CN105164091A - 用于生产氯化烃的方法 - Google Patents
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Abstract
描述了在包括五价锑化合物,例如五氯化锑的多价锑化合物存在下,从四氯丙烷,例如1,1,1,3-四氯丙烷制备氯化烃,例如五氯丙烷,例如1,1,1,2,3-五氯丙烷。还描述了用于在三氯化铁和包括五价锑化合物的多价锑化合物存在下,从氯化烷烃,例如五氯丙烷任选地制备氯化烯烃,例如,四氯丙烯的方法。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请享有并要求2013年1月22日提交的美国专利申请No. 61/755,062和2013年3月15日提交的美国专利申请No. 61/789,786的优先权,在各自情况中通过引用其公开内容整体并入本文。
领域
本发明涉及从四氯丙烷(例如1,1,1,3-四氯丙烷)制备氯化烃(例如五氯丙烷,例如1,1,1,2,3-五氯丙烷)的方法,并涉及用于从氯化烷烃(例如五氯丙烷)任选地制备氯化烯烃(例如四氯丙烯)的方法。
背景
氯化烃用作用于制造氟化烃(例如氢氟烯烃(HFO))的原料。氢氟烯烃可例如用作制冷剂、聚氨酯发泡剂、灭火剂、和起泡剂,或用作上述物质的组分。用于说明的目的,1,1,1,2,3-五氯丙烷可用作1,1,2,3-四氯丙烯(其为用于制备HFO的原料)的制造中的中间体以及除草剂三氯烯丙基二异丙基硫代氨基甲酸酯(其通常被称为野麦畏)的制备中的中间体。
氯化烃的制备典型地涉及这样的反应:其可要求许多步骤、延长的完成时间周期、和/或降低的反应温度及相关的制冷设备,其可具有增加的与之相关的经济成本。合意的是,开发形成氯化烃的新方法,该方法相对于现存方法要求更少的步骤和/或减少的反应时间。
概述
根据本发明的一些实施方案,提供了制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法,其包括将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包含1,1,1,2,3-五氯丙烷的产物。
根据本发明的一些另外的实施方案,提供了形成烯烃产物的方法,该方法包括在三氯化铁和包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下加热氯化烷烃底物,由此形成包含烯烃产物的产物,其中烯烃产物任选具有至少一个与之共价结合的氯基团,且其中氯化烷烃底物和烯烃产物各自具有在每种情况中相同的碳骨架结构。
根据本发明的一些附加的实施方案,提供了制备1,1,2,3-四氯丙烯的方法,该方法包括:(a)在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包含1,1,1,2,3-五氯丙烷和所述五价锑化合物的粗产物;及(b)在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热粗产物,由此形成包含1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
根据本发明的一些另外附加的实施方案,提供了制备1,1,2,3-四氯丙烯的方法,该方法包括:(a)在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包含五氯化锑的五价锑化合物的存在下反应,由此形成包含1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3-四氯丙烷、五氯化锑、和三氯化锑的粗产物;(b)蒸馏粗产物,由此形成 (i)包含1,1,1,3-四氯丙烷和五氯化锑的塔顶产物(tops product),及(ii)包含1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的塔底产物(bottoms product);(c)向塔底产物中引入氯源,由此将至少一部分三氯化锑转化成五氯化锑,由此形成改性的(modified)塔底产物;及(d)在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热改性的塔底产物,由此形成包含1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
表征本发明的特征尤其在权利要求书中指出,本公开内容附有所述权利要求书,且其形成本公开内容的一部分。将从以下详述中更加充分理解本发明的这些及其它特征,其操作优势和通过其使用所达到的具体目标,在以下详述中阐述并描述了本发明的非限制性的实施方案。
附图简述
图1是根据本发明的一些实施方案的形成1,1,2,3-四氯丙烯的方法的示意图;及
图2是根据本发明的一些另外的实施方案的形成1,1,2,3-四氯丙烯的方法的示意图。
在图1和2中,同样的(附图)标记指相同的设备、物料流(streams)和/或组件,例如导管、反应(物)流、反应器、冷凝器和蒸馏塔,视情况而定,除非另外说明。
详述
如本文所使用的单数冠词“一”(“a”、“an”)和“所述”、“该”(“the”)包括复数所指对象,除非另外明白且明确限制为一个所指对象。
除非另外指出,本文公开的所有范围或比例应理解为涵盖在其中包括的任何及所有的子范围或子比例。例如,“1至10”的规定范围或比例应视为包括介于(并包括)最小值1和最大值10之间的任何及所有的子范围;即,以最小值1或更大的值开始并以最大值10或更小的值结束的所有子范围或子比例,例如但不限于1至6.1、3.5至7.8、及5.5至10。 [0014] 除了在操作实施例中,或另外指出的地方,在说明书和权利要求书中使用的所有表达成分的量、反应条件等等的数字应理解为在所有情况下用术语“约”修饰。
除非另外指出,本文引用的所有文件,例如但不限于授权专利和专利申请应视为“通过引用将其整体并入”。
如本文所使用的单位“psia”表示相对于真空的磅/平方英寸绝对值。
如本文所使用的单位“psig”表示相对于环境大气压力的磅/平方英寸测量值。
如本文所使用的叙述“烷基”包括“环烷基”和/或“直链或支链烷基”。叙述“直链或支链”基团,例如直链或支链烷基,在本文理解为包括:亚甲基或甲基;呈直链的基团,例如直链C2-C25
烷基;以及适当分支的基团,例如支链C3-C25
烷基。
根据一些实施方案,如本文所使用的术语“直链或支链烷基”表示直链或支链C1-C25烷基、或直链或支链C1-C10烷基、或直链或支链C2-C10烷基。可从中来选择本发明的各种烷基的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。
根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环烷基”表示呈适当环状的烷基,例如但不限于C3-C12环烷基(包括但不限于C5-C7环烷基)。环烷基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基和环辛基。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环烷基”还包括:桥环多环烷基(或桥环多环状烷基(polycyclic
alkyl groups)),例如但不限于二环[2.2.1]庚基(或降冰片基(norbornyl))和二环[2.2.2]辛基;及稠环多环烷基(或稠环多环状烷基),例如但不限于八氢-1H-茚基和十氢萘基。
如本文所使用的叙述“烯基”包括“环烯基”和/或“直链或支链烯基”且表示非芳香族的具有至少一个烯键式不饱和基团的基团。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“烯基”包括直链或支链C2-C25烯基(包括但不限于直链或支链C2-C10烯基)。烯基的实例包括但不限于乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环烯基”表示呈适当环状的烯基,例如但不限于C3-C12环烯基(包括但不限于C5-C7环烯基)。环烯基的实例包括但不限于环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基和环辛烯基。
如本文所使用的叙述“炔基”包括“环炔基”和/或“直链或支链炔基”并表示具有至少一个碳-碳三键的基团。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“炔基”包括直链或支链C2-C25炔基(包括但不限于直链或支链C2-C10 炔基)。炔基的实例包括但不限于乙炔基、丙炔基、丁炔基(例如1-丁炔基和2-丁炔基)、戊炔基、己炔基、庚炔基和辛炔基。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环炔基”表示是呈适当环状的炔基,例如但不限于C8-C12环炔基(包括但不限于C8-C10 环炔基)。环炔基的实例包括但不限于环辛炔基和环壬炔基。
如本文所使用的术语“芳基”包括环芳基和多环芳基。对于一些实施方案,芳基包括但不限于C6-C18芳基,例如C6-C10芳基(包括多环芳基)。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基、蒽基和三蝶烯基(triptycenyl)。
如本文所使用的术语“烷烃”包括“环烷烃”和/或“直链或支链烷烃”。叙述“直链或支链烷烃(一种或更多种)”在本文理解为包括:甲烷;呈直链的烷烃,例如直链C2-C25烷烃;和适当分支的烷烃,例如支链C3-C25 烷烃。
根据一些实施方案,如本文所使用的术语“直链或支链烷烃”包括直链或支链C1-C25烷烃、或直链或支链C1-C10烷烃、或直链或支链C2-C10烷烃。可从其中来选择本发明的各种烷烃的烷烃组(alkane groups)的实例包括但不限于甲烷、乙烷、丙烷、异丙烷、丁烷、异丁烷、仲丁烷、叔丁烷、戊烷、新戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷和癸烷。
根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环烷烃”表示呈适当环状的烷烃,例如但不限于C3-C12环烷烃(包括但不限于C5-C7环烷烃)。环烷烃组(cycloalkane groups)的实例包括但不限于环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷和环辛烷。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环烷烃”还包括:桥环多环烷烃(或桥环多环状烷烃(polycyclic
alkanes)),例如但不限于二环[2.2.1]庚烷(或降冰片烷)和二环[2.2.2]辛烷;和稠环多环烷烃(或稠环多环状烷烃),例如但不限于八氢-1H-茚烷(octahydro-1H-indenane)和十氢化萘。
如本文所使用的叙述“烯烃”包括“环烯烃”和/或“直链或支链烯烃”且表示非芳香族的具有至少一个烯键式不饱和基团的烷烃。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“直链或支链烯烃”表示直链或支链C2-C25烯烃(包括但不限于直链或支链C2-C10烯烃)。烯烃的实例包括但不限于乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯和癸烯。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环烯烃”表示是呈适当环状的烯烃,例如但不限于C3-C12环烯烃(包括但不限于C5-C7环烯烃)。环烯烃的实例包括但不限于环丙烯、环丁烯、环戊烯、环己烯和环辛烯。
如本文所使用的叙述“炔烃”包括“环炔烃”和/或“直链或支链炔烃”且表示具有至少一个碳-碳三键的环烷烃或烷烃。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“直链或支链炔烃”表示直链或支链C2-C25炔烃(包括但不限于直链或支链C2-C10炔烃)。炔烃的实例包括但不限于乙炔、丙炔、丁炔(例如1-丁炔和2-丁炔)、戊炔、己炔、庚炔和辛炔。根据一些实施方案,如本文所使用的术语“环炔烃”表示呈适当环状的炔烃组(alkyne
groups),例如但不限于C8-C12环炔烃(包括但不限于C8-C10环炔烃)。环炔烃的实例包括但不限于环辛炔和环壬炔。
如本文所使用的术语“芳香族的”,例如芳香族化合物,包括环状芳香族化合物和多环芳香族化合物。对于一些实施方案,芳香族化合物包括但不限于C6-C18芳香族化合物,例如C6-C10芳香族化合物(包括多环芳香族化合物)。芳香族化合物的实例包括但不限于苯、萘、蒽和三蝶烯。
如本文所使用的术语“多价锑”及相关术语,例如“多价锑化合物”、“多价锑催化剂”和“多价锑催化剂化合物”包括但不限于五价锑、三价锑、和它们的组合。
根据本发明的一些实施方案,提供了制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法,其涉及将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷的产物。对于一些实施方案,在一个或更多个合适的反应器中进行反应。对于一些实施方案,制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法以分批法、连续法、及它们的组合(例如一种或更多种分批法和一种或更多种连续法的组合)进行。
根据一些实施方案,可从任何合适的来源获得1,1,1,3-四氯丙烷。对于一些实施方案,通过将四氯化碳与乙烯在氯化铁、铁金属和磷酸三烷基酯的存在下反应来形成1,1,1,3-四氯丙烷。氯化铁的实例包括但不限于三氯化铁和/或氯化亚铁。如本文所使用的术语“铁金属”包括“金属铁”及其来源。磷酸三烷基酯的实例包括但不限于磷酸三乙基酯、磷酸三丙基酯和/或磷酸三丁基酯。根据此类方法的1,1,1,3-四氯丙烷的制备描述于例如美国专利4,535,194、4,650,914和8,487,146 B2(例如在其第4列、第20行至第5列、第55行)和EP 0 131 561中。对于一些实施方案,市售的1,1,1,3-四氯丙烷材料可包括来源于用来合成其的化学反应物的化学组分。例如,市售的1,1,1,3-四氯丙烷可包括污染水平的四氯化碳和其它氯化烃。
根据本发明的一些实施方案,用于本方法的1,1,1,3-四氯丙烷基本不含氯化烃污染物、催化剂、其它有机材料(例如对于一些实施方案的醇),并基本不含水,例如对于一些实施方案含有少于1000
ppm重量的水。
在氯源的存在下进行根据本发明的从1,1,1,3-四氯丙烷制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法。氯源可以是为反应提供氯的任何来源。对于一些实施方案,氯源不对反应具有或引起任何有害的后果,例如促进或产生不合意的副产物、使多价锑催化剂中毒、影响反应效率、或不合意地影响进行氯化反应的温度。对于一些实施方案,氯源是液态和/或气态氯(Cl2)。根据一些实施方案,氯源选自氯(Cl2)、磺酰氯(SO2Cl2)、和它们的组合,例如氯(Cl2)和磺酰氯(SO2Cl2)的组合。
对于一些实施方案,氯源是氯(Cl2),且将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源以0.2:1至1.5:1或0.2:1至1.1:1或0.9:1至1.1:1(例如1:1)(包括所述值在内)的氯(Cl2)与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比进行反应。
在一些情况下,若使用过量的氯,例如高于1.5:1(氯(Cl2)与1,1,1,3-四氯丙烷的比例),则对于一些实施方案,其它五氯丙烷例如1,1,1,3,3-五氯丙烷和过氯化的物质可作为副产物产生。相反地,若使用的氯的量显著低于0.2:1(氯(Cl2)与1,1,1,3-四氯丙烷的比例),则对于一些实施方案,可导致增加量的未反应的物质,这要求将未反应的物质从反应器中除去(例如通过蒸馏),并将其处理或再利用,这可导致更高的资金和操作成本。
根据本发明的从1,1,1,3-四氯丙烷制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法在包括五价锑化合物的多价锑化合物的存在下进行。对于一些实施方案,多价锑化合物(一种或更多种)包括五价锑化合物(一种或更多种)及任选的三价锑化合物(一种或更多种)。
对于一些实施方案,五价锑化合物包括一种或更多种通过下式(I)表示的五价锑化合物,
Sb(R1)a(Cl)b (I)
关于式(I), a和b的和是5,条件是b至少为2,且对于每一个a,R1独立地选自直链或支链烷基、环烷基和/或芳基。
进一步关于式(I),对于每一个下标a,R1可独立地从中进行选择的直链或支链烷基、环烷基、和芳基的种类和实例包括但不限于前文所述的那些种类和实例,例如直链或支链C1-C25
烷基、C3-C12环烷基、和/或C6-C18芳基、及它们的相关实例。
对于本发明的一些实施方案,可使用的五价锑化合物的实例包括但不限于:五氯化锑、三烷基二氯化锑(例如三丁基二氯化锑)和三芳基二氯化锑(例如三苯基二氯化锑)。
对于一些实施方案,三价锑化合物包括一种或更多种通过下式(II)表示的三价锑化合物,
Sb(R2)c(Cl)d (II)
关于式(II),c为0 至3,d为0至3,条件是c和d的和为3,且对于每一个c,R2独立地选自直链或支链烷基、环烷基、和/或芳基。
进一步关于式(II),对于每一个下标c,R2可独立地从中进行选择的直链或支链烷基、环烷基、和芳基的种类和实例包括但不限于前文所述的那些种类和实例,例如,C1-C25烷基、C3-C12环烷基、和/或C6-C18芳基、及它们的相关实例。
对于本发明的一些实施方案,可使用的三价锑化合物的实例包括但不限于:三氯化锑;三烷基锑,例如三丁基锑;和三芳基锑,例如三苯基锑。
根据一些实施方案,制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法包括从五价锑化合物的前体形成至少一部分五价锑化合物。根据一些另外的实施方案,五价锑化合物的前体包括一种或更多种通过上式(II)表示的三价锑化合物。对于一些实施方案,五价锑化合物的前体与氯源(例如氯(Cl2))例如在反应器的反应区中接触,且至少一部分五价锑化合物的前体被转化为五价锑化合物。用于非限制性说明的目的,三氯化锑(作为前体化合物)和氯源(例如氯(Cl2))之间的接触导致至少一部分三氯化锑转化成五氯化锑。根据一些实施方案,本发明的方法在一种或更多种五价锑化合物和一种或更多种三价锑化合物二者的存在下进行。
对于一些实施方案,五价锑化合物的前体选自三氯化锑、三烷基锑、三芳基锑、及它们中的两种或更多种的组合。对于一些另外的实施方案,五价锑化合物的前体选自三氯化锑、三苯基锑、和它们的组合。
对于一些实施方案,用于导致形成1,1,1,2,3-五氯丙烷的反应的多价锑化合物的量可宽泛变化。对于一些实施方案,多价锑化合物以有效催化所述反应的量存在,例如以催化量存在。对于一些实施方案,若使用高于有效量的多价锑化合物,则可考虑多价锑化合物本身的成本和/或与使用的(或消耗的)多价锑化合物相关的处置成本,因为此类成本可影响(例如增加)工艺的总成本。
使用的多价锑催化剂的有效量也可取决于使用的其它反应条件,例如温度、压力、反应物流速、反应容器的类型等等。在五氯化锑(其在标准(或环境)条件下为液态)的情况中,对于一些实施方案,以1,1,1,3-四氯丙烷反应物的体积为基准计,用于液体氯化反应的五价锑催化剂的量可从0.05至2体积%变化,例如0.5体积%。对于一些实施方案,使用的五价锑催化剂的量可从0.05至0.5体积%变化。对于一些实施方案,与较小量的五价锑催化剂相比,反应中较大量的五价锑催化剂导致缩短的完成反应的时间量。
根据本发明的一些实施方案:(i)使用自由形式(例如没有被负载在固体载体(solid
support)上)的多价锑化合物;和/或 (ii)将多价锑化合物负载在固体载体(solid support)(或固体载体(solid
carrier))上,例如固体微粒载体。对于一些另外的实施方案,将多价锑化合物负载在固体载体(solid
support)(或固体载体(solid carrier))上,例如固体微粒载体。对于一些实施方案,固体载体选自一种或更多种二氧化硅载体、一种或更多种氧化铝载体、一种或更多种沸石载体、一种或更多种粘土载体、一种或更多种活性炭载体、和它们中的两种或更多种的组合。
对于一些实施方案,无定形二氧化硅(例如沉淀二氧化硅)可用于负载多价锑化合物(和/或其前体材料)。对于一些实施方案,无定形二氧化硅粉末的尺寸可在从60至200目(美国筛号)的尺寸范围内变化,并落入其中。对于一些实施方案,可使用任何晶形的二氧化硅作为载体。对于一些实施方案,使用一种或更多种以下晶形的二氧化硅:石英、鳞石英、和方英石。
可用于负载多价锑化合物(和/或其前体材料)的沸石包括但不限于合成或天然存在的铝和钙,或适合用于氯化反应的硅酸铝和硅酸钠。对于一些实施方案,此类沸石包括一般类型Na2O∙2Al2O3∙5SiO2和CaO∙2Al2O3∙5SiO2的那些。可用作多价锑化合物(和/或其前体材料)的载体的氧化铝包括呈固体且适合用于氯化反应中的那些。此类材料的实例包括各种晶形的氧化铝、活性氧化铝和煅烧氧化铝,其包括无水氧化铝的稳定形式(α-Al2O3)。对于一些实施方案,固体载体的颗粒尺寸可在对于无定形沉淀二氧化硅描述的范围内。对于一些实施方案,多价锑化合物与载体表面化学结合,而非简单沉积在该表面上,这样可导致减少氯化反应期间多价锑化合物的损失量。
对于一些实施方案,可通过本领域技术人员已知的技术来制备负载的多价锑化合物。用于非限制性说明的目的,可将三氯化锑溶解于甲苯中并在固体催化剂载体(例如无定形二氧化硅)的存在下回流过夜。随后,将二氧化硅冷却、从液态甲苯中分离(例如通过过滤或一些其它合适的液-固分离方法)、用溶剂(例如甲苯或无水乙醇)洗涤并干燥。虽然无意受到任何理论的束缚,但是相信,对于一些实施方案,至少一些负载在固体载体上的三价锑在氯源(例如氯(Cl2))的存在下被转化成同样负载在固体载体上的五价锑。
根据本发明的一些实施方案,在至少40℃的温度下进行1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应。对于一些实施方案,反应温度(例如在反应区中)可在从40℃至200℃、或从50℃至120℃、或从80℃至120℃的范围。对于一些实施方案,所述范围(例如在反应区中)内的较高温度导致较快的氯化反应,但导致增加的不合意的副产物的联产(co-production),所述副产物例如为六氯丙烷、不想要的五氯丙烷、及通常称为重组分(heavies)或塔底产物的物质。因而,对于一些实施方案,1,1,1,2,3-五氯丙烷的生产在40℃至200℃的温度范围下进行,其可提供合意的反应速率并使所形成的副产物的数目和量最小化,对于一些实施方案。
对于本发明的一些实施方案,用于1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下反应以形成1,1,1,2,3-五氯丙烷的压力(例如在反应区内)可变化。对于一些实施方案,压力至少为1 psia。对于一些另外的实施方案,压力为从1 psia至500
psia,例如从1 psia至200
psia。对于一些实施方案,在高压力下(例如至少100 psia下)的操作使得氯化氢(HCl)联产物(co-product)的回收更加容易。对于本发明的一些实施方案,可使用低于大气压的压力。对于一些其它的实施方案,避免低于大气压的压力。
根据本发明的一些实施方案,在至少40℃的温度和至少1
psia的压力下进行1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应,以致形成
1,1,1,2,3-五氯丙烷。
根据本发明的一些另外的实施方案,在40℃至200℃的温度和1
psia至500 psia的压力下进行1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应,以致形成 1,1,1,2,3-五氯丙烷。对于一些实施方案,与先前的氯化方法(例如在三氯化铁或氯化铝的存在下进行的那些)相比较,本发明的氯化方法提供了改善的产物选择性和减少的副产物产生。
对于一些实施方案,在液相中并在基本干燥的条件下进行1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应,以致形成
1,1,1,2,3-五氯丙烷,因为水的存在(例如在反应区内)可导致多价锑化合物的失活和/或从氯和水的反应中产生次氯酸(HOCl),所述反应可导致不合意的含氧副产物的产生。虽然无意受到任何理论的束缚,但是认为,由于水与氯和/或氯化氢联产物的反应,水的存在(例如在反应区中)可引起盐酸的产生。对于一些实施方案,盐酸是不合意的副产物,其可引起容器、管道、泵和其它设备的腐蚀,这将要求使用由更加昂贵的耐盐酸材料制备的设备。根据一些实施方案,进料至反应器(例如至反应区)的反应物、催化剂等具有少于0.1重量%的水,且对于一些实施方案,其可被描述为基本干燥。对于一些实施方案,反应物和反应介质可含有少于1000
ppm的水,例如5至1000
ppm的水。工艺开始之前存在于反应器中的水(或后来例如归因于工艺中断而进入反应器的水)可通过用基本干燥或干燥的气体(例如干燥的氮气、氯化氢或氯气)吹扫反应器而被除去。
根据本发明的一些实施方案,1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下反应以致形成1,1,1,2,3-五氯丙烷的反应时间可变化,并可取决于各种参数,例如进行反应的温度、使用的锑催化剂的量、反应容器的性质、所需的1,1,1,3-四氯丙烷反应物的转化程度、氯的进料速率等。根据一些实施方案,当反应以分批模式进行时,反应时间可从0.5至12小时、或从3至5小时变化。对于一些实施方案,太长的反应时间(归因于例如限制氯流至反应器)可导致不合意的二聚副产物的形成的增加。
根据一些实施方案,当以连续模式进行时,选择进入反应器中的反应物的流量、反应温度(和压力);以及从反应器取出的流出物的体积流量,以同样达到所需的1,1,1,3-四氯丙烷反应物至1,1,1,2,3-五氯丙烷的转化程度,同时使副产物形成最小化。对于一些实施方案,当以连续模式进行时,在反应器中的平均停留时间可从0.5至12小时、或从3至5小时变化。对于一些实施方案,将平均停留时间定义为反应器体积除以进入反应器中的1,1,1,3-四氯丙烷反应物的流速。
对于一些实施方案,在反应器中进行1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应,以致形成1,1,1,2,3-五氯丙烷,所述反应器制备自耐反应物材料(例如氯、反应混合物)以及由反应产生的产物、联产物和副产物(例如氯化氢和1,1,1,2,3-五氯丙烷)的腐蚀的材料。对于一些实施方案,可由其建造反应器的合适的材料包括但不限于玻璃(例如玻璃衬里钢容器)、镍、镍合金、钽、含氟烃聚合物(例如HALAR-衬里或TEFLON-衬里的容器,例如聚四氟乙烯衬里容器)。反应器容器本身可以处于用于所述类型的氯化反应的任何合适的设计。对于一些实施方案,反应器可以是垂直圆柱形容器或呈管状设计,反应器的设计可适应与氯化工艺相关的温度、压力和腐蚀性环境。对于一些实施方案,反应器可填充有负载的催化剂,如在活塞流管状反应器的情况中,或像连续搅拌槽反应器那样操作。对于一些实施方案,若催化剂未负载在固体载体上,却保持液态形式(例如五氯化锑)或固态形式,则反应器可具有搅拌工具(例如搅拌器),以获得氯源、1,1,1,3-四氯丙烷和多价锑化合物之间的紧密接触,并提供反应混合物与传热表面的充分接触,以致能够充分控制温度。
对于一些实施方案,可作为分批和/或连续反应来进行1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应,以致形成1,1,1,2,3-五氯丙烷。在二者模式中,反应器均与另外的设备结合,所述设备例如使反应混合物达到所需的反应温度的加热工具、从反应区除去放热热量的冷却工具(例如通过冷却1,1,1,3-四氯丙烷反应物或通过冷却反应器内的线圈)、需要时控制从反应器除去的气体和流出物的温度的热交换器工具、气态流出物洗涤器(scrubber)、固-液分离器和蒸馏塔,所述蒸馏塔处理氯化氢联产物废气、主产物与任何副产物的分离、及与液态重质副产物一起取出的多价锑化合物(一种或更多种)的分离。
根据一些实施方案,将反应物1,1,1,3-四氯丙烷和气态氯连续引入配备有搅拌器且含有作为液态反应介质的1,1,1,3-四氯丙烷和多价锑化合物的圆柱形玻璃衬里反应器中。借助于在反应区中或在反应区周围的热交换线圈来控制液态反应介质的温度(例如冷却)。
对于一些实施方案,将氯化氢联产物流出物(其可呈气态氯化氢联产物流出物的形式)从反应器塔顶馏出物中除去,若需要,将其与带有其的任何氯化烃分离。对于一些实施方案,所得的回收的氯化氢基本是无水的并且可或者:(a)进行进一步纯化并用于(或销售用于)其它应用;(b)溶解于水中并作为盐酸销售;或者(c)用碱(例如氢氧化钠)洗涤,以中和氯化氢。对于一些另外的实施方案,可将从此类中和得到的氯化碱金属盐(例如氯化钠)以环境接受的方式进行处置,或者在氯化钠的情况中,将其用作氯碱电解电池回路(chlorine-caustic
electrolytic cell circuit)的原料。
对于一些实施方案,将包括1,1,1,2,3-五氯丙烷的粗产物流流出物从反应器中除去并任选地将其运送(forwarded)至含有一个或更多个蒸馏塔的蒸馏区(取决于产物流的组成和蒸馏塔的设计)。可使蒸馏区中的从该粗产物流中分离的多价锑化合物(例如五价锑化合物和/或三价锑化合物)和未反应的1,1,1,3-四氯丙烷循环返回至反应器(其中进行
1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在多价锑化合物的存在下的反应,以致形成 1,1,1,2,3-五氯丙烷)。根据本发明的一些实施方案,将氯任选地添加至蒸馏区中,以维持或增加处于五价态的多价锑化合物级分,这增强五价锑化合物的回收。若必需,可将1,1,1,2,3-五氯丙烷产物在一个或更多个另外的含有一个或更多个蒸馏塔的蒸馏区中进一步纯化。对于一些实施方案,将来自蒸馏区(一个或更多个)的副产物循环至工艺中或以环境可接受的方式进行处置。
根据本发明的一些另外的实施方案,提供了形成烯烃产物的方法。对于一些实施方案,形成烯烃产物的方法包括在三氯化铁和包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下加热氯化烷烃底物,由此形成包含烯烃产物的产物。烯烃产物任选地具有至少一个与之共价结合的氯基团,且氯化烷烃底物和烯烃产物各自具有在每一种情况中相同的碳骨架结构。该反应在本文可称为脱氯化氢或裂化反应。如在本文使用的术语脱氯化氢或裂化(或类似含义的术语)可互换地使用来指氯化烷烃底物内的化学重排,其典型地经由从相邻碳原子脱去氢原子和氯原子的机理导致双键的产生。对于一些实施方案,脱氯化氢步骤作为液相反应来进行。 在从氯化烷烃底物形成烯烃产物期间,氯化烷烃底物的碳骨架未经修改,且氯化烷烃底物的碳原子未经重排。因而,氯化烷烃底物和烯烃产物各自具有在每一种情况中相同的碳骨架结构。用于非限制性说明的目的,当氯化烷烃底物为氯化丙烷时,相应的烯烃产物为任选氯化的丙烯。对于一些实施方案,氯化烷烃底物不具有碳-碳双键,且烯烃产物具有单个碳-碳双键。
对于一些实施方案,烯烃产物选自如前文描述的烯烃的那些种类和实例,其可进一步具有至少一个与之共价结合的氯基团(或原子)。对于一些实施方案,烯烃产物具有的与之共价结合的氯原子比氯化烷烃底物少一个。对于一些实施方案,与氯化烷烃底物相比,烯烃产物具有少一个的与之共价结合的氯原子和少一个的与之结合的氢原子。用于非限制性说明的目的,对于一些实施方案,当氯化烷烃底物是五氯丙烷时,相应的烯烃产物是四氯丙烯。对于一些另外的实施方案:(i)烯烃产物具有的与之共价结合的氯原子比氯化烷烃底物少一个;(ii)烯烃产物具有比氯化烷烃底物少一个的与之共价结合的氢原子;(iii)烯烃产物具有单个碳-碳双键;及(iv)氯化烷烃底物不具有(或不含)碳-碳双键。任选氯化的烯烃产物的实例包括但不限于:任选氯化的直链或支链C2-C25烯烃,例如任选氯化的直链或支链C2-C10烯烃或任选氯化的直链或支链C2-C6烯烃;以及任选氯化的C3-C12环烯烃,例如任选氯化的C5-C7环烯烃。任选氯化的直链或支链烯烃产物的另外的实例包括但不限于乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯和癸烯,其在每一种情况中任选且独立地包括至少一个与之结合的氯基团(或原子)。任选氯化的环烯烃产物的另外的实例包括但不限于环丙烯、环丁烯、环戊烯、环己烯、环庚烯和环辛烯,其在每一种情况中任选且独立地包括至少一个与之结合的氯基团(或原子)。烯烃产物的另外的实例包括但不限于1,1,2,3-四氯丙烯、1,2,3,3-四氯丙烯和1,1,2,3,3-五氯丙烯。
对于一些实施方案,氯化烷烃底物(由其形成烯烃产物)选自如前文描述的烷烃的那些种类和实例,其进一步具有至少一个与之共价结合的氯基团(或原子)。对于一些实施方案,氯化烷烃底物选自前文描述的烷烃的那些种类和实例,其中(i)它的至少一个氢,和(ii)至多少于它的所有的氢被与其碳骨架结构结合的氯基团(或原子)置换。对于一些另外的实施方案,氯化烷烃底物选自前文描述的烷烃的那些种类和实例,其中(i)它的至少一个氢,和(ii)至多它的所有的氢被与其碳骨架结构结合的氯基团(或原子)置换。氯化的直链或支链烷烃底物的实例包括但不限于氯化的直链或支链C2-C25烷烃、或氯化的直链或支链C2-C10烷烃、或氯化的直链或支链C2-C10烷烃、或氯化的直链或支链C2-C6烷烃,其在每一种情况中独立地具有至少一个与之结合的氯基团(或原子)。氯化环烷烃底物的实例包括但不限于氯化的C3-C12环烷烃或氯化的C5-C7环烷烃,其各自独立地具有至少一个与之结合的氯基团(或原子)。氯化的直链或支链烷烃底物的另外的实例包括但不限于乙烷、丙烷、异丙烷、丁烷、异丁烷、仲丁烷、叔丁烷、戊烷、新戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷和癸烷,其在每一种情况中独立地具有至少一个与之结合的氯基团(或原子)。氯化环烷烃底物的另外的实例包括但不限于环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷和环辛烷,其在每一种情况中独立地具有至少一个与之结合的氯基团(或原子)。氯化烷烃底物的另外的实例包括但不限于:1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,2,3,3-五氯丙烷、和1,1,1,2,3,3-六氯丙烷。
根据一些实施方案,氯化烷烃底物为1,1,1,2,3-五氯丙烷、且烯烃产物为1,1,2,3-四氯丙烯。
对于一些实施方案,用于烯烃产物的形成中的多价锑化合物包括五价锑化合物及任选的三价锑化合物。对于一些实施方案,五价锑化合物可包括一种或更多种由如前文描述的式(I)表示的五价锑化合物。对于一些实施方案,三价锑化合物可包括一种或更多种由如前文描述的式(II)表示的三价锑化合物。
对于一些实施方案,用于烯烃产物的形成中的多价锑化合物包括以下二者:(i)五价锑化合物,其包括五氯化锑;和(ii)三价锑化合物,其包括三氯化锑。
对于一些实施方案,烯烃产物和氯化氢联产物从脱氯化氢反应区取出,并各自被纯化及回收。已观察到,与仅使用三氯化铁作为脱氯化氢催化剂相比较,三氯化铁和多价锑化合物的所述混合物的使用显著减少了脱氯化氢反应时间。另外,对于一些实施方案,氯化烷烃底物至烯烃产物的显著转化的开始在30°至60℃的温度下发生,该温度低于当单独使用三氯化铁来催化脱氯化氢反应时发生显著转化的温度。
对于一些实施方案,在烯烃产物的形成期间(或脱氯化氢反应期间),三氯化铁和多价锑化合物各自以催化量独立地存在。对于一些实施方案,在每一种情况中,以1,1,1,2,3-五氯丙烷的重量为基准计,多价锑化合物以0.01重量%至10重量%、或0.1重量%至2重量%的量存在;且在每一种情况中,以1,1,1,2,3-五氯丙烷的重量为基准计,三氯化铁以0.01重量%至10 重量%、或0.1重量%至5重量%的量存在。
根据本发明的一些实施方案,在液相中进行氯化烷烃底物的脱氯化氢。对于一些另外的实施方案,当氯化烷烃底物为1,1,1,2,3-五氯丙烷且烯烃产物为1,1,2,3-四氯丙烯时,1,1,1,2,3-五氯丙烷的脱氯化氢(以致形成 1,1,2,3-四氯丙烯)在50℃至200℃或100℃至165℃的温度下进行。
对于一些实施方案,脱氯化氢反应在至少 0.6 psia的压力下进行。对于一些另外的实施方案,脱氯化氢反应在0.6
psia至215 psia或1
psia至115 psia的压力下进行。相对高的压力(例如至少100
psia)的使用允许氯化氢联产物更容易地被回收。对于一些实施方案,使用了低于大气压(例如至少0.6
psia)的脱氯化氢反应压力。对于一些另外的实施方案,避免了低于大气压的脱氯化氢反应压力。对于一些实施方案,虽然无意受到任何理论的束缚,并基于手边的证据,不认为在其下进行脱氯化氢反应的压力实质上影响氯化烷烃底物(例如1,1,1,2,3-五氯丙烷)的脱氯化氢。
对于本发明的实施方案,用于脱氯化氢反应的催化剂混合物中的三氯化铁与多价锑化合物的重量比例可从例如1000:1至1:1000 {FeCl3:多价锑化合物},例如从1000:1至1:1000 {FeCl3:(五价锑化合物和任选的三价锑化合物)},例如从1000:1至1:1000 {FeCl3:(五氯化锑和任选的三氯化锑)}变化。
对于一些实施方案,当氯化烷烃底物为1,1,1,2,3-五氯丙烷且烯烃产物为1,1,2,3-四氯丙烯时,在50℃至200℃或100℃至165℃的温度下;及0.6 psia至215 psia或0.6 psia至115 psia的压力下进行在三氯化铁和多价锑化合物的存在下的对1,1,1,2,3-五氯丙烷的加热(以致形成
1,1,2,3-四氯丙烯)。
当氯化烷烃底物为1,1,1,2,3-五氯丙烷且烯烃产物为1,1,2,3-四氯丙烯时,以1000:1至1:1000的三氯化铁与多价锑化合物的摩尔比进行在三氯化铁和多价锑化合物的存在下的对1,1,1,2,3-五氯丙烷的加热(以致形成1,1,2,3-四氯丙烯)。
可使用处于合适设计以适应脱氯化氢反应和反应物材料的温度、压力和腐蚀性环境、多价锑化合物(一种或更多种)、三氯化铁、反应混合物、及由反应产生的产物、联产物和副产物(例如氯化氢和1,1,2,3-四氯丙烯)的任何反应器来进行氯化烷烃底物的脱氯化氢,以致形成相应的烯烃产物。合适的反应器设计的实例包括由适当的结构材料(例如耐腐蚀材料)制造的垂直圆柱形容器或管状(例如活塞流)反应器。合适的结构材料包括碳钢、玻璃(例如玻璃衬里钢容器)、镍、镍合金、钽、含氟烃聚合物(例如HALAR-衬里或TEFLON-衬里容器,例如聚四氟乙烯衬里容器)。
脱氯化氢反应器可具有一个或更多个用于反应介质的持续搅拌(或搅动(stirring))的搅拌器,以便在氯化烷烃底物和多价锑化合物(一种或更多种)及三氯化铁之间获得紧密且充分的接触,且提供反应混合物与传热表面的充分接触,以使得能够充分控制温度。反应器内的搅拌(或搅动)可采用常规的及本领域公认的由合适的耐腐蚀的结构材料制造的搅拌器、静态混合器、循环回路(circulation
loop)等来完成。可在内部或在外部,或者通过加热氯化烷烃底物将反应热应用至反应器。
对于一些实施方案,在液相中并在基本干燥的条件下进行脱氯化氢反应,因为反应器(或反应区)内水的存在可导致多价锑化合物(一种或更多种)和/或三氯化铁失活,对于一些实施方案。对于一些实施方案,因为水与三氯化铁、多价氯化锑化合物和/或氯化氢联产物的反应,反应器(或反应区)中水的存在可引起盐酸的产生。对于一些实施方案,盐酸是不合意的副产物,其可引起容器、管道和其它设备的腐蚀,这将要求使用由更加昂贵的耐盐酸材料制备的设备。
对于一些实施方案,对于脱氯化氢反应,进料至反应器(或反应区)的反应物(或反应组分),例如氯化烷烃底物、多价锑化合物(一种或更多种)、三氯化铁、任选的溶剂(一种或更多种)等是基本干燥的,例如含有少于0.1重量%的水。对于一些另外的实施方案,反应物和反应介质含有少于1000
ppm的水,例如5至1000
ppm的水。根据一些实施方案,工艺开始之前存在于反应器中的水(或后来例如归因于工艺中断而进入反应器的水)可通过用基本干燥或干燥的气体(例如干燥的氮气、氯化氢或氯气)吹扫反应器而被除去。
对于一些实施方案,根据本描述方法进行脱氯化氢反应的反应时间可变化,并可取决于各种参数,例如进行反应的温度、使用的多价氯化锑和三氯化铁的量和比例、反应容器的类型、以及所需的氯化烷烃底物的转化程度等。对于一些实施方案,当反应以分批模式进行时,脱氯化氢反应时间可从0.25至12 小时、或从0.5至5 小时变化。
对于一些实施方案,脱氯化氢反应可以分批法、连续法、或它们的组合(例如分批法(一种或更多种)和连续法(一种或更多种)的组合)进行。
根据一些实施方案,当脱氯化氢反应以连续模式进行时,选择进入反应器中的反应物流量、反应温度、反应压力;以及从反应器取出的流出物的体积流量,以同样达到所需的氯化烷烃底物至相应的烯烃产物的转化程度。对于一些实施方案,当以连续模式进行时,平均停留时间可从0.25至12 小时、或从0.5至5 小时变化。根据一些实施方案,将平均停留时间定义为反应器体积除以氯化烷烃底物在脱氯化氢反应器中的流速。
对于分批和连续模式二者,并根据一些实施方案,脱氯化氢反应器与另外的工艺设备结合,例如向反应区提供热量的加热设备(或工具),例如通过加热氯化烷烃底物或通过加热反应器内的线圈;控制从反应器除去的气体和流出物的温度的热交换器工具(需要时);气态流出物洗涤器;固-液分离器;和处理氯化氢联产物废气、主产物(即,烯烃产物)与任何副产物的分离、及与液态重质副产物一起取出的催化剂(一种或更多种)的分离的蒸馏塔。
对于本发明的脱氯化氢反应的一些实施方案,将氯化氢联产物流出物(通常作为气态流)从,对于一些实施方案,反应器塔顶馏出物除去,且若必需,将其从带有其的任何未冷凝的有机材料(例如烯烃产物和/或氯化烷烃底物)中分离。根据一些另外的实施方案,所得的回收的氯化氢基本是无水的,并可:(a)进行进一步纯化并用于(或销售用于)其它应用;或(b)溶解于水中并作为盐酸销售;或(c)用碱(例如氢氧化钠)洗涤,以中和氯化氢。对于一些实施方案,所得的氯化碱金属盐(例如氯化钠)可以环境接受的方式进行处置,或在氯化钠的情况中,将其用作氯碱电解电池回路的原料。
根据本发明的脱氯化氢反应的一些实施方案,将包括粗烯烃产物(例如1,1,2,3-四氯丙烯)的产物流流出物,对于一些实施方案,从反应器中除去,并在与其带有的任何固态催化剂组分(一种或更多种)(若必需)分离之后,任选地被运送至含有一个或更多个蒸馏塔的蒸馏区(取决于产物流的组成和蒸馏塔的设计)。对于一些实施方案,来自蒸馏区的副产物被循环至工艺或以环境接受的方式进行处置。根据一些实施方案,回收的多价锑化合物(一种或更多种)被任选地循环返回至工艺。对于一些实施方案,基本纯的烯烃产物(例如1,1,2,3-四氯丙烯)对于一些实施方案获取自蒸馏区。关于“基本纯的烯烃产物”,对于一些实施方案,表示以被收集的(或分离的)材料的总重量为基准计,被收集或分离的材料包括至少90重量%、或至少95重量%、或至少99重量%、或至少99.5 重量%、或至少99.9重量%的烯烃产物。
对于一些实施方案,本发明的各种方法的烯烃产物包括一种或更多种多价锑化合物且为粗烯烃产物。对于一些实施方案,可任选地在将氯化铁(例如三氯化铁)从粗烯烃产物中除去之后,将粗烯烃产物用于进一步的下游反应,例如氢氟化反应。
根据本发明的一些实施方案,通过包括以下步骤的工艺提供了形成1,1,2,3-四氯丙烯的方法:在第一反应中,形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和五价锑化合物(一种或更多种)的粗产物;及在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热第一反应的粗产物,以致形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
对于一些另外的实施方案,形成1,1,2,3-四氯丙烯的方法包括:(a)在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和五价锑化合物的粗产物;及(b)在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热粗产物,由此形成包含1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
对于一些实施方案,根据如前文描述的氯化反应进行第一反应,其涉及将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷的产物。对于一些实施方案,根据如前文描述的脱氯化氢反应进行第二反应,其涉及在三氯化铁和包括五价锑化合物的多价锑化合物的存在下加热氯化烷烃底物(例如1,1,1,2,3-五氯丙烷),由此形成包括烯烃产物(例如1,1,2,3-四氯丙烯)的产物。
对于一些实施方案,氯源选自如前文描述的氯(Cl2)和/或磺酰氯(SO2Cl2)。
对于一些实施方案,五价锑化合物可包括一种或更多种由前文描述的式(I)表示的五价锑化合物。对于一些实施方案,五价锑化合物包括五氯化锑。
对于一些另外的实施方案,第一反应的多价锑化合物任选进一步包括一种或更多种三价锑化合物。对于一些实施方案,三价锑化合物可包括一种或更多种由如前文描述的式(II)表示的三价锑化合物。对于一些实施方案,三价锑化合物包括三氯化锑。
用于非限制性说明的目的,参照图1描述通过第一反应和第二反应制备1,1,2,3-四氯丙烯的方法,其中根据本发明的一些实施方案,第二反应中,将第一反应的粗产物在三氯化铁的存在下加热。参照图1,其描绘了包括氯化反应器11和脱氯化氢反应器14的工艺装配件(assembly)3。通过一个或更多个导管(例如导管17),将1,1,1,3-四氯丙烷、氯源和包括五价锑化合物(和/或如此前描述的五价锑化合物的前体)的多价锑化合物引入氯化反应器11中。可将反应组分一起和/或以任何适当顺序在不同时间引入氯化反应器11中。
在氯化反应器11内进行第一反应,其中1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应。氯化反应器11内的第一反应导致包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、五价锑化合物、及任选的一种或更多种另外的多价锑化合物的粗产物的形成。如前文描述的,当三价锑化合物存在于第一反应(例如在反应器11中进行)中时,至少一部分三价锑化合物在氯源的存在下被转化为相应的五价锑化合物。
对于一些实施方案,将1,1,1,3-四氯丙烷、氯源和包括五价锑化合物的多价锑化合物以根据前文提供的描述的水平(或量)维持在氯化反应器11内。对于一些实施方案,氯化反应在氯化反应器 11内进行,其采用0.2:1至1.5:1或0.2:1至1.1:1的氯(Cl2)与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比,及催化量的多价锑化合物。对于一些实施方案,如前文描述的,多价锑化合物可以未经负载的形式(例如以液态形式)和/或以负载形式(例如负载在固体载体上)存在于氯化反应器11中。
对于一些实施方案,氯化反应器11可配备用于混合氯化反应器的内容物的搅拌组件(未显示),例如叶轮。对于一些另外的实施方案,氯化反应器11可配备一个或更多个内部热交换器和/或一个或更多个外部热交换器(未显示)用于控制氯化反应器的内容物的温度的目的。
对于一些实施方案,根据前文提供的描述在氯化反应器11内进行氯化反应。对于一些实施方案,在氯化反应器11内、在至少40℃(例如40℃至200℃)的温度下、及在至少1
psia(例如1 psia至500
psia)的压力下进行氯化反应。
对于一些实施方案,在氯化反应器11内进行的第一反应导致包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和氯化氢(HCl)的粗产物的形成。对于一些实施方案,氯化氢以气态形式产生,并通过一个或更多个适当的导管(例如导管20)从氯化反应器11中除去。对于一些实施方案,氯化氢可通过导管20被运送用于处置和/或至一个或更多个处理装置(例如一个或更多个如前文描述的洗涤器(未显示)),或进一步被纯化并用于(或销售用于)其它应用中。
对于一些实施方案,在氯化反应器11内形成的粗产物包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、一种或更多种五价锑化合物(例如五氯化锑)、任选的一种或更多种三价锑化合物(例如三氯化锑)、和1,1,1,3-四氯丙烷。对于一些实施方案,以粗产物的总重量为基准计,1,1,1,3-四氯丙烷以少于1重量%的量存在于第一反应的粗产物中。
通过一个或更多个适当的导管(例如导管23),将在氯化反应器11中形成的粗产物运送至脱氯化氢反应器14中,所述粗产物包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和一种或更多种五价锑化合物。在脱氯化氢反应器14中,通过在三氯化铁的存在下加热粗产物(来自第一反应)以致形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物来进行第二反应。
对于一些实施方案,脱氯化氢反应器14可配备用于混合脱氯化氢反应器的内容物的搅拌组件(未显示),例如叶轮。对于一些另外的实施方案,脱氯化氢反应器14可配备一个或更多个内部热交换器和/或一个或更多个外部热交换器(未显示)用于控制脱氯化氢反应器的内容物的温度的目的。
对于一些实施方案,根据前文提供的关于形成烯烃产物的方法(例如从1,1,1,2,3-五氯丙烷形成1,1,2,3-四氯丙烯)的描述进行第二反应(其在脱氯化氢反应器14中进行)。根据一些实施方案,在脱氯化氢反应器14中,在至少50℃(例如50℃至200℃)的温度下、及在至少 0.6 psia(例如0.6 psia至215 psia)的压力下进行第二反应。对于一些另外的实施方案,在脱氯化氢反应器14中,以1000:1至1:1000的三氯化铁与多价锑化合物的摩尔比来进行第二反应。
对于一些实施方案,可通过一个或更多个适当的导管(例如导管26)周期性地或持续地将三氯化铁引入脱氯化氢反应器14中。
对于一些实施方案,在脱氯化氢反应器14内进行的第二反应导致氯化氢(HCl)的联产。对于一些实施方案,氯化氢以气态氯化氢形成,通过一个或更多个适当的导管(例如导管29)将其从氯化反应器 14中除去。对于一些实施方案,可通过导管29将氯化氢运送用于处置和/或至一个或更多个处理装置(例如一个或更多个如前文描述的洗涤器(未显示)),或被进一步纯化并用于(或销售用于)其它应用中。
对于一些实施方案,形成自脱氯化氢反应器14内所进行的第二反应并包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物可例如通过导管32从脱氯化氢反应器14中除去,并运送至储存和/或至另外的处理步骤,例如纯化和/或分离处理步骤。
对于一些实施方案,形成自第二反应的产物包括1,1,2,3-四氯丙烯、五氯化锑和三氯化锑,且该方法进一步包括将产物进行蒸馏,由此形成:(i)包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物;及(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、五氯化锑、三氯化锑的塔底产物。若五氯化锑存在于第二反应的产物和(蒸馏的)塔底产物中,那么对于一些实施方案,其以少于100
ppm重量的量存在。对于一些实施方案,另外的蒸馏装置(例如闪蒸装置)被用于在第二反应的产物蒸馏之前除去三氯化铁,如在此进一步详述的。
对于一些实施方案,将至少一部分塔底产物(其包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑)引入第一反应。
进一步参照图1,在脱氯化氢反应器14内进行的第二反应的产物包括1,1,2,3-四氯丙烯、五氯化锑和三氯化锑,通过导管32将其运送至第一蒸馏塔35使其经受蒸馏。此类产品在第一蒸馏塔35内的蒸馏导致形成:(i)包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物,通过导管38将其从第一蒸馏塔35中除去;及(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、任选的五氯化锑、和三氯化锑的塔底产物,通过导管41将其从第一蒸馏塔35中除去。可通过导管38将包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,例如进一步纯化和/或分离步骤。
对于一些实施方案,将另外的蒸馏装置(未显示)(例如闪蒸装置),与导管32串联(in-line)包括在介于脱氯化氢反应器14和蒸馏塔35之间,用于除去三氯化铁的目的,以致防止将三氯化铁引入蒸馏塔35中。
对于一些实施方案,通过导管41从第一蒸馏塔35除去包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、五氯化锑、和三氯化锑的塔底产物的至少一部分,通过导管44将其运送并引入第一反应,所述第一反应在氯化反应器11中进行。尽管无意于受到任何理论的束缚,但是相信,被引入氯化反应器11中的第一反应的塔底产物内的三氯化锑中的至少一部分在存在于氯化反应器11内的氯源的存在下被转化为五氯化锑。
根据本发明的一些实施方案,在由此至少一部分产物被转化为包括汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物的温度和压力下进行第二反应。本发明的方法随后进一步包括:(i)除去包括来自第二反应的汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物;及(ii)将从第二反应除去的汽态产物冷凝成包括液态1,1,2,3-四氯丙烯的液态产物。对于一些实施方案,汽态产物的形成,及其除去和冷凝被称为活性蒸馏过程,其对于一些另外的实施方案为连续进行的。
用于本发明的实施方案的非限制性说明的目的,其中进行第二反应,以致形成汽态产物,所述汽态产物被除去并冷凝,进一步参考图1。在由此至少一部分产物被转化成包括1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物的温度和压力下进行在脱氯化氢反应器14内所进行的第二反应。对于一些实施方案,温度和压力可选自如前文所讨论的那些温度、压力和范围。对于一些实施方案,在50℃至200℃的温度、及0.6
psia至215 psia的压力下进行第二反应。
通过一个或更多个适当的导管(例如导管29)将包括1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物从第二反应和脱氯化氢反应器14中除去。对于一些实施方案,当通过导管29除去汽态产物时,不通过导管 32将第二反应的产物除去。对于一些另外的实施方案,当通过导管29除去汽态产物时,第二反应的一些产物也通过导管32被除去。对于本发明的一些实施方案,周期性地吹扫反应器14,以通过一个或更多个导管(未显示)从其中除去废弃的材料,例如但不限于废弃的铁化合物。
将包括1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物运送通过导管29并进入冷凝器47。在冷凝器47内,将汽态产物冷凝成包括液态1,1,2,3-四氯丙烯的液态产物。通过一个或更多个适当的导管(例如通过导管50)将包括液态1,1,2,3-四氯丙烯的冷凝的液态产物从冷凝器47中除去。对于一些实施方案,冷凝的液态产物可通过导管50被运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,例如分离和/或纯化步骤。对于一些实施方案,通过导管50将冷凝的液态产物从冷凝器47中除去并运送至第一蒸馏塔35,其中将冷凝的液态产物蒸馏,以致形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物和包括其它物质的塔底产物,通过导管38将所述塔顶产物从第一蒸馏塔35中除去并运送,通过导管41将所述塔底产物从第一蒸馏塔35中除去并运送。
如前文所讨论的,其中对于一些实施方案,在脱氯化氢反应器14内进行的第二反应导致气态氯化氢(HCl)的联产。对于一些实施方案,通过导管 29将气态氯化氢从脱氯化氢反应器14中除去并运送进入冷凝器47。对于一些实施方案,冷凝器47在这样的条件下操作:其使得通过导管29引入其中的气态氯化氢不冷凝。因此对于一些实施方案,气态氯化氢穿过冷凝器 47并通过导管30被从其中除去。
对于一些实施方案,在脱氯化氢反应器14内形成的第二反应的汽态产物包括汽态1,1,2,3-四氯丙烯、汽态1,1,1,2,3-五氯丙烷、汽态五氯化锑和汽态三氯化锑。对于一些实施方案,通过导管29将该多组分汽态产物从第二反应和脱氯化氢反应器14中除去并通过导管29运送进入冷凝器47。在冷凝器47内,将多组分汽态产物冷凝成包括液态1,1,2,3-四氯丙烯、液态1,1,1,2,3-五氯丙烷、液态五氯化锑和液态三氯化锑的多组分液态产物。对于一些实施方案,通过导管50将冷凝的多组分液态产物从冷凝器47中除去并运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,例如分离和/或纯化步骤。
对于一些实施方案,通过导管50将冷凝的多组分液态产物从冷凝器47中除去并运送至第一蒸馏塔35。在第一蒸馏塔35内,将冷凝的多组分液态产物蒸馏,以致形成:(i)包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物;及(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、三氯化锑和五氯化锑的塔底产物。通过导管38将包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物从第一蒸馏塔35中除去并运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,如前文描述。通过导管41将塔底产物从第一蒸馏塔35中除去并运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,如前文描述。对于一些实施方案,至少一部分通过导管41被从第一蒸馏塔35除去的塔底产物通过导管44被运送至氯化反应器11,在氯化反应器11中其被引入第一反应,如前文描述。
对于一些实施方案,通过导管38从第一蒸馏塔35中除去的包括1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物通过导管38被运送至第二蒸馏塔53。对于一些实施方案,从第一蒸馏塔35除去的塔顶产物包括1,1,2,3-四氯丙烯和一种或更多种具有低于1,1,2,3-四氯丙烯的沸点的沸点的材料,所述材料被称为轻组分(lights)。对于一些实施方案,轻组分包括1,1,3,3-四氯丙烯、1,1,3-三氯丙烯和/或1,1,1,3-四氯丙烷。塔顶产物在第二蒸馏塔53内的蒸馏导致以下产物的形成:(i)第二塔顶产物,其包括轻组分;和(ii)第二塔底产物,其包括纯化的1,1,2,3-四氯丙烯,并通过导管59将其从第二蒸馏塔53中除去并运送。对于一些实施方案,通过导管56将含有轻组分的第二塔顶产物运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理和/或处置。对于一些实施方案,通过导管59将包括纯化的1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔底产物运送至储存槽(未显示)和/或进一步处理步骤。
对于一些实施方案,本发明的方法以分批法和/或连续法进行,所述方法涉及通过第一反应和第二反应制备1,1,2,3-四氯丙烯,在所述方法中,在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热第一反应的粗产物。
根据前文提供的描述,对于一些实施方案,本发明的方法包括通过将四氯化碳与乙烯在氯化铁、铁金属、和磷酸三烷基酯的存在下反应形成1,1,1,3-四氯丙烷(其用于第一反应中),所述方法涉及通过第一反应和第二反应制备1,1,2,3-四氯丙烯,在所述方法中,在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热第一反应的粗产物。
根据本发明的一些实施方案,通过包括以下步骤的方法制备1,1,2,3-四氯丙烯:在第一反应中,形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷的粗产物;蒸馏粗产物以形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的塔底产物;向塔底产物中引入氯源,以致将至少一部分三氯化锑转化成五氯化锑,并由此形成改性的塔底产物;以及在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热改性的塔底产物,以致形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
对于一些另外的实施方案,形成1,1,2,3-四氯丙烯的方法包括:(a)在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五氯化锑的五价锑化合物的存在下反应,由此形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3-四氯丙烷、五氯化锑和三氯化锑的粗产物;(b)蒸馏粗产物,由此形成:(i)包括1,1,1,3-四氯丙烷和五氯化锑的塔顶产物,和(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的塔底产物;(c)向塔底产物中引入氯源,由此将至少一部分三氯化锑转化成五氯化锑,由此形成改性的塔底产物;及(d)在第二反应中,在三氯化铁的存在下,加热改性的塔底产物,由此形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
对于一些实施方案,根据如前文描述的氯化反应进行第一反应,其涉及将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五价锑化合物(例如五氯化锑)的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包括1,1,1,2,3-五氯丙烷的产物。对于一些实施方案,根据如前文描述的脱氯化氢反应进行第二反应,其涉及在三氯化铁和包括五价锑化合物的多价锑化合物(例如五氯化锑)的存在下加热氯化烷烃底物(例如1,1,1,2,3-五氯丙烷),由此形成包括烯烃产物(例如1,1,2,3-四氯丙烯)的产物。
对于一些实施方案,氯源选自氯(Cl2)和/或磺酰氯(SO2Cl2),如前文所描述的。
对于一些实施方案,五价锑化合物可进一步包括一种或更多种由前文描述的式(I)表示的五价锑化合物。
对于一些另外的实施方案,第一反应任选进一步包括一种或更多种三价锑化合物。对于一些实施方案,三价锑化合物可包括一种或更多种由前文描述的式(II)表示的三价锑化合物。对于一些实施方案,三价锑化合物包括三氯化锑。
用于非限制性说明的目的,参照图2描述了根据本发明的一些实施方案的通过第一反应和第二反应制备1,1,2,3-四氯丙烯的方法,其中将通过蒸馏第一反应的粗产物所获得的改性的塔底产物在第二反应中在三氯化铁的存在下加热。参照图2,其描绘了包括氯化反应器11和脱氯化氢反应器14的工艺装配件5。通过一个或更多个导管(例如导管17),将1,1,1,3-四氯丙烷、氯源和包括五氯化锑(和/或如前文描述的五氯化锑的前体)的五价锑化合物引入氯化反应器11中。可将反应组分一起和/或以任何适当顺序在不同时间引入氯化反应器11中。
在氯化反应器11内进行第一反应,其中1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包括五氯化锑的五价锑化合物的存在下反应。氯化反应器11内的第一反应导致包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3-四氯丙烷、五氯化锑和三氯化锑的粗产物的形成。
对于一些实施方案,将1,1,1,3-四氯丙烷、氯源和包括五氯化锑的五价锑化合物以根据前文提供的描述的水平(或量)维持在氯化反应器11内。对于一些实施方案,在氯化反应器11内进行第一反应(或氯化反应),其采用0.2:1至1.5:1或0.2:1至1.1:1的氯(Cl2)与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比、及采用催化量的五价锑化合物(一种或更多种)。
对于一些实施方案,氯化反应器11可配备用于混合氯化反应器的内容物的搅拌组件(未显示),例如叶轮。对于一些另外的实施方案,氯化反应器11可配备一个或更多个内部热交换器和/或一个或更多个外部热交换器(未显示),用于控制氯化反应器的内容物的温度的目的。
对于一些实施方案,根据前文提供的描述,在氯化反应器11内进行第一(或氯化)反应。对于一些实施方案,在氯化反应器11内、在至少40℃(例如40℃至200℃的温度)下、及在至少1
psia(例如1 psia至500
psia)的压力下进行第一(或氯化)反应。
对于一些实施方案,在氯化反应器11内进行的第一反应导致粗产物和氯化氢
(HCl)的形成。对于一些实施方案,氯化氢以气态形式产生,并通过一个或更多个适当的导管(例如导管20)从氯化反应器11中除去。对于一些实施方案,氯化氢可通过导管20被运送用于处置和/或至一个或更多个处理装置,例如一个或更多个如前文描述的洗涤器(未显示),或进一步被纯化并用于(或销售用于)其它应用中。
通过一个或更多个适当的导管(例如导管23),将在氯化反应器11内形成的粗产物运送至第一蒸馏塔62,所述粗产物包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3-四氯丙烷、五氯化锑和三氯化锑。在第一蒸馏塔62内将第一反应的粗产物蒸馏,以致形成;(i)包括1,1,1,3-四氯丙烷和五氯化锑的塔顶产物;和(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的塔底产物。
对于一些实施方案,通过导管65将塔顶产物从第一蒸馏塔62中除去并运送至储存槽(未显示)和/或一个或更多个另外的处理步骤,例如分离和/或纯化步骤。对于一些实施方案,将包括1,1,1,3-四氯丙烷和五氯化锑的塔顶产物中的至少一部分引入第一反应。参照图2,通过导管68将通过导管65从第一蒸馏塔62中除去的塔顶产物中的至少一部分运送并引入氯化反应器11中的第一反应。
进一步参照图2,通过将塔底产物导管71从第一蒸馏塔62中除去并运送。对于一些实施方案,通过与导管71交叉的导管74向塔底产物中引入氯源。随着其穿过导管 71将氯源引入塔底产物中导致至少一部分三氯化锑转化至五氯化锑,由此形成改性的塔底产物。对于一些实施方案,改性的塔底产物包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、五氯化锑和任选的三氯化锑。
对于一些实施方案,改性的塔底产物基本不含被引入塔底产物的氯源。对于一些实施方案,最小化或消除在改性的塔底产物中的氯源的量是合意的,因为它可干扰所需的1,1,2,3-四氯丙烯产物的形成。对于一些实施方案,改性的塔底产物包括少于1000 ppm的被引入塔底产物的氯源。
通过导管71进一步运送改性的塔底产物,穿过与导管74的交叉点,并被引入进行第二反应的脱氯化氢反应器14。
对于一些实施方案,根据前文提供的关于图1的描述,在图2的脱氯化氢反应器14内进行第二反应。在脱氯化氢反应器14内,通过在三氯化铁的存在下加热改性的塔底产物(获得自第一反应的粗产物的蒸馏)来进行第二反应,以致形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
对于一些实施方案,图2的脱氯化氢反应器14可配备用于混合脱氯化氢反应器的内容物的搅拌组件(未显示),例如叶轮。对于一些另外的实施方案,脱氯化氢反应器14可配备一个或更多个内部热交换器和/或一个或更多个外部热交换器(未显示),用于控制脱氯化氢反应器的内容物的温度的目的。
对于一些实施方案,根据前文提供的关于形成烯烃产物的方法(例如从1,1,1,2,3-五氯丙烷形成1,1,2,3-四氯丙烯)的描述进行在脱氯化氢反应器14中所进行的第二反应。根据一些实施方案,在图2的脱氯化氢反应器14中,在至少50℃(例如50℃至200℃)的温度下、及在至少 0.6
psia(例如0.6 psia至215
psia)的压力下进行第二反应。对于一些另外的实施方案,在图2的脱氯化氢反应器14中,采用1000:1至1:1000的三氯化铁与多价锑化合物的摩尔比来进行第二反应。
对于一些实施方案,可通过一个或更多个适当的导管(例如导管26)周期性地或持续地将三氯化铁引入脱氯化氢反应器14中。
对于一些实施方案,在脱氯化氢反应器14内进行的第二反应导致氯化氢(HCl)的联产。对于一些实施方案,氯化氢以气态氯化氢形成,通过一个或更多个适当的导管(例如导管29)将其从氯化反应器 14中除去。对于一些实施方案,氯化氢可通过导管29被运送用于处置和/或至一个或更多个处理装置,例如一个或更多个如前文描述的洗涤器(未显示),或被进一步经纯化并用于(或销售用于)其它应用中。
对于一些实施方案,可例如通过导管32将形成自脱氯化氢反应器14内所进行的第二反应,并包括1,1,2,3-四氯丙烯的产物从脱氯化氢反应器14中除去,并运送至储存和/或至另外的处理步骤,例如纯化和/或分离处理步骤。
对于一些实施方案,形成自第二反应的产物包括1,1,2,3-四氯丙烯、五氯化锑和三氯化锑,且该方法进一步包括对产物进行蒸馏,由此形成:(i)包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物;及(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的第二塔底产物。对于一些实施方案,第二塔底产物可包括五氯化锑,其若存在,则典型地以少于100
ppm重量的量存在。对于一些实施方案,另外的蒸馏装置(例如闪蒸装置)用于在蒸馏第二反应的产物之前除去三氯化铁,如在此进一步详述的。
对于一些实施方案,将至少一部分第二塔底产物(其包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑)引入第一反应。
进一步参照图2,在脱氯化氢反应器14内进行的第二反应的产物包括1,1,2,3-四氯丙烯、五氯化锑和三氯化锑,通过导管32将其运送至第二蒸馏塔35’,在那里使其经受蒸馏。此类产品在第二蒸馏塔35’内的蒸馏导致形成:(i)包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物,通过导管38’将其从第二蒸馏塔35’中除去;和(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的第二塔底产物,通过导管 41’将其从第二蒸馏塔35’中除去。可通过导管38’将包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,例如进一步纯化和/或分离步骤。
对于一些实施方案,将另外的蒸馏装置(未显示)(例如闪蒸装置)与导管32串联包括在介于脱氯化氢反应器14和第二蒸馏塔35’之间,用于除去三氯化铁的目的,以致防止将三氯化铁引入第二蒸馏塔35’。
对于一些实施方案,通过导管41’将包括1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的第二塔底产物中的至少一部分从第二蒸馏塔35’中除去,通过导管44’运送并引入第一反应,所述第一反应在氯化反应器11中进行。尽管无意于受到任何理论的束缚,但是相信,被引入氯化反应器11中的第一反应中的第二塔底产物内的三氯化锑中的至少一部分在存在于氯化反应器11内的氯源的存在下被转化为五氯化锑。
根据本发明的一些实施方案,在由此至少一部分产物被转化为包括汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物的温度和压力下进行第二反应。本方法随后进一步包括:(i)从第二反应除去包括汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物;及(ii)将从第二反应除去的汽态产物冷凝成包括液态1,1,2,3-四氯丙烯的液态产物。对于一些实施方案,汽态产物的形成,及其除去和冷凝被称为活性蒸馏过程,其对于一些另外的实施方案为连续进行的。
用于本发明的实施方案的非限制性说明的目的,其中进行第二反应,以致形成汽态产物,将所述汽态产物除去并冷凝,进一步参照图2。在由此至少一部分产物被转化成包括1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物的温度和压力下进行在脱氯化氢反应器14内所进行的第二反应。对于一些实施方案,温度和压力可选自如前文所讨论的那些温度、压力和范围。对于一些实施方案,在50℃至200℃的温度、及0.6
psia至215 psia的压力下进行第二反应。
参照图2,通过一个或更多个适当的导管(例如导管29)将包括1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物从第二反应和脱氯化氢反应器14中除去。对于一些实施方案,当通过导管29除去汽态产物时,不通过导管 32除去第二反应的产物。对于一些另外的实施方案,当通过导管29除去汽态产物时,也通过导管32除去第二反应的一些产物。对于本发明的一些实施方案,周期性地吹扫反应器14,以通过一个或更多个导管(未显示)从其中除去废弃的材料,例如但不限于废弃的铁化合物。
进一步参照图2,通过导管29将包括1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物运送并进入冷凝器 47中。在冷凝器47内,将汽态产物冷凝成包括液态1,1,2,3-四氯丙烯的液态产物。通过一个或更多个适当的导管(例如通过导管50)将包括液态1,1,2,3-四氯丙烯的冷凝的液态产物从冷凝器47中除去。对于一些实施方案,冷凝的液态产物可通过导管50被运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,例如分离和/或纯化步骤。对于一些实施方案,通过导管50将冷凝的液态产物从冷凝器47中除去并运送至第二蒸馏塔35’,其中将冷凝的液态产物蒸馏,以致形成包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物和包括其它物质的第二塔底产物,通过导管38’将所述第二塔顶产物从第二蒸馏塔35’除去并运送,通过导管41’将所述第二塔底产物从第二蒸馏塔35’中除去并运送。
如前文所讨论并进一步参照图2,对于一些实施方案,在脱氯化氢反应器14内进行的第二反应导致气态氯化氢(HCl)的联产。对于一些实施方案,通过导管29将气态氯化氢从脱氯化氢反应器14中除去并运送并进入冷凝器47中。对于一些实施方案,冷凝器47在这样的条件下操作:其使得通过导管29引入其中的气态氯化氢不冷凝。因此对于一些实施方案,气态氯化氢穿过冷凝器47并通过导管30被从其中除去。
对于一些实施方案并进一步参照图2,在脱氯化氢反应器14内形成的第二反应的汽态产物包括汽态1,1,2,3-四氯丙烯、汽态1,1,1,2,3-五氯丙烷、汽态五氯化锑和汽态三氯化锑。对于一些实施方案,通过导管29从第二反应和脱氯化氢反应器14中除去该多组分汽态产物并通过导管29运送进入冷凝器47中。在冷凝器47内,将多组分汽态产物冷凝成包括液态1,1,2,3-四氯丙烯、液态1,1,1,2,3-五氯丙烷、液态五氯化锑和液态三氯化锑的多组分液态产物。对于一些实施方案,通过导管50将冷凝的多组分液态产物从冷凝器47中除去并运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,例如分离和/或纯化步骤。
对于一些实施方案及进一步参照图2,通过导管50将冷凝的多组分液态产物从冷凝器47中除去并运送至第二蒸馏塔35’。 在第二蒸馏塔35’内,对冷凝的多组分液态产物进行蒸馏,以致形成:(i)包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物;和(ii)包括1,1,1,2,3-五氯丙烷、三氯化锑和五氯化锑的第二塔底产物。通过导管38’将包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物从第二蒸馏塔35’中除去并运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,如前文所描述。通过导管41’将第二塔底产物从第二蒸馏塔35’中除去并运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理步骤,如前文所描述。对于一些实施方案,通过导管41’从第二蒸馏塔35’中除去的第二塔底产物中的至少一部分通过导管44’被运送至氯化反应器11,在氯化反应器11中将其引入第一反应,如前文所描述。
进一步参照图2,通过导管38’将包括1,1,2,3-四氯丙烯的第二塔顶产物从第二蒸馏塔35’中除去,对于一些实施方案,通过导管38’将其运送至第三蒸馏塔77。对于一些实施方案,从第二蒸馏塔35’除去的第二塔顶产物包括1,1,2,3-四氯丙烯和一种或更多种具有低于1,1,2,3-四氯丙烯的沸点的沸点的材料,所述材料被称为轻组分。对于一些实施方案,轻组分包括1,1,3,3-四氯丙烯、1,1,3-三氯丙烯和/或1,1,1,3-四氯丙烷。第二塔顶产物在第三蒸馏塔 77内的蒸馏导致形成:(i)第三塔顶产物,其包括轻组分;和(ii)第三塔底产物,其包括纯化的1,1,2,3-四氯丙烯,通过导管83将其被从第三蒸馏塔77中除去并运送。对于一些实施方案,通过导管80将含有轻组分的第三塔顶产物运送至储存槽(未显示)和/或至进一步处理和/或处置。对于一些实施方案,通过导管83将包括纯化的1,1,2,3-四氯丙烯的第三塔底产物运送至储存槽(未显示)和/或进一步处理步骤。
根据本发明的一些实施方案,通过第一反应和第二反应制备1,1,2,3-四氯丙烯的方法以连续法和/或分批法进行,在所述方法中,在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热由蒸馏第一反应的粗产物所获得的改性的塔底产物。
根据本发明的一些实施方案,根据前文提供的描述,对于一些实施方案,本发明的方法包括通过将四氯化碳与乙烯在氯化铁、铁金属和磷酸三烷基酯的存在下反应形成1,1,1,3-四氯丙烷(其用于第一反应中),所述方法涉及通过第一反应和第二反应制备1,1,2,3-四氯丙烯,在所述方法中,在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热通过蒸馏第一反应的粗产物所获得的改性的塔底产物。
在接下来的实施例中更加具体地描述本发明,所述实施例仅旨在说明,因为其中众多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。
实施例
实施例
1
本实施例1显示了本发明的非限制性实施方案,其中使用五氯化锑(SbCl5)作为催化剂,在分批条件下制备1,1,1,2,3-五氯丙烷。
向250毫升(mL)三颈圆底烧瓶中装入1,1,1,3-四氯丙烷(147.1 克)和五氯化锑(0.5 mL)。该250 mL三颈圆底烧瓶配备氯进口、磁力搅拌棒、18英寸 (45.72 cm) 维格罗分馏柱和气体出口,将所述气体出口连接至氢氧化钠洗涤器。反应烧瓶用绝缘布包裹以保护反应物免受紫外光,以便抑制任何可能发生的自由基氯化作用。以四氯丙烷反应物的量为基准计,使用的五氯化锑的量占0.80重量%。借助加热罩将烧瓶中的反应混合物加热至70℃。将20℃的氯气在反应混合物的表面之下以每分钟约0.32克的速率添加3小时。此后,停止氯进料并用氮气将反应容器脱气。借助气相色谱法(GC)分析粗反应混合物。分析显示,反应混合物含有具有81.3%选择性的1,1,1,2,3-五氯丙烷和5重量%的1,1,1,3-四氯丙烷。四氯丙烷反应物的百分比转化率计算为95.1%。
实施例
2
本实施例2显示了本发明的非限制性的实施方案,其中使用三氯化锑(SbCl3)作为五氯化锑(SbCl5)的前体,在分批条件下制备1,1,1,2,3-五氯丙烷。
遵循实施例1的程序,除了使用143.5 克1,1,1,3-四氯丙烷、使用0.90 克三氯化锑(0.63重量%的催化剂)并借助加热罩将反应混合物加热至120℃。在3小时的氯进料之后,停止氯流入(the flow of
chlorine)并用氮气将反应容器脱气。通过GC分析粗反应混合物(159.5
克)并发现含有以89%选择性产生的1,1,1,2,3-五氯丙烷和0.001重量%的1,1,1,3-四氯丙烷。四氯丙烷反应物的百分比转化率计算为基本100%。
实施例
3
本实施例3显示了本发明的非限制性的实施方案,其中使用三苯基锑
(Sb(C6H5)3)作为三苯基二氯化锑((C6H5)3SbCl2)的前体,在分批条件下制备1,1,1,2,3-五氯丙烷。
遵循实施例2的程序,除了使用0.5 克三苯基锑(0.35重量%的催化剂),且经5.5小时添加氯。在氯添加完成之后,用氮气将反应容器脱气。通过GC分析粗反应混合物并发现含有以81.2%选择性产生的1,1,1,2,3-五氯丙烷。四氯丙烷反应物的百分比转化率计算为基本100%。
对比实施例
1
进行本对比实施例1与以上实施例1相比较。在本对比实施例1中,不存在多价锑化合物(例如五氯化锑),使用无水三氯化铁作为催化剂。
遵循实施例1的程序,除了使用无水三氯化铁(0.64 克)作为催化剂(0.45重量%的催化剂),并将反应混合物加热至70℃。经2.25小时添加氯进料(在20℃下)。在该时间的终点,停止氯进料并用氮气将反应容器脱气。通过GC分析粗反应混合物
(132.4 克)并发现含有以58.7%选择性产生的1,1,1,2,3-五氯丙烷和0.039重量%的1,1,1,3-四氯丙烷。四氯丙烷的百分比转化率计算为99.9%。
实施例
4
本实施例4显示了本发明的非限制性的实施方案,其中在连续条件下制备1,1,1,2,3-五氯丙烷。
通过使用磁力搅拌棒在1升锥形烧瓶中搅拌反应物(reagents)30分钟来制备三氯化锑(8.94 克,相当于0.8wt%
SbCl5)和1,1,1,3-四氯丙烷 (1,458.2克)的进料溶液。
向600-mL Nickel 200高压釜装入230.9
克进料溶液。使用氮气将高压釜的内容物加压至100 psig、加热至80℃、且当温度达到80℃时将氯气引入液体表面之下。在100 psig下添加氯气两小时之后,将另外的进料溶液(584.2
克)以2.01g/min的总平均速率泵送入高压釜。连续进行氯气添加(总共167 克),总共持续410分钟。经由具有反压调节器的汲取管(dip tube)将产物混合物和HCl除去,以在高压釜中维持约180mL的液体水平和约100psig的压力。一经关闭(shutdown),收集795.7克粗产物混合物,并通过GC分析测定,含有54.8wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷和44.3wt%的1,1,1,3-四氯丙烷。总转化率为51.2%,其中对1,1,1,2,3-五氯丙烷的选择性为99.1%。
实施例
5
本实施例5显示了本发明的非限制性的实施方案,其中借助于两阶段(第一反应-第二反应)顺序分批法制备1,1,2,3-四氯丙烯。
在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷(143.5克)装入250 mL三颈圆底烧瓶中,所述圆底烧瓶配备热电偶、磁力搅拌棒、氯进口和连接至氢氧化钠洗涤器的18英寸(45.72 cm) 维格罗冷凝器。借助于加热罩将四氯丙烷加热至120℃,并向其添加0.05 mL五氯化锑。将混合物磁力搅拌1分钟,并随后将氯引入反应混合物表面之下,持续16 小时。在经过13.66
小时之后,将另外的五氯化锑(0.20 mL)进料添加至反应混合物中,且继续氯流入。在16小时的氯添加之后,停止氯流入。获得粗1,1,1,2,3-五氯丙烷产物混合物,其含有87.59wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷且没有可检测的1,1,1,3-四氯丙烷。
在第二反应中,使用氮气脱气将第一反应的粗1,1,1,2,3-五氯丙烷产物混合物冷却至20℃以除去任何过量的氯。随后在冷却的粗产物混合物中装入0.60 克无水三氯化铁,以致形成第二反应混合物,将其加热至165℃,保持两小时。如通过氢氧化钠洗涤器中的鼓泡所证实的,一旦温度达到123℃,第二反应混合物放出大量气体。在两小时的终点,将所得的后续粗反应产物冷却并通过GC分析。发现含有以86.2%选择性产生的78.80wt%的1,1,2,3-四氯丙烯和0.03重量%的1,1,1,2,3-五氯丙烷。
对比实施例
2
进行本对比实施例2与以上实施例5的第二反应相比较。
将1,1,1,2,3-五氯丙烷(66.0
克)和无水三氯化铁(0.10
克)的混合物装入250
mL三颈圆底烧瓶,所述圆底烧瓶配备冷凝器、热电偶、机械搅拌器和气体出口,将所述出口连接至水洗涤器。使用的三氯化铁催化剂的量为0.15重量%。经两天加热反应混合物如下:(至)150℃
2.25小时,冷却至室温并在氮气下储存,过夜,(至)160℃
3.17小时,及(至)164℃2.75小时。所述的加热时间包括或者从室温或者从之前的设定值达到新的设定值所需的时间。将反应混合物冷却并随后在从64℃至85℃范围的釜温(pot
temperature)和120托的压力下进行真空闪蒸(flash
vacuum distilled)。通过GC分析馏出物(46.5 克)并发现含有以98.7%选择性及以84.7%的总产率产生的1,1,2,3-四氯丙烯。其还含有0.6重量%的1,1,1,2,3-五氯丙烷。五氯丙烷反应物的百分比转化率计算为99.4%。
实施例
6
本实施例6显示了本发明的非限制性的实施方案,其中使用三氯化铁和五氯化锑的组合作为催化剂,在分批条件下从1,1,1,2,3-五氯丙烷制备1,1,2,3-四氯丙烯。
在100-mL三颈圆底烧瓶中,将50克(50g)1,1,1,2,3-五氯丙烷(具有96.94
wt%的纯度)和0.1614g无水三氯化铁(从Fisher
Scientific获得),及25微升(µL)五氯化锑(含有0.059g五氯化锑,从Aldrich获得)组合,所述圆底烧瓶配备磁力搅拌棒、连接至水洗涤器的冷凝器、热电偶和加热罩。搅拌混合物并将其从室温加热至165℃。一经达到130℃,放出大量气体至水涤洗器并持续整个实验的剩余时间。3小时之后,将混合物冷却至室温并随后制样,用于气相色谱法分析。通过GC分析测定产物含有80.19wt%的1,1,2,3-四氯丙烯和16.74 wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷,表明摩尔转化率为85.1%。
对比实施例
3
本对比实施例3提供仅使用三氯化铁作为催化剂,从1,1,1,2,3-五氯丙烷分批制备1,1,2,3-四氯丙烯的描述。
在100-mL三颈圆底烧瓶中,将50克(50g)1,1,1,2,3-五氯丙烷(具有96.21
wt%的纯度)和0.1676g无水三氯化铁(从Fisher
Scientific获得)组合,所述圆底烧瓶配备磁力搅拌棒、连接至水洗涤器的冷凝器、热电偶和加热罩。将混合物搅拌,并从室温加热至165℃。3小时之后,将混合物冷却至室温并随后制样,用于GC分析。通过GC分析测定产物含有44.41wt%的1,1,2,3-四氯丙烯和52.40wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷,表明摩尔转化率为50.4%。
对比实施例
4
本对比实施例4提供仅使用三氯化铁作为催化剂,从1,1,1,2,3-五氯丙烷分批制备1,1,2,3-四氯丙烯的描述。
在50-mL圆底烧瓶中,将20克(20g)1,1,1,2,3-五氯丙烷(具有96.21wt%的纯度)和0.20g无水三氯化铁(从Fisher
Scientific获得)组合,所述圆底烧瓶配备克莱森适配器(Claisen
adapter)、热电偶、磁力搅拌棒、连接至水洗涤器的冷凝器和加热罩。将混合物搅拌,并经两天进行如下加热:100℃(3.85小时)随后110℃(1.73小时);冷却至室温并在氮气下储存过周末,130℃(1.50小时)随后150℃(5.45 小时)。所述的加热时间包括或者从室温,或者从之前的设定值达到新的设定值所需的时间。将混合物(14.9g)冷却至室温并随后制样,用于GC分析。通过GC分析测定产物含有99.35 wt%的1,1,2,3-四氯丙烯和0.30wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷,表明转化率为99.56重量%(关于1,1,1,2,3-五氯丙烷的起始量)。
下表1提供了对比实施例2和4、和实施例4的总结,用于就使用三氯化铁和五氯化锑的组合作为催化剂从1,1,1,2,3-五氯丙烷制备1,1,2,3-四氯丙烯(实施例4),与单独使用三氯化铁作为催化剂(对比实施例2和4)相比较方面,证明由本发明的方法提供的合意的反应时间和转化率的组合的目的。
表
1
。
(1)
催化剂载量以1,1,1,2,3-五氯丙烷的重量为基准计。
(2)
术语“温度,℃”表示反应的最高温度。
(3)
术语“加热时间”表示从启动加热罩至从反应容器除去加热罩的时间。
(4) 通过气相色谱法分析测定百分比转化率。
(5)
实施例4的第二反应。
下表2提供了对比实施例3和实施例6的总结,用于就以下方面证明由本发明的方法提供的合意的反应时间和转化率的组合的目的:使用三氯化铁和五氯化锑的组合作为催化剂从1,1,1,2,3-五氯丙烷制备1,1,2,3-四氯丙烯(实施例6),与单独使用三氯化铁作为催化剂(对比实施例3)相比较,当反应在相同温度(即,165℃)、时间(即,3小时)和催化剂载量(即,总共0.33wt%)下进行时。
表
2
。
(1)、(2)、(3)和(4)如关于表1所描述。
实施例
7
本实施例7显示了本发明的非限制性的实施方案,其中在连续条件下制备1,1,2,3-四氯丙烯。
向250-mL三颈圆底烧瓶装入粗1,1,1,2,3-五氯丙烷(157.8克,具有约100mL的体积,98.4wt%,含有0.46wt% SbCl5)和无水三氯化铁(0.1730克)。该250-mL三颈圆底烧瓶配备机械搅拌器、加样漏斗、克莱森适配器、热电偶和蒸馏装置(其包括蒸馏头、冷凝器和蒸馏接收器)。将从冷凝器出来的气体导入真空泵,排入水洗涤器。将三颈圆底烧瓶和蒸馏装置置于真空(650 托)下,并经由加热罩加热至164-169℃的釜温。在达到约80%的转化率之后(如通过测量的水洗涤器中的重量增加所测定),将另外的粗1,1,1,2,3-五氯丙烷(486.0克,具有约300mL的体积)经过271分钟逐滴加入到三颈圆底烧瓶的内容物中,以维持恒定的釜水平,同时从蒸馏装置收集粗1,1,2,3-四氯丙烯馏出物。收集总共376.5克的粗馏出物产物并(通过GC分析)测定含有92.9wt%的1,1,2,3-四氯丙烯和6.5wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷。平均停留时间为90min (100mL/(300mL/271min))。
实施例
8-10
本实施例8-10显示了本发明的非限制性的实施方案,其中在变化的条件下连续制备粗1,1,2,3-四氯丙烯。遵循实施例7的程序,其中修改三氯化铁进料。调节反应器压力,以改变反应器的温度,同时仍然维持恒定的釜水平。实验结果总结于下表3中。
表
3
。
(6)
以起始进料中的粗1,1,1,2,3-五氯丙烷的重量为基准计。
(7)
粗1,1,1,2,3-五氯丙烷中的分析浓度。
(8)
进行反应的平均温度。
(9)
进行反应的平均压力。
(10)
平均停留时间,其根据在本文实施例7中显示的公式计算。
(11)
以收集的粗馏出物产物的总重量为基准计。
实施例
11
本实施例11显示了本发明的非限制性的实施方案,其中对根据实施例4、7、8、9和10制备的粗1,1,2,3-四氯丙烯产物进行蒸馏。根据实施例4制备约10%的粗1,1,2,3-四氯丙烯产物,及根据实施例7、8、9和10制备约90 重量%的粗1,1,2,3-四氯丙烯产物,每一种情况中的重量%以粗1,1,2,3-四氯丙烯产物的总重量为基准计。
使用以下组件组装蒸馏装置:500-mL三颈圆底烧瓶(其起再沸器的作用);10-塔板,2.54 cm Oldershaw真空套(vacuum-jacketed)蒸馏塔;2.54 cm Oldershaw真空套进料孔;2.54
cm Oldershaw真空套填料部分,其含有115 cm的0.16” Pro-Pak™多孔镍填料;连接至回流计时器的摇摆斗连接管(swinging
bucket product takeoff)和水冷冷凝器。使用由自耦变压器式电压调节器(variac
voltage regulator)控制的加热罩来加热蒸馏装置。
使用带有压力控制器的真空泵将蒸馏装置维持在100 托。经过16小时的时段使用蠕动泵在进料孔将2.15千克(kg)的粗1,1,2,3-四氯丙烯产物泵送入蒸馏装置的塔中,所述进料孔位于Oldershaw和填充塔部分之间。根据本发明的一些实施方案制备粗1,1,2,3-四氯丙烯并通过GC分析测定含有81.0wt%的1,1,2,3-四氯丙烯、17.7wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷、0.29wt%的SbCl3、和0.9wt%的未鉴定的杂质。以2:1的回流比收集1.61 kg的量的馏出物产物。再沸器中允许底部物的聚集。一旦停止泵送进料和收集产物,回流比即降至1:1,并收集0.15 kg的另外的馏出物。残渣以0.29 kg的量保留在再沸器中。
通过GC分析测定馏出物产物含有99.65wt%的1,1,2,3-四氯丙烯,并通过感应耦合等离子体(ICP)分析测定含有少于10 ppmw(每百万之重量份)的量的锑。通过GC分析测定再沸器残渣含有94.6wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷和少于0.1wt%的1,1,2,3-四氯丙烯,并通过ICP分析测定含有0.84wt%的锑。对于三氯化锑的湿法化学分析显示:少于0.02wt%的三氯化锑在馏出物产物中、0.66
wt%的三氯化锑在另外的馏出物中、和1.3wt%的三氯化锑在再沸器残渣中。
实施例
12
本实施例12显示了本发明的非限制性的实施方案,其中循环含有三氯化锑的再沸器残渣并将其用于形成1,1,1,2,3-五氯丙烷。
使来自实施例11的再沸器残渣的等分试样(具有约50 mL的体积)穿过注射器式过滤器(syringe filter),以除去小量固体。将所得滤液,以67.53克的量(含有1.10wt%的三氯化锑),与51.29克1,1,1,3-四氯丙烷(纯度99%)混合,以制备含有0.64wt%的三氯化锑的进料溶液。通过GC分析测定进料溶液含有47.5wt%的1,1,1,3-四氯丙烷和49.5 wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷。
将进料溶液装入250-mL三颈烧瓶中,所述烧瓶配备热电偶、磁力搅拌棒、氯分布器和连接至去离子水洗涤器的18” (45.72 cm)维格罗冷凝器。使用连接至温度控制器的自耦变压器控制的加热罩将进料溶液加热至100℃。当温度达到70℃时,开始使氯气进料入250-mL三颈烧瓶中。进入运行约11分钟观察到氯突破(Chlorine
breakthrough)(在氯气进料开始之后)。降低氯气流速,所述突破消退。后来使氯气进料恢复至初始的较高的流速,没有观察到任何另外的突破。将总共约24.5克的量的氯气经过4.3小时的时段进料至250-mL三颈烧瓶中。在洗涤器中回收总共10.9克的量的氯化氢。收集总共120.6克的产物并通过GC分析测定含有95.0 wt%的1,1,1,2,3-五氯丙烷和0.015
wt%的1,1,1,3-四氯丙烷。
本发明已参照其特定实施方案的具体细节进行描述。但是,无意于将此类细节当作对本发明范围的限制,除非(except insofar as)并达到这样的程度以致它们被包括在所附权利要求书中。
Claims (37)
1.制备1,1,1,2,3-五氯丙烷的方法,其包括,
将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包含1,1,1,2,3-五氯丙烷的产物。
2.权利要求1所述的方法,其中所述氯源选自氯(Cl2)、磺酰氯、和它们的组合。
3.权利要求1所述的方法,其中所述多价锑化合物包含所述五价锑化合物和任选的三价锑化合物,
所述五价锑化合物包含一种或更多种由下式(I)代表的五价锑化合物,
Sb(R1)a(Cl)b (I)
其中a和b的和为5,条件是b至少为2,及
对于每一个a,R1独立地选自直链烷基、支链烷基或环状烷基、和芳基,及
所述三价锑化合物包含一种或更多种由下式(II)代表的三价锑化合物,
Sb(R2)c(Cl)d (II)
其中c和d的和为3,及
对于每一个c,R2独立地选自直链烷基、支链烷基或环状烷基、和芳基。
4.权利要求3所述的方法,其进一步包括从所述五价锑化合物的前体形成至少一部分所述五价锑化合物。
5.权利要求4所述的方法,其中所述五价锑化合物的所述前体包含由式(II)代表的所述三价锑化合物。
6.权利要求5所述的方法,其中所述五价锑化合物的所述前体选自三氯化锑、三烷基锑、三芳基锑、和它们中的两种或更多种的组合。
7.权利要求6所述的方法,其中所述五价锑化合物的所述前体选自三氯化锑、三苯基锑、和它们的组合。
8.权利要求1所述的方法,其中所述多价锑化合物负载在固体载体上。
9.权利要求8所述的方法,其中所述固体载体选自二氧化硅载体、氧化铝载体、沸石载体、和它们中的两种或更多种的组合。
10.权利要求1所述的方法,其中所述多价锑化合物以催化量存在。
11.权利要求1所述的方法,其中所述方法以分批法、连续法、和它们的组合进行。
12.权利要求1所述的方法,其中所述氯源为氯(Cl2),并以0.2:1至1.5:1的氯(Cl2)与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比进行1,1,1,3-四氯丙烷与所述氯源的反应。
13.权利要求1所述的方法,其中在所述多价锑化合物的存在下,在至少40℃的温度和至少1 psia的压力下进行1,1,1,3-四氯丙烷与所述氯源的反应。
14.权利要求13所述的方法,其中所述温度为40℃至200℃,且所述压力为1 psia至500 psia。
15.权利要求1所述的方法,其中所述1,1,1,3-四氯丙烷形成自四氯化碳与乙烯在氯化铁、铁金属和磷酸三烷基酯的存在下的反应。
16.形成烯烃产物的方法,其包括,
在三氯化铁和包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下加热氯化烷烃底物,由此形成包含所述烯烃产物的产物,其中
所述烯烃产物任选具有至少一个与之共价结合的氯基团,及
所述氯化烷烃底物和所述烯烃产物各自具有在每种情况中相同的碳骨架结构。
17.权利要求16所述的方法,其中所述多价锑化合物包含所述五价锑化合物和任选的三价锑化合物,
所述五价锑化合物包含一种或更多种由下式(I)代表的五价锑化合物,
Sb(R1)a(Cl)b (I)
其中a和b的和为5,条件是b至少为2,及
对于每一个a,R1独立地选自直链烷基、支链烷基或环状烷基、和芳基,及
所述三价锑化合物包含一种或更多种由下式(II)代表的三价锑化合物,
Sb(R2)c(Cl)d (II)
其中c和d的和为3,及
对于每一个c,R2独立地选自直链烷基、支链烷基或环状烷基、和芳基。
18.权利要求17所述的方法,其中
所述五价锑化合物包含五氯化锑,及
所述三价锑化合物包含三氯化锑。
19.权利要求16所述的方法,其中三氯化铁和所述多价锑化合物各自独立地以催化量存在。
20.权利要求16所述的方法,其中所述方法以分批法、连续法、和它们的组合进行。
21.权利要求16所述的方法,其中,
所述氯化烷烃底物为1,1,1,2,3-五氯丙烷,且
所述烯烃产物为1,1,2,3-四氯丙烯。
22.权利要求21所述的方法,其中在三氯化铁和所述多价锑化合物的存在下,在50℃至200℃的温度和0.6 psia至215 psia的压力下进行对1,1,1,2,3-五氯丙烷的加热。
23.权利要求21所述的方法,其中在三氯化铁和所述多价锑化合物的存在下,以1000:1至1:1000的三氯化铁与多价锑化合物的摩尔比进行对1,1,1,2,3-五氯丙烷加热。
24.制备1,1,2,3,-四氯丙烯的方法,其包括:
在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包含五价锑化合物的多价锑化合物的存在下反应,由此形成包含1,1,1,2,3-五氯丙烷和所述五价锑化合物的粗产物;及
在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热所述粗产物,由此形成包含1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
25.权利要求24所述的方法,其中所述五价锑化合物包含一种或更多种由下式(I)代表的五价锑化合物,
Sb(R1)a(Cl)b (I)
其中a和b的和为5,条件是b至少为2,及
对于每一个a,R1独立地选自直链烷基、支链烷基或环状烷基、和芳基。
26.权利要求25所述的方法,其中所述五价锑化合物包含五氯化锑。
27.权利要求26所述的方法,其中所述包含1,1,2,3-四氯丙烯的产物进一步包含1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑,且
所述方法进一步包括蒸馏所述产物,由此形成,
包含1,1,2,3-四氯丙烯的塔顶产物,及
包含1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的塔底产物。
28.权利要求27所述的方法,其进一步包括向所述第一反应中引入至少一部分所述塔底产物。
29.权利要求24所述的方法,其中在由此将至少一部分所述产物转化为包含汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物的温度和压力下进行所述第二反应,且
所述方法进一步包括,
从所述第二反应中除去包含汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物,及
将从所述第二反应中除去的所述汽态产物冷凝成包含液态1,1,2,3-四氯丙烯的液态产物。
30.权利要求24所述的方法,其中所述方法以分批法、连续法、和它们的组合进行。
31.权利要求24所述的方法,其中所述1,1,1,3-四氯丙烷形成自四氯化碳与乙烯在氯化铁、铁金属、和磷酸三烷基酯的存在下的反应。
32.制备1,1,2,3,-四氯丙烯的方法,其包括:
在第一反应中,将1,1,1,3-四氯丙烷与氯源在包含五氯化锑的五价锑化合物的存在下反应,由此形成包含1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3-四氯丙烷、五氯化锑、和三氯化锑的粗产物;
蒸馏所述粗产物,由此形成,
包含1,1,1,3-四氯丙烷和五氯化锑的塔顶产物,及
包含1,1,1,2,3-五氯丙烷和三氯化锑的塔底产物;
向所述塔底产物中引入氯源,由此将至少一部分三氯化锑转化为五氯化锑,由此形成改性的塔底产物;及
在第二反应中,在三氯化铁的存在下加热所述改性的塔底产物,由此形成包含1,1,2,3-四氯丙烯的产物。
33.权利要求32所述的方法,其中所述改性的塔底产物基本不含所述氯源。
34.权利要求32所述的方法,其进一步包括向所述第一反应中引入至少一部分所述塔顶产物。
35.权利要求32所述的方法,其中在由此将至少一部分所述产物转化为包含汽态1,1,2,3-四氯丙烯的汽态产物的温度和压力下进行所述第二反应,且
所述方法进一步包括,
从所述第二反应中除去包含汽态1,1,2,3-四氯丙烯的所述汽态产物,及
将从所述第二反应中除去的所述汽态产物冷凝成包含液态1,1,2,3-四氯丙烯的液态产物。
36.权利要求32所述的方法,其中所述方法以连续法、分批法、和它们的组合进行。
37.权利要求32所述的方法,其中通过四氯化碳与乙烯在氯化铁、铁金属和磷酸三烷基酯的存在下反应来形成所述1,1,1,3-四氯丙烷。
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