氯丙烯,如用于制造2,3,3,3-四氟丙烯(1234yf)的四氯丙烯1,1,2,3-四氯丙烯(1230xa...的制作方法_2

文档序号:9307929阅读:来源:国知局
稳定有效量是氯 丙稀重量的大约100 ppm至大约800 ppm的稳定剂化合物。在再一实施方案中,稳定有效 量是氯丙稀重量的大约200 ppm至大约500 ppm的稳定剂化合物。技术人员要理解的是, 本文中给出的ppm范围包括所述范围之间所有的ppm值,无论整数或分数,并包括端点;由 此大约5 ppm至大约1000 ppm包括6 ppm、7 ρρπτ.·998 ppm、999 ppm等等,包括在端点之 间和端点的ppm量。
[0018] 在其它实施方案中,本发明涉及包含氯丙烯和至少一种稳定剂化合物的组合物, 均如本文中所定义。在一种实施方案中,该稳定剂化合物以稳定有效量存在。在一方面,该 稳定剂化合物以大约5 ppm至大约1000 ppm的量存在。在另一种实施方案中,对于式(i) 的吗啉化合物,R为H或C1-C6烷基;在另一实施方案中,R为HSC1-C 3烷基;在另一实施方 案中,R为(;烷基;在另一实施方案中,R为H,即该吗啉化合物是吗啉本身。在另一实施方 案中,对于式(ii)的磷酸三烷基酯化合物,R'是C1-C6烷基;在另一实施方案中,R' SC2-C4烷基;在又一实施方案中,R'为C4烷基。
[0019] 在另一实施方案中,本发明涉及包含此类稳定化化合物的制品。在一种实施方案 中,该制品是容器,如用于运输或储存氯丙烯的容器。在另一方面,该容器是金属容器。在 该实施方案的一个实施例中,该容器包含金属,所述金属例如但不限于钢、不锈钢,包括低 合金和高合金钢,例如碳钢、SS304、SS316、AL6XN ;镍合金,例如Inconel ? 600、Inconel ? 625、Incoloy? 800、Incoloy? 825、Monel? 400、Hastelloy? C_276、Alloy 20(Inconel?、 Incoloy ?、 Monel ? 是 Special Metals Corporation 的商标。Hastelloy ? 是 Haynes International, Inc.的商标)。适于含有氯丙稀如1,1,2, 3-四氯丙稀(1230xa)的其它金 属在本发明的设想中。制品,如本文中的容器,也可以用含氟聚合物或其它合适的材料内衬 或涂覆。在一种实施方案中,该稳定剂化合物由氯丙稀供应商(supplier)以稳定有效量添 加到该氯丙烯中,例如在装运前。
[0020] 在另一实施方案中,本发明涉及用于制备2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯(1233xf)的方 法,包括(a)提供包含氯丙烯和稳定有效量的至少一种如本文中定义的稳定剂化合物的起 始组合物;和(b)使所述起始组合物与氟化剂在有效制造包含2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的 第一组合物的条件下接触。在步骤(b)中,该稳定剂化合物在所述接触之前可以任选从所 述起始组合物中除去或不除去。该稳定剂化合物可以通过本领域中已知的技术除去,所述 技术包括但不限于以下的一种或多种:用选自活性炭和沸石分子筛的固体吸附剂选择性吸 附;在真空条件下的闪蒸去除(flash removal)。在另一种实施方案中,该氯丙稀和该稳定 有效量的稳定剂化合物原样接触;也就是说,稳定化的氯丙烯在制备2-氯-3, 3, 3-三氟丙 烯(1233xf)的方法中原样用作反应物。该氟化剂包括本领域已知的那些,例如HF,如本文 中公开的那样。任选地,该起始组合物可以与该氟化剂在氟化催化剂的存在下接触,所述氟 化催化剂例如本领域中已知的氧化铬(Cr2O3),如本文中公开的那样。
[0021] 在另一实施方案中,本发明涉及用于制备2, 3, 3, 3-四氟丙-1-烯(1234yf)的方 法,包括(a)提供包含至少一种具有选自式I或II的结构的化合物: 1) CX2=CCl-CH2X (式 I) 2) CX3-CCl=CH2 (式 II) 其中X独立地选自F、Cl、Br和I,条件是至少一个X不为F,以及稳定有效量的至少一 种如本文中所述的稳定剂化合物的起始组合物; (b)使所述起始组合物与第一氟化剂接触以制造包含2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯和第一 含氯副产物的第一中间体组合物,其中在步骤(b)中,所述稳定剂化合物在所述接触之前任 选从所述起始组合物中除去;(c)使所述第一中间体组合物与第二氟化剂接触以制造包含 2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷的第二中间体组合物;和(d)将所述2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷的 至少一部分脱氯化氢以制造包含2, 3, 3, 3-四氟丙-1-烯和第二含氯副产物的反应产物。
[0022] 制造2, 3, 3, 3-四氟丙-1-烯(1234yf)的方法通常包括至少三个反应步骤。在第一 步骤中,包括式I和/或II的氯丙烯化合物(例如1,1,2, 3-四氯丙烯、2, 3, 3, 3-四氯丙烯) 的起始组合物与无水HF在第一气相反应器(氟化反应器)中反应以制造2-氯-3, 3, 3-三氟 丙烯(1233xf)和HCl的混合物。在某些实施方案中,该反应在气相催化剂的存在下在气相 中发生,所述气相催化剂例如但不限于氟化氧化铬。根据催化剂的状态,该催化剂在使用前 可能(或可能不)必须用无水氟化氢(氟化氢气体)活化。也可以使用具有式CX3-CHCl-CH2X (式III)的起始组合物,如1,1,1,2, 3-五氯丙烷,且本发明设想了所述式III组合物与本 文中所述的氯丙烯一一包括式I和II的那些(如稳定化的那些)一一的混合物作为起始组 合物。
[0023] 虽然氟化氧化铬公开为该气相催化剂,本发明不限于这种实施方案。本领域中已 知的任何氟化催化剂可用于该方法。合适的催化剂包括但不限于铬、铝、钴、锰、镍和铁的 氧化物、氢氧化物、卤化物、卤氧化物、其无机盐以及它们的混合物,并且其任意一种可以任 选被氟化。适用于本发明的催化剂的组合非排他地包括Cr203、FeCl3/C、Cr 203/Al203、Cr2O 3/ A1F3、Cr2O3/ 碳、CoCl2/Cr203/Al203、NiCl 2/Cr203/Al203、CoC1 2/A1F3、NiCl2AlF3及其混合物。 在美国专利号5, 155, 082中描述了氧化铬/氧化铝催化剂,其经此引用并入本文。氧化铬 (III)如结晶氧化铬或非晶氧化铬是优选的,非晶氧化铬是最优选的。氧化铬(Cr2O3)是一 种市售材料,其可以多种粒度购得。具有至少98%的纯度的氟化催化剂是优选的。该氟化 催化剂以过量但以至少足以驱动该反应的量存在。
[0024] 该反应的第一步骤可以在适于气相氟化反应的任何反应器中进行。在某些实 施方案中,该反应器由耐受氟化氢和催化剂的腐蚀性效果的材料构成,如Hastalloy、镍 (Nickel)、耐热络镍铁合金(Incoloy)、因科镍合金(Inconel)、蒙乃尔合金(Monel)和含氟 聚合物内衬。该容器是固定催化剂床或流化床。如果需要的话,惰性气体如氮气或氩气在 操作过程中可用于该反应器。
[0025] 通常,来自氟化反应步骤的流出物,包括可能存在于多级反应器布置中的任何中 间体流出物,可以经过加工以实现所需程度的分离和/或其它处理。例如,在其中该反应器 流出物包含12331€的实施方案中,该流出物通常还包含!1(:1,以及册、2,3-二氯-3,3-二 氟丙烯(1232xf)、l,2-二氯-3, 3, 3-三氟丙烯(1223xd)、三氯氟丙烯(1231)异构体、 2-氯-1,1,1,2-四氯丙烷(244bb)以及未反应的1230xa、1230xf和/或240db的一种或多 种。该反应产物的这些组分的一部分或基本全部可以经由本领域中已知的任何分离或提纯 方法(如中和及蒸馏)从该反应混合物中回收。可以预料的是,未反应的起始材料和HF可 以完全或部分再循环以改善所需1233xf的总产率。还可以再循环所形成的1232xf和任何 1231。
[0026] 任选地,随后从氟化反应的产物中回收氯化氢。氯化氢的回收通过传统蒸馏法来 进行,其中氯化氢作为馏出物被除去。或者,可以通过使用水或碱洗涤器来回收或去除HC1。 当使用水提取器时,HCl以水溶液形式除去。当使用碱洗涤器时,HCl只是以水溶液中的氯 化物盐形式从该系统中除去。
[0027] 在用于形成2, 3, 3, 3-四氟丙-1-烯的方法的第二步骤中,1233xf转化为 2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)。在一个实施方案中,该步骤可以在液相反应器中在液 相中进行,所述反应器可以是PTFE或PFA内衬的。此类方法可以在大约70-120°C的温度范 围内和在大约50-120 psig下进行。
[0028] 任何液相氟化催化剂可用于本发明。非排他性列表包括路易斯酸、过渡金属卤化 物、过渡金属氧化物、第IVb族金属卤化物、第Vb族金属卤化物或其组合。液相氟化催化剂 的非排他性实例是卤化锑、卤化锡、卤化钽、卤化钛、卤化铌、和卤化钼、卤化铁、氟化的卤化 铬、氟化的氧化铬或其组合。液相氟化催化剂的具体的非排他性实例是SbCl5、SbCl3、SbF 5、 SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoC1 6、FeCl3、SbCl5的氟化物类、SbCl 3的氟化物类、SnCl 4的氟 化物类、TaCl5的氟化物类、TiCl 4的氟化物类、NbCl 5的氟化物类、MoCl 6的氟化物类、FeCl 3的氟化物类或其组合。五氯化锑是最优选的。
[0029] 这些催化剂如果失活,可以通过本领域中已知的任何措施容易地再生。再生该催 化剂的一种合适方法包括使氯气料流流过该催化剂。例如,对于每镑液相氟化催化剂,可以 将大约0. 002至大约0. 2镑/小时的氯添加到液相反应中。这可以例如在大约65°C至
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