CN105130743A - 一种2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,将六氟丙烯、氢气通入反应器Ⅰ,在催化剂的作用下进行反应,得到含1,1,1,2,3-五氟丙烯、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、氟化氢和少量六氟丙烯的混合物,经碱洗、干燥、精馏,分别得到1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、六氟丙烯和1,1,1,2,3-五氟丙烯,将1,1,1,2,3,3-六氟丙烷和六氟丙烯循环到反应器Ⅰ,将1,1,1,2,3-五氟丙烯通入反应器Ⅱ,同时通入氢气,在催化剂的作用下进行反应,得到含1,1,1,2,3-五氟丙烷、2,3,3,3-四氟丙烯、HF和少量H2的混合物,经碱洗、干燥、精馏,得到产品2,3,3,3-四氟丙烯。本发明具有工艺简单,三废少,产品收率和选择性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及含氟烯烃的制备方法,尤其涉及一种2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法。
背景技术
氟制冷剂替代品作为全球热门话题,要求其臭氧消耗潜值(ODP)为O,温室效应潜值(GWP)要低,大气寿命尽可能短。第一代制冷剂氟氯烃二氯二氟甲烷(CCl2F2,CFC-12)等由于ODP在1左右已被淘汰。作为第一代、第二代过渡性制冷剂替代品氢氟氯烃一氯二氟甲烷(CHClF2,HCFC-22)等,其ODP>0,也在逐步被淘汰。第三代制冷剂氢氟烃1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F,HFC-134a),广泛应用于汽车空调、家电及工商制冷设备,还可应用于发泡、灭火、气溶胶和清洗等行业。但是HFC-134a温室效应比较高(GWP=1300)、大气寿命长,大量使用会引起全球气候变暖,也已经进入了倒计时阶段。
2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)作为单一工质制冷剂,具有优异的环境参数,GWP=4,ODP=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。若选用HFO-1234yf替代HFC-134a制冷剂,则汽车生产商就可以继续沿用原车载空调(MobileAir-Conditioning,MAC)系统。所以HFO-1234yf被认为是较具潜力的新一代汽车制冷剂替代品,目前在西欧已被汽车生产商所接受,在2011年开始逐步推广。
HFO-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HFO-1234yf的制备,当时HFO-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HFO-1234yf的技术开发。进入21世纪后,霍尼韦尔公司、杜邦公司对HFO-1234yf的研发进行了大量的工作,并申报了大量的专利。
HFO-1234yf的制备方法主要有三条路线:三氟丙烯法、六氟丙烯法和四氯丙烯法,其它方法都是这三条路线的分支路线。三氟丙烯法路线四步合成HFO-1234yf,合成路线长,对氯化反应设备要求高,两步皂化残液较多,氟化反应器腐蚀严重,催化剂寿命短,总收率低,合成成本高。四氯丙烯法路线可通过两步合成HFO-1234yf,第二步反应温度高,催化剂的转化率低,寿命短。
以六氟丙烯(HFP)和氢气(H2)为原料合成HFO-1234yf,一般经过四步反应:两步加氢,两步脱氟化氢。因此六氟丙烯法存在工艺步骤多,收率低,设备投资大,成本高的缺点。
如中国专利公开号CN102026947A,公开日2011年4月20日,发明名称:制备2,3,3,3-四氟丙烯的方法。该发明的制备方法包括:(a)在氢化催化剂的存在下使1,1,1,2,3,3-六氟丙烯(HFP)与氢气(H2)接触,以产生1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(HFC-236ea);(b)使HFC-236ea脱氟化氢(HF)以产生1,1,1,2,3-五氟丙烯(HFO-1225ye);(c)在氢化催化剂的存在下使HFO-1225ye与H2接触,以产生1,1,1,2,3-五氟丙烷(HFC-245eb);(d)使HFC-245eb脱HF以产生HFO-1234yf。该发明分四步进行,反应路线长,总的收率不高,设备投资大。
又如中国专利公开号CN101544536A,公开日2009年9月30日,发明名称:制备氟化烯烃的方法。该发明涉及制备氟化烯烃的方法,具体而言,提供了利用单一系列的四单元操作制备1,1,1,2-四氟丙烯和/或1,1,1,2,3-五氟丙烯的方法,所述单元操作是(1)包含六氟丙烯和任选循环的1,1,1,2,3-五氟丙烯的原料的加氢;(2)期望的中间氟代烷烃的分离,所述氟代烷烃例如1,1,1,2,3,3-六氟丙烷和/或1,1,1,2,3-五氟丙烷;(3)中间氟代烷烃脱氟化氢,以制备得到期望的1,1,1,2,3-五氟丙烯和/或1,1,1,2-四氟丙烯,接着再分离出期望的产物,以及任选地将1,1,1,2,3-五氟丙烯循环。该发明两步加氢在一个反应器进行,两步脱氟化氢在一个反应器进行,对催化剂的要求比较高,反应副产物多。
又如中国专利公开号CN101671229A,公开日2010年3月17日,发明名称:氟化化合物的制备方法。该发明包括如下步骤:(i)使六氟丙烯氢化以产生1,1,1,2,3,3-六氟丙烷;(ii)使在前一步骤中得到的1,1,1,2,3,3-六氟丙烷脱氟化氢以产生1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯;(iii)使在前一步骤中得到的1,2,3,3,3-五氟-1-丙烯氢化以产生1,1,1,2,3-五氟丙烷;和(iv)使在前一步骤中得到的1,1,1,2,3-五氟丙烷脱氟化氢以产生2,3,3,3-四氟-1-丙烯。在110~180℃的温度下,使用水和氢氧化钾的混合物进行步骤(ii)和(iv),在该水和氢氧化钾的混合物中,氢氧化钾占所述混合物的58~86重量%。不足之处是工艺路线长,液相脱氟化氢,三废较多,收率低,反应器内部腐蚀严重。
发明内容
本发明针对现有技术的不足之处,提供一种工艺路线短、设备投资小、转化率和选择性高的2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,包括以下步骤:
(a)将六氟丙烯和氢气通入反应器Ⅰ,在催化剂的作用下进行反应,得到含1,1,1,2,3-五氟丙烯、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、氟化氢和少量六氟丙烯的第一混合物,所述六氟丙烯和氢气的摩尔比为1:0.95~0.99,空速为200~1000h-1,反应温度为50~400℃;
(b)将步骤(a)得到的第一混合物经碱洗、干燥后通入第一精馏塔,第一精馏塔塔釜得到1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,塔顶得到1,1,1,2,3-五氟丙烯和少量的六氟丙烯,将1,1,1,2,3,3-六氟丙烷循环到反应器Ⅰ,将1,1,1,2,3-五氟丙烯和少量的六氟丙烯通入第二精馏塔,第二精馏塔塔顶得到六氟丙烯,塔釜得到1,1,1,2,3-五氟丙烯,将六氟丙烯循环到反应器Ⅰ;
(c)将步骤(b)得到的1,1,1,2,3-五氟丙烯通入反应器Ⅱ,同时通入氢气,在催化剂的作用下进行反应,得到含1,1,1,2,3-五氟丙烷、2,3,3,3-四氟丙烯、HF和少量H2的第二混合物,所述氢气和1,1,1,2,3-五氟丙烯的摩尔比为1:0.95~0.99,空速为300~2000h-1,反应温度为80~500℃;
(d)将步骤(c)得到的第二混合物经碱洗、干燥后通入第三精馏塔,塔釜得到1,1,1,2,3-五氟丙烷,将其循环到反应器Ⅱ,塔顶得到产品2,3,3,3-四氟丙烯。
作为本发明的优选实施方式,步骤(a)中所述的空速优选为400~800h-1,反应温度优选为100~300℃。
作为本发明的优选实施方式,步骤(c)中所述的空速优选为600~1500h-1,温度优选为120~400℃。
作为本发明的优选实施方式,反应器Ⅰ中所述的催化剂优选分为上下两段装填,所述上段催化剂优选为Pd/C,其中Pd的质量百分含量优选为0.1~1%,所述下段催化剂优选为氧化铬。
作为本发明的优选实施方式,反应器Ⅱ中所述的催化剂优选分为上下两段装填,所述上段催化剂优选为Pd/Al2O3,其中Pd的质量百分含量优选为0.2~1.5%,所述下段催化剂按质量百分比,其组成优选为:氧化铬80~90%,氧化锌10~20%。
作为本发明的优选实施方式,所述的反应器Ⅰ和反应器Ⅱ优选为绝热反应器。
本发明反应器Ⅰ和反应器Ⅱ都可分为两段,每段装填不同的催化剂。原料六氟丙烯和H2经预热器预热后,进入反应器Ⅰ中,在上、下两段催化剂的作用下进行反应,六氟丙烯稍微过量,H2完全转化,得到的混合物包括反应生成的HFC-236ea及少量未反应的六氟丙烯。该混合物进入下段,HFC-236ea进行气相脱HF反应,得到的混合物含HFC-236ea、HFO-1225ye、HF和少量六氟丙烯的混合物,分离后未反应的HFC-236ea和少量六氟丙烯返回到反应器Ⅰ中,HFO-1225ye和新鲜的H2经预热器预热后进入反应器Ⅱ,在上、下两段催化剂的作用下进行反应,H2稍微过量,HFO-1225ye完全转化,得到的混合物包括HFO-1234yf、HFC-245eb、HF和少量H2,分离后得到产品HFO-1234yf,未反应的HFC-245eb返回到反应器Ⅱ中,少量H2放空处理。
反应器Ⅰ进行六氟丙烯加氢反应和HFC-236ea脱HF反应,六氟丙烯加氢反应是强放热反应,反应温度对催化剂的活性和产物的选择性有较大的影响,热点过高会导致加氢催化剂结焦而失活,加氢反应的温度比脱HF反应的温度低,下段的温度一部分要靠上段加氢反应产生的热量供给,上段加氢反应的热量通过过量的HFC-236ea带走。反应器Ⅰ上段的温度控制在50~150℃,优选80~120℃,下段的温度控制250~400℃。空速增加,单位催化剂表面接触的物料多,反应的负荷提高,综合考虑选择空速为200~1000h-1,优选为400~800h-1。本发明为了让H2完全转化,避免后续的H2分离问题,让六氟丙烯适当过量,可以继续返回到反应器Ⅰ,选择六氟丙烯和氢气的摩尔比为1:0.95~0.99。
反应器Ⅱ进行HFO-1225ye加氢反应和HFC-245eb脱HF反应,和反应器Ⅰ的反应类似,下段的部分热量也是靠上段加氢反应产生的热量供给,让HFO-1225ye完全转化,避免了后续HFO-1225ye和HFO-1234yf分离难的问题,反应器Ⅱ上段的温度控制在80~200℃,优选100~150℃,下段的温度控制300~500℃,空速控制300~2000h-1,优选为600~1500h-1,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.95~0.99。
本发明反应器Ⅰ和反应器Ⅱ上段装填贵金属Pd催化剂,贵金属负载量过低,催化活性不够,Pd的含量和催化剂的活性有一个最佳的平衡点。载体的选择对催化剂是至关重要的,HFP的加氢较易进行,选择活性炭做载体,活性炭具有很高的比表面积,有利于使负载的催化活性物质少而分散度高,制得高活性催化剂。HFO-1225ye的加氢较为困难,Al2O3载体具有较强的酸性,活性组分Pd在载体上的分散度更好,Al2O3载体的机械强度高,催化剂寿命长。通过试验发现,反应器Ⅰ上段装填Pd/C催化剂,Pd的质量百分含量为0.1~1%,反应器Ⅱ上段装填Pd/Al2O3,Pd的质量百分含量为0.2~1.5%,催化剂的预处理可以在其它反应器进行。
本发明反应器Ⅰ和反应器Ⅱ下段所用催化剂可采用本领域已知的氧化铬为活性组分的催化剂,反应器Ⅰ下段催化剂为纯的氧化铬,反应器Ⅱ下段催化剂按质量百分比,其组成为:氧化铬80~90%,氧化锌10~20%。催化剂的制备方法为:将铬和锌的硝酸盐按一定的配比混合,配成一定浓度的稀溶液,加入沉淀剂进行反应,然后经过滤、水洗、干燥、焙烧,造粒、压片成前驱体,氟化后制得催化剂,催化剂的预处理可以在其它反应器进行。
本发明中的反应器Ⅰ和反应器Ⅱ可采用绝热型式或等温型式,优选绝热型式,反应器的材质可以选用碳钢或者不锈钢。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、两步气相法路线,工艺流程简单,三废少;
2、转化率和选择性高,六氟丙烯的转化率>99%,HFO-1225ye的转化率100%;HFC-236ea和HFC-245eb的选择性100%。
3、反应器ⅠH2完全转化,反应器ⅡHFO-1225ye完全转化,解决了未反应的H2和HFO-1225ye的分离问题;
4、脱HF反应充分利用加氢反应产生的热量,热量综合利用,降低了能耗。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
如图所示:1为反应器Ⅰ,2为第一碱洗塔,3为第一干燥塔,4为第一精馏塔,5为第二精馏塔,6为反应器Ⅱ,7为第二碱洗塔,8为第二干燥塔,9为第三精馏塔,10~21为管线。
具体实施方式
本发明流程如图1所示,原料六氟丙烯、H2进入反应器Ⅰ,反应后在反应器Ⅰ出口得到的混合物包括HFC-236ea、HFO-1225ye、HF和少量的HFP,该混合物经管线10进入第一碱洗塔2,去除HF后的混合物经管线11进入第一干燥塔3,干燥后经管线12进入第一精馏塔4,塔釜得到HFC-236ea,经管线13循环到反应器Ⅰ,塔顶得到HFO-1225ye和少量的HFP,经管线14进入第二精馏塔5,塔顶得到HFP,通过管线15循环到反应器Ⅰ,塔釜得到HFO-1225ye,通过管线16进入反应器Ⅱ,新鲜H2另外加入,反应后在反应器Ⅱ出口得到的混合物包括HFC-245eb、HFO-1234yf、HF和少量H2,该混合物经管线17进入第二碱洗塔7,去除HF后的混合物经管线18进入第二干燥塔8,干燥后经管线19进入第三精馏塔9,塔釜得到的HFC-245eb经管线20循环到反应器Ⅱ,塔顶得到产品HFO-1234yf,H2作为不凝气放空。
以下结合实施例对本发明做进一步详细描述,但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
将200mlCr2O3催化剂在温度350℃条件下,通入HF氟化30小时,得到活化后的Cr2O3催化剂,然后将活化后的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为碳钢)的下段,将150mlPd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.1%)在温度350℃,H2:N2摩尔比1:19,空速1200mlg-1(catal.)h-1条件下预处理15小时,然后装入反应器Ⅰ上段,将反应器Ⅰ上段升温到50℃,下段升温到300℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.95,空速为300h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表1-1。
表1-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 36.2 | 63.5 | 0.3 |
将200mlCr2O3+ZnO2(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬90%,氧化锌10%)催化剂在温度350℃条件下,通入HF氟化30小时,得到活化后的Cr2O3+ZnO2催化剂,然后将活化后的Cr2O3+ZnO2催化剂装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为碳钢)的下段,将180mlPd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)在温度350℃,H2:N2摩尔比1:19,空速1200mlg-1(catal.)h-1条件下预处理15小时后,装入反应器Ⅱ上段,将反应器Ⅱ上段升温到100℃,下段升温到320℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.96,空速为500h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表1-2。
表1-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 28.3 | 71.7 |
实施例2
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为碳钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)装入反应器Ⅰ上段,将反应器Ⅰ上段升温到80℃,下段升温到280℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.95,空速为200h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表2-1。
表2-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 42.5 | 57.3 | 0.2 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬88%,氧化锌12%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为碳钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.5%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到120℃,下段升温到300℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.95,空速为800h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表2-2。
表2-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 31.7 | 68.3 |
实施例3
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为碳钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.5%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到100℃,下段升温到320℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.97,空速为800h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表2-1。
表3-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 54.3 | 45.6 | 0.1 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬88%,氧化锌12%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为碳钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.8%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到150℃,下段升温到400℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.97,空速为800h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表3-2。
表3-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 56.8 | 43.2 |
实施例4
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.8%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到120℃,下段升温到310℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.97,空速为600h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表4-1。
表4-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 57 | 42.8 | 0.2 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬85%,氧化锌15%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为1.5%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到130℃,下段升温到350℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.97,空速为1000h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表4-2。
表4-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 61.5 | 38.5 |
实施例5
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为1.0%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到150℃,下段升温到330℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.98,空速为1000h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表5-1。
表5-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 68.4 | 31.5 | 0.1 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬90%,氧化锌10%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.5%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到100℃,下段升温到450℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.98,空速为1500h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表5-2。
表5-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 79.7 | 20.3 |
实施例6
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为1.0%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到130℃,下段升温到400℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.98,空速为500h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表6-1。
表6-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 74.4 | 25.4 | 0.2 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬80%,氧化锌20%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到100℃,下段升温到500℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.95,空速为2000h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表6-2。
表6-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 84.6 | 15.4 |
实施例7
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到100℃,下段升温到300℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.99,空速为300h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表7-1。
表7-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 61.4 | 38.5 | 0.1 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬90%,氧化锌10%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.5%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到150℃,下段升温到300℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.99,空速为600h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表7-2。
表7-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 62.4 | 37.6 |
实施例8
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到120℃,下段升温到250℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.99,空速为500h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表8-1。
表8-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 52.7 | 47.2 | 0.1 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬90%,氧化锌10%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到150℃,下段升温到300℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.95,空速为600h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表8-2。
表8-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 56.7 | 43.3 |
实施例9
Cr2O3催化剂的活化和Pd/C催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3催化剂装入反应器Ⅰ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,150ml预处理的Pd/C催化剂(Pd的质量百分含量为0.3%)装入上段,将反应器Ⅰ上段升温到80℃,下段升温到320℃,将六氟丙烯和H2通入反应器Ⅰ,六氟丙烯和H2的摩尔比为1:0.99,空速为500h-1,反应器Ⅰ出口碱洗后取样分析,结果如表8-1。
表9-1反应器Ⅰ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1225ye | HFC-236ea | HFP |
含量(%) | 64.1 | 35.8 | 0.1 |
Cr2O3+ZnO2的活化和Pd/Al2O3催化剂的预处理同实施例1。将200ml活化的Cr2O3+ZnO2催化剂(按质量百分比,催化剂组成为:氧化铬90%,氧化锌10%)装入反应器Ⅱ(绝热型式,反应器材质为不锈钢)的下段,180ml预处理的Pd/Al2O3催化剂(Pd的质量百分含量为0.5%)装入上段,将反应器Ⅱ上段升温到100℃,下段升温到350℃,将反应器Ⅰ得到的HFO-1225ye和H2通入反应器Ⅱ,H2和HFO-1225ye的摩尔比为1:0.95,空速为400h-1,反应器Ⅱ出口碱洗后取样分析,结果如表9-2。
表9-2反应器Ⅱ出口有机物分析数据
组分 | HFO-1234yf | HFC-245eb |
含量(%) | 58.4 | 41.6 |
Claims (6)
1.一种2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,其特征在于包括以下步骤:
(a)将六氟丙烯和氢气通入反应器Ⅰ,在催化剂的作用下进行反应,得到含1,1,1,2,3-五氟丙烯、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、氟化氢和少量六氟丙烯的第一混合物,所述六氟丙烯和氢气的摩尔比为1:0.95~0.99,空速为200~1000h-1,反应温度为50~400℃;
(b)将步骤(a)得到的第一混合物经碱洗、干燥后通入第一精馏塔,第一精馏塔塔釜得到1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,塔顶得到1,1,1,2,3-五氟丙烯和少量的六氟丙烯,将1,1,1,2,3,3-六氟丙烷循环到反应器Ⅰ,将1,1,1,2,3-五氟丙烯和少量的六氟丙烯通入第二精馏塔,第二精馏塔塔顶得到六氟丙烯,塔釜得到1,1,1,2,3-五氟丙烯,将六氟丙烯循环到反应器Ⅰ;
(c)将步骤(b)得到的1,1,1,2,3-五氟丙烯通入反应器Ⅱ,同时通入氢气,在催化剂的作用下进行反应,得到含1,1,1,2,3-五氟丙烷、2,3,3,3-四氟丙烯、HF和少量H2的第二混合物,所述氢气和1,1,1,2,3-五氟丙烯的摩尔比为1:0.95~0.99,空速为300~2000h-1,反应温度为80~500℃;
(d)将步骤(c)得到的第二混合物经碱洗、干燥后通入第三精馏塔,塔釜得到1,1,1,2,3-五氟丙烷,将其循环到反应器Ⅱ,塔顶得到产品2,3,3,3-四氟丙烯。
2.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,其特征在于步骤(a)中所述的空速为400~800h-1,反应温度为100~300℃。
3.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,其特征在于步骤(c)中所述的空速为600~1500h-1,温度为120~400℃。
4.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,其特征在于反应器Ⅰ中所述的催化剂分为上下两段装填,所述上段催化剂为Pd/C,其中Pd的质量百分含量为0.1~1%,所述下段催化剂为氧化铬。
5.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,其特征在于反应器Ⅱ中所述的催化剂分为上下两段装填,所述上段催化剂为Pd/Al2O3,其中Pd的质量百分含量为0.2~1.5%,所述下段催化剂按质量百分比,其组成为:氧化铬80~90%,氧化锌10~20%。
6.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的生产方法,其特征在于所述的反应器Ⅰ和反应器Ⅱ为绝热反应器。
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