一种1,3,3,3-四氟丙烯的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种1，3，3，3_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-l234yf)、三氟碘甲烷(FIC-1311)及l，2，3，3，3-五氟丙烯(HFC-1225ye)以及为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(冊(:-134&)、1，1，1，2，2-五氟乙烷(冊(:-125)等第2代制冷剂替代品。HF0-1234ze无毒、不燃，化学性能比较稳定，是一种重要的氢氟烯烃(HFOs)m。在发泡剂、制冷剂、气溶胶推进剂、清洗剂等方面应用广泛，且HF0-1234ze是重要的化工材料中间体。
[0003]1,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234ze)的合成方法主要有:
[0004]1)以HFC-245fa为原料，经气相或液相脱氟化氢，得到HF0-1234ze。2)以1_氯_3，3，3_三氟丙烯(HCFC-1233zd)为原料，与HF直接发生氟氯交换反应生成HF0-1234ze或者先将HCFC-1233zd 与 HF 在气相进行反应得到 HCFC-244fa 和 HFC-245fa，然后 HCFC-244fa 脱 HC1 而册(:-245€&脱册过程得到册0-123426。3)以1，1，1，3，3-五氯丙烷(!10:-24(^&)为原料，采用A1、Zn、Mg、Nj的铬基催化剂，经两步氟化氢氟化得到HF0-1234ze<34)以1，1，1，2，3-五氟丙烷(HFC-245eb)为原料联产HF0-1234ze和HF0-1234yf的方法.分为气相法和液相法。该方法中HF0-1234ze的选择性较小，但对联产HF0-1234vf有一定的价值。5)卤代甲烷与卤代乙烯先在金属催化剂Cu或A1C1催化剂作用下发生亲电加成反应生成卤代丙烷，卤代丙烷在催化剂作用下与AHF气相反应形成通式为CF3CH CFX的化合物(X为Cl、Br和I)，该化合物在Fe基或Cr基催化剂作用下高温脱去HX，制备HF0-1234ze<36)以3，3，3_三氟丙烯(HF0-1243)为原料合成 HF0-1234ze。
[0005]Sudip ]?等首先用册0-1243和父1、父2(父1、父2独立的选自1^、(:1、8匕1，但父1、父2不同时为Η)进行加成反应，生成CFsCHXiCH；*，然后在气相下进行氟氯交换反应，再脱HX得到HF0-1234ze。例如:HF0-1243与C12在紫外光200?400nm照射下。催化剂质量分数为1 %?3%的Au02，反应温度为0?10°C生成CF3CHC1CH2C1，经分离后与HF通过CnO催化剂，反应温度为250?400°C，接触时间为550s，生成CF3CHC1CH2F，CFsCHClOfeF在Cr203催化剂、反应温度为425?550°C、接触时间为25?30s条件下，脱HC1得到HF0-1234ze，经分离后产率为40?60%。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于针对现有技术所存在的不足，提供了一种工艺设备简单、高收率合成的1，3，3，3-四氟丙烯的合成方法，该方法工艺简单、成本低、收率高，具有很好的工业应用前景。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种1，3，3，3_四氟丙烯的合成方法，其特征在于包括以下步骤:
[0008](1)在反应器中加入单质碘、五氟化碘和催化剂的混合物，控制反应温度，通入三氟丙烯，待系统压力稳定时，停止反应，得到1，3，3，3_四氟-2-碘-丙烷，混合物中单质碘与五氟化碘的质量比为1:0.4?0.5，单质碘与催化剂的质量比为1:0.01?0.05，反应温度为-15?35°C，反应压力为0.1?0.6MPa;
[0009](2)将釜内物料1，3，3，3-四氟-2-碘-丙烷蒸出，通入盛有碱液的反应器中进行反应，气相产物经干燥、压缩得到产物1，3，3，3_四氟丙烯，碱液温度为35?80°C。
[0010]进一步，在步骤(1)中，催化剂为锑与碘化钾或锑与碘化钠的混合物，锑与碘化钾或锑与碘化钠的质量比为1:0.1?1。
[0011 ] 优选后，锑与碘化钾或锑与碘化钠的质量比1:0.4?0.8，通过控制锑与碘化钾或锑与碘化钠的质量比，使得物料的反应更加完全，降低了资源的浪费，节约了成本。
[0012]优选后，在步骤(1)中，单质碘与五氟化碘的质量比为1:0.44?0.48。
[0013]优选后，在步骤(1)中，单质碘与催化剂的质量比为1:0.02?0.03，通过控制单质碘与催化剂的质量比，使得反应后的物料质量更好，反应时间更短，加快反应速率。
[0014]优选后，在步骤(1)中，反应温度为5?25°C。
[0015]优选后，在步骤⑴中，反应压力为0.2?0.4MPa，反应压力的控制，可以提高生产效率，缩短反应时间，降低投资成本。
[0016]进一步，在步骤(2)中，碱液浓度为10?30%。
[0017]优选后，碱液浓度为15?20 %，15?20 %的碱液浓度，不仅可以使得反应效率高，而且反应后的产物收率也高。
[0018]优选后，在步骤(2)中，碱液温度为45?60°C。
[0019]单质碘与五氟化碘投料通常会选择理论摩尔比，但实际生产中，单质碘中的微量水分会使部分五氟化碘(IF5)分解失效，降低其有效成分。因此适当提高五氟化碘(IF5)用量能提高产品的收率。单质碘与五氟化碘的投料质量比为1:0.4?0.5为宜，优选1:0.44?0.48ο
[0020]反应过程中，催化剂与五氟化碘(IF5)反应生成催化效果较高的复杂催化体系，使反应更易进行，催化剂使用量较少，一般为单质碘用量的1?5%，优选2?3%。一次性加入，可以多次重复使用。相比于其它工艺，在高效催化剂存在下，反应温度更低，零下都可以反应。一般选择-15?35°C为宜，优选5?25°C。温度过高容易发生深度副反应，生成长链烷基碘。温度过低，物料粘度过大，降低反应速率，同时容易造成搅拌问题。
[0021]反应过程中，压力的控制较为重要。压力过高，反应中的大量放热难以移走，造成釜温不宜控制。反应压力过低，降低反应速率，延长反应时间，降低生产效率。压力选择0.1?0.6MPa为宜，优选0.2?0.4MPa。
[0022]从反应釜蒸出的1，3，3，3-四氟-2-碘-丙烷，通入盛有碱液的反应器中进行反应，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。因此碱液浓度选择为10?30 %，优选15?20 % ；温度选择为35?80°C，优选45?60?C。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0024]1、操作简单，设备投资少，生产效率高，催化剂不需分离可循环利用，适合大规模工业化生产；
[0025]2、反应收率高，选择性好，收率最高可达98%，选择性最高可达99%。
【具体实施方式】
[0026]本发明为一种1，3，3，3_四氟丙烯的合成方法，包括以下步骤:
[0027](1)在反应器中加入单质碘、五氟化碘和催化剂的混合物，控制反应温度，通入三氟丙烯，待系统压力稳定时，停止反应，得到1，3，3，3_四氟-2-碘-丙烷，混合物中单质碘与五氟化碘的质量比为1:0.4?0.5，优选后，单质碘与五氟化碘的质量比为1:0.44?0.48，单质碘与催化剂的质量比为1:0.01?0.05，优选后，单质碘与催化剂的质量比为1:0.02?0.03,通过控制单质碘与催化剂的质量比，使得反应后的物料质量更好，反应时间更短，加快反应速率，反应温度为-15?35°C，优选后，反应温度为5?25°C，反应压力为0.1?
0.6MPa，优选后，反应压力为0.2?0.4MPa，反应压力的控制，可以提高生产效率，缩短反应时间，降低投资成本，催化剂为锑与碘化钾或锑与碘化钠的混合物，锑与碘化钾或锑与碘化钠的质量比为1:0.1?1，优选后，铺与碘化钾或铺与碘化钠的质量比1:0.4?0.8，通过控制锑与碘化钾或锑与碘化钠的质量比，使得物料的反应更加完全，降低了资源的浪费，节约了成本；
[0028](2)将釜内物料1，3，3，3-四氟-2-碘-丙烷蒸出，通入盛有碱液的反应器中进行反应