专利名称：：包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物的制作方法包含二氟曱烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物
背景技术：
：发明领域本发明总体涉及包含二氟甲烷(HFC-32)和四氟乙烯(TFE)的非可燃性气体组合物。本发明总体还涉及包含HFC-32和TFE的非可燃性气体组合物的制备方法。相关技术描述卣代化合物，特别是氟代化合物，例如氟烃和氢氟烃，已广泛在工业中用作制冷剂、溶剂、清洁剂、发泡剂(foamblowingagents)、气溶胶推进剂、传热々某介、电介质、灭火剂、杀菌剂和动力循环工作流体等。TFE(CF^CF2)可用作制备各种氟代化合物的起始原料，例如U,U,2,3-六氟丙烷(HFC-236cb)。然而，TFE在一定条件下易燃易爆，并且对使用TFE的工业生产工艺造成危险。需要包含TFE的非可燃性组合物。发明概述本发明涉及包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物。在压力至少为150psig时，非可燃性气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过111.6-0.124X。在压力小于150psig时，非可燃性气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过102-0.06X。X是以psig为单位的压力。本发明还提供了这种非可燃性气体组合物的制备方法。本发明还公开了包含(a)TFE和(b)HFC-32的组合物；其中存在有效量的HFC-32，以形成与TFE的共沸组合物。以上概述和以下详述仅为例证性和解释说明性的，对所附权利要求中规定的本发明无限制。附图简迷通过附图阐述实施方式，以更好地理解本发明的扭克念。图1阐述了HFC-32和TFE混合物的非可燃区和可燃区。熟练的技术人员可以理解，图中对象的说明是为了简洁清楚，没有必要按比例绘制。例如，图中某些对象的尺寸可以相对于其它对象:fc改大，以帮助更好地理解实施方式。发明详迷在详细描述以下实施方式之前，定义或明确一些术语。术语"预混，，是指两种或多种化合物在催化反应之前进行混合。术语"冷凝线"是指在某一温度下压力对組成的曲线，其中在曲线所示压力之上混合物将会从气态转变为液态。如本文所用的，术语"包含"、"含"、"包括"、"具有"或其它任何变化的说法，是指包括非排他的内容。例如，包含一系列元素的工艺、方法、物品或仪器不必仅仅局限于这些元素，还可以包括未清楚列出或该工艺、方法、物品或仪器固有的其它元素。此外，除非另有相反的明确规定，"或"是指包括的或，而不是排他的或。例如，以下任何一项均可满足条件A或B:A是真的(或存在)且B是々I的(或不存在)，A是假的(或不存在)且B是真的(或存在)，以及A和B均是真的(或存在)。另外，使用"一种，，描述本文所述的元素和组分。这仅为方便考虑，并且给出本发明范围的一般意思。这种描述应当被理解为包括一个或至少一个，且单数也包括复数，除非明显有其它意思。如本文所用的，术语"非可燃性，，是指ASTME918-83(于1999年再次核准)的标准，"StandardPracticeforDeterminingLimitsofFlammabilityofChemicalsatElevatedTemperatureandPressure(确定高温高压下化学品燃烧限度的标准操作)，，，这里"非可燃性"的定义为，压力增加(闪光(spark)之后)小于初始绝对压力的7%。例如，初始压力为364.7psig，如果;^暴炸后压力增加小于26psig，则认为该气体或气体混合物为非可燃性。除非另有规定，本文所用全部科学技术术语的意义，与本发明所属领域普通技术人员的通常理解一样。虽然本发明实施方式的实践或试验中可以使用与本文所述类似或相当的方法和原料，但是适当的方法和原料如下所述。本文提及的所有出版物、专利申请、专利及其它参考文献都通过整体引用而并入，除非具体段落被引用。如有争议，以本i兌明书，包括定义为准。此外，所述原料、方法和实施例仅为例证性而无意限制。本发明提供了包含TFE和HFC-32的非可燃性气体组合物，其适用于氟代化合物的生产工艺。例如，这种非可燃性气体组合物可用于通过美国专利6,184,426所述方法生产CF3CF2CH2F(HFC-236cb)，该专利通过引用而并入。本发明中的非可燃性气体组合物包含TFE和HFC-32。在压力至少为150psig时，这种气体组合物中TFE的摩尔百分比不超过111.6-0.124X。在压力小于150psig时，这种气体組合物中TFE的摩尔百分比不超过102-0.06X。在本发明中，X是以psig为单位的压力。压力不得超过图1所示冷凝线处的压力。当压力超过冷凝线时，则液相形成。在本发明的一个实施方式中，当压力不超过350psig时，非可燃性气体组合物所含TFE不超过68.2摩尔百分比，且不含催化剂。在本发明的另一个实施方式中，当压力不超过250psig时，非可燃性气体组合物所含TFE不超过77.8摩尔百分比，且不含催化剂。在本发明的另一个实施方式中，当压力不超过150psig时，非可燃性气体组合物所含TFE不超过93摩尔百分比，且不含催化剂。在本发明的另一个实施方式中，当压力不超过50psig时，非可燃性气体组合物所含TFE不超过99摩尔百分比，且不含催化剂。本发明描迷了许多方面和实施方式，其仅为例证性而无任何限制。在阅读本说明书之后，熟练技术人员可以理解，其它的方面和实施方式是可能的而不脱离本发明的范围。任一或更多实施方式的其它特征和好处，从以下详述的说明书和权利要求书来看是显而易见的。在本发明的一个实施方式中，在压力为350psig时，非可燃性气体组合物包含68.2摩尔百分比的TFE和31.8摩尔百分比的HFC-32。在本发明的另一个实施方式中，在压力为250psig时，非可燃性气体组合物包含77.8摩尔百分比的TFE和22.2摩尔百分比的HFC-32。在本发明的另一个实施方式中，在压力为150psig时，非可燃性气体组合物包含93摩尔百分比的TFE和7摩尔百分比的HFC-32。在本发明的另一个实施方式中，在压力为50psig时，非可燃性气体组合物包含99摩尔百分比的TFE和1摩尔百分比的HFC-32。已提供了预混HFC-32和TFE以形成非可燃性气体混合物的方法。有多种方法可以预混HFC-32和TFE以形成非可燃性气体混合物。例如，可将气体HFC-32和TFE筒单地混合在一起。当压力至少为150psig时，这种混合物中TFE的摩尔百分比不超过111.6-0.124X。当压力小于150psig时，这种混合物中TFE的摩尔百分比不超过102-0.06X。在本发明中，X是以psig为单位的压力。压力不得超过图l所示冷凝线处的压力。当压力超过冷凝线时，则液相形成。本发明还提供了包含HFC-32和TFE的共沸或近共沸组合物。预混并形成HFC-32和TFE的非可燃性混合物的另一种方法是通过形成HFC-32和TFE的共沸或近共沸组合物。如本领域所公认的，共沸或近共沸组合物是两种或多种不同组分的混合物，其在给定压力下为液态时，将在基本恒定的温度下沸腾，该温度可以高于或低于各组分的沸点温度，这样可得到与沸腾下的液体组成基本相同的蒸汽组成。为了本讨论的目的，近共沸组合物(通常也称作"共沸样组合物")是指行为类似于共沸物的组合物(即，具有恒定沸腾特性或者有在沸腾或蒸发下不分馏的趋势)。因此，在沸腾或蒸发期间形成的蒸汽的组成，与初始的液体组成相同或基本相同。因此，在沸腾或蒸发期间，液体组成，即使确实发生了改变，改变程度也仅为最小或可忽略。这对比。此外，近共沸组合物的露点压力和泡点压力基本没有压差。就是说，给定温度下露点压力和泡点压力的差值很小。在本发明中，将露点压力和泡点压力相差小于或等于3%(基于泡点压力)的组合物认为是近共沛物。因此，共沸或近共沸组合物的基本特征是，在给定压力下液体组合物的沸点固定，且沸腾组合物上面的蒸汽组成基本就是沸腾液体组合物的组成(即，液体组合物的组分没有出现分馏)。本领域还公认的是，当共沸或近共沸液体组合物在不同压力下沸腾时，共沸组合物沸点和各组分的重量百分比可发生改变。因此，共沸或近共沸組合物可以-波定义为组分之间存在的特定关系，或者组分的组成范围，或者组合物中各组分的准确重量百分比，其特征是在指定压力下的沸点固定。TFE和HFC-32的共沸组合物包含约87.1摩尔百分比至约78.5摩尔百分比的TFE和约12.9摩尔百分比至约21.5摩尔百分比的HFC-32,其中在约-50。C至约14。C温度下的蒸汽压力为约51.3psig(348kPa)至约395psig(2723kPa)。此外，还可以形成包含TFE和HFC-32的近共沸组合物。这种近共沸组合物存在于共沸组合物的周围。例如，包含87.1摩尔百分比TFE和12.9摩尔百分比HFC-32的组合物，是在-50。C和51.3psig(348kPa)下的共沸組合物。包含约100摩尔百分比至约78.8摩尔百分比TFE和约O摩尔百分比至约21.2摩尔百分比HFC-32的组合物，是近共沸组合物。类似地，在l(TC和354psig(2441kPa)下，包含79.7摩尔百分比TFE和20.3摩尔百分比HFC-32的组合物是共沸组合物，包含约IOO摩尔百分比至约64.6摩尔百分比TFE和约O摩尔百分比至约35.4摩尔百分比HFC-32的組合物是近共沸组合物。包括基本由约87.1摩尔百分比至约78.5摩尔百分比TFE和约12.9摩尔百分比至约21.5摩尔百分比HFC-32组成的组合物，其中在约-50。C至约14。C温度下的蒸汽压力为约51.3psig(348kPa)至约395psig(2723kPa)。在本发明的一个实施方式中，TFE和HFC-32共沸组合物包含约86.1摩尔百分比的TFE和约13.9摩尔百分比的HFC-32,其在-40。C和76.0psig(524.1kPa)下沸腾。在本发明的另一个实施方式中，TFE和HFC-32共沸组合物包含约85.2摩尔百分比的TFE和约14.8摩尔百分比的HFC-32，其在-30。C和108.5psig(748kPa)下沸腾。在本发明的另一个实施方式中，TFE和HFC-32共沸组合物包含约84.1摩尔百分比的TFE和约15.9摩尔百分比的HFC-32，其在-20。C和150.5psig(1038kPa)下沸腾。在本发明的另一个实施方式中，TFE和HFC-32共沸组合物包含约82.9摩尔百分比的TFE和约17.1摩尔百分比的HFC-32，其在-10。C和203.7psig(1405kPa)下沸腾。在本发明的另一个实施方式中，TFE和HFC-32共沸组合物包含约81.5摩尔百分比的TFE和约18.5摩尔百分比的HFC-32,其在0°C和270psig(1862kPa)下沸腾。在本发明的一个实施方式中，HFC-32和TFE的非可燃性气体混合物具有共沸组成。这种非可燃性气体混合物可通过使液相HFC-32/TFE混合物沸腾形成HFC-32/TFE共沸汽相而形成。例如，通过在约-7。C和205.8psig(1419kPa)下维持HFC-32/TFE混合物，形成由约17.4摩尔百分比HFC-32和约82.6摩尔百分比TFE组成的HFC-32/TFE共沸物。这种共沸組合物在直到约225psig(1552kPa)压力和3(TC下是非可燃性的。因此这就^是供了可坤支贮藏或用于工艺中的非可燃性组合物的生产方法。实施例本文所述概念将用以下实施例作进一步描述，其对权利要求书中所述的本发明范围无限制。图例HFC-32是二氟曱烷(CH2F2)TFE是四氟乙烯(CFfCF2)。实施例1实施例1验证了150psig下的可燃和非可燃性组合物。该试验在水平1.7升316不锈钢Nixon反应爸中进行，其配有0-500PSIGDynisco应变仪压力传感器、1/8"OD不锈钢管进样器、2.5"长20号(gage)镍铬电热丝点火器、外部电热器和具有533psi爆破压力的1"直径安全膜(rupturedisc)。通过试验容器中的分压形成气体混合物，使用Peng-Robinson修正的Redlich-Kwong状态方程式由分压(体积％)计算摩尔％。进样顺序的安排始终为主組分在少量组分之后进样，以增加进样器的混合效率。代表性试验结果如下表1所示，并绘制在图1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例2实施例2验证了250psig下的可燃性和非可燃性组合物。该试验使用上面实施例1中所述相同设备以相同方法进行。代表性试验结果如下表2所示，并绘制在图l中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>实施例3实施例3验证了350psig下的非可燃性组合物。该试验使用上面实施例1中所述相同设备以相同方法进行。对于在350psig(且30。C)下进行的试验，发现26.5摩尔％HFC-32/TFE为可燃性，而31.8摩尔。/。HFC-32/TFE的三个试验为非可燃性。代表性试验结果如下表3所示，并绘制在图1中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.一种包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物，条件是在压力至少为150psig时，所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过111.6-0.124X，在压力小于150psig时，所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过102-0.06X，其中X是以psig为单位的压力。2.—种包含二氟曱烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物，条件是在压力至少为150psig时，所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过U1.6-0.124X。3.—种包含二氟曱烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物，条件是在压力小于150psig时，所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过102-0.06X,其中X是以psig为单位的压力。4.权利要求1的非可燃性气体组合物，其中所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过68.2，且所述压力不超过350psig，条件是所述气体组合物不含催化剂。5.权利要求1的非可燃性气体组合物，其中所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过77.8,且所述压力不超过250psig，条件是所述气体组合物不含催化剂。6.权利要求1的非可燃性气体组合物，其中所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过93,且所述压力不超过150psig，条件是所述气体组合物不含催化剂。7.权利要求1的非可燃性气体组合物，其中所述气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过99，且所述压力不超过50psig，条件是所述气体组合物不含催化剂。8.—种方法，其包括将二氟曱烷和四氟乙烯预混，条件是在压力至少为150psig时，混合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过111.6-0.124X,而在压力小于150psig时，混合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过102-0.06X，其中X是以psig为单位的压力。9.权利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过68.2，且压力不超过350psig。10.权利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过77.8，且压力不超过250psig。11.权利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过93，且压力不超过150psig。12.权利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过99，且压力不超过50psig。13.—种组合物，其包含(a)四氟乙烯和(b)二氟甲烷；其中存在有效量的二氟甲烷，以形成与四氟乙烯的共沸组合物。全文摘要本发明涉及包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性气体组合物。在压力至少为150psig时，非可燃性气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过111.6-0.124X。在压力小于150psig时，非可燃性气体组合物中四氟乙烯的摩尔百分比不超过102-0.06X。X是以psig为单位的压力。本发明还提供了这种非可燃性气体组合物的制备方法。还公开了TFE和HFC-32的共沸组合物。文档编号C07C21/185GK101528647SQ200780039889公开日2009年9月9日申请日期2007年9月4日优先权日2006年9月1日发明者B·A·马勒申请人:纳幕尔杜邦公司