用于制备C3氯化烷烃和C3氯化烯烃化合物的方法技术
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备C3氯化烷烃和C3氯化烯烃化合物的方法
本专利技术涉及用于制备非常高纯度的C3氯化烷烃和C3氯化烯烃化合物的方法，所述化合物可用作例如用于制备新一代含氟化合物的原料。本专利技术还涉及由这些方法获得的组合物以及这些组合物在制备含氟化合物中的用途。
技术介绍
卤代烷烃可用在一系列应用中。例如，卤代烃广泛用作制冷剂、发泡剂和起泡剂。在二十世纪下半叶，氯氟代烷烃的使用一直成指数增长，直到20世纪80年代，当时对它们的环境影响提出了关注，特别是关于臭氧层的消耗。随后，氟化烃例如全氟碳和氢氟碳已被用于代替氯氟代烷烃，但最近已经提出了关于使用该类化合物的环境问题，并且已在欧盟和其它地方颁布立法以减少其使用。新兴的环保型卤代烃正在出现并被研究，例如具有低臭氧消耗/全球变暖潜势的那些，并且在一些情况下已经用于多种应用中，尤其是在汽车和家庭用品领域中作为制冷剂。此类化合物的实例包括2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HFO-1233xf)、1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)、3,3,3-三氟丙烯(HFO-1243zf)、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO-1225ye)、1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HFO-1233zd)、3,3,4,4,4-五氟丁烯(HFO-1345zf)、1,1,1,4,4,4-六氟丁烯(HFO-1336mzz)、3,3,4,4,5,5,5-七氟戊烯(HFO-1447fz)、2,4,4,4-四氟丁-1-烯(HFO-1354mfy)和1,1,1,4,4,5,5,5-八氟戊烯(HFO-143...
【技术保护点】
一种用于制备包含多种C3氯化烷烃异构体的反应混合物的方法，其包括在氯化区中氯化C3氯化烷烃原材料以产生所述多种C3氯化烷烃异构体，所述多种C3氯化烷烃异构体各自比所述C3氯化烷烃原材料多至少一个氯原子，其中控制所述C3氯化烷烃原材料的浓度，使得由存在于所述氯化区中的所述反应混合物中的所述C3氯化烷烃原材料:C3氯化烷烃异构体的摩尔比表示的所述C3氯化烷烃原材料向所述多种C3氯化烷烃异构体的转化率不超过约40:60。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.19 CZ PV2015-558;2015.12.03 CZ PV2015-8581.一种用于制备包含多种C3氯化烷烃异构体的反应混合物的方法，其包括在氯化区中氯化C3氯化烷烃原材料以产生所述多种C3氯化烷烃异构体，所述多种C3氯化烷烃异构体各自比所述C3氯化烷烃原材料多至少一个氯原子，其中控制所述C3氯化烷烃原材料的浓度，使得由存在于所述氯化区中的所述反应混合物中的所述C3氯化烷烃原材料:C3氯化烷烃异构体的摩尔比表示的所述C3氯化烷烃原材料向所述多种C3氯化烷烃异构体的转化率不超过约40:60。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述C3氯化烷烃原材料的氯化通过使所述原材料与氯反应来进行，所述氯优选具有约99.5％或更高的纯度。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述氯以相对于所述C3氯化原材料的亚化学计量供应至所述氯化区。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中以按摩尔计占所述C3氯化烷烃原材料约15％至约35％或约45％的量供应氯分子至所述氯化区。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中供应至所述氯化区的所述氯具有约100ppm或更低的氧含量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述C3氯化烷烃原材料的氯化在暴露于UV和/或可见光下和/或在路易斯酸催化剂存在下进行。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述路易斯酸是过渡金属或硫的卤化物。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述路易斯酸催化剂是过渡金属例如铁、铝、锑、镧、锡、钛或硼或元素例如硫或碘的卤化物(例如氯化物、溴化物、氟化物或碘化物)，例如FeCl3、AlCl3、SbCl5、SnCl4、TiCl4、BF3、SO2Cl2和/或金属三氟甲磺酸盐。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述路易斯酸催化剂以少于约100ppm、少于约75ppm、少于约50ppm或少于约25ppm的量存在于所述反应混合物中。10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述氯化区的操作温度在约-30℃和200℃之间。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述反应混合物包含少于约25000ppm的过氯化杂质。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述C3氯化烷烃原材料包含三氯化末端碳原子。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述C3氯化烷烃原材料是1,1,1,3-四氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、1,2,2,3-四氯丙烷、1,1,2,3-四氯丙烷、1,2,2-三氯丙烷、1,2-二氯丙烷，或者1,1,2,2-四氯丙烷和1,2,2,3-四氯丙烷的混合物或1,1,2,3-四氯丙烷和1,2,2,3-四氯丙烷的混合物，或其混合物。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述C3氯化烷烃原材料包含少于20ppm的氯乙烯和/或由其中不使用氯乙烯的方法制备。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述多种C3氯化烷烃异构体包含两种异构体或由两种异构体组成，即第一异构体和第二异构体。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中在所述氯化区中产生的所述多种异构体中，所述第一异构体的存在量大于所述第二异构体的存在量。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一异构体和第二异构体的摩尔比通过以下中的一个或多个来控制：使用路易斯酸催化剂、使所述反应混合物暴露于UV/可见光、所述反应混合物在所述氯化区中的停留时间和/或所述氯化区内的操作温度。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中在所述氯化区中产生的所述多种异构体中的所述第一异构体:第二异构体的摩尔比为约60:40或约70:30至约95:5或约98:2。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中在所述氯化区中产生的所述多种异构体中的所述第一异构体:第二异构体的摩尔比为40:60至约60:40。20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述多种C3氯化烷烃异构体由以下组成：·1,1,1,3,3-五氯丙烷和1,1,1,2,3-五氯丙烷，·1,1,1,2,3-五氯丙烷和1,1,2,2,3-五氯丙烷，或·1,1,2,2,3-五氯丙烷和1,1,1,2,2-五氯丙烷。21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，其中所述多种C3氯化烷烃异构体由1,1,1,2,3-五氯丙烷和1,1,1,3,3-五氯丙烷组成，并且1,1,1,3,3-五氯丙烷是所述第一异构体，1,1,1,2,3-五氯丙烷是所述第二异构体。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一异构体:第二异构体的摩尔比为70:30至99:1。23.根据权利要求21或22所述的方法，其中未向所述氯化区供应路易斯酸催化剂并且使所述氯化区暴露于UV/可见光。24.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，其中所述多种C3氯化烷烃异构体由1,1,1,2,3-五氯丙烷和1,1,1,3,3-五氯丙烷组成，并且1,1,1,2,3-五氯丙烷是所述第一异构体，1,1,1,3,3-五氯丙烷是所述第二异构体。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一异构体:第二异构体的摩尔比为70:30至99:1。26.根据权利要求25所述的方法，其中向所述氯化区供应路易斯酸催化剂并且使所述氯化区任选地暴露于UV/可见光，所述路易斯酸催化剂任选地例如通过向所述氯化区中加入过渡金属而原位形成。27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法，其中从所述氯化区提取的所述反应混合物的氯含量为约0.05％或更小。28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法，其进一步包括对所述反应混合物的一个或多个蒸馏步骤，所述一个或多个蒸馏步骤使用与所述氯化区直接连通的蒸馏设备进行和/或使用远离所述氯化区的蒸馏设备对从所述氯化区提取的反应混合物进行。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述一个或多个蒸馏步骤导致获得富含所述多种C3氯化烷烃异构体或由所述多种C3氯化烷烃异构体组成的多个C3氯化烷烃异构体流。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述一个或多个蒸馏步骤导致获得以下流中的一个或多个：·一个或多个未反应的C3氯化烷烃原材料流，所述一个或多个未反应的C3氯化烷烃原材料流富含所述C3氯化烷烃原材料或由所述C3氯化烷烃原材料组成，·一个或多个单一异构体流，所述一个或多个单一异构体流富含所述C3氯化烷烃异构体中的一种或由所述C3氯化烷烃异构体中的一种组成，以及·一个或多个蒸馏残渣流，所述一个或多个蒸馏残渣流富含氯化不足的杂质、过氯化杂质和/或具有与所述异构体不同数目的碳原子的杂质或由氯化不足的杂质、过氯化杂质和/或具有与所述异构体不同数目的碳原子的杂质组成。31.根据权利要求30所述的方法，其中经由蒸馏获得富含所述第二异构体或由所述第二异构体组成的单一异构体流，从而导致所述多种C3氯化烷烃异构体中的所述第一异构体和第二异构体的摩尔比的变化，即所述第二异构体的比例的减小和所述第一异构体的比例的增加。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述第一异构体的比例增加至少约5％。33.根据权利要求31或32所述的方法，其中所述第一异构体的比例增加至少约10％。34.根据权利要求28至33中任一项所述的方法，其中经由直接蒸馏使用与所述氯化区连通的蒸馏设备获得未反应的C3氯化烷烃原材料流。35.根据权利要求28至34中任一项所述的方法，其中获得的所述多种C3氯化烷烃异构体流和/或所述一个或多个单一异构体流包含：少于约10000ppm、少于约5000ppm、少于约2000ppm、少于约1000ppm、少于约500ppm、少于约200ppm、少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm或少于约5ppm的氯化不足的杂质，少于约5000ppm、少于约2000ppm、少于约1000ppm、少于约500ppm、少于约200ppm、少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm或少于约5ppm的过氯化杂质，少于约5000ppm、少于约2000ppm、少于约1000ppm、少于约500ppm、少于约200ppm、少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm或少于约5ppm的氯化烯烃化合物，少于约1000ppm、少于约500ppm、少于约200ppm、少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm或少于约5ppm的具有与所述异构体不同数目的碳原子的化合物，少于约1000ppm、少于约500ppm、少于约200ppm、少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm、少于约5ppm或少于约2ppm的含氧有机杂质，少于约500ppm、少于约200ppm、少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm或少于约5ppm的金属，和/或少于约100ppm、少于约50ppm、少于约20ppm、少于约10ppm或少于约5ppm的水。36.根据权利要求1至35中任一项所述的方法，其中将所述反应混合物从所述氯化区提取出来，并在1、2、3或4个顺序布置的下游氯化区中进行后续氯化步骤，其中存在于所述下游氯化区中的任一个中的所述反应混合物中的所述C3氯化烷烃原材料:C3氯化烷烃异构体的摩尔比不超过约40:60。37.根据权利要求28至34中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：将混合物进料至水性处理区中，使所述混合物与水性介质接触，并提取包含降低水平的含氧化合物的经处理的混合物，所述混合物是从所述氯化区提取的反应混合物、经由蒸馏从所述反应混合物获得的多个C3氯化烷烃异构体流或部分蒸馏的反应混合物，即已经由蒸馏从中获得未反应的C3氯化烷烃原材料流、一个或多个单一异构体流和/或一个或多个蒸馏残渣流中的一个或多个的从所述氯化区提取的反应混合物。38.一种用于处理包含至少两种C3氯化烷烃异构体和含氧有机化合物的混合物的方法，其包括将所述混合物进料至水性处理区中，使所述混合物与水性介质接触，并提取包含降低水平的含氧化合物的经处理的混合物。39.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述经处理的混合物包含约1000ppm或更少、约500ppm或更少、约200ppm或更少、约100ppm或更少、约50ppm或更少或者约10ppm或更少的量的含氧有机化合物。40.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中根据权利要求23至25所述的水性处理步骤不在任何所述蒸馏步骤之前，在所述蒸馏步骤中的一个、一些或全部之前。41.根据权利要求28至40中任一项所述的方法，其中所述氯化区被包括在连续搅拌槽反应器、循环或回路反应器、和/或管式反应器、或者任选地多个以级联布置的相同或不同类型的所述反应器内。42.根据权利要求41所述的方法，其中所述氯化区被包括在连续搅拌槽反应器中，通过UV和/或可见光促进氯化，并且所述反应混合物中的所述C3氯化烷烃原材料:C3氯化烷烃异构体的摩尔比不超过约60:40。43.根据权利要求41所述的方法，其中所述反应混合物中的所述C3氯化烷烃原材料:C3氯化烷烃异构体的摩尔比为95:5至75:25，并且任选地，所述氯化区被包括在循环或回路反应器中，所述反应器配置为使得所述反应混合物与蒸馏设备连通以使所述反应混合物经历直接蒸馏，所述氯化区的所述操作温度优选不超过约120℃。44.根据权利要求41所述的方法，其中所述氯化区被包括在降膜管式光反应器中，并且所述反应混合物中的所述C3氯化烷烃原材料:C3氯化烷烃异构体的摩尔比不超过约40:60。45.根据权利要求1至44中任一项所述的方法，其中氯化和/或蒸馏在不存在氧的情况下进行。46.一种用于制备C3氯化烯烃的方法，其包括提供包含多种C3氯化烷烃异构体的混合物，所述多种C3氯化烷烃异构体中的至少两种的沸点相差≤15℃，所述方法包括使所述混合物在脱氯化氢区中经历选择性脱氯化氢步骤，其中所述至少两种C3氯化烷烃异构体中的一种，即第一C3氯化烷烃异构体选择性地转化为相应的第一C3氯化烯烃，而所述多种C3氯化烷烃异构体中的任何其它一种未实质上脱氯化氢。47.根据权利要求46所述的方法，其中脱氯化氢在液相中进行，并且所述脱氯化氢区的操作温度任选地为约50℃、约70℃或约80℃至约120℃或约150℃。48.根据权利要求46或47所述的方法，其中所述包含多种C3氯化烷烃异构体的混合物能由根据权利要求1至23中任一项所述的方法获得。49.根据权利要求48所述的方法，其中所述包含多种C3氯化烷烃异构体的混合物是由根据权利要求17至31中任一项所述的方法获得的所述多种C3氯化烷烃异构体流。50.根据权利要求46至49中任一项所述的方法，其中所述包含多种C3氯化烷烃异构体的混合物具有约95％或更高、约97％或更高、约99％或更高、约99.5％或更高、约99.7％或更高、约99.8％或更高或者约99.9％或更高的纯度，并且进一步包含：少于约10000ppm、少于约5000ppm...
【专利技术属性】
技术研发人员：兹德涅克·昂德鲁斯，帕维尔·库比切克，彼得·斯拉德切克，
申请(专利权)人：化学和冶金生产联合体股份公司，
类型：发明
国别省市：捷克,CZ
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