生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法和实施所述方法的反应器技术

本发明专利技术涉及一种生产2,3,3,3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法和实施所述方法的反应器


[0001]本专利技术涉及氢氟烯烃的生产，特别地本专利技术涉及2,3,3,3-四氟丙烯的生产。

技术介绍

[0002]卤化烃，特别是氟化烃，例如氢氟烯烃，是具有可用作功能材料、溶剂、制冷剂、发泡剂和用于功能聚合物的单体或用于这样的单体的起始原料的结构的化合物。氢氟烯烃，例如2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)，由于其提供了作为具有低全球变暖潜能值的制冷剂的有前景的性能而吸引了关注。
[0003]生产氟烯烃的方法通常在起始物质(例如含氯的烷烃或含氯的烯烃)的存在以及在氟化试剂(例如氟化氢)的存在下进行。这些方法可在不存在或存在催化剂的情况下在气相或液相中进行。例如，US 2009/0240090公开了一种由1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的气相方法。将由此产生的HCFO-1233xf在液相中转化为2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(HCFC-244bb)，然后将后者转化为2,3,3,3-四氟丙烯。
[0004]WO 2013/088195还公开了由1,1,1,2,3-无氯丙烷和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷制备2,3,3,3-四氟丙烯的方法，其包括以下步骤：(a)1,1,1,2,3-五氯丙烷和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷与HF的催化反应，得到包含HCl、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、未反应的HF和可能的1,1,1,2,2-五氟丙烷的反应混合物；(b)将反应混合物分离为包含HCl和2,3,3,3-四氟丙烯的第一物流和包含HF、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和可能的1,1,1,2,2-五氟丙烷的第二物流；(c)所述第二物流的催化反应，得到包含2,3,3,3-四氟丙烯、HCl、未反应的2-氯-3,3,3-三氟丙烯、未反应的HF和可能的1,1,1,2,2-五氟丙烷的反应混合物；(d)将在步骤c)中获得的反应混合物在不分离的情况下直接供应至步骤a)。
[0005]在生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法中，掌控和控制反应温度是重要的参数，其使得可实现期望的反应动力学、转化率和选择性。还特别推荐这样做以避免热敏化合物的热分解，其可通过形成焦炭而影响催化剂的活性，从而大大降低催化剂的使用寿命。
[0006]从WO 2008/054781已知，一种温度(300-350℃)促进形成1234yf、245cb和1233xf，而更高的温度(350-450℃)促进形成异构体1234ze、245fa和1233zd。
[0007]因此，重要的是掌控和控制反应器的入口处的气体的温度，但还重要的是掌控和控制催化物质的所有点处，如果有的话。
[0008]从定义上讲，多管式反应器是能够控制反应温度并且获得最均匀的可能的反应温度理想的等温反应器，因为催化剂分布在管中并且流体可在管周围的格栅中循环，以在发生放热反应的情况中移除反应热，或在发生吸热反应的情况中增加热量。另一方面，当必须使用大量的催化剂时，多管式反应器的生产可被证明是不可能的，因为它将占用太多的管并且在每个管中气体的均匀分布被证明是非常难以实现的。另外，大型多管式反应器的维护被证明是困难和昂贵得多的；特别地，催化剂更换操作需要反应器的长时间固定，以排出用过的催化剂和用新催化剂极其均匀地填充每个管。当催化剂的使用寿命短时，这种负面影响将得到加强。
[0009]因此，使用绝热固定床反应器是优选的。然而，从定义上讲，这种类型的反应器不呈现出与外部环境的热交换。实际上，由于反应热和反应器的外壁处的热损失，绝热反应器的特征在于固定床的任一点处的温度不均匀，以及因此的径向和纵向两者的温度梯度。
[0010]文献US 2016/0347692描述了在绝热流反应器中在氯化或氟化丙烯的均匀气相中产生自由基的方法的实施，所述绝热流反应器控制进入反应器的物流的湍流。
[0011]然而，仍需要改进在绝热反应器中生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法。

技术实现思路

[0012]根据第一方面，本专利技术涉及一种生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法，其包括以下步骤：
[0013]i)在包括包含入口和出口的固定床的第一绝热反应器中，使2-氯-3,3,3-三氟丙烯在催化剂的存在下在气相中与氢氟酸接触，以产生包含2,3,3,3-四氟丙烯、HF和未反应的2-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流A；和
[0014]ii)在包括包含入口和出口的固定床的第二绝热反应器中，使氢氟酸在存在或不存在催化剂的情况下在气相中与选自1,1,1,2,3-五氯丙烷、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、2,3,3,3-四氯丙烯和1,1,2,3-四氯丙烯的至少一种氯化化合物接触，以产生包含2-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流B，
[0015]其特征在于
[0016]-在步骤i)中获得的物流A进料至用于步骤ii)的所述第二反应器。
[0017]-所述第一或第二反应器之一的固定床的入口处的温度在300℃和400℃之间，并且所考虑的(所讨论的，in question)反应器的固定床的入口和固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。
[0018]纵向温度差的值作为绝对值考虑。
[0019]根据一个优选的实施方案，所述第一反应器的固定床的入口处的温度在330℃和360℃之间，并且所述第一反应器的固定床的入口和所述第一反应器的固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。
[0020]根据一个优选的实施方案，所述第二反应器的固定床的入口处的温度在340℃和380℃之间，并且所述第二反应器的固定床的入口和所述第二反应器的固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。
[0021]根据一个优选的实施方案，调节步骤i)中的HF/2-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔比或步骤ii)中的HF和所述氯化化合物之间的摩尔比或两者，以使所考虑的反应器的固定床的入口和固定床的出口之间的纵向温度差保持小于20℃。
[0022]根据一个优选的实施方案，在步骤i)中，HF/2-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔比大于或等于5，有利地大于或等于10，优选大于或等于12。
[0023]根据一个优选的实施方案，在步骤ii)中，HF/氯化化合物的摩尔比大于或等于5，有利地大于或等于10，优选大于或等于12。
[0024]根据一个优选的实施方案，所述第一反应器和/或所述第二反应器的侧壁包括内层、放置在所述内层上的中间层和放置在所述中间层上的隔绝(绝缘)层；并且位于所述第一或第二反应器之一的固定床的中央处的点和位于所考虑的所述反应器的侧壁的内层的层面处(水平处，at the level of)的径向平面中的点之间的径向温度差小于10℃。所述内
层是与试剂接触的内层。径向温度差的值被认为是绝对值。
[0025]根据一个优选的实施方案，所述第一反应器和/或所述第二反应器的侧壁包括内层、放置在所述内层上的中间层和放置在所述中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法，所述方法包括以下步骤：i)在包括包含入口和出口的固定床的第一绝热反应器中，使2-氯-3,3,3-三氟丙烯在催化剂的存在下在气相中与氢氟酸接触，以产生包含2,3,3,3-四氟丙烯、HF和未反应的2-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流A；和ii)在包括包含入口和出口的固定床的第二绝热反应器中，使氢氟酸在存在或不存在催化剂的情况下在气相中与选自1,1,1,2,3-五氯丙烷、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、2,3,3,3-四氯丙烯和1,1,2,3-四氯丙烯的至少一种氯化化合物接触，以产生包含2-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流B，其特征在于-在步骤i)中获得的物流A进料至用于步骤ii)的所述第二反应器。-所述第一或第二反应器之一的固定床的入口处的温度在300℃和400℃之间，并且所考虑的反应器的固定床的入口和固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一反应器的固定床的入口处的温度在330℃和360℃之间，并且所述第一反应器的固定床的入口和所述第一反应器的固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述第二反应器的固定床的入口处的温度在340℃和380℃之间，并且所述第二反应器的固定床的入口和所述第二反应器的固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于调节步骤i)中的HF/2-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔比或步骤ii)中的HF和所述氯化化合物之间的摩尔比或两者，以使所考虑的反应器的固定床的入口和固定床的出口之间的纵向温度差保持小于20℃。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤i)中，HF/2-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔比大于或等于5，有利地大于或等于10，优选大于或等于12。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤ii)中，HF/氯化化合物的摩尔比大于或等于5，有利地大于或等于10，优选大于或等于12。7.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和/或第二反应器包括侧壁，所述侧壁包括内层、放置在所述内层上的中间层和放置在所述中间层上的隔绝层；并且位于所述第一或第二反应器之一的固定床的中央处的点和位于在所考虑的所述反应器的侧壁的内层的层面处的径向平面中的点之间的径向温度差小于10℃。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和/或第二反应器包括侧壁，所述侧壁包括内层、放置在所述内层上的中间层和放置在所述中间层上的隔绝层；所述隔绝层由绝热材料M2制成，其厚度范围在1mm和500mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：B科利尔，D德尔伯特，A皮加莫，A里尔，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：