制备2,3,3,3-四氟丙烯的方法技术

本发明专利技术提供制备2，3，3，3-四氟丙烯(1234yf)的方法，包括：(a)在氢化催化剂的存在下使1，1，2，3，3，3-六氟丙烯(1216)与氢接触以产生1，1，2，3，3，3-六氟丙烷(236ea)；(b)使236ea脱氟化氢以产生1，2，3，3，3-五氟丙烯(1225ye)；(c)在氢化催化剂的存在下使1225ye与氢接触以产生1，2，3，3，3-五氟丙烷(245eb)；和(d)使245eb脱氟化氢以产生1234yf；其中步骤(b)和(d)在包含活性碳、主族金属和/或过渡金属的催化剂的存在下进行。

【技术实现步骤摘要】
制备2，3，3，3-四氟丙烯的方法本申请是申请日为2009年5月15日、申请号为200980117398.4、专利技术名称为“制备2，3，3，3-三氟丙烯的方法”(PCT/GB2009/001263，进入国家阶段日期2010年11月15日)之申请的分案申请。
本专利技术涉及制备2，3，3，3-四氟丙烯的方法。
技术介绍
2，3，3，3-四氟丙烯也称为HFO-1234yf、HFC-1234yf或简称为1234yf。下文中，除非另行说明，否则2，3，3，3-四氟丙烯称为1234yf。已知的制备1234yf的方法通常受困于诸如低产率、和/或处理有毒和/或昂贵的反应物、和/或使用极端条件、和/或产生有毒副产物的缺点。在例如JournalFluorineChemistry(82)，1997，171-174中已经描述了制备1234yf的方法。在这篇论文中，通过四氟化硫与三氟乙酰丙酮反应制备1234yf。但是，由于处理反应物的危险及它们的价格，因此这种方法仅具有学术价值。在US-2931840中描述了另一种制备1234yf的方法。在这种情况下，声称在存在或不存在四氟乙烯的情况下热解C1含氯氟烃以制造1234yf。但是，所描述的产率非常低，而且也必须在极端条件下处理危险的化学品。还预计此类方法会产生多种剧毒的副产物。除了克服已知方法的缺点外，希望的是提供一种仅使用易得原料制备1234yf的新方法。本说明书中对之前公开的文献的列举或论述不应必须视为承认该文献是现有技术的一部分或是公知常识。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种包括以下步骤的制备1234yf的方法解决了已知的制备1234yf方法的缺点：(a)在氢化催化剂的存在下使1，1，2，3，3，3-六氟丙烯(下文中称为1216或HFP)与氢接触，以产生1，1，2，3，3，3-六氟丙烷(下文中称为236ea)；(b)使236ea脱氟化氢以产生1，2，3，3，3-五氟丙烯(下文中称为1225ye)；(c)在氢化催化剂的存在下使1225ye与氢接触，以产生1，2，3，3，3-五氟丙烷(下文中称为245eb)；和(d)使245eb脱氟化氢以产生1234yf。除非另行说明，否则该方法在下文中称为本专利技术的方法。1225ye以几何异构体E-1225ye和Z-1225ye形式存在。除非另行说明，否则本文中所用的1225ye应当是指几何异构体的混合物。可以使用任何合适的装置，如静态混合器、管式反应器、搅拌釜式反应器或搅拌气液分离容器间歇或连续(优选连续)进行步骤(a)至(d)的每一步骤。装置优选由一种或多种耐腐蚀材料，例如或制造。在本文中所述的本专利技术方法的任意方面，可以对来自步骤(a)、(b)、(c)和/或(d)的产物进行纯化步骤。例如，可以通过一个或多个蒸馏、浓缩或相分离步骤和/或通过用水或碱水溶液洗涤以分离所需产物或反应物来实现纯化。可以采用多种合适的反应器布局进行本专利技术的方法。例如，可以使用对于各步骤独立的反应器连续进行该方法，其中步骤(a)、(b)、(c)和(d)以该顺序依次进行。或者，可以使用一个氢化反应器和一个脱氟化氢反应器以半间歇方式进行该方法，其中步骤(a)、(b)、(c)和(d)以该顺序依次进行。在这种半间歇工艺中，在氢化反应器中将HFP转化为236ea，在脱氟化氢反应器中将236ea转化为1225ye。这两个反应，步骤(a)和(b)均进行规定的时间，通常为大约1至大约1000小时，如大约10至大约500小时，例如大约20至大约200小时。在分别使用同一氢化反应器与脱氟化氢反应器以将1225ye转化为245eb和将245eb转化为1234yf之前，将产生的1225ye储存在缓冲罐中。这些反应，步骤(c)和(d)再次进行规定的时间，通常大约1至大约1000小时，如大约10至大约500小时，例如大约20至大约200小时。在另一个优选的反应布局中，本专利技术方法的步骤(a)和(c)可以在同一反应器中同时进行。氟代烯烃如HFP和1225ye的氢化已知是大量放热的。通过结合氢化反应，认为可以通过利用不同的反应热和产物的热容量来控制反应的放热性质。这对于本专利技术的方法来说具有较低的资本成本和提高的效率的优点。其中步骤(a)和(c)在同一反应器中同时进行的反应产物包含236ea和245eb。它们可以在送入用于进行步骤(b)和(d)的单独的脱氟化氢反应器中之前彼此分离(例如，通过蒸馏)。或者，在任意任选的去除不需要的副产物(例如CF3CFHCH3(254eb)和/或H2)的纯化步骤之后，可以将236ea和245eb的组合流送入单个反应器中。由此，可以在同一反应器中同时进行脱氟化氢步骤(b)和(d)。据信这对于本专利技术的方法来说具有较低的资本成本和提高的效率的优点。当然，可以将来自于单独氢化反应器的236ea与245eb的单独进料送入单个脱氟化氢反应器中，在该脱氟化氢反应器中同时进行步骤(b)和(d)。在又一个实施方案中，可以利用稀释气流来控制步骤(a)和/或(c)、特别是步骤(a)的放热氢化反应。为避免疑问，稀释气流可以单独用于步骤(a)、单独用于步骤(c)或用于步骤(a)与(c)。稀释气流可以是气体，如氮气或1，1，1，2-四氟乙烷(134a)，过量的一种或多种原料(例如HFP和/或1225ye)，或实际上来自步骤(a)和(c)的产物，245eb或236ea的一种或两种。对于步骤(a)和(c)的优选条件、催化剂等的下列描述适用于可用于进行本专利技术方法的所有反应器布局(例如上述那些)。步骤(a)和(c)中的氢化反应可以在液相或气相，优选气相中进行。大约-50至大约275℃的温度可用于步骤(a)和(c)。液相氢化的优选温度为大约-50至大约50℃，例如大约15至大约40℃。气相氢化的优选温度为大约0至大约250℃，如大约20至大约200℃，例如大约50至大约150℃。步骤(a)和(c)可以在氟化极性非质子溶剂的存在下进行，特别是当在液相中进行时。合适的溶剂包括HFC(例如134a)和PFC(例如全氟萘烷)。步骤(a)和(c)中的氢化反应可以在大气压力、低于大气压力或超大气压力，优选超大气压力下进行。例如，可以在大约0至大约40巴(绝对压力)，如大约1至大约30巴(绝对压力)，例如大约5至大约20巴(绝对压力)的压力下进行氢化。步骤(a)中氢∶1216和步骤(c)中氢∶1225ye的比合适地为大约0.1∶1至大约40∶1，如大约1∶1至大约20∶1，优选大约1.1∶1至大约10∶1，例如1.5∶1至大约5∶1。任何合适的氢化催化剂可用于步骤(a)和(c)，包括包含过渡金属的催化剂。优选的过渡金属氢化催化剂包括包含Ni、Pd、Pt、Re、Rh、Ru及其混合物的那些催化剂。此类催化剂可以是负载的(例如，负载在氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆(或前述元素的氟化物)、氟化钙、碳或硫酸钡上)或未负载的(例如雷尼镍或海绵钯)。钯碳(Pd/C)目前是优选的用于步骤(a)和(c)的氢化催化剂。氢化催化剂通常以构成步骤(a)和(c)的成分总重量的大约0.01至大约30重量％，如大约0.1至大约10％的量使用。当Pd/C用作催化剂时，Pd以该催化剂的大约0.01至大约10重量％，如大约0.1至大约5％的量存在。在步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备2，3，3，3‑四氟丙烯(1234yf)的方法，所述方法包括：(a)在氢化催化剂的存在下使1，1，2，3，3，3‑六氟丙烯(1216)与氢接触以产生1，1，2，3，3，3‑六氟丙烷(236ea)；(b)使236ea脱氟化氢以产生1，2，3，3，3‑五氟丙烯(1225ye)；(c)在氢化催化剂的存在下使1225ye与氢接触以产生1，2，3，3，3‑五氟丙烷(245eb)；和(d)使245eb脱氟化氢以产生1234yf；其中步骤(b)和(d)在包含活性碳、主族金属和/或过渡金属的催化剂的存在下进行。

【技术特征摘要】
2008.05.15 GB 0808836.11.一种制备2,3,3,3-四氟丙烯(1234yf)的方法，所述方法包括：(a)在氢化催化剂的存在下使1,1,2,3,3,3-六氟丙烯(1216)与氢接触以产生1,1,2,3,3,3-六氟丙烷(236ea)；(b)使236ea脱氟化氢以产生1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye)；(c)在氢化催化剂的存在下使1225ye与氢接触以产生1,2,3,3,3-五氟丙烷(245eb)；和(d)使245eb脱氟化氢以产生1234yf；其中步骤(b)和(d)在包含活性碳、主族金属和/或过渡金属的催化剂的存在下进行；其中步骤(b)和(d)同时进行；以及其中步骤(a)到(d)在由一种或多种耐腐蚀材料制成的装置中进行。2.权利要求1的方法，其中步骤(a)和(c)在同一反应器中进行。3.权利要求2的方法，其中步骤(a)和(c)同时进行。4.权利要求1的方法，其中步骤(b)和(d)在同一反应器中进行。5.权利要求4的方法，其中在步骤(b)和(d)中，236ea和245eb与催化剂的接触时间为1至500秒。6.权利要求5的方法，其中在步骤(b)和(d)中，236ea和245eb与催化剂的接触时间为5至400秒。7.权利要求1至6中任一项的方法，其中步骤(a)和(c)在-25至275℃的温度和0至40巴绝对压力的压力下进行。8.权利要求7的方法，其中步骤(a)和(c)在气相中在0至250℃的温度下进行。9.权利要求7的方法，其中步骤(a)和(c)在气相中在20至200℃的温度下进行。10.权利要求7的方法，其中步骤(a)和(c)在气相中在50至150℃的温度下进行。11.权利要求1至6中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·威廉·史密斯，克莱尔·麦圭尼斯，安德鲁·保尔·沙拉特，安德鲁·马克·泰勒，
申请(专利权)人：墨西哥化学阿玛科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：墨西哥;MX