生产和纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法技术

本发明专利技术涉及使用第一组合物生产和纯化2,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯的方法，所述第一组合物包含2,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯、3,3,3‑三氟丙烯(1243zf)和反式‑1,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234ze‑E)，所述方法包括以下步骤：a)使所述第一组合物与至少一种有机提取试剂接触以形成第二组合物；b)提取蒸馏所述第二组合物以形成：(i)第三组合物，其包含所述有机提取试剂、3,3,3‑三氟丙烯(1243zf)和反式‑1,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234ze‑E)，和ii)包含2,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯的物流；以及c)回收和分离所述第三组合物以形成包含所述有机提取试剂的物流和包含3,3,3‑三氟丙烯(1243zf)和反式‑1,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234ze‑E)的物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产和纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法
本专利技术涉及纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法。本专利技术还涉及生产和纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法。
技术介绍
氢氟烃(HFC)且特别是氢氟烯烃(HFO)如2,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)是因其性质而已知的作为冷却剂、传热流体、灭火剂、推进剂、发泡剂、溶胀剂、气态电介质、聚合介质或单体、载体流体、磨料剂、干燥剂以及用于发电装置的流体的化合物。由于ODP(臭氧消耗潜能值)和GWP(全球变暖潜能值)值低，HFO已被确定为HCFC的理想替代品。大多数的用于制造氢氟烯烃的方法涉及氟化和/或脱卤化氢反应。这些反应在气相中进行并产生杂质，因此需要除去杂质以获得用于目标应用的足够纯度的期望化合物。例如，在生产2,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)的情况中，观察到存在杂质如1-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233zd)、1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze)和1,1,1,3,3-五氟丙烷(245fa)。这些杂质是期望通过生产2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法获得的主要化合物的异构体，除了2,3,3,3-四氟-1-丙烯之外，即2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233xf)和1,1,1,2,2-五氟丙烷(245cb)。考虑到1-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233zd)、1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze)和1,1,1,3,3-五氟丙烷(245fa)的各自的沸点，其可能在反应器中累积并因此阻止感兴趣的产物的形成。这种类型的反应混合物的纯化可以通过现有技术已知的各种技术进行，例如蒸馏。然而，当待纯化的化合物的沸点太接近或当其形成共沸或准共沸组合物时，则蒸馏不是有效的方法。因此已经记载了提取蒸馏方法。EP0864554公开了一种在沸点大于1-氯-3,3,3-三氟-反式-1-丙烯的沸点的溶剂的存在下通过蒸馏使包含1,1,1,3,3-五氟丙烷(245fa)和1-氯-3,3,3-三氟-反式-1-丙烯(1233zd)的混合物纯化的方法。WO03/068716公开了一种在六氟丙烯的存在下通过蒸馏从包含五氟乙烷和氯五氟乙烷的混合物中回收五氟乙烷的方法。WO98/19982还公开了一种通过提取蒸馏来纯化1,1-二氟乙烷的方法。该方法包括使提取试剂与1,1-二氟乙烷和氯乙烯的混合物接触。提取试剂选自沸点为10℃至120℃的烃、醇和氯烃化合物。如WO98/19982所提及，提取试剂的选择可能被证实是复杂的，这取决于待分离的产物。因此仍然需要开发用于纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯的特定方法。
技术实现思路
在生产2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法中，特定操作条件的选择使得可促进一些杂质或其异构体的存在。可以观察到杂质如1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze)的存在，也可以观察到1-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233zd)和1,1,1,3,3-五氟丙烷(245fa)。这些杂质可能源自在生产2,3,3,3-四氟-1-丙烯的过程中产生的中间体化合物所引起的副反应，并且可能具有的物理性质使得其除去可能被证实是复杂的。本专利技术允许生产改进纯度的2,3,3,3-四氟-1-丙烯。根据第一方面，本专利技术提供了使用第一组合物纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234yf)的方法，所述第一组合物包含2,3,3,3-四氟-1-丙烯、3,3,3-三氟丙烯(1243zf)、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物，所述方法包括以下步骤：a)将所述第一组合物置于与至少一种有机提取试剂接触以形成第二组合物；b)提取蒸馏所述第二组合物以形成：i)第三组合物，其包含所述有机提取试剂、3,3,3-三氟丙烯(1243zf)、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物；和ii)包含2,3,3,3-四氟-1-丙烯的物流；c)回收和分离所述第三组合物以形成包含所述有机提取试剂的物流和包含以下的物流：3,3,3-三氟丙烯(1243zf)、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物；优选地，将包含所述有机提取试剂的物流再循环至步骤a)中。优选地，回收在步骤b)中形成的包含2,3,3,3-四氟-1-丙烯的物流。该物流可以任选地进行纯化以达到适合于特定商业规格的纯度。根据一个优选的实施方案，所述提取试剂是选自烃、卤代烃、醇、酮、胺、酯、醚、醛、腈、碳酸酯、硫代烷基化合物、酰胺和杂环化合物的溶剂；或所述有机提取试剂是二氟乙基硅烷、三乙基氟硅烷或全氟丁酸；优选地，所述有机提取试剂是选自酮、酯、醛、醚、碳酸酯和杂环化合物的溶剂。根据一个优选的实施方案，所述有机提取试剂的沸点为10至150℃。根据一个优选的实施方案，所述有机提取试剂的分离因子S1,2大于或等于1.1，所述分离因子通过式S1,2＝(γ1,S*P1)/(γ2,S*P2)来计算，其中γ1,S表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数，P1表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯的饱和蒸气压；γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)或反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数；P2表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)或反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)的饱和蒸气压；有利地，分离因子S1,2大于或等于1.2，优选大于或等于1.4，更优选大于或等于1.6，特别是大于或等于1.8，更特别是大于或等于2.0。根据一个优选的实施方案，所述有机提取试剂的吸收容量C2,S大于或等于0.20，所述吸收容量通过式C2,S＝1/(γ2,S)来计算，其中γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)或反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数；有利地，吸收容量C2,S大于或等于0.40，优选大于或等于0.60，更优选大于或等于0.80，特别是大于或等于1.0。根据一个优选的实施方案，所述有机提取试剂的分离因子S1,2大于或等于1.1，所述分离因子通过式S1,2＝(γ1,S*P1)/(γ2,S*P2)来计算，其中γ1,S表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数，P1表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯的饱和蒸气压；γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)在所述有机提取试剂中在无限稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.使用第一组合物纯化2,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234yf)的方法，所述第一组合物包含2,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯、3,3,3‑三氟丙烯(1243zf)、反式‑1,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234ze‑E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1‑二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2‑四氟乙烷(134a)和反式‑1,2,3,3,3‑五氟丙烯(1225ye‑E)的至少一种化合物，所述方法包括以下步骤：a)将所述第一组合物置于与至少一种有机提取试剂接触以形成第二组合物；b)提取蒸馏所述第二组合物以形成：i)第三组合物，其包含所述有机提取试剂、3,3,3‑三氟丙烯(1243zf)、反式‑1,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234ze‑E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1‑二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2‑四氟乙烷(134a)和反式‑1,2,3,3,3‑五氟丙烯(1225ye‑E)的至少一种化合物；和ii)包含2,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯的物流；c)回收和分离所述第三组合物以形成包含所述有机提取试剂的物流和包含以下的物流：3,3,3‑三氟丙烯(1243zf)、反式‑1,3,3,3‑四氟‑1‑丙烯(1234ze‑E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1‑二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2‑四氟乙烷(134a)和反式‑1,2,3,3,3‑五氟丙烯(1225ye‑E)的至少一种化合物；优选地，将包含所述有机提取试剂的物流再循环至步骤a)中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 FR 15631651.使用第一组合物纯化2,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234yf)的方法，所述第一组合物包含2,3,3,3-四氟-1-丙烯、3,3,3-三氟丙烯(1243zf)、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物，所述方法包括以下步骤：a)将所述第一组合物置于与至少一种有机提取试剂接触以形成第二组合物；b)提取蒸馏所述第二组合物以形成：i)第三组合物，其包含所述有机提取试剂、3,3,3-三氟丙烯(1243zf)、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物；和ii)包含2,3,3,3-四氟-1-丙烯的物流；c)回收和分离所述第三组合物以形成包含所述有机提取试剂的物流和包含以下的物流：3,3,3-三氟丙烯(1243zf)、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物；优选地，将包含所述有机提取试剂的物流再循环至步骤a)中。2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂是选自烃、卤代烃、醇、酮、胺、酯、醚、醛、腈、碳酸酯、硫代烷基化合物、酰胺和杂环化合物的溶剂；或所述有机提取试剂是二氟乙基硅烷、三乙基氟硅烷或全氟丁酸；优选地，所述有机提取试剂是选自酮、酯、醛、醚、碳酸酯和杂环化合物的溶剂。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂的沸点为10至150℃。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂的分离因子S1,2大于或等于1.1，所述分离因子通过式S1,2＝(γ1,S*P1)/(γ2,S*P2)来计算，其中γ1,S表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数，P1表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯的饱和蒸气压；γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)或反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数；P2表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)或反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)的饱和蒸气压；有利地，分离因子大于或等于1.2，优选大于或等于1.4，更优选大于或等于1.6，特别是大于或等于1.8，更特别是大于或等于2.0。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂的吸收容量C2,S大于或等于0.20，所述吸收容量通过式C2,S＝1/(γ2,S)来计算，其中γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)或反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数；有利地，吸收容量C2,S大于或等于0.40，优选大于或等于0.60，更优选大于或等于0.80，特别是大于或等于1.0。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂的分离因子S1,2大于或等于1.1，所述分离因子通过式S1,2＝(γ1,S*P1)/(γ2,S*P2)来计算，其中γ1,S表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数，P1表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯的饱和蒸气压，γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数以及P2表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)的饱和蒸气压；并且所述有机提取试剂的分离因子S1,2大于或等于1.1，所述分离因子通过式S1,2＝(γ1,S*P1)/(γ2,S*P2)来计算，其中γ1,S表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数，P1表示2,3,3,3-四氟-1-丙烯的饱和蒸气压，γ2,S表示反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数以及P2表示反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)的饱和蒸气压；有利地，所述有机提取试剂的分离因子大于或等于1.2，优选大于或等于1.4，更优选大于或等于1.6，特别是大于或等于1.8，更特别是大于或等于2.0。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂的吸收容量C2,S大于或等于0.20，所述吸收容量通过式C2,S＝1/(γ2,S)来计算，其中γ2,S表示3,3,3-三氟丙烯(1243zf)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数；并且所述有机提取试剂的吸收容量C2,S大于或等于0.20，所述吸收容量通过式C2,S＝1/(γ2,S)来计算，其中γ2,S表示反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)在所述有机提取试剂中在无限稀释时的活度系数；有利地，吸收容量C2,S大于或等于0.40，优选大于或等于0.60，更优选大于或等于0.80，特别是大于或等于1.0。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述第一组合物是共沸或准共沸组合物，其包含2,3,3,3-四氟-1-丙烯、反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(1234ze-E)、3,3,3-三氟丙烯(1243zf)以及任选地或没有选自氯甲烷(40)、1,1-二氟乙烷(152a)、氯五氟乙烷(115)、1,1,1,2-四氟乙烷(134a)和反式-1,2,3,3,3-五氟丙烯(1225ye-E)的至少一种化合物。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述有机提取试剂选自2-甲氧基-1-丙烯、1,2-环氧丙烷、乙氧基乙烯、二甲氧基甲烷、乙酸甲酯、异丁醛、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丁酮、甲酸正丙酯、1,2-二甲氧基乙烷、乙酸异丙酯、2-甲基丁醛、丙酸乙酯、1,2-二甲氧基丙烷、二氧杂环己烷、3-戊酮、2-戊酮、三甲氧基甲烷、1,3-二氧杂环己烷、3,3-二甲基-2-丁酮、4-甲基-2-戊酮、碳酸二乙酯、乙酸正丁酯、2-己酮、5-己烯-2-酮、1-乙氧基-2-丙醇、己醛、2-(二甲基氨基)乙醇、2-甲基吡嗪、1-甲基哌嗪、戊腈、4-甲基-2-己酮、1-甲氧基-2-乙酰氧基丙烷、2,6-二甲基吗啉、己酸甲酯和1-丙氧基-2-丙醇；有利地，所述有机提取试剂选自乙氧基乙烯、二甲氧基甲烷、乙酸甲酯、异丁醛、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丁酮、1,2-二甲氧基乙烷、乙酸异丙酯、二氧杂环己烷、3-戊酮、2-戊酮、三甲氧基甲烷、1,3-二氧杂环己烷、3,3-二甲基-2-丁酮、4-甲基-2-戊酮、碳酸二乙酯、乙酸正丁酯、1-乙氧基-2-丙醇和己醛；优选地，所述有机提取试剂选自二甲氧基甲烷、丁酮、乙酸异丙酯、二氧杂环己烷、三甲氧基甲烷、1,3-二氧杂环己烷、乙酸正丁酯、1-乙氧基-2-丙醇和己醛；特别地，所述有机提取试剂选自二甲氧基甲烷、乙酸异丙酯、二氧杂环己烷、三甲氧基甲烷、1,3-二氧杂环己烷、乙酸正丁酯、1-乙氧基-2-丙醇和己醛。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A巴巴艾哈迈德，B科利尔，D德尔伯特，L万德林格，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR