1，1，3，3-四氯丙-1-烯和氟化氫的共沸組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)和氟化氫（HF)的共沸或類共 沸組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于氯氟烴（CFC)的化學(xué)品已經(jīng)被廣泛用于工業(yè)中的多種不同的應(yīng)用中，其中包 括作為制冷劑、氣溶膠拋射劑、發(fā)泡劑和溶劑。然而，某些CFC具有消耗地球的臭氧層的嫌 疑。因此，已經(jīng)引入了更為環(huán)境友好的替代品作為對(duì)CFC的替代。例如，對(duì)于某些工業(yè)應(yīng)用， 諸如泡沫發(fā)泡劑和溶劑，1，1，1，3, 3-五氟丙烷（HFC-245fa)被認(rèn)為具有有利的物理性質(zhì)， 并因此被視作以前用于這些應(yīng)用中使用的CFC的良好的替代品。遺憾的是，目前認(rèn)為在工 業(yè)應(yīng)用中某些氫氟烴包括HFC-245fa的使用，對(duì)全球變暖具有影響。因此，現(xiàn)在正在尋找對(duì) 于氫氟烴的更為環(huán)境友好的替代品。
[0003] 化合物1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯，還被稱為HCF0-1233zd或簡(jiǎn)稱為1233zd，在一些 應(yīng)用中（包括用作發(fā)泡劑和溶劑）是用于替代HFC-245fa的候選。1233zd具有Z-異構(gòu)體 和E-異構(gòu)體。由于這兩種異構(gòu)體之間物理性質(zhì)的不同，純1233zd(E)、純1233zd(Z)，或這 兩種異構(gòu)體的特定混合物可適用于特定的應(yīng)用例如制冷劑、拋射劑、發(fā)泡劑、溶劑或其他用 途中。
[0004] 1，1，3,3-四氯丙-1-烯01〇)-123(^3)是245€3和12332(1兩者生產(chǎn)中的反應(yīng)物， 其是現(xiàn)有技術(shù)中公知的，如在美國(guó)專利第5763706號(hào)和第6844475號(hào)中所分別描述的。在 1233zd的情況下，參見(jiàn)美國(guó)專利公開(kāi)第2011-0201853號(hào)。這些文件在此通過(guò)引用并入本 文。
[0005] 目前已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)在245fa和1233zd兩者的生產(chǎn)中一種重要的原料是1， 1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)和氟化氫（HF)的共沸或類共沸混合物。一旦形成該 混合物，其后可將所述混合物通過(guò)萃取或蒸餾技術(shù)分離成其組成部分。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下， HC0-1230za的沸點(diǎn)為約151°C且HF的沸點(diǎn)為約20°C。共沸或類共沸組合物不僅用作245fa 和1233zd生產(chǎn)中的反應(yīng)器進(jìn)料，其還另外可用作溶劑組合物以用于去除金屬的表面氧化。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本發(fā)明提供基本上由1，1，3, 3_四氣丙-1-?。℉C0_1230za)和氣化氛（HF)組成 的非均相共沸組合物。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步提供基本上由約0. 2至約99重量％的氟化氫和約99. 8至約1重 量％的1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)組成的共沸或類共沸組合物，在約13.Opsia 的壓力下，組合物的沸點(diǎn)為約〇°C。
[0009] 本發(fā)明還提供一種形成非均相共沸或類共沸組合物的方法，所述組合物基本上 由約0. 2至約97重量％的氟化氫和約99. 8至約3重量％的1，1，3, 3-四氯丙-1-烯 (HC0-1230za)混合而成，在約13.Ipsia的壓力下，組合物的沸點(diǎn)為約0°C。
[0010] 本發(fā)明還提供一種形成非均相共沸或類共沸組合物的方法，所述組合物基本上由 約1至約99重量％的氟化氫和約99至約1重量％的1，1，3, 3-四氯丙-1-烯（HC0-1230za) 混合而成，在約13.Ipsia的壓力下，組合物的沸點(diǎn)為約0°C。
[0011]與本發(fā)明相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，在此描述的關(guān)于本發(fā)明的任何特定方 面和/或?qū)嵤┓桨傅娜魏翁卣骺梢耘c在此描述的本發(fā)明的任何其它方面和/或?qū)嵤┓桨傅?一種或多種任何其它特征相結(jié)合，并酌情修正以確保結(jié)合的相容性。這樣的結(jié)合被視作是 本公開(kāi)所涉及的本發(fā)明的一部分。
[0012] 將理解的是，前面的一般描述和接下來(lái)的詳細(xì)描述僅僅是示例性和說(shuō)明性的，而 不是對(duì)要求保護(hù)的發(fā)明的限制。通過(guò)研究說(shuō)明書(shū)和本發(fā)明在此公開(kāi)的實(shí)踐，其它實(shí)施方案 將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言得以明確。
[0013] 附圖簡(jiǎn)述
[0014] 圖1顯示了在0°C測(cè)量下實(shí)施例1中形成的混合物的蒸氣壓的繪制圖。
[0015] 發(fā)明詳述
[0016] 令人驚奇地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)將1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0_1230za)和HF進(jìn)料至 反應(yīng)器中時(shí)，1230za與HF形成了共沸或類共沸混合物。在產(chǎn)品物流中發(fā)現(xiàn)了未反應(yīng)的 1230za/HF混合物。
[0017] 通過(guò)流體的壓力、溫度、液體組成和蒸氣組成來(lái)定義它的熱力學(xué)狀態(tài)。對(duì)于真正的 共沸組合物，在給定的溫度和壓力下，液體組成和蒸氣相是基本上相同的。在實(shí)踐中這意味 著組分在相變過(guò)程中無(wú)法分離。
[0018] 就本發(fā)明而言，共沸物是液體混合物，相對(duì)于周圍的混合物組合物的沸點(diǎn)，其表現(xiàn) 出最大或最小的沸點(diǎn)。共沸或類共沸組合物是兩種或更多種不同組分的混合物，其在給定 的壓力下為液體形式時(shí)，將在基本恒定的溫度下沸騰，該溫度可高于或低于組分的沸騰溫 度并且經(jīng)歷沸騰時(shí)將提供與液體組成基本上相同的蒸氣組成。
[0019] 就本發(fā)明而言，共沸組合物定義為包括類共沸組合物，其意味著表現(xiàn)類似于共沸 物的組合物，即具有恒定沸騰特征或在沸騰或蒸發(fā)時(shí)不分餾的趨勢(shì)。因此，在沸騰或蒸發(fā)過(guò) 程中形成的蒸氣組成與原始的液體組成相同或基本上相同。因此，在沸騰或蒸發(fā)過(guò)程中，若 液體組成發(fā)生改變，則僅改變至極小或可忽略的程度。這與非類共沸組合物形成了對(duì)比，在 非類共沸組合物中在沸騰或蒸發(fā)過(guò)程中，液體組成改變至實(shí)質(zhì)性的程度。
[0020] 因此，共沸或類共沸組合物的基本特征是：液體組合物在給定的壓力下的沸點(diǎn)是 固定的，并且在沸騰組合物之上的蒸氣組成基本上是沸騰的液體組合物的組成，即基本上 沒(méi)有液體組合物組分的分餾發(fā)生。當(dāng)共沸或類共沸液體組合物在不同的壓力下經(jīng)受沸騰 時(shí)，共沸組合物的各個(gè)組分的沸點(diǎn)和重量百分比均可改變。
[0021] 因此，共沸或類共沸組合物可以依據(jù)其組分間存在的關(guān)系或依據(jù)組分的組成范圍 或依據(jù)在指定壓力下以固定沸點(diǎn)為特征的組合物的各個(gè)組分的精確的重量百分比來(lái)定義。
[0022] 本發(fā)明提供包含有效量的氟化氫和1230za以形成共沸或類共沸組合物的組合 物。有效量意味著當(dāng)與其他組分結(jié)合時(shí)，導(dǎo)致共沸或類共沸混合物的形成的每種組分的量。 本發(fā)明的組合物優(yōu)選為二元共沸物，其基本上僅由氟化氫和1230za的結(jié)合組成。
[0023] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物含有約99至約1重量％的HF，優(yōu)選約 90重量％至約20重量％并且最優(yōu)選約65重量％至約40重量％。
[0024] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物含有約1至約99重量％的1230za， 優(yōu)選約10重量％至約80重量％并且最優(yōu)選約35重量％至約60重量％。
[0025] 在約13.Ipsia的壓力下，本發(fā)明的優(yōu)選的組合物具有為約0°C的沸點(diǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 具有約62±2重量％的HF和約38±2重量％的1230za的共沸或類共沸組合物在約0°C和 13.Ipsia下沸騰。
[0026] 下面的非限制性實(shí)施例用于舉例說(shuō)明本發(fā)明。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 17. 4g的1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)與15. 4g的HF結(jié)合以形成非均相 共沸混合物。該實(shí)驗(yàn)在〇°C和13.Ipsia下完成（目測(cè)）。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 共混僅含有1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)和HF的二元組合物以形成不 同組成的非均相共沸混合物。在o°c下測(cè)量混合物的蒸氣壓并且注意到下面的結(jié)果。
[0031] 表1顯示了在約0°C的恒定溫度下作為HF的重量百分比組成的函數(shù)的1230za和 HF的蒸氣壓的測(cè)量。表1中的數(shù)據(jù)在圖1中以圖表形式顯示。
[0032] 表 1 :在(TC下的 1230za/HF的P-T-X
[0033]
[0034] 1230za/HF混合物的共沸組成還通過(guò)蒸氣-液-液平衡（VLLE)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。13. 9g 的1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)與13. 8g的HF結(jié)合以形成(TC下的非均相混合物 (目測(cè)）。在0°C溫度和13.Ipsia的壓力下取樣混合物的蒸氣組合物。結(jié)果表明在0°C下 共沸組成為約62±2wt%的HF。在0°C溫度下和在13.Ipsia的壓力下，觀察到組合物是非 均相共沸物。
[0035] 在此所用的，除非上下文明確地另外說(shuō)明，單數(shù)形式的"一個(gè)"、"一種"和"所述" 包括復(fù)數(shù)形式。此外，當(dāng)以上限優(yōu)選值以及下限優(yōu)選值的范圍、優(yōu)選范圍或列表的形式給出 量、濃度、或其它值或參數(shù)時(shí)，將其理解為詳細(xì)公開(kāi)了所有范圍，其由任意上限范圍界限或 優(yōu)選值和任意下限范圍界限或優(yōu)選值的任意一對(duì)形成，不論范圍是否單獨(dú)公開(kāi)。當(dāng)在此敘 述數(shù)值范圍時(shí)，除非另有說(shuō)明，該范圍旨在包含其端點(diǎn)，以及該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。 當(dāng)限定范圍時(shí)并不是要將本發(fā)明的范圍限制于所敘述的指定值。
[0036] 應(yīng)當(dāng)理解的是前面的描述僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 脫離本發(fā)明的情況下設(shè)計(jì)各種替代方案和改進(jìn)。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求 范圍內(nèi)的所有這樣的替代方案、改進(jìn)和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種共沸或類共沸混合物，其基本上由1，1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)和氟 化氫組成。2. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約0. 2至約99重量％的氟化氫和約99. 8至約1 重量％的1，1，3,3-四氯丙-1-烯01〇)-123(^&)組成，在約13.3?81 &的壓力下，組合物的 沸點(diǎn)為約〇°C。3. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約99重量％至約1重量％的氟化氫組成。4. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約90重量％至約20重量％的氟化氫組成。5. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約65重量％至約40重量％的氟化氫組成。6. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約1重量％至約99重量％的1，1，3,3_四氯 丙-1-烯（HC0-1230za)組成。7. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約10重量％至約80重量％的1，1，3, 3-四氯 丙-1-烯（HC0-1230za)組成。8. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約35重量％至約60重量％的1，1，3, 3-四氯 丙-1-烯（HC0-1230za)組成。9. 權(quán)利要求1的組合物，其基本上由約62±2重量％的氟化氫和約38±2重量％的1， 1，3,3_四氯丙-1-烯（HC0-1230za)組成，在約13. 3psia的壓力下，組合物的沸點(diǎn)為約0°C。
【專利摘要】提供1，1，3，3-四氯丙-1-烯(HCO-1230za)和氟化氫的共沸或類共沸混合物。此類組合物在HFC-245fa和HCFO-1233zd的生產(chǎn)中可作為原料使用。
【IPC分類】C07C21/04, C09K5/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105121590
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480014686
【發(fā)明人】D·C·默克爾, K·A·波克洛夫斯基, 童雪松, 汪海有, S·A·科特雷爾, H·T·范
【申請(qǐng)人】霍尼韋爾國(guó)際公司
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2014年3月5日
【公告號(hào)】US20140264173, WO2014158887A1