制备二氯三氟乙烷的方法技术

描述了一种制备二氯三氟乙烷的方法。所述方法包括在至少一个反应器中在氟化催化剂存在下在高温下在气相中使全氯乙烯与氟化氢（ＨＦ）反应。操作所述方法，以便使送入至少一个反应器的全氯乙烯反应物的３０ｗｔ％或更多经过所述反应器或经过每一个反应器后仍未反应。可纯化二氯三氟乙烷，然后原样使用或用于制备五氟乙烷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过全氯乙烯与氟化氢在气相中反应来制M有二氯 三氟乙烷的组合物的方法。二氯三氟乙烷不仅用作致冷剂，还用作随后转化成五氟乙烷的中间产物。二氯三氟乙烷存在三种异构形式。但是，1，1-二氯-2，2,2-三氟乙烷(R-123) 是通常用在致冷中和用于转化成五氟乙烷的异构体。实际上，目前生产的所有二氯三氟乙烷都是由全氯乙烯的氢氟化来制 备的，如下CC12=CC12+3HF—CHC12CF3(R-123)+2HC1全氯乙烯转化成二氯三氟乙烷是放热过程，可以在气相或、;M目中进行。二氯三氟乙烷还可以氟化生成五氟乙烷(R-125)，如下 CHC12CF3+2HF—CHF2CF3(R-125)+2HC1由全氯乙烯制备二氯三氟乙烷的已知方法存在许多缺点。例如，由于 从全氯乙烯到二氯三氟乙烷的反应是放热的，所以实施该过程的反应器可 能变得过热。因此，所述过程可能遭受结垢，在结垢处降解的有机物(通称 为"焦炭")经过一段时间沉积在催化剂表面上。结垢是不希望的，因为它使 催化剂的活性下降。在某些情况下，甚至可能使工艺失控。制备二氯三氟乙烷的已知方法通常还导致产物被各种有机杂质污染， 如果二氯三氟乙烷l^用于生产五氟乙烷的话，那么 一些有机杂质会引起 特定问题。在已知方法中通常产生的杂质包括所谓"UO系"和"130系"化合 物成员的物质。术语"IIO系"是指通式为C2CUx的化合物，其中x为0-6的整数。 术语"130系"是指通式为C2H2Cl4.xFx的化合物，其中x为0-4的整数。不希望受限于任何理论，110和130系化合物似乎至少部分由120系 化合物的歧化产生，120系化合物是指通式为QHCl5-xFx的化合物，其中x为0-5的整数。120系化合物包括二氯三氟乙烷本身以及二氯三氟乙烷的 前体化合物，该前体化合物在全氯乙烯氟化生成二氯三氟乙烷时形成并可 最终转化成二氯三氟乙烷。这些化合物是四氯一氟乙烷(R-121)和三氯二氟 乙烷(R-122)，其每一个都具有异构形式。如果二氯三氟乙烷随后用于制名^五氟乙烷，那么110系化合物的形成 可能引起特定问题，因为该系化合物之一，即氯五氟乙烷(R-115)，在大多 数压力下与五氟乙烷形成共沸物或近共沸物。由于共沸混合物或近共沸混 合物的特性，它们难于分离，因此五氟乙烷被氯五氟乙烷污染，在生产过 程末端产生非常现实且昂贵的纯化问题。该问题特别尖锐，因为氯五氟乙 烷有高耗臭氧潜力，所以仅应该以低水平存在于五氟乙烷中。在由全氯乙烯制备二氯三氟乙烷的已知方法中倾向于生成高水平杂质 至少部分是由于难以控制全氯乙烯与氟化氢的催化反应。总之，先前没有一种生产二氯三氟乙烷的方法是完全令人满意的，因 此需要一种制备二氯三氟乙烷的改进方法，理想的是一种克服至少部分与 已知方法有关的问题的方法。例如，希望提供一种制备二氯三氟乙烷的方 法，该方法生成低水平的杂质例如三氯三氟乙烷和二氯四氟乙烷，使二氯 三氟乙烷的纯化更容易、更经济。还希望提供一种导致结垢较少的制备二 氯三氟乙烷的方法，从而有助于佳反应器的操作更有效并延长催化剂的寿 命。本专利技术提供一种制备二氯三氟乙烷的新方法。简单地说，所述方法包 括在氟化催化剂存在下使全氯乙烯与氟化氢(HF)反应以生产二氯三氟乙 烷。根据本专利技术的第一方面，提供一种生产二氯三氟乙烷的方法，所述方 法包括在至少 一个反应器中在氟化催化剂存在下在高温下在气相中使全 氯乙烯与氟化氢(HF)反应，其中操作所述方法，以便使送入所述至少一 个反应器的全氯乙烯反应物的30 wt。/。或更多经过所述反应器或经过每 一个反应器后仍未反应。二氯三氟乙烷有三种异构体。 一般地，本方法优选导致生成l，l-二氯 -2，2，2-三氟乙烷(1^-123)，如果生成任何其它异构体的话，那么相对于1,1-二氯-2，2，2-三氟乙烷，倾向于量4艮少。但是，二氯三氟乙烷的所有异构体都是潜在有用的，例如作为生产五氟乙烷的原料。在下文中，除非另有说明，无论是纯净形式还是彼此的混合物，通常都使用简称"R-123"表示二 氯三氟乙烷异构体。操作本方法，以便使i!LV至少一个反应器的全氯乙烯的30 wt。/。或更 多(例如3040 wt%)、特别是40 wty。或更多(例如40-80 wtY。)通过所述反 应器或每一个反应器后仍未反应。优选45-80 wt。/o全氯乙烯反应物iWF通 过所述反应器或每一个反应器后仍未反应，更优选50-80 wt%，尤其是 50-70 wt%。在一个优选实施方案中，随后回收至少一部分、优选大部分 未反应的全氯乙烯并循环回所述过程。通过在一定条件下操作所述方法，使得大部分全氯乙烯反应物仍未 反应，可以减少不希望的副反应，甚至可以减少所追求的二氯三氟乙烷进 一步氟化成更完全的氟化产物，该副反应和进一步氟化IC^应温度升高常 常可出现在放热氟化反应中。更具体地，由全氯乙烯的放热转化引起的反 应器温度上升可促进二氯三氟乙烷随后反应生成一氯四氟乙烷和五氟乙 烷，以及在全氯乙烯氟化时生成的120系化合物歧化生成110系和130系 中的化合物。利用本专利技术方法，可以减少或者甚至可能避免一氯四氟乙烷 和五氟乙烷以及具有式C2CUx的化合物的生成。在所述方法结束时回收的组合物通常还含有未反应的氟化氢， 一旦所 述方法已经通过投产或启动阶段，则送入一个或更多个反应器的全氯乙烯 和氟化氢反应物优选包含新料和返料。在一个优选实施方案中，ilfl"构成 iHAX应器的全氯乙烯和氟化氢反应物的主要部分。送入一个或更多个反应器的反应物流还可以含有由于进行随后的纯化 步骤分离出的其它循环组分，例如120系化合物中的二氯三氟乙烷的前体 物质。通常是送入一个或更多个反应器的进料的一部分的两种具体化合物 是三氯二氟乙烷(R-122)和三氯氟乙烯(R-1111)。这两种化合物都能通过与 另外的氟化氲反应转化成二氯三氟乙烷，因此回收和循环这些化合物是有 利的，因为可提高全氯乙烯到二氯三氟乙烷的总转化率。各种反应物可作为单个的组合进料i^一个或更多个反应器或者它们 可作为两个或更多个单独的iW送入。例如，全氯乙烯和氟化氢可单独送 AX应器，或者作为替代方案，可以将一部分全氯乙烯直接i^V反应器，一部分全氯乙烯可以与氟化氢组合以形成混合iW，将该混合ii^与纯的 全氯乙烯进料并流^反应器。本专利技术方法可在单个反应器中进行，或者可在多个串联或并联布置的 反应器中进行。优选地，本方法在多个串联连接的反应器中进行，以便离 开第一个串^应器的反应物流流入下一个反应器，等等。虽然如果需要 可以使用较多数量的互连反应器，但是优选两个或三个串联反应器的布 置。多个>^应器可具有不同尺寸，但是在一个优选实施方案中，它们均具 有相同的尺寸和设计。在一个优选实施方案中，所述反应器或每一个反应 器绝热操作。控制本方法以便使送入至少一个反应器的全氯乙烯反应物的至少 30 wt。/。仍未反应的一种方法是控制由放热氟化反应引起的温升，实际 上这意味着控制经过一个或更多个反应器从入口端至出口端的温升。在一个优选实施方案中，实施所述方法，4吏得所述反应器或每个反应 器v^V口端至出口端的温升都小于50。C、更优选小于40°C、特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二氯三氟乙烷的方法，所述方法包括在至少一个反应器中在氟化催化剂存在下在高温下在气相中使全氯乙烯与氟化氢（ＨＦ）反应，其中操作所述方法，以便使送入所述至少一个反应器的全氯乙烯反应物的３０ｗｔ％或更多经过所述反应器或经过每一个反应器后仍未反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱夫罗伯特吉迪斯，保罗亨德里斯图尔特，
申请(专利权)人：英尼奥斯弗罗控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]