生产(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的集成工艺和方法技术

本发明专利技术涉及通过气相和/或液相工艺来经济地生产(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法、工艺和集成系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生产氢氯氟烯烃，特别是(E)-I-氯-3，3，3-三氟丙烯的工艺、方法和系统。
技术介绍
基于氯氟烃(CFC)的化学品已经在工业中广泛用于诸多不同的应用包括例如制冷齐U、气溶胶推进剂、发泡剂和溶剂，以及其它。然而，某些CFCs有消耗地球臭氧层的嫌 疑。因此，已经引入了更加环境友好的替代品来代替CFCs。这样的替代品的一个实例是1，I, I, 3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)。HFC_245fa被认为对于某些工业应用具有良好的物理性能，例如泡沫发泡剂和溶剂，因此被视为这些应用之前使用的CFCs的良好替代品。遗憾的是，现在认为包括HFC-245fa在内的某些氢氟烃在工业应用中的使用有助于全球变暖。因此，正在寻求更加环境友好的氢氟烃替代品。化合物I-氯-3，3，3-三氟丙烯，也称为HCF0-1233zd或简称1233zd，在包括发泡剂和溶剂的某些应用中是替代HFC-245fa的首选替代品。1233zd具有Z-异构体和E-异构体。由于在这两种非对映异构体之间物理性质的差异，纯1233zd(E)，纯1233zd(Z)，或者这两种异构体的某些混合物可适用于特定的应用如制冷剂、推进剂、发泡剂、溶剂或其它用途。合成1233zd的工艺是已知的。例如，W097/24307公开了通过1，I, I, 3，3-五氯丙烷(HCC-240fa)与氟化氢(HF)的气相反应来制备1233zd的工艺。但是，该工艺产生相对低收率的1233zd。美国专利US6，844，475号公开了 HCC_240fa与HF的液相反应以较高收率产生1233zd。据报道该反应的优选温度范围是约50°C到约120°C，并由90°C(得到约80wt%的1233zd收率)和120°C (得到约90wt%的1233zd收率)的具体实施例证实。在更低温度的1233zd收率不是很好。在更高温度的收率良好，但是申请人已经发现在该温度及以上实施该工艺会产生更多数量的Z-异构体。因此，仍然需要以高收率选择性生产1233zd (E)的工艺。本申请满足了这一需求及其它需求。专利技术概述 申请人:已经意外地发现通过精心维持以下两者之一的温度即可形成主要具有E-异构体的1233zd反应产物(I)HF与HCC240fa、l，I, 3，3-四氯丙烯和/或1，3，3，3-四氯丙烯其中之一或它们的组合之间的催化液相反应或者⑵HCC240fa与HF之间的催化气相反应。对于前者，温度维持在优选，但不限于，约85°C到约120°C。申请人还发现当液相产物离开反应器时使其通过汽提塔以将未反应的反应物回流返回到反应器中可以进一步提高E-异构体收率，特别是，但不限于，当汽提塔操作为平均汽提温度为相应反应温度以下约10°C到约40°C时。对于气相反应，温度维持在优选，但不限于，约200°C到约450°C，压力维持在约O到约 160psig。通过集成其它单元操作以分离和再循环未反应的反应物和/或不需要的1233zd异构体，以及分离和去除副产物可实现总体的工艺效率。因此，在某些优选的实施方式中，所述工艺涉及用于以高收率生产1233zd(E)的集成工艺。在方面，本专利技术涉及用于生产氯氟烯烃的方法或工艺，其包括(a)提供液体反应混合物，其包含氟化氢、1，I, 1,3, 3-五氯丙烷(或者1，I, 1,3, 3-五氯丙烷和/或1，I, 3，3-四氯丙烯和/或1，3，3，3-四氯丙烯的氢卤烃混合物)，和氟化的金属氯化物催化齐U，其中所述氟化氢和1，1，1，3，3-五氯丙烷(或者所述氢卤烃混合物)以大于约3:1的摩尔比存在，并且其中所述氟化的金属氯化物催化剂选自由部分或者完全氟化的TiCl4、SnCl4,TaCl5、SbCl3、FeCl3或AlCldi成的组；和(b)使所述氟化氢和1，I, 1，3，3-五氯丙烷(或者1，I, I, 3，3-五氯丙烷和/或1，1，3，3-四氯丙烯和/或1，3，3，3-四氯丙烯的氢卤烃混合物)在液相中在所述催化剂存在下并且在约85°C到约120°C的反应温度下反应，以产生包含 (E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯、氯化氢、未反应的氟化氢、夹带的催化剂、(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯和任选的未反应的氢卤烃起始物(例如，1，1，1，3，3-五氯丙烷和/或1，1，3，3-四氯丙烯和/或1，3，3，3-四氯丙烯)的反应产物流，其中所述产物流中(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯与(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯的重量比大于I。该方法或工艺可进一步包括步骤(C)使所述反应产物流与热交换器接触以产生(i)第一粗产物流，其包含大部分的所述氯化氢、大部分的所述(E) I-氯_3，3，3-三氟丙烯、任选的大部分的所述(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯和至少一部分的所述未反应的氟化氢，其中所述一部分是足以与所述(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯和所述(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯中的一种或多种形成共沸物的量，和(ii)回流组分，其包含大部分的所述夹带的催化剂和所述未反应的氟化氢；和步骤(d)将所述回流组分返回所述反应混合物。在进一步的实施方式中，该方法或工艺进一步包括以下步骤中的一个或多个(e)通过蒸馏分离未反应的反应物，包括未反应的1，1，1，3，3-五氯丙烷和/或1，1，3，3-四氯丙烯和/或1，3，3，3-四氯丙烯，并将这些未反应的反应物再循环回所述反应器；(f)去除至少一部分的氢氯酸副产物，且优选大部分的氢氯酸副产物；(g)通过硫酸吸附或相分离分离粗产物流中的未反应的HF并使其再循环；(h)蒸馏粗产物流以从副产物中分离出(E) 1233zd ;和⑴使1233zd(Z)副产物异构化形成1233zd(E)。前述步骤可提供为用于生产氢氟烯烃的集成系统，该系统包括(a) —个或多个进料流，其累积地包含氟化氢和1，1，1，3，3-五氯丙烷(或者1，I, I, 3，3-五氯丙烷和/或1，I, 3，3-四氯丙烯和/或1，3，3，3-四氯丙烯的氢卤烃混合物)；(b)液相反应器，其中装有液相氟化催化剂并且维持在约85°C到约120°C的第一温度，其中所述液相反应器流体连接到所述一个或多个进料流；(c)汽提系统，其包括平均温度维持在比所述第一温度低约10°C到约40°C的第二温度的汽提塔，流体连接到所述汽提塔的回流物流，和流体连接到所述汽提塔的第一粗产物流，其中所述回流物流流体连接到所述液相反应器；(d)氯化氢去除系统，其包括第一蒸馏塔，流体连接到所述第一蒸馏塔的氯化氢副产物流，和流体连接到所述第一蒸馏塔的第二粗产物流，其中所述第一蒸馏塔流体连接到所述汽提塔；(e)氟化氢回收系统，其包括硫酸吸收和再循环系统或者相分离容器，流体连接到所述硫酸吸收和再循环系统或者相分离容器的包含氟化氢的第二再循环物流，流体连接到所述硫酸吸收和再循环系统或者相分离容器的包含(E)和(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯的第三产物流，其中所述硫酸吸收和再循环系统或者相分离容器流体连接到所述第二粗产物流；和(f)I-氯-3，3，3-三氟丙烯纯化系统，其包括流体连接到所述第三产物流的第二蒸馏塔；流体连接到所述第二蒸馏塔的包含(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯的最终产物流；流体连接到所述蒸馏塔的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.18 US 61/305803;2010.09.02 US 61/379633;201.用于生产氯氟烯烃的方法，其包括 提供液体反应混合物，其包含氟化氢、氟化的金属氯化物催化剂和一种或多种氢卤烃，该氢卤烃选自由1，I, 1,3, 3-五氯丙烷、1，1,3, 3-四氯丙烯、1，3，3，3-四氯丙烯及它们的组合组成的组，其中所述氟化氢和所述一种或多种氢卤烃以大于约3:1的HF :有机物摩尔比存在，并且其中所述氟化的金属氯化物催化剂选自由部分或者完全氟化的TiCl4、SnCl4,TaCl5' SbCl3' FeCl3 和 AlCl3 组成的组；和 使所述氟化氢与所述一种或多种氢卤烃在液相中于所述催化剂存在下以及约85°C到约120°C的反应温度下反应，以产生包含(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯、氯化氢、未反应的氟化氢、夹带的催化剂、(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯、和任选的未反应的氢卤烃混合物的反应产物流，其中所述产物流中(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯与(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯的重量比大于I。2.权利要求I的方法，其进一步包括 使所述反应产物流与配备有热交换器的汽提塔接触，以产生(I)第一粗产物流，其包含大部分的所述氯化氢、大部分的所述(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯、任选的大部分的所述(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯和至少一部分的所述未反应的氟化氢，其中所述一部分至少为足以与所述(E) I-氯-3，3, 3- 二氟丙烯或所述(Z) I-氯-3，3, 3- 二氟丙烯中的一种或多种形成共沸物的量，和(2)回流组分，其包含大部分的所述夹带的催化剂、氟化氢、部分氟化的中间体和未反应的一种或多种氢齒烃；和 使所述回流组分返回到所述反应混合物。3.用于生产氢氟烯烃的集成系统，其包括 a.—个或多个进料流,其累积地包含氟化氢和一种或多种氢卤烃,该氢卤烃选自由.1，I, 1,3, 3-五氯丙烷、1，1,3, 3-四氯丙烯、1，3，3，3-四氯丙烯及它们的组合组成的组； b.液相反应器，其中充有液相氟化催化剂并维持在约85°C到约120°C的第一温度，其中所述液相反应器流体连接到所述一个或多个进料流，并且其中所述液相氟化催化剂选自由部分或者完全氟化的TiCl4、SnCl4, TaCl5, SbCl3、FeCl3或AlCl3组成的组； c.汽提系统，其包括平均温度维持在比所述第一温度低约10°C到约40°C的第二温度的汽提塔、流体连接所述汽提塔的回流物流、和流体连接到所述汽提塔的第一粗产物流，其中所述回流物流流体连接到所述液相反应器； d.氯化氢去除系统，其包括第一蒸馏塔、流体连接到所述第一蒸馏塔的氯化氢副产物流、和流体连接到所述第一蒸馏塔的第二粗产物流，其中所述第一蒸馏塔流体连接到所述汽提塔； e.氟化氢回收系统，其包括硫酸汽提和再循环系统或者相分离容器、流体连接到所述硫酸汽提和再循环系统或者相分离容器的包含氟化氢的第二再循环物流、流体连接到所述硫酸汽提和再循环系统或者相分离容器的包含(E)和(Z) I-氯-3，3，3-三氟丙烯的第三产物流，其中所述硫酸汽提和再循环系统或者相分离容器流体连接到所述第二粗产物流； f.I-氯_3，3，3-三氟丙烯纯化系统，其包括流体连接到所述第三产物流的第二蒸馏塔；流体连接到所述第二蒸馏塔的包含(E) I-氯-3，3，3-三氟丙烯的最终产物流；流体连接到所述蒸馏塔的第二副产物流，流体连接到所述第二副产物流的异构...

【专利技术属性】
技术研发人员：HS董，R约翰逊，K珀克罗维斯基，DC梅克，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：
国别省市：