用于产生2,3,3,3-四氟丙烯的方法技术

本发明专利技术涉及用于产生2,3,3,3‑四氟丙烯的方法。本发明专利技术部分涉及这样的发现，在某些氟化烯烃起始试剂的氟化期间，这种试剂的低聚/聚合减少转化过程并且引起催化剂去活增加。本发明专利技术还说明在存在一种或多种有机共进料的情况下这种起始试剂的汽化减少这种低聚/聚合并且改善催化稳定性。

Method for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropylene

【技术实现步骤摘要】
用于产生2,3,3,3-四氟丙烯的方法本申请是申请日为2012年11月2日、申请号为201280065398.6、名称为"用于产生2,3,3,3-四氟丙烯的方法"的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求2011年11月4日提交的美国临时申请序列号61/555,732的优先权。本申请也是2011年11月22日提交的美国专利申请序列号13/302,849的部分继续申请，其为2007年1月3日提交的美国专利申请序列号11/619,592、2011年12月27日公布的现美国专利第8084653号的分案，内容均以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及一种用于制备氟化有机化合物的方法，更具体地讲为一种用于制备氟化烯烃的方法，并且甚至更具体地讲是一种用于产生2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的方法。
技术介绍
氢氟烯烃(HFO)，例如四氟丙烯(包括2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf))，目前已知是有效致冷剂、灭火剂、热传递介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体电介质、杀菌剂载体、聚合反应介质、颗粒移除流体、载流体、抛光研磨剂、移置干燥剂和动力循环工作流体。不像潜在地损坏地球臭氧层的含氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)，HFO不含有氯并因此，不对臭氧层构成威胁。HFO-1234yf已被显示为具有低毒性的低级全球变暖化合物，并因此可以满足移动空调中对致冷剂的日益严格的要求。因此，含有HFO-1234yf的组合物是研发用于许多上述申请的材料之一。制备HFO的若干方法是已知的。例如，美国专利第4,900,874号(Ihara等人)描述一种通过氢气与氟化醇接触来制作含氟烯烃的方法。虽然这似乎是相对高收率的方法，但高温下氢气的商业级处置很危险。另外，商业产生氢气的成本，例如修建就地氢气厂房，在经济上十分昂贵。美国专利第2,931,840号(Marquis)描述一种通过甲基氯和四氟乙烯或氯二氟甲烷的高温分解法制作含氟烯烃的方法。该方法为相对低产率方法并且极大百分比的有机起始物质被转化为不需要的和/或不重要的副产物，包括往往灭活该方法中所用催化剂的大量炭黑。由三氟乙酰丙酮和四氟化硫制备HFO-1234yf已有描述(参见Banks等人,JournalofFluorineChemistry,第82卷,第2期,第171-174页(1997))。另外，美国专利第5,162,594号(Krespan)公开一种方法，其中四氟乙烯在液相中与另一种氟化乙烯反应以产生多氟烯烃产物。然而，仍需要产生氢氟烯烃如HFO-1234yf的经济的方法。本专利技术尤其满足该需要。
技术实现思路
本专利技术部分涉及一种或多种用于提高用于产生HFO如2,3,3,3-四氟丙烯(1234yf)的反应效率的方法步骤。在一个方面，本专利技术涉及一种用于在制造1234yf期间通过在液相中加热起始试剂组合物来减少起始试剂聚合的方法，所述起始试剂组合物包括式I、II、和/或III的至少一种化合物CX2=CCl–CH2X(I)CX3-CCl=CH2(II)CX3-CHCl-CH2X(III)和除式I、II、和/或III的化合物之外的有效量的一种或多种共进料化合物。式I、II、和/或III中任一项所用的“X”独立选自F、Cl、Br和I。至少一个X不为氟。加热起始组合物以形成蒸汽相组合物。在另一方面，本专利技术涉及一种用于通过在液相中提供起始组合物来制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，所述起始组合物包括上述定义的式I、II、和/或III中的至少一种化合物CX2=CCl–CH2X(I)CX3-CCl=CH2(II)CX3-CHCl-CH2X(III)，以及除式I、II、或III的化合物之外的有效量的一种或多种有机共进料化合物。起始组合物汽化以形成蒸汽相组合物并随后与氟化剂接触以产生包含2-氯-3,3,3-三氟丙烯的最终组合物。在任一上述实施方案或本文提供的任何实施方案中，式I、II、或III中的至少一种化合物具有至少一个为氯的X。在进一步的实施方案中，式I、II、或III中的至少一个化合物在各X位具有氯。在又进一步的实施方案中，式I的至少一种化合物包括1,1,2,3-四氯丙烯和/或式II的至少一种化合物包括2,3,3,3-四氯丙烯和/或式III的至少一种化合物包括1,1,1,2,3-五氯丙烷。有机共进料化合物可以为在该方法过程中特别通过减少起始试剂低聚/聚合和/或降低催化剂失活来改进上述方法的任何有机化合物。在一个实施方案中，有机共进料化合物的沸点低于式I、II、或III的化合物。这种化合物包括卤代烃或卤代烯烃，其可包括以下中的一者或多者：三氯氟丙烯(1231)、2,3-二氯-3,3-二氟丙烯(1232xf)、1,2-二氯-3,3,3-三氟丙烯(1223xd)、2-氯-3,3,3-三氟丙烯(1233xf)、2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)、1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb)、二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、三氟乙烷(HFC-143)(包括其所有异构体)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)。共进料化合物的有效量可以为本文提供的任何量。虽然在某些方面中并非限制，但其在约0.1至约99.9重量%之间，约1至约50重量%之间，约3至约30重量%之间，或约5至约15重量%之间，均基于提供给该反应的有机进料的总量计。起始组合物与氟化剂接触的步骤可以在存在催化剂的情况下发生。在一个方面，接触步骤在存在或不存在蒸汽相催化剂的情况下于蒸汽相中发生。用于这种反应的蒸汽相催化剂包括但不限于氧化铬、氢氧化铬、卤化铬、卤氧化铬、氧化铝、氢氧化铝、卤化铝、卤氧化铝、氧化钴、氢氧化钴、卤化钴、卤氧化钴、氧化锰、氢氧化锰、卤化锰、卤氧化锰、氧化镍、氢氧化镍、卤化镍、卤氧化镍、氧化铁、氢氧化铁、卤化铁、卤氧化铁、它们的无机盐、它们的氟化衍生物和它们的组合。在某些实施方案中，催化剂包括氧化铬，例如但不限于Cr2O3。在又进一步的方面，本专利技术涉及一种通过以下制备2,3,3,3-四氟丙-1-烯的方法：a.提供起始组合物，所述起始组合物包括式I、II、和/或III的化合物CX2=CCl–CH2X(I)CX3-CCl=CH2(II)CX3-CHCl-CH2X(III)其中X独立选自F、Cl、Br和I，前提条件是至少一个X不是氟；b.将所述起始组合物与除式I、II、或III的所述化合物之外的有效量的一种或多种有机共进料化合物汽化；c.使起始组合物与第一氟化剂接触以产生包括2-氯代-3,3,3-三氟丙烯的第一中间组合物和第一含氯副产物；d.使第一中间组合物与第二氟化剂接触以产生包括2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷的第二中间组合物；和e.使2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷的至少一部分脱氯化氢以产生包括2,3,3,3-四氟丙-1-烯的反应产物。基于本文提供的公开内容而言，本专利技术另外的实施方案和优点对于本领域的技术人员将是显然的。具体实施方式根据一个实施方案，本专利技术包括一种用于使用根据式I、II、和/或III中任一者或组合的起始物质来制备2,3,3,3-四氟丙-1-烯的制造方法：CX2=CCl–CH2X(式I)CX本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减少起始试剂的聚合的方法，该方法包含：在式I、II和/或III的有机化合物之外的一种或多种有机共进料化合物的存在下汽化液相组合物，所述液相组合物包含式I、II和/或III的有机化合物CX2=CCl‑CH2X  (式I)CX3‑CCl=CH2  (式II)CX3‑CHCl‑CH2X  (式III)其中X独立选自F、Cl、Br和I，前提条件是至少一个X不是氟，以形成蒸汽相组合物，所述有机共进料化合物选自三氯氟丙烯(1231)、2,3‑二氯‑3,3‑二氟丙烯(1232xf)、1,2‑二氯‑3,3,3‑三氟丙烯(1223xd)、2‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯(1233xf)、2‑氯‑1,1,1,2‑四氟丙烷(244bb)、1,1,1,2,2‑五氟丙烷(HFC‑245cb)、二氟甲烷(HFC‑32)、五氟乙烷(HFC‑125)、1,1,1,2‑四氟乙烷(HFC‑134a)、三氟乙烷(HFC‑143)、1,1,1,3,3‑五氟丙烷(HFC‑245fa)和它们的组合，且存在的量为3至30重量%，有机共进料的量是基于式I、II和/或III的有机化合物和所述一种或多种有机共进料化合物的总重量。

【技术特征摘要】
2011.11.04 US 61/5557321.一种用于减少起始试剂的聚合的方法，该方法包含：在式I、II和/或III的有机化合物之外的一种或多种有机共进料化合物的存在下汽化液相组合物，所述液相组合物包含式I、II和/或III的有机化合物CX2=CCl-CH2X(式I)CX3-CCl=CH2(式II)CX3-CHCl-CH2X(式III)其中X独立选自F、Cl、Br和I，前提条件是至少一个X不是氟，以形成蒸汽相组合物，所述有机共进料化合物选自三氯氟丙烯(1231)、2,3-二氯-3,3-二氟丙烯(1232xf)、1,2-二氯-3,3,3-三氟丙烯(1223xd)、2-氯-3,3,3-三氟丙烯(1233xf)、2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)、1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb)、二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、三氟乙烷(HFC-143)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)和它们的组合，且存在的量为3至30重量%，有机共进料的量是基于式I、II和/或III的有机化合物和所述一种或多种有机共进料化合物的总重量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述液相组合物还包含氟化氢。3.根据权利要求1所述的方法，其中有机共进料化合物的量为5至15重量%。4.一种制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，其包含：在有效量的式I、II和/或III的化合物之外的一种或多种有机共进料化合物的存在下汽化处于液相的液体组合物，所述组合物包含式I、II和/或III的至少一种有机化合物：CX2=CCl-CH2X(式I)CX3-CCl=CH2(式II)CX3-CHCl-CH2X(式III)其中X独立选自F、Cl、Br和I，前提条件是至少一个X不是氟，以形成蒸汽相组合物，所述一种或多种有机共进料化合物选自三氯氟丙烯(1231)、2,3-二氯-3,3-二氟丙烯(1232xf)、1,2-二氯-3,3,3-三氟丙烯(1223xd)、2-氯-3,3,3-三氟丙烯(1233xf)、2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)、1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb)、二氟甲烷(HFC-32)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、三氟乙烷(HFC-143)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)和它们的组合，且存在的量为3至30重量%，有机共进料的量是基于式I、II和/或III的有机化合物和所述一种或多种有机共进料化合物的总重量；和使所述汽化的液体组合物与氟化剂接触以产生包含2-氯-3,3,3-三氟丙烯的最终组合物。5.根据权利要求4所述的方法，其中存在的有机共进料化合物的量为5至15重量%。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述式I的至少一种化合物包含1,1,2,3-四氯丙烯，其中所述式II的至少一种化合物包含2,3,3,3-四氯丙烯，其中所述式III的至少一种化合物包含1,1,1,2,3-五氯丙烷。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述起始组合物与氟化剂的接触发生在蒸汽相中。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述接触步骤在存在蒸汽相催化剂的情况下发生，所述蒸汽相催化剂选自氧化铬、氢氧化铬、卤化铬、卤氧化铬、氧化铝、氢氧化铝、卤化铝、卤氧化铝、氧化钴、氢氧化钴、卤化钴、卤氧化钴、氧化锰、氢氧化锰、卤化锰、卤氧化锰、氧化镍、氢氧化镍、卤化镍、卤氧化镍、氧化铁、氢氧化铁、卤化铁、卤氧化铁和它们的组合。9.根据权利要求8所述的方法，其中卤化物是氟化物，且卤氧化物是氟氧化物。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述催化剂包含氧化铬。11.一种用于制备2,3,3,3-四氟丙-1-烯的方法，其包含：a.在有效量的式I、II和/或III的化合物之外的一种或多种有机共进料化合物的存在下汽化包含式I、II、和/或III的有机化合物的液体组合物：CX2=CCl-CH2X(式I)CX3-CC...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪海有，童雪松，塞尔马·贝克特什维克，丹尼尔·C·默克尔，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US