2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法技术

本发明专利技术涉及2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法，包括：卤代丙烷和/或卤代丙烯借助于氟化氢成为2,3,3,3-四氟丙烯的氟化反应；收取得自该反应的气流；将得自该反应的气流冷却并部分凝结成部分凝结的物流；将所述部分凝结的物流分离成气体部分和液体部分；将所述气体部分压缩成经压缩的气体部分；将所述液体部分压缩成经压缩的液体部分；蒸馏所述经压缩的气体部分和经压缩的液体部分，以提供2,3,3,3-四氟丙烯物流、氢氯酸物流以及未反应的氟化氢物流。本发明专利技术还涉及适用于实施所述方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的生产方法，特别是由1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法，以及适用于实施所述方法的设备。
技术介绍
用于保护臭氧层的蒙特利尔议定书导致放弃使用氯氟烃(CFC)。因此，对臭氧层不太有害的化合物例如氢氟烃(HFC)代替了氯氟烃。然而，这些化合物是对于温室效应的相对重要的贡献者。因此，需要结合了低ODP(臭氧消耗潜势)和低GWP(全球增温潜势)的有效化合物。由于氢氟烯烃(HFO)的低的ODP和GWP值，它们已被看做是合乎期望的替代物。在这点上，化合物2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)是特别引人注意的。许多文献涉及由五氯丙烷制备氟化烯烃的方法。例如，文献US2009/0240090描述了在不存在氧气的情况下的1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)的反应以得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)。所得的HCFO-1233xf转变成2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(HCFC-244bb)。文献WO 2009/015317描述了氟化氢(HF)与氯化化合物例如1,1,2,3-四氯丙烯(HCO-1230xa)、HCC-240db或2,3,3,3-四氯丙烯(HCO-1230xf)在气相中的反应。该方法可用于获得HCFO-1233xf。文献WO 2005/108334描述了HCC-240db与HF的反应以得到2-氯-1,1,1,3-四氟丙烷(HCFC-244db)，然后，使其脱氯化氢以得到1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)。文献WO 2010/123148描述了在不存在催化剂的情况下的HCC-240db向HCFO-1233xf的氟化。本申请人提交的专利申请PCT/IB2010/003028描述了HCC-240db或1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)向HFO-1234yf的催化气相氟化。然而，在该方法的情况下，必须分离由所述反应步骤获得的化合物(即，期望的HFO-1234yf产物)、在所述反应期间形成的其它氟化化合物、氢氯酸(HCl)(其也是在所述反应期间形成的)、未反应的反应物(特别是HF)、降解产物或惰性化合物。为此，可使用产生HFO-1234yf物流、HCl物流、以及旨在用于再循环回所述反应的物流的蒸馏塔的组件。但是，HCl和HFO-1234yf的沸点相对低(在大气压力下对于HCl为-85℃；和在大气压力下对于HFO-1234yf为-29.1℃)。因此，凝结蒸馏塔顶部处的气体需要高的操作压力，使得塔顶处所需的温度不是太低，并因此使所述方法与标准冷却单元的使用兼容。典型地，蒸馏分离所需的操作压力大于5巴、或甚至大于7巴。因此，反应器必须在甚至更高的压力下操作。就这在某些构型中带来的问题而言，因此，期望在反应器中以相对低的压力操作。如果在较低的压力下实施氟化反应，则由该反应获得的气体必须在蒸馏之前被压缩。然而，这意味着过分的压缩机尺寸，因为氟化反应中所用的HF的相当大的过量。因此，这代表使用非常复杂的技术。因此，对于开发其中可在适中的压力下实施氟化反应的HFO-1234yf生产方法存在真实的需要。
技术实现思路
本专利技术首先关于2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法，包括：-使用氟化氢将卤代丙烷和/或卤代丙烯反应性地氟化成2,3,3,3-四氟丙烯；-收取得自该反应的气态物流；-将得自该反应的气态物流冷却并部分凝结，以得到部分凝结的物流；-将所述部分凝结的物流分离成气态部分和液体部分；-压缩所述气态部分以得到经压缩的气态部分；-压缩所述液体部分以得到经压缩的液体部分；-蒸馏所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分以得到2,3,3,3-四氟丙烯物流、氢氯酸物流以及未反应的氟化氢物流。在一个实施方案中，所述未反应的氟化氢物流进一步包含作为来自所述氟化反应的中间体的有机化合物、和/或得自副反应的有机化合物。在一个实施方案中，将所述未反应的氟化氢物流再循环至所述氟化反应。在一个实施方案中，所述氟化反应是气相催化氟化反应。在一个实施方案中，在比所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分的蒸馏的压力低的压力下进行所述氟化反应。在一个实施方案中，所述氟化反应在0.1-10巴的绝对压力、且优选0.3-8巴的绝对压力下进行；和/或所述蒸馏在5-40巴的绝对压力、且更优选7-25巴的绝对下进行。在一个实施方案中，所述气态部分占所述部分凝结的物流的25％-60％，且所述液体部分占所述部分凝结的物流的40％-75％，以质量比计。在一个实施方案中，所述蒸馏步骤包括：-所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分的第一蒸馏；-在所述第一蒸馏结束时收取所述未反应的氟化氢物流；-在所述第一蒸馏结束时收取中间体物流；-所述中间体物流的第二蒸馏；-在所述第二蒸馏结束时收取所述氢氯酸物流；和-在所述第二蒸馏结束时收取所述2,3,3,3-四氟丙烯物流。在替代的实施方案中，所述蒸馏步骤包括：-所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分的第一蒸馏；-在所述第一蒸馏结束时收取所述氢氯酸物流；-在所述第一蒸馏结束时收取中间体物流；-所述中间体物流的第二蒸馏；-在所述第二蒸馏结束时收取所述2,3,3,3-四氟丙烯物流；和-在所述第二蒸馏结束时收取所述未反应的氟化氢物流。在一个实施方案中，在蒸馏塔的不同位置处引入所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分。在一个实施方案中，所述2,3,3,3-四氟丙烯物流经历一个或多个进一步的纯化步骤，优选选自洗涤、萃取、倾析和蒸馏。在一个实施方案中，所述卤代丙烷和/或卤代丙烯为氯代丙烷和/或氯代丙烯，且优选选自1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,2,2,3-五氯丙烷、1,1,2,3-四氯丙烯、2,3,3,3-四氯丙烯、1,1,1-三氟-2-氯丙烯和1,1,1-三氟-2,3-二氯丙烷、以及它们的混合物。本专利技术进一步关于用于生产2,3,3,3-四氟丙烯的设备，包括：-供给有卤代丙烷和/或卤代丙烯以及氟化氢的至少一个氟化反应器；-用于反应气体的管线，其连接在所述氟化反应器的出口处；-冷却并部分凝结的工具，其通过所述用于反应气体的管线供给；-用于输送部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
2,3,3,3‑四氟丙烯的生产方法，包括：‑使用氟化氢将卤代丙烷和/或卤代丙烯反应性地氟化成2,3,3,3‑四氟丙烯；‑收取得自该反应的气态物流；‑将得自该反应的气态物流冷却并部分凝结，以得到部分凝结的物流；‑将所述部分凝结的物流分离成气态部分和液体部分；‑压缩所述气态部分以得到经压缩的气态部分；‑压缩所述液体部分以得到经压缩的液体部分；‑蒸馏所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分以得到2,3,3,3‑四氟丙烯物流、氢氯酸物流以及未反应的氟化氢物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.03 FR 12510211.2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法，包括：
-使用氟化氢将卤代丙烷和/或卤代丙烯反应性地氟化成2,3,3,3-四氟丙
烯；
-收取得自该反应的气态物流；
-将得自该反应的气态物流冷却并部分凝结，以得到部分凝结的物流；
-将所述部分凝结的物流分离成气态部分和液体部分；
-压缩所述气态部分以得到经压缩的气态部分；
-压缩所述液体部分以得到经压缩的液体部分；
-蒸馏所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分以得到2,3,3,3-
四氟丙烯物流、氢氯酸物流以及未反应的氟化氢物流。
2.权利要求1的方法，其中，所述未反应的氟化氢物流进一步包含作为
来自所述氟化反应的中间体的有机化合物、和/或得自副反应的有机化合物。
3.权利要求1或2的方法，其中，将所述未反应的氟化氢物流再循环至
所述氟化反应。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中，所述氟化反应是气相催化氟化
反应。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中，在比所述经压缩的气态部分和
所述经压缩的液体部分的蒸馏的压力低的压力下进行所述氟化反应。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中，所述氟化反应在0.1-10巴的绝
对压力、且优选0.3-8巴的绝对压力下进行；和/或所述蒸馏在5-40巴的绝对
压力、且更优选7-25巴的绝对压力下进行。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中，所述气态部分占所述部分凝结
的物流的25％-60％，且所述液体部分占所述部分凝结的物流的40％-75％，
以质量比计。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中，所述蒸馏步骤包括：
-所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分的第一蒸馏；
-在所述第一蒸馏结束时收取所述未反应的氟化氢物流；
-在所述第一蒸馏结束时收取中间体物流；
-所述中间体物流的第二蒸馏；
-在所述第二蒸馏结束时收取所述氢氯酸物流；和
-在所述第二蒸馏结束时收取所述2,3,3,3-四氟丙烯物流。
9.权利要求1-7中任一项的方法，其中，所述蒸馏步骤包括：
-所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分的第一蒸馏；
-在所述第一蒸馏结束时收取所述氢氯酸物流；
-在所述第一蒸馏结束时收取中间体物流；
-所述中间体物流的第二蒸馏；
-在所述第二蒸馏结束时收取所述2,3,3,3-四氟丙烯物流；和
-在所述第二蒸馏结束时收取所述未反应的氟化氢物流。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中，在蒸馏塔的不同位置处引入
所述经压缩的气态部分和所述经压缩的液体部分。
11.权利要求1-10中任一项的方法，其中，所述2,3,3,3-四氟丙烯物流
经历一个或多个进一步的纯化步骤，优选选自洗涤、萃取、倾析和蒸馏。
12.权利要求1-11中任一项的方法，其中，所述卤代丙烷和/或卤代丙
烯为氯代丙烷和/或氯代丙烯，且优选选自1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,2,2,3-五氯
丙烷、1,1,2,3-四氯丙烯、2,3,3,3-四氯丙烯、1,1,1-三氟-2-氯丙烯和1,1,1-三氟
-2,3-二氯丙烷、以及它们的混合物。
13.用于生产2,3,3,3-四氟丙烯的设备，包括：
-供给有卤代丙烷和/或卤代丙烯以及氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：D德尔伯特，B科利尔，L温德林格，
申请(专利权)人：阿克马法国公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR