含氯烃气相氟化中催化剂寿命的提高制造技术

本发明专利技术实现了用于在一种催化剂和氧进料存在下含氯烃的催化气相氟化的催化剂寿命的提高。具体地说，在一个非限制的实施方案中，本发明专利技术提供了通过向氟化反应器导入催化剂和氧共进料，将1，1，2，3-四氯丙烯和/或1，1，1，2，3-五氯丙烷转化为2-氯-3，3，3-三氟丙烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在含氯烃气相氟化期间提高催化剂寿命的方法，所述含氯烃的气相氟化例如，但不限于，将1,1,2,3-四氯丙烯(HC0-1230xa)和/或1，1，1，2，3-五氯丙烷(HCC-240db)氟化成 2-氯-3，3，3，-三氟丙烯(HCF0-1233xf)。 专利技术背景 已经发现基于氟碳化合物的流体在工业上许多应用中具有广泛的用途，包括作为制冷剂、气溶胶喷射剂、发泡剂、传热介质和气体电介质。由于与某些这类流体的使用相关的疑似环境问题，包括与其相关的较高的全球变暖趋势，因而期待使用具有最低可能的温室暖化趋势和零臭氧损耗趋势的流体。因此，在开发用于上述应用的环境更友好材料的方面存在相当大的兴趣。四氟丙烯，具有基本上零臭氧损耗和低全球变暖趋势，已被认定为可能满足这个要求。然而，这类化合物的毒性、沸点以及其它物理性能，即使在化合物的不同异构体之间，变化也很大。一种具有有价值性能的四氟丙烯是2，3，3，3_四氟丙烯(HF0-1234yf)。该化合物已被发现是有效的制冷剂、传热介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体电介质、杀菌剂载体、聚合介质、粉尘去除流体、载体流体、抛光研磨剂、置换干燥剂和动力循环工作流体。存在大量的生产四氟丙烯的已知方法。例如，一种方法包括在转化为期望的C3化合物中使用四氯丙烯作为反应物(US 2007/0197842A1)。其它方法包括公开在美国专利No. 4，900, 874(描述了通过使氢气与氟化醇接触制备含氟烯烃的方法)，美国专利No. 2，931，840(描述了通过氯代甲烷和四氟乙烯或二氟一氯甲烷的高温分解制备含氟烯烃的方法)，美国专利No. 5，162，594(公开了在液相中四氟乙烯与另一氟化乙烯反应生产聚氟代烯经产品的方法)，和 Banks, et al. , Journal of Fluorine Chemistry, Vol. 82,Iss. 2，p. 171-174(1997)(公开了用三氟乙酰丙酮和四氟化硫制备HF0_1234yf)中的那些。特别的是，生产2，3，3，3_四氟丙烯(1234yf)的生产方法要求用氟化氢氟化1，1，2,3-四氯丙烯或者1，1，1，2，3_五氯丙烷(HCC-240db)以形成2-氯-3，3，3-三氟丙烯(HCF0-1233xf)，其是2，3，3，3_四氟丙烯(HF0_1234yf)生产中众所周知的中间体且描述于美国申请20070007488、20070197842和20090240090中，这些申请的内容并入本文作为参考。该反应利用部分氟化的Cr2O3为氟化催化剂在气相中进行。虽然最初的反应研究发现，与其它加入相同催化剂的氟化反应相比，该催化剂寿命非常短，但是美国专利申请No. 20090030244(其内容并入本文作为参考)说明了向该反应加入稳定剂使该催化剂寿命延长了最少8倍。即使考虑到前述参考文献，仍然存在提高此类反应的成本效率的需要。例如，许多前述参考文献公开了包括分离步骤以及不同的反应条件、试剂和催化剂的方法。此类多步方法的效率被每个单独步骤的效率所限制。一个低效的步骤，例如必不可少的催化剂的缩短的寿命，会使整个方法更加资源密集，在将中间体转化为期望的氟碳化合物产品中更低效，生产力更低，以及由于增加的杂质形成而遭受减产。面对这样的背景，仍然需要耗费资源更少的方法，其特别是由于显著提高的催化剂寿命，在较长时期内呈现出提高的中间体到最终产品卤化烯烃的转化。为此，仍然需要高效制备某些氢卤烃中间体(特别是在四氟丙烯，例如2，3，3，3_四氟丙烯(HF0-1234yf)的制备中作为中间体在某种程度上是有用的化合物)的方法。本专利技术和在此提供的实施方案满足了这样的要求。
技术实现思路
本专利技术涉及一种制备氟化有机化合物的方法，其包括在有效生产C3卤代烯烃的条件下，使至少一种含氯烃例如四氯丙烯或五氯丙烷，与卤化剂在至少一种催化剂和含氧进料存在下接触。在一个实施方案中，含氯烃是1，1，2，3_四氯丙烯、1，1，1，2，3-五氯丙烷，或其组合，以及最终的C3卤代烯烃是2-氯-3，3，3，-三氟丙烯。卤化剂可以包括任何氟化剂，例如但不限于氟化氢。卤化剂与含氯烃的摩尔比大于或等于3 1，在某些实施方案中所述摩·尔比在5 : I至20 : I之间。氧进料与含氯烃的摩尔比可以通过原料流设置为小于或等于O. I : 1，在某些实施方案中所述摩尔比在O. 07 I至O. 005 I之间或O. 01 I至O.05 I 之间。在这些方法的某些实施方案中，氧的来源可以选自氧气、干燥空气、或用惰性气体例如但不限于氮气、氩气或氦气稀释的氧气。用于本反应的催化剂可以是一种氟化催化剂或氟化催化剂的组合。适合的催化剂包括，但不限于，铬、铝、钴、锰、镍和铁的氧化物、氢氧化物、齒化物、齒氧化物、其无机盐和它们的混合物。此类催化剂的例子包括，但不限于，Cr203、FeCl3/C、Cr2O3> Cr203/Al203、Cr2O3AlF3> Cr2O3/ 碳、CoCl2/Cr203/Al203> NiCl2/Cr203/Al203> CoC12/A1F3、NiCl2/AlF3、SnCl4/C、TaCl5/C、SbCl3/C、A1C13/C、A1F3/C和其组合。在某些实施方案中，氟化催化剂是Cr203。所有列举的催化剂可以用无水HF部分地或全部地氟化。在一个优选的方法中，催化剂包含一种或多种铬(III)氧化物。优选，该催化剂包含无定形氧化铬。在最优选的实施方案中，催化剂即使不是完全氟化的，至少是部分氟化的。在另一个实施方案中，至少部分使含氯烃与卤化剂接触的步骤在气相中进行。在另一个实施方案中，使含氯烃与卤化剂接触的步骤在约150°C至约450°C的温度下和/或约O至约200psig的压力下进行。本专利技术是有利的，因为氧进料的存在惊人地使催化剂的寿命比不存在氧进料时延长了一段时间。因此，本专利技术允许更高转化成最终C3卤化烯烃。在又一实施方案中，有氧进料存在的催化剂比不存在氧进料的催化剂，大体上可工作长至少约两倍。基于本专利技术中公开的内容，本专利技术的其它实施方案和优点对本领域普通技术人员来说是显而易见的。 附图简述图I说明了在催化剂Cr2O3和氧共进料存在下HC0_1230xa与氟化氢的温度反应。图2说明了在催化剂Cr2O3存在下没有氧共进料时HC0_1230xa与氟化氢的温度反应。 专利技术详述本专利技术涉及，至少在某种程度上，发现了在一种或多种含氯烃与卤化剂反应期间的催化剂失活速度与催化剂床内部温度变化速度之间的相互关系。更具体地说，相对于外部反应器加热器，活性的催化剂呈现出大的放热。由于催化剂失活，放热减少，失活催化剂床内部温度趋近于外加热器的温度。令人惊讶地发现，如果将氧共进料与原料进料一起导入氟化反应器，氟化期间催化剂的寿命就可以提高至少两倍。具有氧共进料的减慢的催化剂失活使由于需要离线再生催化剂的生产时间上的损失最小。在一个实施方案中，本专利技术的方法包括使一种含氯烃或混合的含氯烃进料与氟化剂反应，以生产氟化卤代烯烃，优选C3氟化卤代烯烃。不限于此，在一个实施方案中，含氯 烃可以是四氯丙烯和/或五氯丙烷化合物，以及C3氟化卤代烯烃是三氟丙烯化合物。在又本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·默克尔，K·A·波克罗夫斯基，童雪松，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：
国别省市：