[发明专利]2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及2,3,3,3-四氟丙烯(1234yf)的制备。更具体地，本发明涉及两步法，其中，首先使五氯丙烷(包括1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC240db)和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC240aa))与氟化氢(HF)接触，该第一步骤(a)提供2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HFO1233xf)，然后在第二步骤(b)中2-氯-3,3,3-三氟丙烯转化为1234yf。

期望的产物1234yf已知具有作为发泡剂、制冷剂、气溶胶喷射剂、传热介质、灭火剂等的效用。此外，1234yf已知具有零臭氧损耗潜势(ODP)和远低于150的非常低的全球增温潜势(GWP)。

背景技术

用于保护臭氧层的蒙特利尔议定书导致氯氟烃(CFC)的使用的终结。对臭氧层具有较低侵蚀性的化合物例如氢氟烃(HFC)如HFC-134a代替了氯氟烃。这些后者化合物实际上显示出提供温室气体。需要开发出呈现低ODP(臭氧损耗潜势)和低GWP(全球增温潜势)的技术。尽管作为不影响臭氧层的化合物的氢氟烃(HFC)被确定为令人感兴趣的候选物，但是它们展现出相对高的GWP值。仍然需要寻找展现出低GWP值的化合物。氢氟烯烃(HFO)被确定为具有非常低的ODP和GWP值的可能的替代物。

开发了HFO化合物特别是丙烯的HFO化合物的若干种制造方法。

US2009/0240090公开了将1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC240db)气相反应为产物2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO1233xf)。实施例3采用由氟化Cr₂O₃组成的催化剂。由此产生的产物1233xf然后在液相反应中转化为产物2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)。然后，该产物244bb转化成期望的1234yf。

WO2005/108334的实施例3公开：在约250-400°C下、在5摩尔过量的HF的存在下，使240db在50g1/8英寸Cr₂O₃催化剂床上以约5-50秒的接触时间通过流动反应器，以得到244db(2-氯-1,1,1,3-四氟丙烷)。进一步指出：然后，通过在425-550°C下使244db在Cr₂O₃催化剂(50g)上以25-30秒的接触时间通过，使244db脱氯化氢，以提供产物1234ze(1,3,3,3-四氟丙烯)。

该文献总体上是关于涉及经由244路线制备1234yf的方案。

仍然需要用于制造1234yf的进一步的方法。

发明内容

本发明基于如下发现：可从五氯丙烷开始制备化合物1234yf。在一个实施方案中，进行该方法，而无需在中间阶段中制备产物244bb(2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷)。

因此，本发明提供2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法，包括以下步骤：

(a)用HF将1,1,1,2,3-五氯丙烷和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷催化反应成产物2-氯-3,3,3-三氟丙烯；

(b)将由此获得的2-氯-3,3,3-三氟丙烯催化反应成2,3,3,3-四氟丙烯。

实施方案如下：

-步骤(b)包括：

(i)在氟化催化剂的存在下，在足以产生反应混合物的条件下，使2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233xf)与氟化氢HF在气相中接触；

(ii)将该反应混合物分离成包含HCl、2,2,2,3-四氟丙烯(1234yf)的第一物流和包含HF、未反应的2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233xf)及1,1,1,2,2-五氟丙烷(245cb)的第二物流；

(iii)将至少一部分该第二物流至少部分地再循环回步骤(i)。

-将该第一物流进一步分离成HCl和2,2,2,3-四氟丙烯(1234yf)，优选在蒸馏步骤中。

-步骤(b)包括：

(i)在氟化催化剂的存在下，在足以产生反应混合物的条件下，使2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233xf)与氟化氢HF在气相中接触；

(ii)将该反应混合物分离成HCl和包含氟化产物的物流；

(iii)将所述包含氟化产物的物流分离成包含2,2,2,3-四氟丙烯(1234yf)的第一物流和包含HF、未反应的2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯(1233xf)及1,1,1,2,2-五氟丙烷(245cb)的第二物流；