2,3,3,3-四氟丙烯的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通式：CF3 (CX2) nCF = CH2、通式=CF3(CX2)nCH = CHF等所示的氟烯烴是作為各種功 能性材料、溶劑、制冷劑、發(fā)泡劑等用途、功能性聚合物的單體和這些的原料等非常有用的 化合物，例如可以用作乙烯-四氟乙烯共聚物的改性用單體。近年來，特別是在上述的氟烯 烴中，CF 3CF = CH2所示的2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HF0-1234yf)有望作為地球溫暖化系數(shù)較低 的制冷劑化合物。
[0003] 作為2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，已知有以鹵代丙烷或鹵代丙烯為原料，利用 氟化氫將其氟化的方法。例如，在以1，1，1，2, 3-五氯丙烷（HCC-240db)為原料、在氣相中 氟化的情況下，反應(yīng)以如下的路徑進(jìn)行。
[0004] CC13CHC1CH2C1+3HF - CF3CCl = CH2+4HC1 (I)
[0005] CF3CCl = CH2+HF - CF3CF = CH2+HC1 (2)
[0006] 在這些反應(yīng)中，在由1，1，1，2, 3-五氯丙烷制造2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯 (HCF0-1233xf)的反應(yīng)（第一反應(yīng)）和由2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯制造2, 3, 3, 3-四氟丙烯 的反應(yīng)（第二反應(yīng)）中，反應(yīng)速度很大不同，因此，若在單一反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，則無效率， 在各自的反應(yīng)器中進(jìn)行較理想。
[0007] 進(jìn)而，關(guān)于第二反應(yīng)的由2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯制造 2, 3, 3, 3-四氟丙烯的工序， 也已知有通過對(duì)2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫后，進(jìn)行脫氯化氫反應(yīng)的2個(gè)工序的反 應(yīng)，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的方法。
[0008] 例如，在下述專利文獻(xiàn)1中，公開有一種以鹵代丙烷或鹵代丙烯為原料，分別使用 填充了不同的催化劑的3個(gè)反應(yīng)器，利用與各反應(yīng)對(duì)應(yīng)的條件以3階段進(jìn)行氣相氟化的方 法。另外，在下述專利文獻(xiàn)2中，公開有一種使用了這些反應(yīng)的整合工藝。
[0009] 然而，在這些方法中，在各工序的反應(yīng)中很難使轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，為了將未反應(yīng) 原料再利用，需要從反應(yīng)混合物中分離未反應(yīng)原料和生成物。進(jìn)而，因反應(yīng)生成物中所含的 氯化氫等雜質(zhì)的影響，容易產(chǎn)生下一工序中副反應(yīng)的發(fā)生導(dǎo)致的選擇率的降低和催化劑劣 化。因此，通常，每次各工序結(jié)束后，使用蒸餾塔從反應(yīng)混合物中除去氯化氫等不需要的物 質(zhì)，進(jìn)行用作下一工序的原料的成分和未反應(yīng)原料的分離。圖1中，關(guān)于以1，1，1，2, 3-五 氯丙烷（HCC-240db)為原料、通過上述的第一反應(yīng)和第二反應(yīng)的2個(gè)工序的反應(yīng)制造 2, 3, 3, 3-四氟丙烯的方法，示出現(xiàn)有的代表性的處理工序的流程圖。如圖1所示，在現(xiàn)有的 方法中，將第一反應(yīng)中所得到的含有2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的高溫的反應(yīng)氣體冷卻，在精 制工序中除去HCl后，在得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的工序中，再次加熱，在高溫下進(jìn)行反應(yīng)， 進(jìn)而得到目的物2, 3, 3, 3-四氟丙烯，因此，需要將第二反應(yīng)工序的出口氣體再次冷卻。進(jìn) 而，在將未反應(yīng)的1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯等中間體再循環(huán)到各反應(yīng) 工序中的情況下，需要與各精制工序中所冷卻的HF -同再加熱。這樣在通常的制造工藝 中，由于重復(fù)原料氣體、中間體、生成物等的加熱和冷卻，所以能源上帶來較大的損失，使得 運(yùn)轉(zhuǎn)成本增大。進(jìn)而，存在分離所需要的蒸餾塔的數(shù)量增多，導(dǎo)致設(shè)備成本的增大這樣的弊 端。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn) I :W02007/079431
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-227675號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而完成的，其主要目的在于，提供一種方法， 其以選自 1，1，1，2,3_ 五氯丙烷（HCC-240db)、2,3-二氯-1，1，1-三氟丙烷（HCFC-243db) 和1，1，2, 3-四氯丙烯（HC0-1230xa)中的至少一種含氯化合物為原料，通過2個(gè)工序或3 個(gè)工序的反應(yīng)，制造2, 3, 3, 3-四氟丙烯或其前體2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷（HCFC-244bb)， 該方法能夠降低能源成本和設(shè)備成本，通過經(jīng)濟(jì)且有利的方法高效地制造目的物。
[0016] 用于解決課題的方案
[0017] 本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述的目的進(jìn)行了潛心研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在以上述的特定的 含氯化合物為原料，通過2個(gè)工序或3個(gè)工序的反應(yīng)制造2, 3, 3, 3-四氟丙烯或其前體的方 法中，采用使用同一蒸餾裝置對(duì)多個(gè)反應(yīng)工序的生成物同時(shí)進(jìn)行蒸餾處理的方法，代替現(xiàn) 有的各反應(yīng)工序結(jié)束后使用各自的蒸餾裝置所進(jìn)行的蒸餾處理，在該情況下，充分地實(shí)現(xiàn) 了氯化氫、未反應(yīng)原料、中間體等的分離這樣的目的，從而可以減少蒸餾裝置的設(shè)置數(shù)，降 低設(shè)備成本，也可以降低伴隨加熱、冷卻的能源成本。進(jìn)而，發(fā)現(xiàn)通過使反應(yīng)工序并列，易于 在最佳條件下獨(dú)立地實(shí)施各反應(yīng)工序，轉(zhuǎn)化率和選擇率提高，在成本上非常有利。本發(fā)明基 于這些見解進(jìn)一步進(jìn)行潛心研究，結(jié)果得以完成。
[0018] 即，本發(fā)明提供一種下述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯或其前體2-氯-1，1，1，2-四氟丙 烷的制造方法。
[0019] 項(xiàng)1. 一種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，包括：
[0020] (1)使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙烷和1，1，2, 3-四氯 丙烯中的至少一種含氯化合物和氟化劑反應(yīng)，得到2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的反應(yīng)工序；和
[0021] (2)在氟化催化劑的存在下、在氣相中使2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯和無水氟化氫進(jìn) 行加熱反應(yīng)，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的反應(yīng)工序，
[0022] 該制造方法還包括將反應(yīng)工序（1)的生成物和反應(yīng)工序（2)的生成物供給于同一 蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實(shí)質(zhì)上不含氯化氫的餾分的工序。
[0023] 項(xiàng)2. -種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，包括：
[0024] (1)使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙烷和1，1，2, 3-四氯丙 烯構(gòu)成中的至少一種含氯化合物和氟化劑反應(yīng)，得到2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的反應(yīng)工序；
[0025] (2)對(duì)2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫，得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的反應(yīng) 工序；和
[0026] (3)通過2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的脫氯化氫反應(yīng)，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的反 應(yīng)工序，
[0027] 該制造方法還包括將反應(yīng)工序（1)~反應(yīng)工序（3)中的2個(gè)以上反應(yīng)工序的生成 物供給于同一蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實(shí)質(zhì)上不含氯化氫的餾分的工序。
[0028] 項(xiàng)3.如項(xiàng)1或2所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，反應(yīng)工序⑴通過 在氟化催化劑的存在下、在氣相中使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙 烷和1，1，2, 3-四氯丙烯中的至少一種含氯化合物和無水氟化氫進(jìn)行加熱反應(yīng)的方法而進(jìn) 行。
[0029] 項(xiàng)4. 一種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，包括：
[0030] (1)對(duì)2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫，得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的反應(yīng) 工序；和
[0031 ] (2)通過2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的脫氯化氫反應(yīng)，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的反 應(yīng)工序，
[0032] 該制造方法還包括將反應(yīng)工序（1)的生成物和反應(yīng)工序（2)的生成物供給于同一 蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實(shí)質(zhì)上不含氯化氫的餾分的工序。
[0033] 項(xiàng)5.如項(xiàng)1~4中任一項(xiàng)所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，還包括從 含有氯化氫的餾分除去氯化氫的工序。
[0034] 項(xiàng)6.如項(xiàng)5所述的2,3,3,3_四氟丙烯的制造方法，其中，還包括使除去了氯化氫 的餾分的全部或一部分在至少一個(gè)反應(yīng)工序中再循環(huán)的工序。
[0035] 項(xiàng)7.如項(xiàng)1~6中任一項(xiàng)所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，還包括由 含有氯化氫的餾分和/或?qū)嵸|(zhì)上不含氯化氫的餾分回收2, 3, 3, 3-四氟丙烯的工序。
[0036] 項(xiàng)8.如項(xiàng)1~7中任一項(xiàng)所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，還包括使 實(shí)質(zhì)上不含氯化氫的餾分的全部或一部分在至少一個(gè)反應(yīng)工序中再循環(huán)的工序。
[0037] 項(xiàng)9. 一種2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的制造方法，包括：
[0038] (1)使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙烷和1，1，2, 3-四氯 丙烯中的至少一種含氯化合物和氟化劑反應(yīng)，得到2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的反應(yīng)工序；和
[0039] (2)對(duì)2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫，得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的反應(yīng) 工序，
[0040] 該制造方法還包括將反應(yīng)工序（1)的生成物和反應(yīng)工序（2)的生成物供給于同一 蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實(shí)質(zhì)上不含氯化氫的餾分的工序。
[0041] 項(xiàng)10.如項(xiàng)9所述的2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的制造方法，其中，反應(yīng)工序（1) 通過在氟化催化劑的存在下、在氣相中使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三 氟丙烷和1，1，2, 3-四氯丙烯中的至少一種含氯化合物和無水氟化氫進(jìn)行加熱反應(yīng)的方法 而進(jìn)行。
[0042] 項(xiàng)11.如項(xiàng)9或10所述的2-氯-1，1，1,2-四氟丙烷的制造方法，其中，包括從含 有氯化氫的餾分除去氯化氫的工序。
[0043] 項(xiàng)12.如項(xiàng)11所述的2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的制造方法，其中，包括使除去了 氯化氫的餾分的全部或一部分在至少一個(gè)反應(yīng)工序中再循環(huán)的工序。
[0044] 項(xiàng)13.如項(xiàng)9~12中任一項(xiàng)所述的2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的