本申請(qǐng)是中國發(fā)明專利申請(qǐng)(發(fā)明名稱:氟化化合物的制備方法,申請(qǐng)日:2010年07月23日;申請(qǐng)?zhí)枺?01010237341.2)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明的主題為氟化化合物(fluorinatedcompounds)即氟化化合物2,3,3,3-四氟-1-丙烯的制備方法。
背景技術(shù):
氫氟烴(hfc)且特別是氫氟烯烴(例如2,3,3,3-四氟-1-丙烯(hfo-1234yf))是已知具有下列物質(zhì)的性質(zhì)的化合物:制冷劑和傳熱流體、滅火劑、推進(jìn)劑、起泡劑、發(fā)泡劑、氣態(tài)電介質(zhì)、單體或聚合反應(yīng)介質(zhì)、載流體(supportfluid)、研磨劑用試劑、干燥劑以及能量產(chǎn)生裝置用流體。不同于對(duì)臭氧層具有潛在威脅的cfc和hcfc,hfo不含氯并且因而不給臭氧層帶來問題。
已知幾種制造1234yf的方法。
wo2008/002499描述了通過1,1,1,2,3-五氟丙烷(hfc-245eb)的熱解制造2,3,3,3-四氟-1-丙烯(hfo-1234yf)和1,3,3,3-四氟-1-丙烯(hfo-1234ze)的混合物的方法。
wo2008/002500描述了通過脫氟化氫催化劑使1,1,1,2,3-五氟丙烷(hfc-245eb)發(fā)生催化轉(zhuǎn)化而制造2,3,3,3-四氟-1-丙烯(hfo-1234yf)和1,3,3,3-四氟-1-丙烯(hfo-1234ze)的混合物的方法。
因而,上述的這兩個(gè)專利申請(qǐng)的目的在于制造包含相當(dāng)大部分的產(chǎn)物hfo-1234ze的混合物。
wo2007/056194描述了通過以氫氧化鉀(典型地為至多50重量%的koh的水溶液)使hfc-245eb脫氟化氫而制備hfo-1234yf,或者,通過使hfc-245eb在氣相中在催化劑(特別是基于鎳、碳、或它們的組合的催化劑)的存在下脫氟化氫而制備hfo-1234yf。
knunyants等人的文獻(xiàn)(journaloftheussracademyofsciences,chemistrydepartment,“reactionsoffluoro-olefins”,report13,“catalytichydrogenationofperfluoro-olefins”,1960)清楚地描述了關(guān)于氟化化合物的各種化學(xué)反應(yīng)。該文獻(xiàn)描述了hfp通過基于負(fù)載在氧化鋁上的鈀的催化劑進(jìn)行的基本上定量的加氫,在該過程中,溫度從20℃變化到50℃,然后保持在50℃。該文獻(xiàn)描述了經(jīng)由使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(hfc-236ea)通過koh在二丁醚中的懸浮液而使其脫氟化氫,以產(chǎn)生1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯(hfo-1225ye),產(chǎn)率僅為60%。該文獻(xiàn)描述了1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯(hfo-1225ye)通過由負(fù)載在氧化鋁上的鈀形成的催化劑進(jìn)行加氫以產(chǎn)生1,1,1,2,3-五氟丙烷(hfc-245eb)。在該加氫期間,還發(fā)生了氫解反應(yīng),產(chǎn)生顯著量的1,1,1,2-四氟丙烷。該文獻(xiàn)描述了通過使1,1,1,2,3-五氟丙烷(hfc-245eb)進(jìn)入koh粉末在二丁醚中的懸浮液而使其脫氟化氫以產(chǎn)生2,3,3,3-四氟-1-丙烯(hfo-1234yf),產(chǎn)率僅為70%。這些反應(yīng)是彼此獨(dú)立地描述的,盡管表明有可能將這些反應(yīng)組合以合成各種包含不同量的氟的乙烯、丙烯和異丁烯衍生物。
文獻(xiàn)us-p-5396000描述了通過如下制備1,1,1,2,3-五氟丙烷:對(duì)1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(hfc-236ea)進(jìn)行催化脫氟化氫以產(chǎn)生1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯(hfo-1225ye),隨后進(jìn)行加氫以產(chǎn)生所需化合物。使hfc-236ea脫鹵化氫以產(chǎn)生hfo-1225ye是在氣相中進(jìn)行的,在一個(gè)實(shí)施例中,將該反應(yīng)產(chǎn)物直接輸送到后續(xù)反應(yīng)器,在該后續(xù)反應(yīng)器中,對(duì)化合物hfo-1225ye進(jìn)行加氫以產(chǎn)生化合物hfc-245eb。該文獻(xiàn)中還表明可通過六氟丙烯(hfp)的加氫獲得化合物hfc-236ea。
文獻(xiàn)us-p-5679875描述了通過如下制備1,1,1,2,3-五氟丙烷:對(duì)1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(hfc-236ea)進(jìn)行催化脫氟化氫以產(chǎn)生1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯(hfo-1225ye),隨后進(jìn)行加氫以產(chǎn)生所需化合物。所述反應(yīng)在氣相中進(jìn)行。該文獻(xiàn)中還表明可通過六氟丙烯(hfp)的加氫獲得化合物hfc-236ea。
文獻(xiàn)wo2008/030440描述了由hfo-1225ye通過如下制備hfo-1234yf:在催化劑的存在下,使hfo-1225ye與氫氣反應(yīng)以產(chǎn)生hfc-245eb;然后,使hfc-245eb與堿性水溶液在相轉(zhuǎn)移催化劑和非水且非醇(non-alcholic)的溶劑的存在下反應(yīng)。
文獻(xiàn)wo2008/075017說明了在50重量%koh水溶液的存在下,在150℃下,1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(hfc-236ea)脫氟化氫以產(chǎn)生1,1,1,2,3-五氟丙烯(hfo-1225ye)的反應(yīng)。在不存在相轉(zhuǎn)移催化劑的情況下,3.5小時(shí)后的轉(zhuǎn)化率為57.8%且對(duì)hfo-1225ye的選擇性為52.4%(試驗(yàn)1)。在相轉(zhuǎn)移催化劑的存在下,在僅2.5小時(shí)后就達(dá)到該轉(zhuǎn)化率且選擇性幾乎不變(試驗(yàn)4)。如該文獻(xiàn)的表2中所示,必須使用有機(jī)溶劑以提高對(duì)hfo-1225ye的選擇性。
需要由原料制備高純度hfo-1234yf的方法,該方法是易于實(shí)施的且該方法以高的選擇性、優(yōu)選高的產(chǎn)率和有利地高的生產(chǎn)量得到所需產(chǎn)物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)人公司已經(jīng)注意到:在用于制造hfo-1234yf的方法的各步驟中產(chǎn)生的一些副產(chǎn)物(特別是沸點(diǎn)接近于hfo-1234yf的沸點(diǎn)的那些)難以與hfo-1234yf分離且需要通常昂貴的非常嚴(yán)格的條件。
同樣地,各步驟中的一些未反應(yīng)的反應(yīng)物或該方法中的中間產(chǎn)物難以與hfo-1234yf分離。可提及例如hfp。
因此,本發(fā)明提供高純度hfo-1234yf的制造方法,該方法未呈現(xiàn)上述缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的制備2,3,3,3-四氟-1-丙烯的方法包括下列步驟:
(i)在反應(yīng)器中,在催化劑和超化學(xué)計(jì)量的量的氫氣的存在下,對(duì)六氟丙烯進(jìn)行氣相加氫以產(chǎn)生1,1,1,2,3,3-六氟丙烷;
(ii)在脫氟化氫催化劑的存在下或者使用水和氫氧化鉀的混合物,使前一步驟中獲得的1,1,1,2,3,3-六氟丙烷脫氟化氫以產(chǎn)生1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯;
(iii)在反應(yīng)器中,在催化劑和超化學(xué)計(jì)量的量的氫氣的存在下,對(duì)前一步驟中獲得的1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯進(jìn)行氣相加氫以產(chǎn)生1,1,1,2,3-五氟丙烷;
(iv)對(duì)前一步驟中獲得的1,1,1,2,3-五氟丙烷進(jìn)行純化;
(v)在脫氟化氫催化劑的存在下或者使用水和氫氧化鉀的混合物,使經(jīng)純化的1,1,1,2,3-五氟丙烷脫氟化氫以產(chǎn)生2,3,3,3-四氟-1-丙烯;
(vi)對(duì)前一步驟中獲得的2,3,3,3-四氟-1-丙烯進(jìn)行純化。
根據(jù)本發(fā)明的方法可另外包括下列特征中的至少一個(gè):
-加氫步驟(i)和/或(iii)在單級(jí)或多級(jí)絕熱反應(yīng)器中或者在至少兩個(gè)串聯(lián)的絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行;
-將由加氫步驟(i)得到的包含hfc-236ea和未反應(yīng)的氫氣的氣態(tài)輸出物流的一部分再循環(huán)至步驟(i);
-在使得未反應(yīng)的氫氣不冷凝并且在步驟(i)中所形成的hfc-236ea的一部分冷凝的條件下,使由加氫步驟(i)得到的氣態(tài)輸出物流經(jīng)歷冷凝步驟;
-將由加氫步驟(iii)得到的包含hfc-245eb和未反應(yīng)的氫氣的氣態(tài)輸出物流的一部分再循環(huán)至步驟(iii);
-在使得未反應(yīng)的氫氣不冷凝并且在步驟(i)中所形成的hfc-245eb的一部分冷凝的條件下,使由加氫步驟(iii)得到的氣態(tài)輸出物流經(jīng)歷冷凝步驟;
-氫氧化鉀以相對(duì)于水和koh的混合物重量的20~75重量%、有利地55~70重量%的量存在于步驟(ii)和/或(v)的反應(yīng)介質(zhì)中;
-用氫氧化鈣對(duì)在脫氟化氫步驟(ii)和/或(v)中共生(coproduce)的氟化鉀進(jìn)行處理的步驟;
-對(duì)脫氟化氫步驟(ii)中獲得的1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯進(jìn)行純化的步驟。
根據(jù)本發(fā)明獲得的2,3,3,3-四氟-1-丙烯的純度優(yōu)選高于99.5重量%和有利地高于99.8重量%。
純化步驟(iv)的目的在于:對(duì)源自加氫步驟(iii)的包含hfc-245eb的物流進(jìn)行純化,以獲得用于脫氟化氫步驟(v)的純度優(yōu)選高于98重量%的hfc-245eb。
該純化步驟優(yōu)選地在于除去具有與hfo-1234yf的沸點(diǎn)相近的沸點(diǎn)(±10℃)的化合物,或者在于除去所述具有比hfc-245eb的沸點(diǎn)低至少20℃、甚至低至少10℃的沸點(diǎn)的化合物的前體。
要在純化步驟(iv)中除去的化合物優(yōu)選地選自六氟丙烯、環(huán)六氟丙烯、1,2,3,3,3-五氟丙烯(z和e異構(gòu)體)、1,1,3,3,3-五氟丙烯(hfo-1225zc)、1,1,1,2-四氟丙烷(hfc-254eb)、3,3,3-三氟丙烯(hfo-1243zf)、1,1,1,2-四氟乙烷(hfc-134a)、1,1,2-三氟乙烷(hfc-143)和1,1,1,2,3,3-六氟丙烷。
要在純化步驟(iv)中除去的化合物有利地選自1,2,3,3,3-五氟丙烯(z和e異構(gòu)體)、1,1,3,3,3-五氟丙烯(hfo-1225zc)和1,1,1,2-四氟乙烷(hfc-134a)。
根據(jù)本發(fā)明的方法可間歇地、半連續(xù)地或連續(xù)地進(jìn)行。優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的方法連續(xù)地進(jìn)行,并且將源自前一步驟的物流在任選地進(jìn)行純化之后直接輸送到后續(xù)步驟。從而,獲得了用于制備高純度化合物hfo-1234yf的經(jīng)濟(jì)的方法,其中原料hfp可易于以低成本市購獲得。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案的圖解。
具體實(shí)施方式
加氫步驟(i)
該加氫步驟可在1.1~40、優(yōu)選2~15的h2/hfp摩爾比的存在下進(jìn)行。
該加氫步驟可在0.5~20巴絕對(duì)壓力且優(yōu)選1~5巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行。
作為能夠用于該加氫步驟中的催化劑,可特別提及基于第viii族金屬或錸的催化劑,所述第viii族金屬或錸任選地負(fù)載在例如碳(carbon)、碳化硅、氧化鋁或氟化鋁上。
作為金屬,可使用鉑或鈀,特別是鈀,其有利地負(fù)載在碳或氧化鋁上。還可將該金屬與另外的金屬例如銀、銅、金、碲、鋅、鉻、鉬和鉈組合。
催化劑可以任何適當(dāng)?shù)男问嚼鐢D出物、粒料或珠存在。
優(yōu)選地,使用包含0.05~10重量%、有利地0.1~5重量%的負(fù)載在氧化鋁或碳上的鈀的催化劑。
該加氫步驟可在這樣的條件下進(jìn)行:反應(yīng)器入口處的溫度為30~200℃、優(yōu)選為30~100℃,和反應(yīng)器出口處的溫度為50~250℃、優(yōu)選為80~150℃。
接觸時(shí)間(在標(biāo)準(zhǔn)的溫度和壓力條件下催化劑的體積與總的氣體流量之比)優(yōu)選為0.2~10秒且有利地為1~5秒。
該加氫步驟可在任選為多級(jí)的絕熱反應(yīng)器中或者在至少兩個(gè)串聯(lián)的絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行。
hfp的該加氫步驟基本上是定量的。
優(yōu)選地,將由該加氫步驟(i)得到的包含hfc-236ea和未反應(yīng)的氫氣的氣態(tài)輸出物流的一部分再循環(huán)至步驟(i)。
有利地,在使得未反應(yīng)的氫氣不冷凝并且在步驟(i)中所形成的hfc-236ea的一部分冷凝的條件下,使由該加氫步驟(i)獲得的氣態(tài)輸出物流經(jīng)歷冷凝步驟。
優(yōu)選地,該冷凝步驟在0~50℃的溫度和0.5~20巴絕對(duì)壓力、有利地1~5巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行。
優(yōu)選地,該冷凝步驟在使得步驟(i)的出口處的hfc-236ea的1~30%、有利地2~10%冷凝的條件下進(jìn)行。
隨后,將未冷凝的部分在任選地進(jìn)行加熱之后再循環(huán)至該加氫步驟(i)。
脫氟化氫步驟(ii)
隨后,使步驟(i)中形成的hfc-236ea在任選的冷凝和蒸發(fā)之后經(jīng)歷脫氟化氫步驟,其中,優(yōu)選使用氫氧化鉀進(jìn)行該脫氟化氫步驟,有利地在攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行該脫氟化氫步驟。氫氧化鉀優(yōu)選以相對(duì)于水和koh的混合物重量的20~75重量%、有利地55~70重量%的量存在于反應(yīng)介質(zhì)中。
該脫氟化氫步驟的包含koh的含水反應(yīng)介質(zhì)優(yōu)選保持在80~180℃、有利地125~180℃的溫度。所述反應(yīng)介質(zhì)的特別優(yōu)選的溫度為145~165℃。
使用koh的該脫氟化氫步驟可在0.5~20巴的壓力下進(jìn)行,但優(yōu)選在0.5~5巴絕對(duì)壓力、更有利地1.1~2.5巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行操作。
在使用koh的該脫氟化氫步驟期間形成氟化鉀。
根據(jù)本發(fā)明的方法可包括處理步驟,在該處理步驟期間,在優(yōu)選50~150℃、有利地70~120℃且更有利地70~100℃的溫度下,使在該脫氟化氫步驟中共生的氟化鉀與氫氧化鈣在含水反應(yīng)介質(zhì)中接觸。
該處理步驟優(yōu)選通過將氫氧化鈣引入到包含源自該脫氟化氫步驟的反應(yīng)介質(zhì)的一部分(其已任選地進(jìn)行了稀釋)的反應(yīng)器中而進(jìn)行,所述反應(yīng)介質(zhì)包含氟化鉀、氫氧化鉀和水。
氟化鉀優(yōu)選以相對(duì)于源自該脫氟化氫步驟的反應(yīng)介質(zhì)的4~45重量%、有利地7~20重量%存在。
所述處理的反應(yīng)介質(zhì)優(yōu)選包含相對(duì)于該介質(zhì)中的氫氧化鉀和水的總重量的4~50重量%的氫氧化鉀、有利地10~35重量%的氫氧化鉀。
使用氫氧化鈣的該處理步驟可使氫氧化鉀再生并獲得商業(yè)級(jí)的氟化鈣,所述氫氧化鉀可再循環(huán)至該脫氟化氫步驟,所述氟化鈣可在分離例如通過過濾和沉降而分離之后獲得價(jià)值。
在該處理步驟的優(yōu)選條件下,獲得具有20~35μm的平均尺寸(在粒度分布的50重量%處的平均尺寸)的氟化鈣。
所述使用氫氧化鈣的該處理步驟可在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意類型的反應(yīng)器例如攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行。
加氫步驟(iii)
在催化劑的存在下,使步驟(ii)中獲得的hfo-1225ye在任選地進(jìn)行純化之后經(jīng)歷加氫步驟。
hfo-1225ye的純化可包括雙重蒸餾,其中,在第一蒸餾中除去輕雜質(zhì)且在第二蒸餾中除去重雜質(zhì)。
該加氫步驟可在1.1~40、優(yōu)選2~15的h2/hfo-1225ye摩爾比的存在下進(jìn)行。
該加氫步驟可在0.5~20巴絕對(duì)壓力且優(yōu)選1~5巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行。
作為能夠用于該加氫步驟中的催化劑,可特別提及基于第viii族金屬或錸的催化劑,所述第viii族金屬或錸任選地負(fù)載在例如碳、碳化硅、氧化鋁或氟化鋁上。
作為金屬,可使用鉑或鈀,特別是鈀,其有利地負(fù)載在碳或氧化鋁上。還可將該金屬與另外的金屬例如銀、銅、金、碲、鋅、鉻、鉬和鉈組合。
催化劑可以任何適當(dāng)?shù)男问嚼鐢D出物、粒料或珠存在。
優(yōu)選地,使用包含0.05~10重量%且有利地0.1~5重量%的負(fù)載在氧化鋁或碳上的鈀的催化劑。
該加氫步驟可在這樣的條件下進(jìn)行:反應(yīng)器入口處的溫度為50~200℃、優(yōu)選為80~140℃,和反應(yīng)器出口處的溫度為80~250℃、優(yōu)選為110~160℃。
接觸時(shí)間(在標(biāo)準(zhǔn)的溫度和壓力條件下催化劑的體積與總的氣體流量之比)優(yōu)選為0.2~10秒且有利地為1~5秒。
該加氫步驟可在任選為多級(jí)的絕熱反應(yīng)器中或者在至少兩個(gè)串聯(lián)的絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行。
hfo-1225ye的該加氫步驟基本上是定量的。
優(yōu)選地,將由該加氫步驟(iii)得到的包含hfc-245eb和未反應(yīng)的氫氣的氣態(tài)輸出物流的一部分再循環(huán)至步驟(iii)。
有利地,在使得未反應(yīng)的氫氣不冷凝并且在步驟(iii)中形成的hfc-245eb的一部分冷凝的條件下,使由該加氫步驟(iii)得到的氣態(tài)輸出物流經(jīng)歷冷凝步驟。
優(yōu)選地,該冷凝步驟在0~50℃的溫度和0.5~20巴絕對(duì)壓力、有利地1~5巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行。
優(yōu)選地,該冷凝步驟在使得步驟(iii)的出口處的hfc-245eb的1~30%冷凝、有利地2~10%冷凝的條件下進(jìn)行。
隨后,將未冷凝的部分在任選地進(jìn)行加熱之后再循環(huán)至該加氫步驟(iii)。
純化步驟(iv)
使在加氫步驟(iii)中獲得的hfc-245eb在任選地進(jìn)行冷凝之后經(jīng)歷純化步驟,以獲得用于脫氟化氫步驟(v)的純度優(yōu)選高于98重量%的hfc-245eb。
該純化步驟優(yōu)選地在于除去具有與hfo-1234yf的沸點(diǎn)相近的沸點(diǎn)的化合物或所述具有比hfc-245eb的沸點(diǎn)低至少20℃、實(shí)際上甚至低至少10℃的沸點(diǎn)的化合物的前體。
這些化合物可為:來自于該方法的各步驟的副產(chǎn)物、各步驟的未反應(yīng)的反應(yīng)物和/或該方法的中間產(chǎn)物。
該純化步驟優(yōu)選地包括至少一個(gè)在1~20巴絕對(duì)壓力且有利地5~10巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行的常規(guī)蒸餾步驟。
脫氟化氫步驟(v)
隨后,使在步驟(iv)中純化的純度優(yōu)選高于98重量%的hfc-245eb經(jīng)歷脫氟化氫步驟,優(yōu)選使用氫氧化鉀進(jìn)行該脫氟化氫步驟,有利地在攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行該脫氟化氫步驟。氫氧化鉀優(yōu)選以相對(duì)于水和koh的混合物重量的20~75重量%、有利地55~70重量%的量存在于反應(yīng)介質(zhì)中。
該脫氟化氫步驟的包含koh的含水反應(yīng)介質(zhì)優(yōu)選保持在80~180℃、有利地125~180℃的溫度。所述反應(yīng)介質(zhì)的特別優(yōu)選的溫度為145~165℃。
該脫氟化氫步驟可在0.5~20巴的壓力下進(jìn)行,但優(yōu)選在0.5~5巴絕對(duì)壓力且更有利地在1.1~2.5巴絕對(duì)壓力的壓力下進(jìn)行操作。
在使用koh的該脫氟化氫步驟期間形成氟化鉀。
根據(jù)本發(fā)明的方法可包括處理步驟,在該處理步驟期間,在優(yōu)選50~150℃、有利地70~120℃且更有利地70~100℃的溫度下,使在該脫氟化氫步驟中共生的氟化鉀與氫氧化鈣在含水反應(yīng)介質(zhì)中接觸。
該處理步驟優(yōu)選通過將氫氧化鈣引入到包含源自該脫氟化氫步驟的反應(yīng)介質(zhì)的一部分(其已任選地進(jìn)行了稀釋)的反應(yīng)器中而進(jìn)行,所述反應(yīng)介質(zhì)包含氟化鉀、氫氧化鉀和水。
氟化鉀優(yōu)選以相對(duì)于源自該脫氟化氫步驟的反應(yīng)介質(zhì)的4~45重量%、有利地7~20重量%存在。
所述處理的反應(yīng)介質(zhì)優(yōu)選包含相對(duì)于該介質(zhì)中的氫氧化鉀和水的總重量的4~50重量%的氫氧化鉀、有利地10~35重量%的氫氧化鉀。
使用氫氧化鈣的該處理步驟可使氫氧化鉀再生并獲得商業(yè)級(jí)的氟化鈣,所述氫氧化鉀可再循環(huán)至脫氟化氫步驟,所述氟化鈣可在分離通過例如過濾和沉降而分離之后獲得價(jià)值。
在該處理步驟的優(yōu)選條件下,獲得具有20~35μm的平均尺寸(在粒度分布的50重量%處的平均尺寸)的氟化鈣。
使用氫氧化鈣的該處理步驟可在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意類型的反應(yīng)器例如攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行。
純化步驟(vi)
使由脫氟化氫步驟(v)得到的氣流經(jīng)歷純化步驟以獲得純度為至少99.5重量%、優(yōu)選至少99.8重量%的hfo-1234yf,其中,所述氣流包含hfo-1234yf、未反應(yīng)的hfc-245eb以及副產(chǎn)物。
純化優(yōu)選地包括用以分離輕雜質(zhì)特別是三氟丙炔的第一蒸餾步驟和用以使hfo-1234yf與重雜質(zhì)特別是hfc-245eb分離的第二蒸餾步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案(圖1),(i)在絕熱反應(yīng)器(100)中,在催化劑的存在下,使六氟丙烯(1)與在氣相中的具有超化學(xué)計(jì)量的量的氫氣(2)連續(xù)地反應(yīng),以產(chǎn)生1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,并將得自該反應(yīng)的氣態(tài)輸出物流的一部分(13)再循環(huán);(ii)使得自步驟(i)的輸出物流的包含1,1,1,2,3,3-六氟丙烷的未再循環(huán)部分(3)與氫氧化鉀(4)反應(yīng)以產(chǎn)生1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯和氟化鉀,其中,相對(duì)于含水反應(yīng)介質(zhì)(200)的水和koh的混合物的重量,氫氧化鉀以20~75重量%且優(yōu)選55~70重量%的量存在于該反應(yīng)介質(zhì)中,該反應(yīng)介質(zhì)保持在80~180℃且優(yōu)選145~165℃的溫度;(iii)在絕熱反應(yīng)器(300)中,在催化劑的存在下,使步驟(ii)中獲得的1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯(6)與在氣相中的具有超化學(xué)計(jì)量的量的氫氣(2)反應(yīng),以產(chǎn)生1,1,1,2,3-五氟丙烷,并使得自該反應(yīng)的氣態(tài)輸出物流的一部分(14)再循環(huán);(iv)使得自步驟(iii)的輸出物流的包含1,1,1,2,3-五氟丙烷的未再循環(huán)部分(7)經(jīng)歷純化步驟(400),以除去雜質(zhì)(8)并由此獲得純度優(yōu)選高于98重量%的1,1,1,2,3-五氟丙烷;(v)使在純化步驟(iv)后獲得的1,1,1,2,3-五氟丙烷與氫氧化鉀(4)反應(yīng)以產(chǎn)生2,3,3,3-四氟-1-丙烯和氟化鉀,其中,相對(duì)于含水反應(yīng)介質(zhì)(500)的水和koh的混合物的重量,氫氧化鉀以20~75重量%且優(yōu)選55~70重量%的量存在于該反應(yīng)介質(zhì)中,該反應(yīng)介質(zhì)保持在80~180℃且優(yōu)選保持在145~165℃的溫度;和(vi)使得自脫氟化氫步驟(v)的包含hfo-1234yf、未反應(yīng)的hfc-245eb和副產(chǎn)物的氣流(9)經(jīng)歷純化步驟(600),以獲得純度高于99.5重量%、優(yōu)選高于99.8重量%的hfo-1234yf(12)??蓪?duì)與hfo-1234yf分離的輕質(zhì)副產(chǎn)物(10)進(jìn)行處理,且可將未反應(yīng)的hfc-245eb(11)再循環(huán)至(500)中。
純化步驟(iv)優(yōu)選包括在1~20巴絕對(duì)壓力的壓力下的常規(guī)蒸餾。
可用氫氧化鈣在前述條件下對(duì)步驟(ii)和步驟(v)中形成的氟化鉀(5)進(jìn)行處理,以使氫氧化鉀再生和形成氟化鈣。
可在步驟(iii)的加氫反應(yīng)之前,使步驟(ii)中獲得的hfo-1225ye經(jīng)歷純化步驟(700)、優(yōu)選經(jīng)歷雙重蒸餾。
使由加氫步驟(i)和/或(iii)得到的氣態(tài)輸出物流部分冷凝;將包含所有未反應(yīng)的氫氣的未冷凝部分再循環(huán)。
加氫步驟(i)和(iii)可在前述條件下進(jìn)行。
實(shí)施例
在含有40個(gè)理論塔板的塔中,對(duì)包含下列物質(zhì)的混合物進(jìn)行蒸餾:1g六氟丙烯、1g環(huán)六氟丙烯、1ghfo-1234yf、0.2ghfc-134a、1ghfo-1243zf、0.1ghfo-1225zc、10ghfo-1225ye(z或e)、40ghfc-254eb、0.01ghfc-143、1ghfc-236ea、0.5g氫氟酸和944.19ghfc-245eb。
在6巴絕對(duì)壓力、約80℃的塔底溫度和50℃的塔頂溫度下進(jìn)行蒸餾。
在蒸餾結(jié)束時(shí),對(duì)塔底物進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)有0.001ghfc-143、0.094ghfc-236ea和938ghfc-245eb。其它化合物從塔頂除去。
隨后,在攪拌反應(yīng)器中,在水和氫氧化鉀的混合物的存在下,使該經(jīng)蒸餾的hfc-245eb經(jīng)歷脫氟化氫步驟。該混合物保持在150℃,且該混合物中的koh占水/koh總重量的65重量%。
使所形成的hfo-1234yf冷凝,然后,在塔中對(duì)其進(jìn)行蒸餾,開始時(shí),塔保持在13巴的壓力和60℃的塔底溫度下,以分離出三氟丙炔;隨后,塔保持在11巴的壓力和50℃的塔頂溫度下,以在塔頂獲得純度高于99.9重量%的hfo-1234yf。