制备SO*F*和SO*ClF的方法技术

将ＳＯ↓［２］ＣｌＦ和氟化氢引入气相反应步骤制备ＳＯ↓［２］Ｆ↓［２］的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
制备SO2F2和SO2ClF的方法本专利技术涉及一种制备磺酰氟(SO2F2)的方法，并且涉及一种制备SO2F2和SO2ClF的集成工艺。SO2F2可用作熏蒸剂，尤其是用作甲基溴的代用品。SO2ClF可用作反应物，尤其是用于制备甜味剂。US专利3,320,030涉及通过在包含活性炭和碱金属二氟化物催化剂上将SO2、氯和氟化氢反应制备SO2F2和SO2ClF的方法。该方法不能让所制备的SO2F2具有令人满意的产率。特别是，催化剂的迅速失活使得难于在经济上可接受的条件下工业化利用该方法。此外，SO2F2和SO2ClF的比例基本上随着时间波动，这是当目标是一起工业化联合生产两种产物时所不期望的。本专利技术的目的是克服上述问题。本专利技术提供一种制备SO2F2的方法，其中包含将至少含有SO2ClF的SO2F2前体和氟化氢引入气相反应步骤。应理解的是术语“引入至少含有SO2ClF的SO2F2前体”需要将预先存在的SO2ClF引入气相反应步骤中，这不同于US专利3,320,030中所描述的，其中可与氟化氢反应以制备SO2F2的SO2ClF仅就地形成。SO2F2前体指通过与氟化氢反应能形成SO2F2的化合物，例如尤其是SO2ClF、SO2Cl2或含有SO2和Cl2的混合物(优选等摩尔的)。在本专利技术的方法中，SO2F2前体的SO2ClF含量通常至少为80mol％。该含量通常高于或等于90mol％。其优选高于或等于95mol％。尤其优选的是其高于或等于99mol％。基本上由SO2ClF组成的前体是尤其优选的。反应通常在催化剂存在下进行。这类催化剂通常包含微孔材料。催化剂优选基于活性炭。催化剂的BET比表面积通常高于或等于700m2/g，优选高于或等于900m2/g。催化剂的BET比表面积通常低于或等于3000m2/g，优选低于或等于2000m2/g。可利用的活性炭的具体-->实例是分别以商品名NORIT RB3和CARBOTECH AG2-4出售的。在本专利技术的方法中，反应通常在温度高于或等于150℃下进行。温度优选高于或等于175℃。尤其优选的是温度高于或等于200℃。在本专利技术的方法中，反应通常在温度低于或等于300℃下进行。温度优选低于或等于275℃。尤其优选的是温度低于或等于250℃。在本专利技术的方法中，反应通常在高于或等于1巴的压力下进行。压力优选高于或等于2巴。在本专利技术的方法中，反应通常在低于或等于10巴的压力下进行。压力优选为低于或等于5巴。在本专利技术的方法中，引入气相步骤中的氟化氢和SO2F2前体总量的摩尔比率通常高于或等于1。该比率通常高于或等于2。该比率优选高于或约等于3。在本专利技术的方法中，引入气相步骤中的氟化氢和SO2F2前体总量的摩尔比率通常低于或等于10。该比率通常低于或等于5。该比率优选低于或约等于4。已经发现，当本专利技术的方法是在如前所述的催化剂存在下进行时，可以调节接触时间和反应物的流动速率以获得相当高的SO2F2前体的转化，尤其是SO2ClF，同时保持高的SO2F2产率和良好的催化剂稳定性。典型的转化率为高于或等于95％。转化率优选高于或等于99％。本专利技术的方法可获得100％的转化率。在本专利技术方法的一个优选的实施方式中，反应在基本上无氯下进行。基本上无氯指反应混合物中的分子氯的量低于或等于10重量％。反应混合物中的氯的量低于或等于1重量％是尤其更加优选的。反应化合物中的氯的量低于或等于按重量计1000ppm是尤其更加优选的。在一种方案中，反应混合物完全缺乏氯。在本专利技术的第二个优选实施方式中，引入气相步骤中的SO2F2前体和氟化氢是基本上无氯化氢的。基本上无氯化氢指在SO2F2前体或氟化氢中氯化氢的量低于或等于10重量％。氯化氢含量低于或等于1重量％是更优选的。氯化氢含量低于或等于按重量计1000ppm是尤其更加优选的。上文所描述的本专利技术方法的两个优选实施方式使得基于活性炭的-->催化剂的失活特别有效地得以阻止。将本专利技术方法的这两个优选实施方式相结合是尤其优选的。另一方面，本专利技术提供一种制备SO2F2和任选SO2ClF的集成工艺，其特征在于包含(a)第一步将氟化氢与SO2和氯和/或SO2Cl2反应，获得SO2ClF；(b)第二步将至少一些步骤(a)所获得的SO2ClF与氟化氢反应，优选采用如前所述的本专利技术的方法。步骤(a)优选在气相中进行，优选在如前所述的基于活性炭的催化剂存在下进行。步骤(a)通常是在温度低于或等于150℃下进行。温度优选低于或等于130℃。尤其优选的是温度低于或等于120℃。步骤(a)通常在温度高于或等于50℃下进行。温度优选高于或等于80℃。尤其优选的是温度高于或等于100℃。尤其更加优选的是温度高于或等于105℃。已经发现，在尤其优选的温度范围中，获得具有高产率和高选择性的SO2ClF而无SO2F2副产物是可能的。步骤(a)通常在如前所述的本专利技术用于制备SO2F2的方法的压力下进行。已经发现，当步骤(a)在如前所述的催化剂存在下进行时，调节接触时间和反应物的流动速率以获得与本文如前所述的SO2F2前体转化相应的并且具有类似优点的SO2ClF前体转化是可能的。SO2ClF前体指通过与氟化氢反应能形成SO2ClF的化合物，例如尤其是SO2Cl2或含有SO2和Cl2的混合物(优选等摩尔的)。在本专利技术的制备SO2F2和任选SO2ClF的集成工艺中，引入步骤(a)中的氟化氢和SO2ClF前体总量的摩尔比率通常高于或等于1。该比率通常高于或等于1.05。该比率优选高于或约等于1.1。在本专利技术的方法中，引入步骤(a)中的氟化氢和SO2ClF前体总量的摩尔比率通常低于或等于3。该比率通常低于或等于2。该比率优选低于或约等于1.5。-->步骤(b)优选地是如前所述的本专利技术的方法。然而，也可以采用到其它将SO2ClF转化成SO2F2的方法，例如于如前所述的基于活性炭的催化剂上在气相中歧化SO2ClF。在用于制备SO2F2和任选SO2ClF的集成工艺中的一种方案中，对从步骤(a)所获得的反应混合物进行分离，例如目的在于浓缩SO2ClF并且减少先前引入到步骤(b)的HCl量的蒸馏。视需要有利地进行上述分离以提供如前所述的基本上无氯化氢的SO2ClF。视需要也可除去存在的分子氯，例如采用蒸馏方法。一方面进行分离以回收欲引入步骤(b)的包括SO2ClF的馏分，另一方面，回收至少一种基本上由SO2ClF组成的馏分。该后述馏分可从工艺中分离并且可选地在进行后处理之后用于其它目的。本专利技术同样提供根据如上所述的步骤(a)制备SO2ClF的方法，由SO2Cl2或SO2和氯开始与氟化氢反应。下面的实施例将说明本专利技术，然而不限于此。实施例1  反应在置于恒温箱中的金属管反应器中进行，该金属管反应器的直径为1.3cm并且长度为30cm。将25ml的催化剂(Norit RB3活性炭)加至反应器中并且于试验温度下在氦中冲洗0.5小时。随后加入HF 30至60分钟。该阶段后，在3巴的压力下以根据所需的接触时间调节流动速率加入反应物。采用在线气相色谱法对不同时期所获得的反应产物进行分析。以HF/SO2ClF摩尔比率为3，将基本上由SO2ClF组成的SO2F2前体与HF一同加入。这两种反应物基本上无分子氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备ＳＯ↓［２］Ｆ↓［２］的方法，其包含将至少含有ＳＯ↓［２］ＣｌＦ的ＳＯ↓［２］Ｆ↓［２］前体和氟化氢引入气相反应步骤。

【技术特征摘要】
FR 2002-8-23 02/105961.制备SO2F2的方法，其包含将至少含有SO2ClF的SO2F2前体和氟化氢引入气相反应步骤。2.根据权利要求1的方法，其特征在于引入反应步骤中的SO2ClF的量至少为80mol％的SO2F2前体总量。3.根据权利要求2的方法，其特征在于引入反应步骤中的SO2ClF的量至少为95mol％的SO2F2前体总量。4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于反应在基于活性炭的催化剂存在下进行。5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于反应在温度为150至300℃并且压力为1至10巴下进行。6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于反应在基本上无氯下进行。7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于引入气相步骤中的SO2F2前体和氟化氢是基本上无氯化氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：V马蒂厄，A兰伯特，
申请(专利权)人：索尔韦公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]