用于制备2,3,3,3-四氟丙烯的一体式方法_2

文档序号:9283582阅读:来源:国知局
氧化铬或它们的组合。具体的非专属性液相氟化催化剂实例是SbCl5、SbCl3、 SbF5、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoC16、FeCl3、SbCl5的氟化物种、SbCl3的氟化物种、SnCl4 的氟化物种、TaCl5的氟化物种、TiCl4的氟化物种、NbCl5的氟化物种、MoCl6的氟化物种、 FeCl3的氟化物种或它们的组合。最优选五氯化锑。
[0033] 如果这些催化剂失活,可以用现有技术中的任意已知方法再生。一种适合的催化 剂再生方法包括将氯气流通过催化剂。例如,对于每镑液相氟化催化剂而言,可以每小时加 入约0. 002至约0. 21b的氯气到液相反应中。这可以在例如约1到约2小时或连续的在从 约65°C到约100°C的某个温度下完成。
[0034] 第三步中,将HCFC_244bb注入到第二气相反应器(脱氯化氢反应器)中,以脱氯 化氢生成所需产物HF0-1234yf(2, 3, 3, 3-四氟丙-1-烯)。该反应器包含能将HCFC-244bb 催化脱氯化氢以制备HF0-1234yf的催化剂。
[0035] 所述催化剂可以是金属卤化物、卤代金属氧化物、中性(或零氧化态)金属或金属 合金、或大块形式或载体形式的活性碳。当使用金属卤化物或金属氧化物催化剂时,优选 一价、二价和三价金属卤化物、氧化物和它们的混合物/组合,更优选一价和二价金属卤化 物以及它们的混合物/组合。金属部分包括但并不局限于Cr3+、Fe'Mg'Ca'Ni'Zn' Pd'Li+、Na+、K+和Cs+。卤素部分包括但并不局限于F、Cl、Br和I。可用的一价或二价 金属卤化物实例包括但并不局限于LiF、NaF、KF、CsF、MgF2、CaF2、LiCl、NaCl、KCl和CsCl。 卤化处理可以包括现有技术中任意已知方法,尤其那些采用HF、F2、HCl、Cl2、HBr、Br2、HI和 12做卤化源的处理方法。
[0036] 当为中性,即零价时,使用金属、金属合金和它们的混合物。可用金属包括但并不 局限于Pd、Pt、Rh、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Cr、Mn和前述作为合金或混合物的组合。催化剂可使 用载体或不使用载体。可用的金属合金实例包括但并不局限于SS316、Monel400、Inconel 825、Inconel600 和Inconel625〇
[0037]优选的催化剂包括活性碳、不锈钢(例如SS316)、奥氏体镍基合金(例如Inconel 625)、镍、氟化的10%CsCl/MgO和10%CsCVMgF2。反应温度优选约300-550°C,且反应压力 优选约0-150psig。优选地,将反应流出物注入到碱洗涤器或蒸馏塔中,以除去副产物HCl 从而生成无酸的有机产物,任选的,所述无酸有机产物可进行进一步纯化。
[0038] -般的反应路径如下:
[0039]步骤IA:CC12=CClCH2C1+3HF-CF3CCl=CH2+3HC1
[0040] (1,1,2, 3-四氯丙烯)(HCF0-1233xf)
[0041]或
[0042]步骤IB:CC13CC1 =CH2+3HF-CF3CCl=CH2+3HC1
[0043] (2, 3, 3, 3-四氯丙烯)(HCF0-1233xf)
[0044]或
[0045]步骤IC:CC13CHC1CH2C1+3HF-CF3CCl=CH2+4HC1
[0046](1,1,1,2, 3-五氯丙烷)(HCF0_1233xf)
[0047]步骤 2 :CF3CC1 =CH2+HF-CF3CFCICh3
[0048] (HCF0-1233xf) (HCFC-244bb)
[0049]步骤 3 :CF3CFC1CH3-CF3CF=CH2+HC1
[0050] (HCFC-244bb) (HF〇-1234yf)
[0051] 除了这三个通常步骤外,优选实施方案包括一个或多个如下步骤:
[0052] 未反应的HF和中间体的再循环:
[0053] 接着上述步骤(1),将气相反应器的流出物流注入到第一再循环塔中。将大部分未 反应的HF和重质中间体(heavyintermediates)从第一再循环塔的底部分离,注回到气相 反应器中。轻质组份,包括HC1、HCF0-1233xf、HCFC-244bb、HFC-245cb和少量HF作为粗制 第一中间体物流注入到下一单元操作。
[0054] 除去HCl:
[0055] 利用HCl塔除去该粗中间体物流中的HC1。从塔顶部分离出高纯度HC1,吸收进去 离子水中作为浓缩的HC1,所述浓缩的HCl任选的可回收出售。剩余部分从HCl塔低部出 来,作为纯化后的第一中间体物流注入到步骤(2)中的液相反应器中。
[0056] 过量HF的再循环:
[0057] 接着上述步骤(2),将包括HCFC_244bb和作为反应副产物的HF的粗制第二中间 体物流从液相反应器中出来,并注入到第二再循环塔,从而分离过量HF作为塔底流出物并 再循环其至液相反应器。塔顶物主要包含HCFC-244bb和HF。将塔顶物流注入下一单元操 作。
[0058] 硫酸萃取或相分离用于回收/再循环HF:
[0059] 来自液相再循环塔的塔顶物流包含HCFC_244bb和约30wt%HF的粗混合物产品, 被注入到硫酸萃取塔或相分离器中,以从该混合物中除去HF。HF溶解在硫酸中,或从该有 机混合物中相分离出来。利用加热和蒸馏从硫酸/HF混合物中使HF解吸,并再循环至反应 器。一旦使用相分离器,就将HF相分离并再循环至该反应器。将来自硫酸萃取塔顶部或相 分离器底层的有机混合物注入到步骤(3)中的脱氯化氢反应器中。
[0060] 最终产品的纯化:
[0061]将步骤(3)中制备的无酸有机产品注入到一个或多个,优选两个,蒸馏塔中以纯 化最终产品。第一个塔用于除去轻质组分,第二个塔用于纯化最终产物,HF0-1234yf?。从 第二蒸馏塔底部分离出未反应的HCFC-244bb和HCF0-1233xf,并将其再循环至第二步骤 (HCFO-I233Xf的氢氟化)。
[0062]参照图1,示出了操作1到3的优选实施方案。此处,将TCP(或HCC_240db)和过 量HF同时注入蒸发器HX-1A-1中,接着注入气相反应器R-1A-1中。反应温度约200-400°C, 且反应压力约0-200psig。R-1A-1中的催化剂是氟化氧化铬。反应器流出物包括未反应 的TCP(或HCC-240db)、部分氟化的中间体和副产物、过氟化的副产物、HF、HCF0-1233xf和 HCl,接着进入再循环塔D-1A-1,在该处主要包括未反应的TCP(或HCC-240db)、部分氟化的 中间体和大部分HF的物流由再循环塔底部出来,并通过蒸发器HX-1A-1再循环回步骤1的 反应器R-1A-1。主要由HCF0-1233xf、HF和HCl组成的物流从该再循环塔的顶部出来,并 进入到HCl塔D-1A-2中。主要由HCl副产物组成的物流从HCL塔的顶部出来并进入到HCl 回收体系中。将回收的HCl副产物可以出售并获利。接着将主要由HCF0-1233xf和HF组 成的HCl塔底物注入到HF回收体系中。HF回收体系以在热交换器HX-1A-2中蒸发并注入 到HF吸收塔A-1A-1中的HCF0-1233xf/HF物流起始。此处,50-80 %氏504的液体物流接触 气态HCF0-1233xf/HF物流并吸收大部分HF。从A-1A-1底部出来的、由HF/H2S04/H20组成 的物流注入到热交换器HX-1A-3,此处它被加热到足以闪蒸大部分HF以及少量H2O和H2SO4 的温度。将所述物流注入到HF回收蒸馏塔D-1A-3中。在于HX-1A-3中闪蒸出HF之后的剩 余液体主要由H2SOjPH2O(含0-4%的HF)组成,将其在HX-1A-4中冷却并再循环回HF吸 收塔A-1A-1。HF回收塔,D-1A-3,的主要由H2SOjPH2O组成的底部物流再循环回热交换器 HX-1A-3。从HF回收塔,D-1A-3,顶部回收无水HF,并通过蒸发器HX-1A-1在循环回步骤1的 反应器R-1A-1。从HF吸收塔A-1A-1顶部出来的主要由HCF0-1233xf(痕量HF)组成的物流 向前送至步骤2。任选地,在送至步骤2前,所述物流进入精炼处理体系(polishingsystem) A-1A-2,在该处所述气体物流接触水或苛性溶液以除去痕量HF并随后用干燥剂干燥。在于 反应器R-1A-1中的催化剂失活后,可通过加热至300-400°C并在预定时间内让氧化剂如O2 或Cl2从其上通过,以使催化剂原位再生。
[0063] 参照图2,示出了操作1到3的另一优选实施方案。此处,将TCP(或HCC_240db) 和过量HF同时注入蒸发器HX-1B-1,接着注入气相反应器R-1B-1。反应温度约200-400°C, 且反应压力约0-200psig。R-1B-1中的催化剂是氟化的氧化铬。反应器流出物由未反应的 TCP(或HCC-240db)、部分氟化的中间体和副产物、过氟化的副产物、HF、HCF0-1233xf和HCl 组成,接着进入再循环塔D-1B-1,在该处主要由未反应的TCP(或HCC-240db)、部分氟化的 中间体和大部分HF组成的物流从再循环塔的底部出来,并由蒸发器HX-1B-1再循环回步骤 1的反应器R-1B-1。主要由HCF0-1233xf、HF和HCl组成的物流从再循环塔的顶部出来并注 入到HCl塔D-1B-2。主要由HCl副产物组成的物流从HCl塔的顶部出来并注入到HCl回收 体系。将回收的HCl副产物可以出售并获利。接着将主要由HCF0-1233xf和HF组成的HCl 塔底物注入到HF回收体系。HF回收体系以注入到相分离体系PS-1B-1的HCF0-1233xf/HF 物流起始。此处所述物流冷却至-40 - 0°C。富HF的顶层(〈10%HCF0-1233xf)再循环回 再循环塔D-1B-1。将主要含HCF0
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