2,3,3,3-四氟丙烯的纯化方法

文档序号:9847922阅读:646来源:国知局
2,3,3,3-四氟丙烯的纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及2,3,3,3-四氣丙締的纯化方法,特别设及从包含2,3,3,3-四氣丙締和 与2,3,3,3-四氣丙締的沸点接近的含氣化合物的混合物高效地纯化2,3,3,3-四氣丙締的 方法。
【背景技术】
[0002] 作为代替溫室效应气体1,1,1,2-四氣乙烧化FC-134a)的新制冷剂,2,3,3,3-四氣 丙締化F0-1234yf)在近年被寄予很大期待。在本说明书中,对于面化控,将其化合物的简称 记在化合物名之后的括号内,但在本说明书中根据需要使用其简称W代替化合物名。
[0003] 作为HF0-1234yf的制造方法,提出了例如从包含氯氣控类的原料通过伴随热分解 的1次反应来制造 HF0-1234yf的方法。作为运样的方法,例如,专利文献1中提出了将氯甲烧 (R40)和氯二氣甲烧(R22)的混合物在热介质的存在下进行加热分解,来获得HF0-1234yf的 方法。
[0004] 在运样的伴随热分解的反应中,已知除了生成目标物质册0-1234州^外,作为副 产物还生成了多种类似化合物。通常,利用沸点差通过蒸馈来进行从反应生成物除去副产 物的操作,对于已知与HF0-1234yf形成共沸组合物的3,3,3-S氣丙締化F0-1243zf)(参照 专利文献2)、与HF0-1234yf的沸点接近的化合物,难W用一般的蒸馈塔除去,需要一种将它 们局效除去的方法。
[0005] 另一方面,专利文献3中记载了册0-1234州和氣化氨形成共沸组合物及类共沸组 合物,利用此通过共沸蒸馈将HF0-1234yf和1,1,1,2,2-五氣丙烷化FC-245cb)分离的技术。 另外,已知HFC-245cb是利用气相脱氣化氨的用于制造 HF0-1234yf的起始原料,为了分离所 得的反应生成物中包含的HF0-1234yf和未反应原料HFC-245cb而采用上述分离技术。
[0006] 但是,在使用包含氣化氨的组合物来进行共沸蒸馈时,需要将包括蒸馈塔及配管 的全部蒸馈设备制成耐氣化氨规格,设备面上的负荷大,而且操作也不容易,在效率方面存 在问题。
[0007] 现有技术文献 [000引专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利特许第5201284号公报
[0010] 专利文献2:日本专利特表2012-508306号公报
[0011] 专利文献3:日本专利特表2009-513719号公报

【发明内容】

[0012] 发明所要解决的技术问题
[0013] 本发明是基于上述观点而完成的,其目的是提供一种从包含2,3,3,3-四氣丙締和 与2,3,3,3-四氣丙締的沸点接近的含氣化合物的混合物高效地纯化2,3,3,3-四氣丙締的 方法。
[0014] 解决技术问题所采用的技术方案
[0015] 本发明提供包括W下的(a)工序至(C)工序的2,3,3,3-四氣丙締化F0-1234yf)的 纯化方法。
[0016] (a)准备含有沸点为-14°C~-30°C的含氣化合物、HF0-1234yf、氯甲烧(R40)的蒸 馈用组合物的工序,其中,所述含氣化合物不包括HF0-1234yf;
[0017] (b)将所述蒸馈用组合物供给至形成包含HF0-1234yf和R40的共沸组合物或类共 沸组合物的馈分的蒸馈中的工序;W及
[001引 (C)从所述馈分获得比所述馈分中的册0-1234州浓度高的纯化册0-12%州的工 序。
[0019]另外,本说明书中,只要没有特别说明,化合物的沸点就表示常压(1.013 X IO5Pa) 下的沸点。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明,能够从包含HF0-1234yf和与HF0-1234yf的沸点接近的含氣化合物的 混合物高效地纯化HFO-1234yf。
【具体实施方式】
[0022] 下面,对本发明的实施方式进行说明。
[0023] 本发明的册0-1234州的纯化方法是目的在于从包含HF0-1234W和与HF0-1234W (沸点:-29°C)的沸点接近的化合物、具体而言、沸点为-14°C~-3(TC的含氣化合物(但是, HF0-1234^除外,W下也称为含氣化合物(A))的混合物纯化HF0-1234yf的方法,且该方法 是包括利用基于册0-12%州和340共沸的共沸蒸馈的W下的(a)工序至(C)工序的纯化方 法。
[0024] (a)准备含有含氣化合物(A)、HF0-1234yf和R40的蒸馈用组合物的工序下也称 为"蒸馈准备工序");
[0025] (b)将所述蒸馈用组合物供给至形成包含HF0-1234yf和R40的共沸组合物或类共 沸组合物的馈分的蒸馈中的工序(W下也称为"共沸蒸馈工序");
[0026] (C)从所述馈分获得比所述馈分中的HF0-1234yf浓度高的纯化HF0-1234yf的工序 (W下也称为"浓缩工序")。
[0027] 根据包含上述(a)工序至k)工序的本发明的HF0-1234yf的纯化方法,通过通常的 蒸馈等能够从难W分离的包含HF0-1234yf和含氣化合物(A)的混合物(W下也称为"粗HFO-12%州")高效地分离册0-12%州和含氣化合物(A)。即,根据本发明的纯化方法,能够使 HFO-1234yf相对于所得的纯化HFO-1234yf中的含氣化合物(A)的比例(W下也表示为"HFO-1234yf/含氣化合物(A)")比粗HFO-1234yf中的HFO-1234yf/含氣化合物(A)更高。
[00%]换言之,本说明书中的纯化HFO-1234yf是指:在与W下说明的粗HFO-1234yf的关 系中,所得的纯化HF0-1234yf中的HF0-1234yf/含氣化合物(A)比使用的粗HF0-1234yf中的 HF0-1234yf/含氣化合物(A)高的包含HF0-1234yf的混合物或HF0-1234yf纯品。
[00巧]另外,本发明的方法中,粗HF0-1234yf含有R40的情况下,将粗HF0-1234yf直接作 为蒸馈用组合物使用,或粗HF0-1234yf不含R40的情况下,通过在粗HF0-1234^中添加 R40 而作为蒸馈用组合物,从而能够实施基于HF0-1234yf和R40共沸的共沸蒸馈。上述任一情况 下,蒸馈用组合物中的HF0-1234yf/含氣化合物(A)都等于粗HF0-1234yf中的HF0-1234yf/ 含氣化合物(A)。
[0030] 因此,根据本发明的纯化方法,可W说能够使纯化HFO-1234yf中的HFO-1234yf/含 氣化合物(A)比蒸馈用组合物中的HF0-1234yf/含氣化合物(A)更高。根据本发明的制造方 法,能够从包含HF0-1234yf和含氣化合物(A)的混合物高效地得到纯化HF0-1234yf。
[0031] 运里,HF0-1234yf和R40共沸是此前尚未知道的现象,本发明人发现了该新现象并 将其应用于本发明的纯化方法。即,本发明人探索了一种与HF0-1234yf共沸的化合物来代 替对设备等造成负荷且难W操作的氣化氨,所述化合物对设备等造成的负荷少且也容易操 作。其结果是,确认R40满足上述条件,并且所得的R40和HF0-1234yf的共沸组合物或类共沸 组合物在比HF0-1234yf和R40的任一个的沸点低的溫度下沸腾,即最低共沸。
[0032] 籍此,实现使包含HF0-1234yf和与HF0-1234yf的沸点接近的化合物的混合物中存 在R40,即在该混合物包含R40的情况下直接将其作为蒸馈用的组合物、在该混合物不含R40 的情况下添加 R40并将其作为蒸馈用的组合物,进行共沸蒸馈,从该组合物将HF0-1234yf作 为共沸组合物或类共沸组合物分离,再从该共沸组合物或类共沸组合物将HFO-1234yf分离 的本发明的HF0-1234yf的纯化方法。W下,对HF0-1234yf和R40的共沸组合物或类共沸组合 物进行说明。
[0033] 共沸组合物的定义如下:通过液相的气化而生成的气相是具有与气化的液相相同 的组成的组合物,或者通过气相的液化而生成的液相是具有与液化的气相相同的组成的组 合物。因此,共沸组合物在反复蒸发、冷凝时的组成没有变动,能够不随着组成的变化而蒸 馈和/或回流。将液相中的组成和气相中的组成相等、即比挥发度为1.00的组成作为共沸组 合物的组成而算出。但是,共沸组合物的组成会随压力条件而变化。
[0034] 由册0-1234钟和340构成的组合物在表压0.5M化的条件下,^册0-1234州为57摩 尔%、340为43摩尔%的组成共沸。该邸0-1234州和1?40的共沸组成是在表压0.51?3的条件 下、W下述式(1)表示的比挥发度为1.00的组成,通过如下方式算出。此外,册0-12%州和 R40的共沸组合物的沸点在该压力表压0.5M化下为18. (TC。
[0035] (计算比挥发度的式)
[0036] 比挥发度=(气相部中的册0-1234州的摩尔%/气相部中的R40的摩尔%)/(液相 部中的HF0-1234yf的摩尔% /液相部中的R40的摩尔% ) ? ? ? (1)
[0037] 将规定组成的HF0-1234yf和R40的混合物投入500血的带压力计的高压蓋中,W表 压压力达到0.5MPa的条件通过外部加热器进行慢慢加热。高压蓋内的表压压力达到0.5MPa 后保持一定时间,使高压蓋内的组成稳定后,从气相和液相采取试样。对气相和液相的各试 样中的HF0-1234yf和R40用气相色谱仪进行分析,得到各试样中的HF0-1234yf和R40的组 成。将得到的组成代入上述式(1)中,计算比挥发度。
[0038] 通过改变投入高压蓋中的混合物中的HF0-1234yf和R40的组成来进行该操作,计 算比挥发度为1.00时的组成,得到表压为0.5M化时的共沸组成。另外,常压下的HF0-1234yf 和R40的共沸组成可如下计算:通过使用上述得到的共沸组成的实验值和已知的热力学特 性或计算热力学特性的模拟实验,算出液相侧的HF0-1234yf的含有比例为57摩尔%、R40的 含有比例为43摩尔%。此外,可算出HF0-1234yf和R40的共沸组合物的沸点在常压下为-32 r。
[0039] 运里,通常在形成共沸组成的组合物中,组成与共沸组成近似的组合物被作为表 现接近共沸的举动的类共沸组合物。即,类共沸组合物具有在蒸发或冷凝时不发生分级的 倾向,通过液相的气化而生成的气相的组成与气化的液相的组成大致相同,或者通过气相 的液化而生成的液相的组成与液化的气相的组成大致相同。因此,类共沸组合物能够在组 成几乎不变化的情况下蒸
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