一种2,3,3,3-四氟丙烯的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种2，3，3，3-四氟丙烯的合成方法。
【背景技术】
[0002]在氟制冷行业中1，3，3，3-四氟丙烯(HF0-1234ze)、2，3，3，3-四氟丙烯(HF0-1234yf)、三氟碘甲烷(FIC-1311)及 1，2，3，3，3-五氟丙烯(HFC_1225ye)以其为 0 的臭氧消耗潜值(0DP)、低温室效应潜(GWP = 6)，被认为是第3代制冷剂，作为替代应用广泛的高GWP的1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，1，2，2-五氟乙烷(HFC-125)等第2代制冷剂替代品。HF0-1234yf作为单一工质制冷剂，具有优异的环境参数，GWP = 4，0DP = 0，寿命期气候性能(LCCP)低于HFC-134a，大气分解物与HFC_134a相同，而且其系统性能优于HFC-134a。可以应用于冰箱制冷剂、灭火剂、传热介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体介质、灭菌剂载体、聚合物单体、移走颗粒流体、载气流体、研磨抛光剂、替换干燥剂、电循环工作流体等领域。
[0003]HF0_1234yf优良的性能和广泛的用途，使其合成技术越来越引起了人们的关注。早在20世纪50年代杜邦和道化学公司就报道了 HF0-1234yf的制备。当时HF0_1234yf主要用于聚合单体和共聚单体。20世纪80年代初，大金公司也开始进行了 HF0-1234yf的技术开发。进人21世纪后，霍尼韦尔公司、杜邦公司对HF0-12341}rf的研发进行了大量的工作，并申报了大量的专利。
[0004]Dupont专利主要集中在以卤代丙烷和/或卤代丙烯为原料，主要有如下几个工乙:
[0005](1)以通式卤代丙烷 CxCHCICH2X (优选 CF3CHC1CH2C1，HCFC_243db)、卤代丙烯CX3CC1CH2 (优选 CF3CC1 = CH2，HCFC-1233xf)与 CX2= CC1CH2X(优选 CH2C1CCI = CC12，1，1，2，3 —四氯丙烯)的一种或几种为原料，经氟化得到245cb、1233xf和1234yf ；
[0006](2)以通式卤代丙烷 CX3CH2CH2X (优选 CC13CH2CH2C1，HCC_250fb)、卤代丙烯 CX3CH=CH2 (优选 CF3CH = CH2，HFC-1243zf)与 CX2= CHCH2X(优选 CC12= CHCH2Cl，HCC_1240za)的一种或几种为原料，经氟氯化得到HFC-245cb、HCFC-1233xf和HF0-1234yf ；
[0007](3)以通式 CX3CC1 = CC1X(优选 CC13CC1 = CC12和 CF 3CC1 = CC12)的卤代丙烯为原料，先氟氯化再氢化至HFC-245fa和HFC_245eb.再脱卤化氢得到HF0-1234yf和HF0-1234ze。
[0008](4) HFC-1225ye先氢化至245eb再脱卤化氢；
[0009](5)HFP先氯化再脱卤化氢得到1225ye和1234yf。
[0010](6) HFC-245cb、HFC_245eb、HCFC_244bb 等直接脱卤化氢:
[0011](7)HCFC-235cb直接氢化/先氢化再脱卤化氢/先脱卤化氢再氢化等。
[0012]W02008054782所公开的路线中，以卤代丙烷为原料经氟氯化等方法制备HF0-1234yf。所述原料1，1，1，3-四氯丙烷(HCC_250fb)可由四氯化碳和乙烯调聚而得。
[0013]Honeywell专利也主要集中在以卤代丙烷和/或卤代丙烯为原料。主要有如下工-Η-
乙:
[0014](1)以通式卤代丙烷 CX3CHC1CH2X(优选 CC13CHC1CH2C1o HCC-240db)、卤代丙烯 CX3CC1 = ch2(优选 CC13CC1 = ch2)、卤代丙烯 CH2XCC1 = CX2 (优选 CH2C1CC1 =CC12，1，1,2, 3-四氯丙烯)的一种或几种为原料，先氟化得到HCFC-1233xf.，再氟化得到HCFC-244bb，再脱卤化氢；
[0015](2) 1，1，2，3-四氯丙烯先氟化得到HCFC-1233xf，再氟化得到HCFC_244bb，再脱卤化氢；
[0016](3) HCFC-1233xf直接氟化或氟化至HCFC_244bb再脱卤化氢:
[0017](4)HFP先氢化制备HFC_236ea再脱卤化氢，得到1234yf和1225ye:
[0018](5)三氟丙烯先与WfX为F，X# F以外的卤素)加成得到CFfHXfHA，再脱卤化氢；
[0019](6) HFC-245cb、HFC_245eb、HCFC_244bb 等直接脱卤化氢等。
【发明内容】
[0020]本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种2，3，3，3-四氟丙烯的合成方法的技术方案，该方法具有设备简单，流程短，产品纯度高等优点。
[0021]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0022]—种2，3，3，3-四氟丙烯的合成方法，其特征在于包括如下步骤:
[0023]1)首先向带搅拌装置的反应釜中加入溶剂、3，3，3-三氟丙烯，控制反应温度，连续通入氟氮混合气进行反应，3，3，3-三氟丙烯与溶剂的质量比为1:0.5?1:5 ;3，3，3-三氟丙烯与氟气的摩尔比为1:1?1:1.2，氟氮混合气中氟气的浓度为5?30 %，反应温度为-80°C?_20°C，当氟气通入量达到设定值时，停止反应，用氮气吹扫残余的氟气，反应液经精馏得到1，1，1，2，3-五氟丙烷；
[0024]2)将步骤1)得到的1，1，1，2，3_五氟丙烷通入盛有碱液的反应釜中进行反应，气相产物经干燥、压缩得到产物2，3，3，3-四氟丙烯，碱液的浓度为10?50%，反应温度为50 ?95°C。
[0025]优选的，步骤1)中的3，3，3_三氟丙烯与溶剂的质量比为1:1.5?1:3，其中3，3，3-三氟丙烯可以在没有溶剂的存在下与氟气反应，但会非常剧烈，选择性会大大降低，得到极少量的目标产物，产生全氟丙烷、CF4等副产物，因此需要加入一定量的溶剂，增加氟气的分散，使反应更加平稳，提高选择性，溶剂的使用量一般不能太少，起不到效果，太多则会影响反应效率，因此选择3，3，3-三氟丙烯与溶剂的质量比为1:1.5?1: 3。
[0026]优选的，步骤1)中的3，3，3-三氟丙烯与氟气的摩尔比为1:1.05?1:1，氟气的总通入直接影响着反应的进行，不能太多，否则就会以过氟化产物为主，甚至得不到目标产物。
[0027]优选的，步骤1)中的氟氮混合气中氟气的浓度为10?20%。
[0028]优选的，步骤1)中的反应温度为_60°C?-40°C。
[0029]反应温度和氟气浓度对反应的选择性影响较大，要求在低温低浓度下进行，较高的反应温度和氟气浓度会使反应非常剧烈，难以控制，同时降低选择性，难以得到理想的收率。
[0030]进一步，步骤1)中的溶剂为F113、全氟丁烷、全氟己烷、全氟辛烷及全氟萘烷中的一种，F113、全氟丁烷、全氟己烷、全氟辛烷及全氟萘烷是很好的溶剂，从成本考虑优选F113，从使用效果考虑更多的选择全氟丁烷、全氟己烷、全氟辛烷及全氟萘烷等全氟烷烃。[0031 ] 优选的，步骤2)中的碱液的浓度为30?40 %。
[0032]优选的，步骤2)中的反应温度为60?80°C。
[0033]碱液的浓度高，温度低，碱液粘度大，反应不易进行，碱液的浓度低，温度高，反应太快，碱液消耗快，因此在此碱液浓度和反应温度条件下，反应更彻底，同时消耗碱液较少。
[0034]优选的，步骤2)中的碱液为NaOH或Κ0Η的溶液。
[0035]本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果:
[0036]1、本发明具有设备简单，流程短，产品纯度高等优点。
[0037]2、通过将3，3，3-三氟丙烯在溶剂存在的条件下与氟气反应，使反应更平稳，更安全高效，同时提高了选择性，得到更多的目标产物。
[0038]3、本发明有效降低了碱液的消耗，降低了 2，3，3，3_四氟丙烯的制造成本。
【具体实施方式】