[发明专利]含有HFO-1234ze、HFO-1225zc和HFO-1234yf的组合物以及用于制备和使用该组合物的方法

说明书

本发明题为“含有HFO‑1234ze、HFO‑1225zc和HFO‑1234yf的组合物以及用于制备和使用该组合物的方法”。本发明公开了一种氟丙烯组合物，所述氟丙烯组合物包含E‑1，3，3，3‑四氟丙烯、1，1，3，3，3‑五氟丙烯和2，3，3，3‑四氟丙烯，其中基于所述氟丙烯组合物的总重量计，1，1，3，3，3‑五氟丙烯和2，3，3，3‑四氟丙烯的总量为1.0重量％或更少。还公开了制备所述氟丙烯的方法、组合物以及用于使用所述氟丙烯组合物的方法。

本申请要求2020年4月24日提交的PCT申请PCT/US20/029690的权益。该申请PCT/US20/029690的公开内容据此以引用方式并入。

技术领域

本发明涉及四氟丙烯组合物以及用于制备和使用所述组合物的方法。本发明尤其涉及包含E-1，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234ze)、1，1，3，3，3-五氟丙烯(HFO-1225zc)和2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的组合物及其用途，以及用于由1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)制备包含1，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234ze)、1，1，3，3，3-五氟丙烯(HFO-1225zc)和2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的产物的方法。

背景技术

氟烃行业在过去几十年内一直在努力探寻由于蒙特利尔议定书逐步淘汰的臭氧损耗型氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)的替代制冷剂。许多应用的解决方案是用作制冷剂、溶剂、灭火剂、发泡剂和推进剂的氢氟烃(HFC)化合物的商业化。这些目前应用最广泛的新型化合物(诸如，HFC制冷剂、HFC-134a和HFC-125)具有零臭氧损耗潜势，因此不受当前蒙特利尔议定书逐步淘汰规定的影响。

除了臭氧损耗问题之外，全球变暖是许多这些应用中的另一个环境问题。因此，需要既满足低臭氧损耗标准又具有低全球变暖潜势的组合物。据信某些氢氟烯烃组合物满足这两个目标。因此，还需要提供这些组合物的经济型制造方法。

HFO-1234ze(CF₃CH＝CHF)和HFO-1234yf(CF₃CF＝CH₂)两者均具有零臭氧损耗和低全球变暖潜势，已被确定为潜在的制冷剂。具体地讲，HFO-1234ze的E-异构体(HFO-1234zeE)已被证实可用于制冷应用。美国专利7,862,742公开了包含HFO-1234ze和HFO-1234yf的组合物。美国专利9,302,962公开了制备HFO-1234ze的方法。美国专利7,862,742和美国专利9,9,302,962的公开内容据此全文以引用方式并入。

HFC-245fa的催化脱氟化氢通常产生HFC-1234ze的E-异构体和Z-异构体的混合物。根据所选的具体催化剂，Z-异构体的量可在15％至23％之间变化。使用苛性碱或其他强碱的水溶液在液相中脱氟化氢也产生两种异构体的混合物。虽然两种异构体的比率可一定程度地随温度变化，但是通常形成约13％至约15％的Z-异构体。由于E-异构体最适用于制冷应用，因此在E-异构体与Z-异构体分离后，通常在单独的步骤中使Z-异构体异构化成E-异构体，或者通过加入氟化氢而使Z-异构体转化回245fa。这两个替代方案均需要附加步骤，这增加了成本。

本领域中需要包含HFO-1234zeE的组合物，所述组合物可保持HFO-1234zeE的有利特性。还需要一种可制备HFO-1234ze和HFO-1234yf的组合物的方法，该方法最小化或消除了对用于移除过量HFO-1234yf的纯化或分离步骤的需要。

发明内容

本发明描述了一种氟丙烯组合物，所述氟丙烯组合物包含E-1，3，3，3-四氟丙烯、1，1，3，3，3-五氟丙烯和2，3，3，3-四氟丙烯。基于所述氟丙烯组合物的总重量计，1，1，3，3，3-五氟丙烯和2，3，3，3-四氟丙烯在组合物中的总量为1.0重量％或更少。