生产四氟丙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造四氟丙烯的方法，该方法使用三个反应器并且包括以下步骤：(a)在第一和第二反应器中，在氢氟酸和催化剂的存在下，实施使化合物B在气相中反应的至少一个步骤，其与通过使催化剂与包含氧化剂的再生物流接触使催化剂再生的步骤交替地进行，(b)在第三反应器中实施生产化合物B的初步阶段，其与用包含氧化剂的再生物流使初步催化剂再生的步骤交替地进行。在第三反应器中的使初步催化剂再生的步骤在所述第一和第二反应器中不存在在氢氟酸的存在下使化合物B反应的步骤的情况下实施。本发明专利技术还涉及为实施本发明专利技术方法而配置的设备。

Method of Producing Tetrafluoropropylene

The invention relates to a method for manufacturing tetrafluoropropylene, which uses three reactors and comprises the following steps: (a) in the presence of hydrofluoric acid and catalyst in the first and second reactors, at least one step of reacting compound B in the gas phase is carried out alternately with the step of regenerating catalyst by contacting the catalyst with regenerative logistics containing oxidant. (b) The initial stage of compound B production in the third reactor is carried out alternately with the step of regenerating the initial catalyst with regeneration logistics containing oxidants. The step of regenerating the primary catalyst in the third reactor is carried out without the step of reacting compound B in the presence of hydrofluoric acid in the first and second reactors. The invention also relates to equipment configured to implement the method of the invention.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产四氟丙烯的方法
本专利技术涉及制造四氟丙烯(HFO-1234)且特别是2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的方法，以及适合于实施该方法的设备。
技术介绍
温室气体是吸收由地球表面发出的红外辐射的气态成分，因此有助于温室效应。其在大气中的浓度的增加是导致全球变暖的因素之一。因此，在制冷和空调系统中使用的氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)的生产已经由蒙特利尔议定书(Montrealprotocol)和京都议定书(Kyotoprotocol)相继规定。需要开发同样有效并且特别地表现出尽可能小的全球变暖潜能值的新的分子。氢氟烯烃且特别是HFO-1234yf就是这种情况，其是一种特别有用的化合物。已知通过特别是氢氯烯烃或氢氯烃的氟化来生产氢氟烯烃或氢氟烃。该氟化通常是使用氢氟酸作为氟化剂的催化氟化。氟化反应通常必须在气相中，在负载的或本体固体催化剂的存在下，在高温(大于300℃)下进行。已知提供与氧化剂，特别是空气，或任选地氯的共进料，以保持催化剂的寿命并限制在反应阶段期间焦炭在其表面上的沉积。文献US8614361描述了一种通过在高氧含量的存在下使HCFO-1233xf与HF反应来制造HFO-1234yf的方法。文献US8618338描述了一种以两个阶段制造氟烯烃的方法，具体而言是由1,1,2,3-四氯丙烯(HCO-1230xa)开始的在液相中的反应的第一阶段，以获得中间体HCFO-1233xf，以及由HCFO-1233xf开始的在气相中的反应的第二阶段，以获得HFO-1234yf。文献WO2013/088195教导了以以下两个阶段制造HFO-1234yf的方法，1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)在气相中的氟化的第一阶段，以获得中间体HCFO-1233xf，然后是由HCFO-1233xf开始的在气相中的反应的第二阶段，以获得HFO-1234yf。文献WO2012/098421和WO2012/098422教导了氟化催化剂的活化和再生。文献WO2013/182816描述了一种在反应器中交替实施催化反应阶段和催化剂的再生阶段的化学反应方法。文献WO2016/001515描述了一种在一个或多个反应器中交替实施催化反应阶段和催化剂的再生阶段的化学反应方法。仍然需要改进制造HFO-1234化合物(例如HFO-1234yf)的方法，并且特别是以高产率和高纯度生产这些化合物，同时使生产成本和资本成本最小化。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种制造四氟丙烯的方法，该方法采用三个反应器并且包括以下阶段：-在第一和第二反应器中，在氢氟酸和催化剂的存在下，进行化合物B在气相中的反应的至少一个阶段，以形成四氟丙烯；其与通过使催化剂与包含氧化剂的再生物流接触的催化剂的再生阶段交替地进行，-在第三反应器中进行制造化合物B的初步阶段，其优选是在氢氟酸和初步催化剂的存在下的化合物A在气相中的反应的初步阶段，所述化合物A与所述化合物B不同，其与初步催化剂使用包含氧化剂的再生物流的再生阶段交替地进行，其特征在于：-在第三反应器中的初步催化剂的再生阶段在所述第一和第二反应器中不存在在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段的情况下进行。根据一个实施方案，该方法包括：-在制造化合物B的初步阶段结束时收集产物物流；-使用所述产物物流，以便进行在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段；以及-将由在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段产生的产物物流分离为包含盐酸和四氟丙烯的第一物流和包含氢氟酸和化合物B的第二物流；-任选地，收集包含氢氟酸和化合物B的所述第二物流，并且在化合物B在氢氟酸的存在下的反应阶段或在制造化合物B的初步阶段中将其再循环。根据一个实施方案，第三反应器中的初步催化剂的再生阶段与第一反应器或第二反应器或两者中的催化剂的再生阶段同时进行；或者在第一反应器或第二反应器或两者中不存在催化剂的再生阶段的情况下进行。在这种情况下，第一反应器和/或第二反应器可以处于再生阶段或等待阶段，即没有物流循环或仅有由惰性气体组成的物流的阶段。根据一个实施方案，在第一反应器和第二反应器中，在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段与再生阶段交替进行。根据一个实施方案，反应器由钢制成，并且内表面用包含超过30重量％的镍的合金或含氟聚合物类型的涂层覆盖；优选地，包含超过30重量％的镍的合金是或根据一个优选的实施方案，四氟丙烯是2,3,3,3-四氟丙烯或1,3,3,3-四氟丙烯。根据一个优选的实施方案，化合物A选自四氯丙烯、氯三氟丙烯、五氯丙烷、二氯三氟丙烷、三氯二氟丙烷、四氯氟丙烷、二氯二氟丙烯、三氯氟丙烯以及其混合物；化合物B选自氯三氟丙烯、五氟丙烷、二氯三氟丙烷、三氯二氟丙烷、四氯氟丙烷、二氯二氟丙烯、三氯氟丙烯以及其混合物；优选地，化合物A选自2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(HCFO-1233xf)、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷(HCFC-243db)、1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)、1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)、1,1,1,3,3-五氯丙烷(HCC-240fa)、1,1,2,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230xa)、2,3,3,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230xf)、1,1,3,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230za)和1,3,3,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230zd)；并且化合物B选自2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(HCFO-1233xf)、1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb)和1-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(HCFO-1233zd)。根据一个优选的实施方案，相对于将包含化合物B和氢氟酸的反应物流引入到第一反应器或第二反应器中的方向，再生物流在相同的方向或相反的方向上，优选在相反的方向上。根据一个优选的实施方案，再生物流的方向在每个再生阶段进行交替。本专利技术还涉及一种用于制造四氟丙烯的设备，其包括用于在气相中的反应的三个反应器，其包括催化剂床，·将用于在气相中的反应的第一反应器和第二反应器各自配置为依次通过以下进行进料：-用于供应包含化合物B和氢氟酸的反应物流的装置；和-用于供应再生物流的装置，将其配置为用包含氧化剂的再生物流向反应器进料；和·将用于在气相中的反应的第三反应器配置为依次通过以下进行进料：-用于供应包含化合物A和氢氟酸的反应物流的装置，和任选地在第一反应器或第二反应器的出口处连接的中间收集装置；所述化合物A与所述化合物B不同；和-用于供应再生物流的装置，将其配置为用包含氧化剂的再生物流向反应器进料。根据一个实施方案，将该设备配置为使得当第一反应器通过用于供应反应物流的装置进行进料时，第二反应器通过用于供应再生物流的装置进行进料。根据一个实施方案，用于供应再生物流的装置在反应器的顶部和底部处连接。根据一个实施方案，将该设备配置为使得用于供应再生物流的系统交替地在底部和顶部处向三个反应器中的任何一个进料。根据一个优选的实施方案，四氟丙烯是2,3,3,3-四氟丙烯或四氟丙烯是1,3,3,3-四氟丙烯。根据一个优选的实施方案，化合物A选自四氯丙烯、氯三氟丙烯、五氯丙烷、二氯三氟丙烷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制造四氟丙烯的方法，该方法采用三个反应器并且包括以下阶段：‑在第一和第二反应器中，在氢氟酸和催化剂的存在下，进行化合物B在气相中的反应的至少一个阶段，以形成四氟丙烯；其与通过使催化剂与包含氧化剂的再生物流接触的催化剂的再生的阶段交替地进行，‑在第三反应器中进行制造化合物B的初步阶段，其优选是在氢氟酸和初步催化剂的存在下的化合物A在气相中的反应的初步阶段，所述化合物A与所述化合物B不同，其与初步催化剂使用包含氧化剂的再生物流的再生阶段交替地进行，其特征在于：‑在第三反应器中的初步催化剂的再生阶段在所述第一和第二反应器中不存在在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段的情况下进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.19 FR 16544451.制造四氟丙烯的方法，该方法采用三个反应器并且包括以下阶段：-在第一和第二反应器中，在氢氟酸和催化剂的存在下，进行化合物B在气相中的反应的至少一个阶段，以形成四氟丙烯；其与通过使催化剂与包含氧化剂的再生物流接触的催化剂的再生的阶段交替地进行，-在第三反应器中进行制造化合物B的初步阶段，其优选是在氢氟酸和初步催化剂的存在下的化合物A在气相中的反应的初步阶段，所述化合物A与所述化合物B不同，其与初步催化剂使用包含氧化剂的再生物流的再生阶段交替地进行，其特征在于：-在第三反应器中的初步催化剂的再生阶段在所述第一和第二反应器中不存在在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段的情况下进行。2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于其包括：-在制造化合物B的初步阶段结束时收集产物物流；-使用所述产物物流，以便进行在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段；以及-将由在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段产生的产物物流分离为包含盐酸和四氟丙烯的第一物流和包含氢氟酸和化合物B的第二物流；-任选地，收集包含氢氟酸和化合物B的所述第二物流，并且在化合物B与氢氟酸的反应阶段或制造化合物B的初步阶段中将其再循环。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于第三反应器中的初步催化剂的再生的阶段与第一反应器或第二反应器或两者中的催化剂的再生阶段同时进行；或者在第一反应器或第二反应器或两者中不存在催化剂的再生阶段的情况下进行。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在第一反应器和第二反应器中，在氢氟酸的存在下的化合物B的反应阶段与再生阶段交替进行。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于反应器由钢制成，并且内表面用包含超过30重量％的镍的合金或含氟聚合物类型的涂层覆盖；优选地，包含超过30重量％的镍的合金是或6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中四氟丙烯是2,3,3,3-四氟丙烯或1,3,3,3-四氟丙烯。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中化合物A选自四氯丙烯、氯三氟丙烯、五氯丙烷、二氯三氟丙烷、三氯二氟丙烷、四氯氟丙烷、二氯二氟丙烯、三氯氟丙烯以及其混合物；化合物B选自氯三氟丙烯、五氟丙烷、二氯三氟丙烷、三氯二氟丙烷、四氯氟丙烷、二氯二氟丙烯、三氯氟丙烯以及其混合物；优选地，化合物A选自2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(HCFO-1233xf)、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷(HCFC-243db)、1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)、1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)、1,1,1,3,3-五氯丙烷(HCC-240fa)、1,1,2,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230xa)、2,3,3,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230xf)、1,1,3,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230za)和1,3,3,3-四氯-1-丙烯(HCO-1230zd)；并且化合物B选自2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(HCFO-1233xf)、1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb)和1-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(HCFO-1233zd)。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于相对于将包含化合物B和氢氟酸的反应物流引入到第一反应器或第二反应器中的方向，再生物流在相同的方向或相反的方向上，优选在相反的方向上。9.如前述权利要求所述的方法，其特征在于再生物流的方向在每个再生阶段进行交替。10.用于制造四氟丙烯的设备，其包括用于在气相中的反应的三个反应器(2a，2b，3)，其包括催化剂床(21a，21b，21c)，·将用于在气相中的反应的第一反应器(2a)和第二反应器(2b)各自配置为依次通过以下进行进料：-用于供应包含化合物B和氢氟酸的反应物流的装置(16)；和-用于供应再生物流的装置(11)，将其配置为用包含氧化剂的再生物流向反应器进料；和·将用于在气相中的反应的第三反应器(3)配置为依次通过以下进行进料：-用于供应包含化合物A和氢氟酸的反应物流的装置(13)，和任选地在第一反应器(2a)或第二反应器(2b)的出口处连接的中间收集装置(19)；所述化合物A与所述化合物B不同；和-用于供应再生物流的装置(14)，将其配置为用包含氧化剂的再生物流向反应器进料。11.如权利要求10所述的设备，将该设备配置为使得当第一反应器(2a)通过用于供应反应物流的装置(16)进行进料时，第二反应器(2b)通过用于供应再生物流的装置(11)进行进料。12.如权利要求10和11中任一项所述的设备，其中用于供应再生物流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D德尔伯特，D加莱特，A皮加莫，L温德林格，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR