratuar rota florokarbonlar florlayıcı ile, hidrokarbonlar buhar fazında ya da kısmen florinatlanmış türevleri kobalt (III) florür .

Arka fon

Manhattan Projesi üretimi ve taşınması gereken uranyum heksaflorid için uranyum zenginleştirme, ister difüzyon veya santrifüj yoluyla. Uranyum heksaflorür çok aşındırıcı, oksitleyici, uçucu bir katıdır ( 56 ° C'de süblimleşir ). Bu malzemeyi işlemek için, uranyum heksaflorür ile temastan kurtulabilen bir soğutma sıvısı dahil olmak üzere birkaç yeni malzeme gerekliydi. Perflorokarbonlar ideal malzemeler olarak tanımlandı, ancak bu noktada onları önemli miktarda üretmek için hiçbir yöntem mevcut değildi.

Sorun, flor gazının son derece reaktif olmasıdır. Bir hidrokarbonu florine maruz bırakmak hidrokarbonun tutuşmasına neden olur. Reaksiyonu hafifletmenin bir yolu gerekliydi ve geliştirilen yöntem hidrokarbonu flor yerine kobalt (III) florür ile reaksiyona sokmaktı.

II.Dünya Savaşı'ndan sonra, gizli tutulan teknolojinin çoğu kamuya açık hale geldi. Industrial and Engineering Chemistry'in Mart 1947 sayısı, florin üretimi ve işlenmesinden başlayarak florin kimyası hakkında bir makale derlemesi sundu ve organofloridlerin sentezi ve ilgili konuları tartışmaya devam etti. Bu makalelerden birinde Fowler ve ark. Bir pilot tesis ölçeğinde, özellikle perfloro-n-heptan ve perflorodimetilsikloheksan (1,3-izomer ve 1,4 karışımı), bir hidrokarbonun kobalt (III) florür ile buhar fazı reaksiyonu ile çok sayıda perflorokarbonun laboratuar hazırlığını tarif eder. izomer) ve endüstriyel ölçekte Du Pont tarafından .

Kimya

Fowler işlemi tipik olarak iki aşamada yapılır, ilk aşama kobalt (II) florürün kobalt (III) florüre florlanmasıdır.

2 CoF 2 + F 2 → 2 CoF 3

İkinci aşama sırasında, bu örnekte, perflorohekzan yapmak için , hidrokarbon besleme eklenir ve yeniden kullanım için kobalt (II) florüre dönüştürülen kobalt (III) florür tarafından florlanır. Her iki aşama da yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilir.

C 6 H 14 + 28 CoF 3 → C 6 F 14 + 14 HF + 28 CoF 2

Reaksiyon, bir karbokatyon içeren tek bir elektron transfer sürecinden geçer . Bu karbokatyon ara ürünü, kolayca yeniden düzenlemelere uğrayabilir ve bu da karmaşık bir ürün karışımına yol açabilir.

Hammaddeler

Tipik olarak hidrokarbon bileşikleri besleme stokları olarak kullanılır. Siklik perflorokarbon için, aromatik hidrokarbon tercih edilen seçenektir, bu nedenle örneğin toluen , metilsiklohekzan yerine perflorometilsiklohekzan için besleme stoğudur , çünkü daha az flor gerekir. Perfloro-l, 3-dimetilsiklohekzan yapmak için çoğunlukla kısmen florlanmış besleme stokları, örneğin bis-1,3- (triflorometil) benzen kullanılır . Bunlar önemli ölçüde daha pahalı olmalarına rağmen, daha az flor gerektirirler ve daha da önemlisi, karbokatyon yeniden düzenlemeleri çok daha az olası olduğundan genellikle daha yüksek verim verirler.

Flutec perflorokarbonlar

F2 Chemicals Ltd, Preston'da Kobalt (III) florür reaktörü

Birleşik Krallık'ta, Imperial Chemical Industries Limited (daha sonra ICI), ABD'deki çalışmaların teşvik ettiği savaş sırasında kobalt (III) florür teknolojisi de geliştiriyordu. İşlem daha sonra Bristol yakınlarındaki Avonmouth'da Imperial Smelting Company (daha sonra ISC Chemicals) tarafından Flutec ticari adı altında ticarileştirildi. Fiziksel özellikler, 1965 yılında Planar Projesi adı verilen bir proje kapsamında GV Planer adlı bir şirket tarafından belirlendi. Ürünler bu nedenle PP1, PP2, PP3, vb. Olarak adlandırıldı. Bu isim bugüne kadar kaldı.

ISC Kimyasalları 1968 yılında RTZ bir parçası haline geldi ve işin o kısmı 1988 yılında Rhone-Poulenc nakledildi Flutec iş nedeniyle ana uygulamasında bir düşüşe, bir gerileme girdi, buhar kullanılan faz lehimleme ( yüzey- montaj teknolojisi ve altı yıl sonra Flutec iş BNFL fluorochemicals Ltd. tarafından satın alınmış ve birkaç yeni uygulamalara geliştirilmiştir Preston, transfer edildi. BNFL fluorochemicals Ltd F2 Chemicals Ltd, 1998 yılında oldu.

Referanslar

  1. ^ Uranium Hexafluoride 2007-12-20'de Wayback Machine'de , Uluslararası Kimyasal Güvenlik Kartları # 1250'de arşivlendi .
  2. ^ Fowler, RD; Burford, WB, III; Hamilton, JM, Jr.; Tatlı, RG; Weber, CE; Kasper, JS; Litant, I. (1947). "Florokarbonların Sentezi." San. Müh. Chem. 39 : 292–298. doi : 10.1021 / ie50447a612 .
  3. ^ Burford, WB, III; Fowler, R, D .; Hamilton, JM, Jr.; Anderson, HC; Weber, CE; Tatlı, RG (1947). "Pilot Bitki Sentezleri - Perfloro- n- heptan, perflorodimetilsikloheksan ve yüksek kaynama noktalı florokarbon yağları." San. Müh. Chem. 39 : 319–329. doi : 10.1021 / ie50447a618 .
  4. ^ Benner, R. G; Benning, AF; Downing, FB; Irwin, CF; Johnson, KC; Linch, AL; Parmalee, HM; Wirth, WV (1947). "Hidrokarbonların Kobalt Triflorür ile Florinasyonu yoluyla Florokarbonlar." San. Müh. Chem. 39 : 329–333. doi : 10.1021 / ie50447a619 .
  5. ^ Sandford, G. (2003). "Perfloroalkanlar." Tetrahedron 59 : 437–454. doi : 10.1016 / S0040-4020 (02) 01568-5 .
  6. ^ Dawson, AM (1943). Imperial Chemical Industries Limited, Genel Kimya Bölümü, Araştırma Departmanı Raporu R / GC / 1685.
  7. ^ M Tepesi (1975). "Florokarbon sıvıların süreci ve pazar gelişimi". Chem. Ind .: 118–121.
  8. ^ http://www.gracesguide.co.uk/Rio_Tinto_Co
  9. ^ Rhodia web sitesi (eski bağlantı)
  10. ^ web sitesi