含有1,1,2-三氟乙烷的组合物的制作方法

文档序号:27330700发布日期:2021-11-10 01:46阅读:171来源:国知局
含有1,1,2-三氟乙烷的组合物的制作方法
含有1,1,2

三氟乙烷的组合物
技术领域
1.本技术涉及含有1,1,2

三氟乙烷(hfc

143)的组合物。


背景技术:

2.1,1,2

三氟乙烷(hfc

143)作为聚烯烃及聚氨酯用的发泡剂、气溶胶喷射剂、制冷剂、传热介质、气体电介质、消火剂、动力循环工作流体、聚合介质、颗粒除去流体、输送流体、抛光研摩剂及置换干燥剂是有用的(专利文献1)。hfc

143的沸点约为4℃。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:国际公开第94/011460号


技术实现要素:

6.发明所要解决的问题
7.本技术的课题在于,提供一种新的组合物,其含有hfc

143。
8.用于解决问题的技术方案
9.项1.一种组合物,其含有:
10.hfc

143;和
11.选自1,1

二氟乙烯(hfo

1132a)、1,1,2

三氟乙烯(hfo

1123)、1,1,1

三氟甲烷(hfc

143a)、1,



1,2,2

三氟乙烯(ctfe)、1


‑1‑
氟乙烯(hcfo

1131a)、1,1

二氟乙烷(hfc

152a)、1,2

二氟乙烷(hfc

152)、反式
‑1‑

‑2‑
氟乙烯(hcfo

1131(e))、顺式
‑1‑

‑2‑
氟乙烯(hcfo

1131(z))、1,1,1,2

四氟乙烷(hfc

134a)、氟乙烷(hfc

161)、1,2

二氯
‑1‑
氟乙烷(hcfc

141)、1,1

二氯

2,2,2

三氟乙烷(hcfc

123)、1



2,2

二氟乙烷(hcfc

142)、1



1,2

二氟乙烷(hcfc

142a)、1



2,2

二氟乙烯(hcfo

1122)、1



1,2

二氟乙烯(hcfo

1122a)、氟乙烯(hfo

1141)、二氯氟甲烷(hcfc

21)、氯二氟甲烷(hcfc

22)、三氟甲烷(hfc

23)、乙烯及乙炔中的至少一种追加化合物。
12.项2.根据项1所记载的组合物,其中,
13.hfc

143和上述追加化合物的混合物为共沸或类共沸。
14.项3.根据项1或2所记载的组合物,其中,
15.相对于hfc

143和上述追加化合物的混合物的整体合计含有高于0质量%且30质量%以下的所述追加化合物。
16.项4.一种项1~3中任一项所记载的组合物的、作为热传递介质组合物的使用。
17.项5.一种方法,在含有hfc

143和追加化合物的混合物中,将hfc

143和上述追加化合物分离,
18.上述追加化合物选自1,1

二氟乙烯(hfo

1132a)、1,1,2

三氟乙烯(hfo

1123)、1,1,1

三氟甲烷(hfc

143a)、1,



1,2,2

三氟乙烯(ctfe)、1


‑1‑
氟乙烯(hcfo

1131a)、1,1

二氟乙烷(hfc

152a)、1,2

二氟乙烷(hfc

152)、反式
‑1‑

‑2‑
氟乙烯(hcfo

1131
(e))、顺式
‑1‑

‑2‑
氟乙烯(hcfo

1131(z))、1,1,1,2

四氟乙烷(hfc

134a)、氟乙烷(hfc

161)、1,2

二氯
‑1‑
氟乙烷(hcfc

141)、1,1

二氯

2,2,2

三氟乙烷(hcfc

123)、1



2,2

二氟乙烷(hcfc

142)、1



1,2

二氟乙烷(hcfc

142a)、1



2,2

二氟乙烯(hcfo

1122)、1



1,2

二氟乙烯(hcfo

1122a)、氟乙烯(hfo

1141)、二氯氟甲烷(hcfc

21)、氯二氟甲烷(hcfc

22)、三氟甲烷(hfc

23)、乙烯及乙炔中的至少一种,其中,包含:
19.(1)通过将含有hfc

143及所述追加化合物的起始组合物向第一蒸馏塔供给:
20.将含有hfc

143及上述追加化合物的共沸或类共沸混合物组合物作为第一馏出物;且
21.将浓度上比hfc

143或上述追加化合物中任一个上述起始组合物高的组合物作为第一蒸馏塔塔底组合物进行提取的工序;
22.(2)根据需要将上述第一馏出物或第一蒸馏塔塔底组合物向运转条件与第一蒸馏塔不同的第二蒸馏塔供给,形成hfc

143或上述追加化合物中任一者的浓度比其在所述起始组合物中更高的组合物的工序。
23.发明效果
24.提供含有hfc

143的新的组合物。
附图说明
25.图1是使用蒸馏塔将含有hfc

143和作为追加成分的hfo

1123、乙烯、hfc

161、hfc

152、hcfc

133、hcfc

123、hcfc

21的组合物进行蒸馏的实施例的操作的示意图。
具体实施方式
26.<术语的定义>
27.本说明书中,术语“制冷剂”至少包含iso817(国际标准化机构)所规定的标注有以表示制冷剂种类的r开头的制冷剂编号(ashrae编号)的化合物,还包含虽然未标注制冷剂编号但具有与它们同等的作为制冷剂的特性的制冷剂。从化合物的结构方面考虑,制冷剂大致区分为“氟烃系化合物”和“非氟烃系化合物”。“氟烃系化合物”包含氯氟烃(cfc)、氢氯氟烃(hcfc)及氢氟烃(hfc)。作为“非氟烃系化合物”,可举出丙烷(r290)、丙烯(r1270)、丁烷(r600)、异丁烷(r600a)、二氧化碳(r744)及氨(r717)等。
28.本说明书中,术语“含有制冷剂的组合物”至少含有:(1)制冷剂本身(包含制冷剂的混合物);(2)还包含其它成分并能够用于至少与冷冻机油混合而得到冷冻机用工作流体的组合物;(3)含有冷冻机油的冷冻机用工作流体。在本说明书中,在这三种方式中,将(2)的组合物与制冷剂本身(包含制冷剂的混合物)区别而表述为“制冷剂组合物”。另外,将(3)的冷冻机用工作流体与“制冷剂组合物”区别而表述为“含冷冻机油的工作流体”。
29.在本说明书中,术语“类共沸组合物”是指能够进行与共沸组合物实际上同样地处理的组合物。具体而言,本说明书中,术语“类共沸组合物”是指实际上表现为单一物质的含有两个以上的物质的具有恒定沸点的、或具有实际上恒定沸点的混合物。作为类共沸组合物的特征之一,可举出通过液体的蒸发或蒸馏产生的蒸气的组成与液体的组成实际上没有变化。即,在本说明书中,当某种混合物在沸腾、蒸馏或回流而不发生实际上的组成变化时,将该混合物称为类共沸组合物。具体而言,在某种特定的温度下的组合物的泡点蒸气压和
该组合物的露点蒸气压的差为3%以下(以泡点压力为基准)的情况下,在本技术中该组合物定义为类共沸组合物。
30.在本说明书中,术语“替代”是指在用第二制冷剂“替代”第一制冷剂这样的语境中使用的情况下,作为第一类型,在设计为使用第一制冷剂进行运转的设备中,根据需要仅经由微小的零件(冷冻机油、密封垫、衬垫、膨胀阀、干燥器、其它零件中的至少一种)的变更及设备调整,就能够使用第二制冷剂在最佳条件下进行运转。即,该类型是指“替代”制冷剂而运转相同的设备。作为该类型的“替代”的方式,按照在向第二制冷剂替换时所需的变更以及调整的程度从小到大的顺序,可以有“简单(drop in)替代”、“近似简单(nealy drop in)替代”及“更新(retrofit)”。
31.作为第二类型,针对设计为使用第二制冷剂进行运转的设备,搭载第二制冷剂并用作与第一制冷剂的已有用途相同的用途,也包含在术语“替代”内。该类型是指“替代”制冷剂而提供相同的用途。
32.在本说明书中,术语“冷冻机(refrigerator)”是指通过带走物或空间的热而成为比周围的外部气体低的温度并维持该低温的所有装置。换言之,冷冻机是指为了使热从温度低的物体向高的物体移动而从外部获得能量进行做功并进行能量转换的转换装置。
33.在本说明书中,gwp根据ipcc第5次报告书(ar5)的规定而计算。
34.1.组合物
35.1.1追加化合物
36.本技术的制冷剂除了含有hfc

143之外,还含有选自hfo

1132a、hfo

1123、hfc

143a、ctfe、hcfo

1131a、hfc

152a、hfc

152、hcfo

1131(e)、hcfo

1131(z)、hfc

134a、hfc

161、hcfc

141、hcfc

123、hcfc

142、hcfc

142a、hcfo

1122、hcfo

1122a、hfo

1141、hcfc

21、hcfc

22、hfc

23、乙烯及乙炔中的至少一种追加化合物。
37.hfc

143和上述追加化合物的合计的混合物的稳定性优异。另外,hfc

143和追加化合物均可作为制冷剂发挥作用,因此,本混合物也能够作为制冷剂使用,且具有比目前使用的cfc制冷剂及hcfc制冷剂低很多的odp(臭氧层破坏系数)。另外,本混合物作为有机合成用中间体也是有用的。
38.在稳定性及作为制冷剂的性能这方面,或在作为有机合成用中间体进行利用方面,相对于hfc

143和上述追加化合物的混合物整体,合计优选含有高于0质量%且30质量%以下的追加化合物,更优选含有高于0质量%且20质量%以下的追加化合物,进一步优选含有高于0质量%且10质量%以下的追加化合物,更进一步优选含有高于0质量%且1质量%以下的追加化合物。
39.1.2共沸或类共沸组合物
40.hfc

143和上述追加化合物的合计的混合物优选为共沸或类共沸组合物。这些共沸或类共沸组合物在hfc

143和追加成分的混合物中,进行将追加成分从hfc

143分离的共沸蒸馏时可成为重要的组合物。
41.共沸蒸馏是通过在将共沸或类共沸组合物分离那样的条件下运转蒸馏塔而将目的物进行浓缩或分离的方法。也有时通过共沸蒸馏,能够仅蒸馏出分离对象成分,但也有时在从外部添加分离对象成分的一种以上和形成共沸混合物的其它成分的情况下,才会发生蒸馏。狭义上仅将后者称为共沸蒸馏。例如,通过共沸蒸馏从至少含有hfc

143和追加成分
的组合物提取含有hfc

143和追加成分的共沸或类共沸组合物,由此,能够将追加成分从hfc

143分离。
42.在呈现共沸或类共沸方面,hfc

143和上述追加化合物的合计的混合物优选相对于本混合物的整体合计含有高于0质量%且1质量%以下的追加化合物,更优选含有高于0质量%且0.5质量%以下的追加化合物,进一步优选含有高于0质量%且0.1质量%以下的追加化合物。
43.1.3热传递介质组合物
44.本技术的组合物能够作为热传递介质组合物使用。
45.作为热传递介质组合物使用的本技术的组合物也可以除了含有追加化合物之外,还含有至少一种其它成分。本技术的组合物通过进一步至少与冷冻机油混合,能够用于得到冷冻机用工作流体(将在该情况下的本技术的组合物称为“本技术的制冷剂组合物”)。
46.本技术的制冷剂组合物根据需要也可以含有以下的其它成分中的至少一种。其它成分没有特别限定,具体而言,例如可举出:水、示踪剂、紫外线荧光染料、稳定剂、阻聚剂等。
47.在将本技术的制冷剂组合物用作冷冻机中的工作流体时,通常,至少与冷冻机油混合使用。因此,本技术的制冷剂组合物优选实际上不含有冷冻机油。具体而言,本技术的制冷剂组合物中,冷冻机油相对于组合物整体的含量优选为0~1质量%,更优选为0~0.1质量%。
48.本技术的制冷剂组合物也可以含有微量的水。制冷剂组合物中的含水比例相对于制冷剂整体优选设为0.1质量%以下。由于制冷剂组合物含有微量的水分,从而使制冷剂中可含有的不饱和的氟烃系化合物的分子内双键稳定化,另外,也不易引起不饱和的氟烃系化合物的氧化,因此,制冷剂组合物的稳定性提高。
49.在本技术的制冷剂组合物存在稀释、污染、其它任何的变更的情况下,为了能够追踪其变更,可以以可检测的浓度向本技术的制冷剂组合物中添加示踪剂。
50.本技术的制冷剂组合物可以单独含有一种示踪剂,也可以含有两种以上。
51.作为示踪剂,没有特别限定,能够从通常使用的示踪剂中适当选择。
52.作为示踪剂,例如可举出氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氢氯烃、氟代烃、氘化烃、氘化氢氟烃、全氟化碳、氟代醚、溴化化合物、碘化化合物、醇、醛、酮、氧化二氮(n2o)等。作为示踪剂,特别优选氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃、氢氯烃、氟代烃及氟代醚。
53.作为示踪剂,优选为以下的化合物。
54.fc

14(四氟甲烷、cf4)
55.hcc

40(氯甲烷、ch3cl)
56.hfc

23(三氟甲烷、chf3)
57.hfc

41(氟甲烷、ch3cl)
58.hfc

125(五氟乙烷、cf3chf2)
59.hfc

134a(1,1,1,2

四氟乙烷、cf3ch2f)
60.hfc

134(1,1,2,2

四氟乙烷、chf2chf2)
61.hfc

143a(1,1,1

三氟乙烷、cf3ch3)
62.hfc

152(1,2

二氟乙烷、ch2fch2f)
63.hfc

245fa(1,1,1,3,3

五氟丙烷、cf3ch2chf2)hfc

236fa(1,1,1,3,3,3

六氟丙烷、cf3ch2cf3)hfc

236ea(1,1,1,2,3,3

六氟丙烷、cf3chfchf2)hfc

227ea(1,1,1,2,3,3,3

七氟丙烷、cf3chfcf3)hcfc

22(氯二氟甲烷、chclf2)
64.hcfc

31(氯氟甲烷、ch2clf)
65.cfc

1113(三氟氯乙烯、cf2=cclf)
66.hfe

125(三氟甲基

二氟甲基醚、cf3ochf2)hfe

134a(三氟甲基

氟甲基醚、cf3och2f)hfe

143a(三氟甲基

甲基醚、cf3och3)
67.hfe

227ea(三氟甲基

四氟乙基醚、cf3ochfcf3)hfe

236fa(三氟甲基

三氟乙基醚、cf3och2cf3)
68.本技术的制冷剂组合物也可以相对于制冷剂组合物整体合计含有约10重量百万分率(ppm)~约1000ppm的示踪剂。本技术的制冷剂组合物也可以相对于制冷剂组合物整体合计含有优选约30ppm~约500ppm、更优选约50ppm~约300ppm的示踪剂。
69.本技术的制冷剂组合物可以单独含有一种紫外线荧光染料,也可以含有两种以上。
70.作为紫外线荧光染料,没有特别限定,能够从通常使用的紫外线荧光染料中适当选择。
71.作为紫外线荧光染料,例如可举出萘二甲酰亚胺、香豆素、蒽、菲、氧杂蒽、硫杂蒽、苯并夹氧杂蒽及荧光素、以及它们的衍生物。作为紫外线荧光染料,特别优选萘二甲酰亚胺及香豆素中的任一个或双方。
72.本技术的制冷剂组合物可以单独含有一种稳定剂,也可以含有两种以上。
73.作为稳定剂,没有特别限定,能够从通常使用的稳定剂中适当选择。
74.作为稳定剂,例如,可举出硝基化合物、醚类及胺类等。
75.作为硝基化合物,例如,可举出硝基甲烷及硝基乙烷等脂肪族硝基化合物、以及硝基苯及硝基苯乙烯等芳香族硝基化合物等。
76.作为醚类,例如,可举出1,4

二噁烷等。
77.作为胺类,例如,可举出2,2,3,3,3

五氟丙基胺、二苯胺等。
78.另外,可举出丁基羟基二甲苯、苯并三唑等。
79.稳定剂的含有比例没有特别限定,相对于hfc

143和上述追加化合物的合计的混合物整体,通常优选设为0.01~5质量%,更优选设为0.05~2质量%。
80.本技术的制冷剂组合物可以单独含有一种阻聚剂,也可以含有两种以上。
81.作为阻聚剂,没有特别限定,能够从通常使用的阻聚剂中适当选择。
82.作为阻聚剂,例如可举出4

甲氧基
‑1‑
萘酚、对苯二酚、对苯二酚甲基醚、二甲基

叔丁基苯酚、2,6

二叔丁基

对甲酚、苯并三唑等。
83.阻聚剂的含有比例没有特别限定,相对于hfc

143和上述追加化合物的合计的混合物整体,通常优选设为0.01~5质量%,更优选设为0.05~2质量%。
84.本技术的组合物能够用作含有冷冻机油的冷冻机用工作流体(将该组合物称为“本技术的含冷冻机油的工作流体”)。本技术的含冷冻机油的工作流体至少含有本技术的制冷剂组合物和冷冻机油,用作冷冻机中的工作流体。具体而言,本技术的含冷冻机油的工作流体通过将冷冻机的压缩机中所使用的冷冻机油、hfc

143和上述追加化合物的合计的
混合物或制冷剂组合物相互混合而得到。含冷冻机油的工作流体中通常含有10~50质量%的冷冻机油。
85.本技术的含冷冻机油的工作流体可以单独含有一种冷冻机油,也可以含有两种以上。
86.作为冷冻机油,没有特别限定,能够从通常使用的冷冻机油中适当选择。此时,根据需要,能够适当选择在提高与上述混合物的相溶性及上述混合物的稳定性等的作用等方面更优异的冷冻机油。
87.作为冷冻机油的基油,例如,优选选自聚亚烷基二醇(pag)、多元醇酯(poe)及聚乙烯醚(pve)中的至少一种。
88.冷冻机油除基油外,还可以含有添加剂。添加剂也可以为选自抗氧化剂、极压剂、酸捕捉剂、氧捕捉剂、铜钝化剂、防锈剂、油性剂及消泡剂中的至少一种。
89.作为冷冻机油,从润滑的方面考虑,优选40℃下的动态粘度为5~400cst。
90.本技术的含冷冻机油的工作流体根据需要也可以含有至少一种的添加剂。作为添加剂,例如可举出以下的增容剂等。
91.本技术的含冷冻机油的工作流体可以单独含有一种增容剂,也可以含有两种以上。
92.作为增容剂,没有特别限定,能够从通常使用的增容剂中适当选择。
93.作为增容剂,例如,可举出聚氧亚烷基二醇醚、酰胺、腈、酮、氯代烃、酯、内酯、芳基醚、氟代醚及1,1,1

三氟烷烃等。作为增容剂,特别优选聚氧亚烷基二醇醚。
94.2.分离方法
95.另外,在本技术中还公开了利用上述的组合物的这些成分的分离方法。
96.例如,通过共沸蒸馏从至少含有hfc

143和追加成分的组合物提取含有hfc

143和追加成分的共沸或类共沸组合物,由此,能够将追加成分从hfc

143分离。
97.更具体而言,本技术的分离方法也可以在含有hfc

143和至少一种追加化合物的混合物中,
98.将hfc

143和上述追加化合物分离,其中,包含:
99.(1)通过将含有hfc

143及上述追加化合物的起始组合物向第一蒸馏塔供给,
100.将含有hfc

143及上述追加化合物的共沸或类共沸混合物组合物作为第一馏出物,且
101.将浓度上比hfc

143或上述追加化合物中任一个上述起始组合物高的组合物作为第一蒸馏塔塔底组合物进行提取的工序;
102.(2)根据需要将上述第一馏出物或第一蒸馏塔塔底组合物向运转条件与第一蒸馏塔不同的第二蒸馏塔供给,形成hfc

143或追加化合物中任一者的浓度比其在上述起始组合物中更高的组合物
103.在上述之中,作为上述追加化合物,例如可举出选自1,1

二氟乙烯(hfo

1132a)、1,1,2

三氟乙烯(hfo

1123)、1,1,1

三氟甲烷(hfc

143a)、1,



1,2,2

三氟乙烯(ctfe)、1


‑1‑
氟乙烯(hcfo

1131a)、1,1

二氟乙烷(hfc

152a)、1,2

二氟乙烷(hfc

152)、反式
‑1‑

‑2‑
氟乙烯(hcfo

1131(e))、顺式
‑1‑

‑2‑
氟乙烯(hcfo

1131(z))、1,1,1,2

四氟乙烷(hfc

134a)、氟乙烷(hfc

161)、1,2

二氯
‑1‑
氟乙烷(hcfc

141)、1,1

二氯

2,2,2

三氟乙
烷(hcfc

123)、1



2,2

二氟乙烷(hcfc

142)、1



1,2

二氟乙烷(hcfc

142a)、1



2,2

二氟乙烯(hcfo

1122)、1



1,2

二氟乙烯(hcfo

1122a)、氟乙烯(hfo

1141)、二氯氟甲烷(hcfc

21)、氯二氟甲烷(hcfc

22)、三氟甲烷(hfc

23)、乙烯及乙炔中的至少一种。
104.在上述工序中,对于向各蒸馏塔的供给的方法及条件、以及各蒸馏塔的规格及其中的蒸馏的条件等,能够适当设定,以实现各工序的目的。
105.以上,对实施方式进行了说明,但应理解为在不脱离权利要求书的范围的宗旨及范围内,能够进行方式及详情的各种的变更。
106.实施例
107.以下举出实施例进一步详细进行说明。但是,本技术不限定于这些实施例。
108.实施例1
109.将含有hfc

143和各追加化合物的组合物的制冷循环计算的结果在表1中示出。计算条件如下。
110.作为蒸发温度10℃、冷凝温度45℃、过热度5℃、过冷却度5℃、压缩效率70%,物性模型使用了peng

robinson。
111.[表1]
[0112][0113]
实施例2
[0114]
(hfc

143的制造方法)
[0115]
准备一个50a反应管,向该反应管中填充670g的催化剂。催化剂通过将活性炭设为载体,且将贵金属设为钯而形成。从填充有催化剂的反应管的原料供给口,以500nml/min的流量供给ctfe(三氟氯乙烯),以1800nml/min的流量供给氢,使催化剂按照上游部及下游部的顺序通过。此时,上游部的温度设为320℃,下游部的温度设为230℃。以上的反应中,将反应管内的催化剂的填充量设为w(g),将流入反应管的氟乙烯及氢气的总流量设为fo,将以w/fo表示的接触时间设为17.5g
·
sec/cc。结果如表2。
[0116]
[表2]
[0117][0118]
以高收率得到作为目的物的hfc

143。
[0119]
实施例3
[0120]
使用图1所示的蒸馏塔,蒸馏含有hfc

143和作为追加成分的hfo

1123、乙烯、hfc

161、hfc

152、hcfc

133、hcfc

123、hcfc

21的组合物。将结果在表3中示出。
[0121]
[表3]
[0122][0123]
如上述,利用由hfc

143和hfo

1123、乙烯、hfc

161构成的类共沸组合物,通过蒸馏进行分离,由此,能够得到高纯度的hfc

143。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1