Es gibt mehrere Hauptproduktionsverfahren für Tetrafluorkohlenstoff, und die meisten Hersteller produzieren nach diesen Verfahren:
1. Sofortiges Sprühverfahren mit synthetischem Fluorkohlenwasserstoff.
Grundprinzip: Fluorgas (F₂) reagiert sofort mit Kohlenstoff zu …KohlenstofftetrafluoridDie Reaktionsgleichung lautet wie folgt: C + 2F₂→ CF₄.
Verfahrensprinzip: Die im Produktionsverfahren verwendeten Rohstoffe sind leicht zu beschaffen, gut kontrollierbar und weisen eine hohe Produktreinheit auf. Es handelt sich um ein gängiges Produktionsverfahren in der Industrie. Der chemische Reaktionsprozess ist jedoch sehr intensiv und birgt Explosionsgefahr. Daher ist der Einsatz spezifischer Explosionsinhibitoren und Technologien zur Steuerung des Reaktionsmechanismus erforderlich. Gängige Explosionsinhibitoren sind Brf₃ und IF₅, die jedoch selbst ebenfalls stark reaktiv sind und somit zusätzliche Risiken bergen.
2. Trifluorchlorethan-Chlorwasserstoff-Methode zur Erzeugung von CF4
Grundprinzip: Trifluormonochlormethan (CF₃Cl) Chlorwasserstoffgas (HF) Kohlenstofftetrafluorid kann synthetisiert werden, und die Reaktionsgleichung lautet wie folgt: CF₃Cl + HF → CF₄ + HCl.
Prozessprinzip: Der Produktionsprozess ist einfach und die Bedienung sicher. Aufgrund des schrittweisen Verbots von FCKW und H-FCKW sind die für diese Prozesse benötigten Rohstoffquellen jedoch begrenzt und werden schließlich nicht mehr genutzt.
3. Methan, Fluorwasserstoff, Chlor zur Herstellung von CF4
Grundprinzip: Am Beispiel von Methan lässt sich die Reaktionsgleichung für die Herstellung von Kohlenstofftetrafluorid im gasförmigen Zustand aus Methangas, Chlor (Cl₂) und Fluorwasserstoff (HF) unter Einwirkung von Metallkatalysatoren wie folgt darstellen: CH₄ + 4Cl₂ + 4HF → CF₄ + 8HCl.
Verfahrensprinzip: Die Technologie ist relativ ausgereift, einfach anzuwenden und die Rohstoffgewinnung vergleichsweise unkompliziert. Allerdings ist der Reaktionsprozess schwer zu steuern, die Produktvielfalt groß, die Ausbeute gering, und sie wird zunehmend durch andere Verarbeitungstechnologien ersetzt.
4. Pyrolyseverfahren
Das Grundprinzip besteht darin, Polytetrafluorethylen-Kunststoff auf eine hohe Temperatur zu erhitzen, um ihn aufzulösen und Kohlenstofftetrafluorid zu erzeugen.
Prozessprinzip: Die Rohstoffquellen sind breit gefächert und die Kosten niedrig, aber die Produktreinheit ist gering, und es entstehen große Mengen an Abgasen und Abfällen.
5. Elektrolyse von Salzwasser
Grundprinzip: Tetrafluorkohlenstoff wird durch Elektrolyse einer chlorierten wässrigen Lösung hergestellt.
Verfahrensprinzip: Das Produkt zeichnet sich durch hohe Reinheit und niedrige Kosten aus, erfordert jedoch den Einsatz eines Elektrofilters und Lithiumbatterie-Elektrolyt, wodurch die Investitionskosten für die Ausrüstung relativ hoch sind.
Unabhängig vom Herstellungsverfahren muss rohes Tetrafluorkohlenstoff zudem speziell aufbereitet werden, um seine Reinheit zu verbessern. Die Aufbereitung umfasst im Wesentlichen Beizen, Adsorption und Destillation.
Veröffentlichungsdatum: 03.04.2025