2,3,3,3-四氟丙烯的纯化方法_3

文档序号:9847922阅读:来源:国知局
[0069] 另外,如上所述,蒸馈用组合物中的R40的量即使是比形成与HF0-1234yf的类共沸 组合物的量过剩的量,也能够通过蒸馈形成包含类共沸组合物的馈分,所W,可W根据需要 将蒸馈用组合物中的R40的量设定为大于上述值。但是,如果考虑抑制因为蒸馈用组合物自 身的量增加而引起的再沸器和冷凝器的负荷、减小耗能且抑制成本,蒸馈用组合物中的R40 的量相对于1摩尔的HF0-1234yf优选为100摩尔W下,更优选10摩尔W下。
[0070] (a)工序中,蒸馈用组合物可如下进行准备:例如,对于作为应用本发明的纯化方 法的对象的粗HF0-1234yf,测定邸0-1234州和1?40的含量,根据它们的含量,W得到的蒸馈 用组合物的HF0-1234yf/R40达到上述优选的范围的条件向该粗HF0-1234yf中添加 R40或者 不添加。
[0071] 另外,本发明中使用的粗HF0-1234yf超过上述优选的范围、即类共沸组合物的组 成范围且过量含有R40的情况下,只要将该粗HF0-1234yf直接作为蒸馈用组合物供于(b)工 序的蒸馈即可。另外,本发明中,蒸馈用组合物不一定仅由HF0-1234yf、含氣化合物(A)和 R40构成。在不损害本发明的效果的范围内,也可W包含HF0-1234yf、含氣化合物(A)和R40 W外的化合物。运些化合物是通常W包含在粗HF0-1234yf中的形式带入蒸馈用组合物中的 化合物。
[0072] 作为本发明的纯化方法的应用对象的粗HF0-1234yf可通过如下方法得到:例如从 通过R40和能热分解而产生F2C:的含氣化合物的伴随热分解的HF0-1234yf的合成方法得到 的反应生成物中,通过蒸馈等将由HF0-1234yf、含氣化合物(A)和R40的混合物构成的馈分 或W该混合物为主成分的馈分分离而得到,上述含氣化合物为例如R22、四氣乙締(TFE)、 HFP、八氣环下烧(RC318)、CT阳、S氣乙締化F0-1123)、六氣环氧丙烷化FP0)等。
[0073] 通过上述伴随热分解的册0-1234州的合成方法得到的粗HF0-1234yf可W含有上 述表1中示出的全部的含氣化合物(A)。此外,将由此得到的粗HF0-1234yf直接或者添加 R40 后用作蒸馈用组合物的情况下,如上所述,可W在不损害本发明的效果的范围内含有HFO-1234yf、含氣化合物(A)和R40 W外的其他化合物。
[0074] 作为其他化合物,具体可例举322、了。6、亂318、册0-1123、邸?0、屯氣丙烷、氯二氣 乙締、1,1-二氣乙締化。0-1132曰)、氯乙締、氯四氣乙烧(肥。〔-124)、氯氣甲烧(肥。〇31)、二 氣甲烧化FC-32)等。另外,从将HF0-1234yf高效地纯化的观点来看,其他化合物的含量在蒸 馈用组合物中优选为低于90摩尔%,更优选低于70摩尔%。其他化合物的大多数是与HFO-1234yf和含氣化合物(A)的沸点差大的化合物,在进行本发明的纯化方法之前,通过通常的 蒸馈能够预先容易分离。
[0075] 作为能够应用于本发明的纯化方法的粗HF0-1234yf,除上述W外,可例举例如使 用二氯五氣丙烷化CFC-225)的异构体混合物制造 HF0-1234yf时得到的粗HF0-1234yf。
[0076] 作为原料使用HCFC-225的异构体混合物制造HF0-1234yf的方法中,使原料中的1, 1-二氯-2,2,3,3,3-五氣丙烷化CFC-225ca)选择性地脱氣化氨W制造1,1-二氯-2,3,3,3-四氣丙締(CFO-1214ya),将得到的CFO-1214ya还原,制造HFO-1234yf。
[0077] 将最终得到的反应生成物作为粗册0-1234州,在粗册0-1234州中,作为含氣化合 物(A),可包含如下物质:原料组合物中的2,2-二氯-1,1,3,3,3-五氣丙烷化CFC-225aa)进 行脱氯化氨反应后还原而得的HF0-1225ZC和册〇-12:34州的过还原产物、即HF0-1243zf、 HF0-1252zf 等。
[0078] 此外,专利文献3中记载的将HFC-245cb脱氣化氨W制造 HF0-1234yf时所得的包含 未反应原料等的反应生成物是能够应用于本发明的纯化方法的粗册0-1234州。该情况下, 粗HFO-1234yf中所含的含氣化合物(A)中可W包含HFC-245cb等。
[0079] 另外,将运些粗HF0-1234yf应用于本发明的纯化方法的情况下,该粗HF0-1234yf 基本上不含R40,所W在(a)工序中添加规定量的R40W制备蒸馈用组合物。使用的粗HFO-1234yf与通过上述伴随热分解的HF0-1234yf的合成方法而得的粗HF0-1234yf同样,可W包 含除HFO-1234yf、含氣化合物(A)和R40 W外的其他化合物。但是,其他化合物的含量W制成 蒸馈用组合物时的含量表示,优选低于90摩尔%,更优选低于70摩尔%。
[0080] (b)共沸蒸馈工序
[0081] 本发明的方法中的(b)工序是将上述(a)工序中准备的蒸馈用组合物供于形成含 有HFO-1234yf和R40的类共沸组合物的馈分的蒸馈中的工序。
[0082] (b)工序中的蒸馈中,通过在上述(a)工序中如上准备蒸馈用组合物,不需要特别 的条件,在通常范围的蒸馈的条件设定、例如压力范围在0~3.OMPaG的范围内,并且对于溫 度范围,通过设定压力使塔顶溫度在-32~88°C的范围内,可进行形成含有册0-12%州和 R40的类共沸组合物的馈分的蒸馈。另外,压力条件优选采用0(常压)~2.OMPaG,对于溫度 条件,通过设定压力,作为塔顶溫度优选-32~68°C。W下,也可W将含有HF0-1234yf和R40 的类共沸组合物的馈分称为共沸馈分。
[0083] (b)工序的蒸馈,优选W共沸馈分中的册0-1234州的量相对于蒸馈用组合物中的 HF0-1234yf的量的比例达到75摩尔% W上的条件进行,更优选85摩尔% ^上,进一步优选 95摩尔% ^上,最优选99摩尔% ^上。此外,优选W共沸馈分中的含氣化合物(A)的量相对 于蒸馈用组合物中的含氣化合物(A)的量的比例达到50摩尔% W下的条件进行蒸馈,更优 选25摩尔% ^下,进一步优选15摩尔% ^下,最优选5摩尔% ^下。籍此,可得到更高纯度的 HF0-1234yf〇
[0084] 为了满足上述条件,在例如从塔顶将共沸馈分作为馈出液取出的情况下,优选将 塔顶溫度设为蒸馈压力下的类共沸组合物的沸点W上,将塔底溫度设为含氣化合物(A)的 沸点W下。主要通过调整塔顶溫度来进行上述工序。此时,通过减小塔顶溫度和塔底溫度的 差,能够减低再沸器的负荷。此外,通过W类共沸组合物的沸点达到常溫附近、例如大约-15 ~50°C的条件来设定压力,能够减小再沸器的负荷。作为运样的压力,优选为0.1~
[0085] (b)工序的蒸馈可通过使用例如具备蒸馈塔、向该蒸馈塔供给蒸馈用组合物的单 元、从该蒸馈塔的塔顶取出馈出液的单元、和从该蒸馈塔的塔底取出塔底液的单元的蒸馈 装置来进行。作为使用的蒸馈塔,可W是中空的蒸馈塔,也可W是多段式的蒸馈塔。此外,蒸 馈可通过分批式进行,也可通过连续式进行。
[0086] 在使用例如多段式的蒸馈塔进行蒸馈的情况下,通常从蒸馈塔的中段供给上述蒸 馈用组合物,上述共沸馈分作为从蒸馈塔的塔顶取出的馈出液而得到。此外,上述蒸馈用组 合物中包含的含氣化合物(A)所含有的馈分(W下也称为含氣化合物(A)馈分)可作为从塔 底取出的塔底液而分离。另外,蒸馈用组合物中的HF0-1234yf/R40的含有比例超过进行该 蒸馈的条件下的类共沸组合物的范围的情况下,过量含有的HF0-1234yf或R40W包含于含 氣化合物(A)馈分中的形式作为从塔底取出的塔底液而分离。
[0087] 另外,本发明的(b)工序中,将共沸馈分作为馈出液分离并不局限于从塔顶分离取 出,只要是在将蒸馈用组合物供给至塔内的塔板之上的塔板,就可W从任一塔板将共沸馈 分作为馈出液取出。同样地,本发明对于从塔底将含氣化合物(A)馈分作为塔底液取出的实 施方式进行了说明,但本发明不限定于此,只要是在将蒸馈用组合物供给至塔内的塔板之 下的塔板,就可W将含氣化合物(A)馈分作为塔底液取出。
[0088] 运是因为,如上所述,例如常压下的HF0-1234yf和R40的类共沸组合物的沸点为-31~-32°C,此外含氣化合物(A)的沸点为-14~-30°C、HF0-1234yf的沸点为-29°C、R40的沸 点为-24.2 °C。
[0089] 含氣化合物(A)馈分中包含HF0-1234yf的情况下,再通过上述(a)工序和(b)工序, 可从含氣化合物(A)馈分中分离HF0-1234yf。含氣化合物(A)馈分中包含R40的情况下,可W 在上述(a)工序中,通过将其添加到粗HF0-1234yf中来制备蒸馈用组合物,并供于(b)工序, 从而从该含氣化合物(A)馈分将R40分离。
[0090] 另外,通过在上述(a)工序中将蒸馈用组合物中的HF0-1234yf/R40调整为规定的 蒸馈条件下的类共沸组合物的组成,在(b)工序中W该规定的蒸馈条件进行蒸馈,可W分馈 为含有HF0-1234yf和R40的类共沸组合物的共沸馈分、和大致不含HF0-1234yf或R40的含氣 化合物(A)馈分。
[0091] 由此,在(b)工序中所得的共沸馈分被供于之后的(C)工序中,将HF0-1234yf浓缩。 另外,共沸馈分中的HF0-1234yf和R40W外的化合物的含有比例相对于共沸馈分总量为90 质量% ^下,优选70质量% ^下,更优选50质量% W下。
[0092] (C)浓缩工序
[0093] (C)工序是从(b)工序中得到的共沸馈分获得与该共沸馈分中的HFO-1234yf浓度 相比,HF0-1234yf浓度提高了的纯化HF0-1234yf的工序。另外,得到的纯化HF0-1234yf如上 述所规定,与使用的粗HF0-1234yf中的HF0-1234yf/含氣化合物(A)相比,具有更高的HFO-1234yf/含氣化合物(A)。
[0094] 运里,上述(b)工序中得到的共沸馈分中的HF0-1234W/R40在26/74~99/1的范围 内。本(C)工序中得到的纯化HF0-1234yf中的HF0-1234yf的含量相对于纯化HF0-1234yf的 总量优选为90质量% ^上,更优选95质量% ^上,进一步优选99质量% W上。
[0095] 作为(C)工序的具体方法,可采用选自变压蒸馈、萃取蒸馈、共沸蒸馈、相分离和膜 分离中的至少一种分离法。运些分离方法是在将共沸组合物分离为构成化合物时使用的通 常的方法,将(b)工序中
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