CN105658607A - 用于生产氟化化合物的方法 - Google Patents

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CN105658607A CN201480057248.XA CN201480057248A CN105658607A CN 105658607 A CN105658607 A CN 105658607A CN 201480057248 A CN201480057248 A CN 201480057248A CN 105658607 A CN105658607 A CN 105658607A
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Abstract

本发明涉及用于生产含氟化化合物的方法，包括：提供包含氢氟酸的气流；提供氯化化合物的至少一种液流和通过与所述气流混合而将其汽化，所得到的混合物为气态混合物；和氯化化合物与氢氟酸在气相中的催化反应和收集产物流。本发明还涉及用于实施所述方法的设备。

Description

用于生产氟化化合物的方法
技术领域
本发明涉及例如用于生产氟代化合物例如氢氟烯烃或氟烃的方法，，并且涉及适于该方法的实现的装置。
背景技术
特别地，通过氢氯烯烃或氯烃的氯化来生产氢氟烯烃或氟烃是已知的实践。该氯化一般地是使用氢氟酸作为氟化剂的催化氟化。
一般地，氟化反应必须在气相中在高温(高于300℃)下进行。因此，在氟化反应之前使用热交换器加热、蒸发和过热试剂是已知的实践。
然而，试剂的加热、蒸发和过热的该初步步骤具有在热交换器中导致产生焦炭的趋势。
因此存在开发限制或避免装置的结焦问题的用于生产氟代化合物的方法的需要。
发明内容
本发明首先涉及用于生产氟代化合物的方法，包括：
-供应包括氢氟酸的气流；
-供应至少一种氯代化合物的液流并且通过与所述气流混合而蒸发所述化合物，所得到的混合物为气态混合物；
-使含氯代化合物与氢氟酸在气相中催化反应并且收集产物流。
根据一个实施方案：
-所述氯代化合物为氯碳(chlorocarbon)、氯代烃、氯氟碳(chlorofluorocarbon)、氢氯氟碳、氯烯烃、氢氯烯烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；并且氟代化合物为氟碳(fluorocarbon)、氟代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氟烯烃、氢氟烯烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；和
-优选地，所述氯代化合物选自1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3,3-五氯丙烷、1,1,2,2,3-五氯丙烷、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、全氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,2,3-四氯丙烯、2,3,3,3-四氯丙烯、1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-优选地，所述氟代化合物选自五氟乙烷、1-氯-2,2-二氟乙烷、1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-更特别优选地，所述氯代化合物为全氯乙烯并且氟代化合物为五氟乙烷、或氯代化合物为1,1,1,2,3-五氯丙烷并且氟代化合物为2,3,3,3-四氟丙烯。
根据另一实施方案，所述氯代化合物为1,1,3,3-四氯丙烯并且所述氟化化合物为1-氯-3,3,3-三氟丙烯；或所述氯化化合物为1-氯-3,3,3-三氟丙烯并且所述氟代化合物为1,3,3,3-四氟丙烯；或所述氯代化合物为1,1,2-三氯乙烷并且所述氟代化合物为1-氯-2,2-二氟乙烷。
根据一个实施方案，在静态混合器中进行氯代化合物的液流与包括氢氟酸的气流的混合。
根据一个实施方案，所述方法包括用于分离产物流的一个或多个步骤，使得可收集一方面氟代化合物的流和另一方面再循环流。
根据一个实施方案，所述再循环流提供包括氢氟酸的气流，任选地在供应氢氟酸之后。
根据一个实施方案，所述方法包括再循环流的催化氟化的步骤，合适时供应氢氟酸，在该氟化步骤的结束时收集包括氢氟酸的气流。
根据一个实施方案，所述方法包括加热氯代化合物的液流至低于其蒸发温度的温度的步骤。
根据一个实施方案，所述方法在氯代化合物的液流与包括氢氟酸的气流的混合的步骤后，并且在氯代化合物与氢氟酸的催化反应的步骤前包括：
-加热所述混合物的步骤；或
-冷却所述混合物的步骤。
本发明还涉及用于生产氟代化合物的装置，包括：
-用于供应氯代化合物的液流的管道；
-用于供应包括氢氟酸的气流的管道；
-通过用于供应氯代化合物的液流的管道和用于供应包括氢氟酸的气流的管道进料的混合和蒸发单元；
-在混合和蒸发单元的出口处用于收集气体混合物的管道；
-通过用于收集气体混合物的管道进料的催化氟化反应器；和
-在催化氟化反应器的出口处的用于收集产物流的管道。
根据一个实施方案：
-所述氯代化合物为氯碳、氯代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氯烯烃、氢氯烯烃或氢氯氟烯烃；并且氟代化合物为氟碳、氟代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氟烯烃、氢氟烯烃或氢氯氟烯烃；和
-优选地，所述氯代化合物选自1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3,3-五氯丙烷、1,1,2,2,3-五氯丙烷、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、全氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,2,3-四氯丙烯、2,3,3,3-四氯丙烯、1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-优选地，所述氟代化合物选自五氟乙烷、1-氯-2,2-二氟乙烷、1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-更特别优选地，所述氯代化合物为全氯乙烯并且氟代化合物为五氟乙烷、或氯代化合物为1,1,1,2,3-五氯丙烷并且氟代化合物为2,3,3,3-四氟丙烯。
根据另一实施方案，所述氯代化合物为1,1,3,3-四氯丙烯并且所述氟代化合物为1-氯-3,3,3-三氟丙烯；或所述氯代化合物为1-氯-3,3,3-三氟丙烯并且所述氟代化合物为1,3,3,3-四氟丙烯；或所述氯代化合物为1,1,2-三氯乙烷并且所述氟代化合物为1-氯-2,2-二氟乙烷。
根据一个实施方案，所述混合和蒸发单元为静态混合器.
根据一个实施方案，所述装置包括：
-通过产物流收集道进料的至少一个分离单元；和
-在分离单元的出口处的再循环流收集管道和氟代化合物收集管道。
根据一个实施方案，所述再循环流收集管道和任选地氢氟酸供应管道为进料供应包括氢氟酸的气流的管道。
根据一个实施方案，所述装置包括至少部分地通过再循环流收集管到进料的催化氟化反应器，合适时供应氢氟酸，用于供应包括氢氟酸的气流的管道源自催化氟化反应器。
根据一个实施方案，所述装置包括在用于供应氯代化合物的液流的管道上的加热工具。
根据一个实施方案，所述装置包括在气体混合物收集管上的加热工具或冷却工具。
本发明使得可克服现有技术的缺点。更特别地，其提供限制或避免装置的结焦问题的用于生产氟代化合物的方法。
这是通过将主反应物(意图被氟化的氯代化合物)与包含氢氟酸的热气流混合而通过将其蒸发来实现的。
因此避免在热交换器中的主反应物的蒸发和过热，该热交换器具有非常高的接触表面以及热点，其是导致显著结焦的两个因素(热的金属具有催化结焦的趋势)。
此外，作为该混合步骤的结果，氯代化合物的分压在其蒸发期间相对适中，和因此蒸发温度也相对适中且在任何情况下低于在其中氯代化合物独立地蒸发的情行中的蒸发温度。这使得可特别地限制氯代化合物的降解的风险。
优选地，包括氢氟酸的气流在其与氯代化合物的液流混合时处于100-400℃、更特别地130-380℃和有利地250-380℃的温度下。
总体上，包括氢氟酸的气流的温度在其与氯代化合物的液流混合时选自：
-小于或等于催化反应的温度；
-大于或等于包括氢氟酸的气流的蒸发温度，其取决于该流的压力和组成(特别是HF含量)。
例如，在生产HFC-125的情况下(如下文中更详细描述的)，包括氢氟酸的气流的温度可为约165℃。在生产HFO-1234yf的情况下(如下文中更详细描述的)，包括氢氟酸的气流的温度可为约320-380℃。
附图说明
图1示意性地表示根据本发明的装置的一个实施方案。
图2示意性地表示根据本发明的装置的另一实施方案
图3为说明在氯代化合物的蒸发后主氟化反应器的进料流的温度的改变的图(参见实施例1)。x轴给出包括HF的气流的流速，以t/h表示；y轴给出在与氯代化合物混合和其蒸发后的流的温度，以℃表示。由Δ表示的点对应于25℃的氯代化合物的初始温度，由■表示的那些对应于70℃的氯代化合物的初始温度和由◇表示的那些对应于100℃的氯代化合物的初始温度。在图上标记为10、20和30的三组数据对应于分别等于10、20和30的HF/有机物摩尔比。
具体实施方式
现更详细地且以非限制性方式在下列说明书中描述本发明。
本发明涉及氯代化合物与氢氟酸的氟化以形成氟代化合物。
术语“氯代化合物”指包括一个或多个氯原子的有机化合物，和术语“氟代化合物”指包括一个或多个氟原子的有机化合物。
应理解，所述氯代化合物可包括一个或多个氟原子，和所述氟代化合物可包括一个或多个氯原子。总体上，所述氟代化合物中的氯原子数小于氯代化合物中的氯原子数；和所述氟代化合物中的氟原子数大于氯代化合物中的氟原子数。
所述氯代化合物可为烷烃或烯烃，其任选地具有选自F、Cl、I和Br(优选地选自F和Cl)的取代基且包含至少一个Cl取代基。
所述氟代化合物可为烷烃或烯烃，其任选地具有选自F、Cl、I和Br(优选地选自F和Cl)的取代基且包含至少一个F取代基。
所述氯代化合物可特别地为具有一个或多个氯取代基的烷烃(氯代烃或氯碳)或具有一个或多个氯和氟取代基的烷烃(氢氯氟碳或氯氟碳)或具有一个或多个氯取代基的烯烃(氯烯烃或氢氯烯烃)或具有一个或多个氯和氟取代基的烯烃(氢氯氟烯烃或氯氟烯烃)。
所述氟代化合物可特别地为具有一个或多个氟取代基的烷烃(氟碳或氢氟碳)或具有一个或多个氯和氟取代基的烷烃(氢氯氟碳或氯氟碳)或具有一个或多个氟取代基的烯烃(氟烯烃或氢氟烯烃)或具有一个或多个氯和氟取代基的烯烃(氢氯氟烯烃或氯氟烯烃)。
所述氯代化合物和所述氟代化合物可为线性或支化的，优选地线性的。
根据一个实施方案，所述氯代化合物和所述氟代化合物仅包括一个碳原子。
根据一个实施方案，所述氯代化合物和所述氟代化合物包括两个碳原子。
根据一个实施方案，所述氯代化合物和所述氟代化合物包括三个碳原子。
根据一个实施方案，所述氯代化合物和所述氟代化合物包括四个碳原子。
根据一个实施方案，所述氯代化合物和所述氟代化合物包括五个碳原子。
本发明特别地被应用于下列氟化反应：
-全氯乙烯(PER)至五氟乙烷(HFC-125)的氟化；
-1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)至2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的氟化；
-1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)至2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的氟化；
-1,1,1,3,3-五氯丙烷(HCC-240fa)至1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的氟化；
-1,1,1,3,3-五氯丙烷(HCC-240fa)至1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)的氟化；
-2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)至2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的氟化；
-1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)至2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的氟化；
-1,1,2,2,3-五氯丙烷(HCC-240aa)至2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的氟化；
-2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷(HCFC-243db)至2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的氟化；
-2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷(HCFC-243db)至1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)的氟化；
-2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷(HCFC-243db)至1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的氟化；
-2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷(HCFC-243db)至2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的氟化；
-1,1,2,3-四氯丙烯(HCO-1230xa)至2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的氟化；
-1,1,2,3-四氯丙烯(HCO-1230xa)至2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的氟化；
-2,3,3,3-四氯丙烯(HCO-1230xf)至2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的氟化；
-2,3,3,3-四氯丙烯(HCO-1230xf)至2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的氟化；
-1,1,3,3-四氯丙烯(HCO-1230za)至1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)的氟化；
-1,1,3,3-四氯丙烯(HCO-1230za)至1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的氟化；
-1,3,3,3-四氯丙烯(HCO-1230zd)至1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)的氟化；
-1,3,3,3-四氯丙烯(HCO-1230zd)至1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的氟化；
-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)至1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)的氟化；
-1,1,2-三氯乙烷至1-氯-2,2-二氟乙烷(HCFC-142)的氟化；
-1,2-二氯乙烯至1-氯-2,2-二氟乙烷(HCFC-142)的氟化。
氯代化合物转化为氟代化合物可为直接转化(仅用一个反应步骤或仅用一组反应条件)或间接转化(用两个或超过两个反应步骤或用两组或超过两组反应条件)。
氟化反应可这样进行：
-使用3:1-150:1、优选地4:1-100:1和更特别优选地5:1-50:1的HF/氯代化合物摩尔比；
-用1-100s、优选地1-50s和更特别地2-40s的接触时间(催化剂的体积除以总的进入流，调节至操作温度和压力)；
-在0.1-50巴、优选地0.3-15巴的绝对压力下；
-在100-500℃、优选地200-450℃和更特别地300-400℃的温度(催化床的温度)下。
为了避免在反应期间催化剂的快速失活，可添加氧化剂(例如氧气或氯气)，例如以0.005-2、优选地0.01-1.5的氧化剂/有机化合物摩尔比。例如，可使用纯氧气或纯氯气的流、或氧气/氮气或氯气/氮气混合物的流。
所用的催化剂可例如基于金属，包括过渡金属的氧化物或这样的金属的衍生物或卤化物或卤氧化物。可提到的实例包括FeCl3、铬氟氧化无、铬氧化物(任选地经受氟化处理)、铬氟化物、和其混合物。其它可能的催化剂为由木炭负载的催化剂、基于锑的催化剂和基于铝的催化剂(例如AlF3和Al2O3、氧化铝氟氧化物和铝氟化物)。
一般可使用铬氟氧化物、铝氟化物或氟氧化物、或包含金属例如Cr、Ni、Fe、Zn、Ti、V、Zr、Mo、Ge、Sn、Pb、Mg或Sb的任选负载的催化剂。
这里可参照WO2007/079431(在页7，第1-5和28-32行)、EP939071(第[0022]段)、WO2008/054781(在第9页第22行至第10页第34行上)和WO2008/040969(权利要求1)，明确地引用这些文献。
在其使用前，所述催化剂优选地经受使用空气、氧气或氯气和/或与HF的活化。
在其使用前，所述催化剂优选地在100-500℃、优选地250-500℃和更特别地300-400℃的温度下经受使用空气或氧气和HF的活化。活化时间优选地是1-200小时和更特别地1-50小时。
该活化之后可为在氧化剂、HF和有机化合物存在下的最终氟化活化步骤。
HF/有机化合物摩尔比优选地为2-40并且氧化剂/有机化合物摩尔比优选地为0.04-25。最终活化温度优选地为300-400℃并且其持续时间优选地为6-100小时。
所述催化剂优选地为基于铬的并且其更特别地为包括铬的混合催化剂。
根据一个实施方案，使用了包括铬和镍的混合催化剂。通常，Cr/Ni摩尔比(在金属元素的基础上)为0.5-5、例如0.7-2、例如约1。所述催化剂可包含0.5重量％-20重量％的铬、和0.5重量％-20重量％的镍、优选地各自为2％-10％。
所述金属可以金属形式或以衍生物例如氧化物、卤化物或卤氧化物的形式存在。这些衍生物优选地通过催化金属的活化得到。
载体优选地由铝构成，例如氧化铝、活化的氧化铝或铝衍生物、例如铝卤化物和铝卤氧化物，其描述于例如US4902838中，或经由以上所述活化方法而得到。
催化剂可包括在任选地已经受活化的载体上的任选活化的形式的铬和镍。
可参照WO2009/118628(特别地在第4页第30行至第7页第16行上)，明确地引用该文献。
另一优选的实施方案是基于包含铬和选自Mg和Zn的至少一种元素的混合催化剂。Mg或Zn/Cr的原子比优选地为0.01-5。
参考图1，现在用于由HCC-240db生产HFO-1234yf的方法的特别情况中描述本发明的实施方案，应理解，其对于氯代化合物/氟代化合物的其它对也类似地有效。
根据本发明的装置包括用于供应HCC-240db的液流的管道2和用于供应包括HF的气流的管道5，其进料催化氟化反应器8。用于供应HCC-240db的液流的管道2源自液体HCC-240db的储备1。用于供应包括HF的气流的管道5可传送纯的HF流(任选地与如上所述的氧化剂组合)或，替代地，HF和有机化合物特别地氯和/或氟有机化合物的混合物，如所述实例中的情况，并且将在以下更详细地说明。
通过用于供应HCC-240db的液流的管道2和用于供应包括HF的气流的管道5两者进料混合和蒸发单元4。该单元适合混合所述气流和所述液流。其优选地是静态混合器以容许连续型的加工。在该单元中，包括HF的气流对HCC-240db的液流进行加热，其容许HCC-240db的蒸发。
在处于混合和蒸发单元4的出口处的气体混合物收集管道6中收集HCC-240db、HF和任选的另外的化合物的混合物，其将所述混合物传输至催化氟化反应器8。
在和包括HF的气流混合之前，HCC-240db可经历预加热步骤。在该情况下，在低于HCC-240db的蒸发温度的温度下(并且在低于该化合物的降解或分解温度的温度下)进行该预加热。为此，可在用于供应HCC-240db的液流的管道2上提供加热工具3。
在HCC-240db与包括HF的流的混合和氟化反应之间，根据情况，通过提供加热工具或如图中说明的在气体混合物收集管6上的冷却工具7可提供混合物的另外的加热，或相反，混合物的冷却。加热或冷却的选择取决于氟化反应所需的温度(与由混合和蒸发单元4得到的气体混合物的温度相比)。
产物流收集管道9在催化氟化反应器8的出口处连接。该收集管道进料分离单元10(或若干相继分离单元)，使得特别地可从剩余产物流中分离感兴趣的产物(氟代化合物，在该情况下HFO-1234yf)。在这方面，可特别地使用一个或多个蒸馏柱、或倾析、萃取或清洗单元等。在处于分离单元10的出口处的氟代化合物收集管道11中收取该感兴趣的产物。此外，在再循环流收集管道12中收取再循环流。此外，可在该阶段除去其它不期望的产物(特别地在氟化反应期间产生的氢氯酸)。
再循环流可特别地包含未反应的反应物，即HF和氯代化合物(在该情况下HCC-240db)。其还可包含来自该反应的副产物，即通过氯代化合物(HCC-240db)和不同于所需的氟代化合物的氟化得到氟代产物。在所述情况下，再循环流特别地包含HCFO-1233xf，和任选的HFC-245cb(1,1,1,2,2-五氟丙烷)，通过HCC-240db的氟化得到。
根据可能的实施方案，再循环流可直接地返回催化氟化反应器8中。根据另一可能的实施方案，其可经历完全地分离处理、或甚至分离改质。根据另一可能的实施方案，其部分地返回催化氟化反应器8中。
根据这里说明的另一实施方案，再循环流在返回主催化氟化反应器8之前经历另外的氟化。
因此，再循环流收集管道12进料另外的催化氟化反应器16。适当时，如所说明的，HF供应管13可连接至再循环流收集管道12以供应新鲜的HF。适当时，如所说明的，氧化剂供应管道14可连接至再循环流收集管道12以提供能够保持催化剂的催化活性的氧化剂的供应。
可在再循环流收集管道12上提供加热和蒸发工具15以将所述流带至用于在另外的催化氟化反应器16中进行的另外的氟化反应所需的温度。
在所述实例中，用于供应包括HF的气流的管道5(先前描述的)直接地来自另外的催化氟化反应器16。因此，除了HF(和，适当时，氧化剂)，包括HF的气流包括来自另外的氟化反应的氟代产物。
如果需要，可将新鲜的HF的供应和/或氧化剂的供应添加至用于供应包括HF的气流的管道5中。
包括两个不同的催化氟化步骤的生产方法的原理(在这两个步骤之间进行用氯代反应物(HCC-240db)的进料)被详细地描述于WO2013/088195中，其通过引用的方式提及。
在前述描述中，包括HF的气流(其用于蒸发氯代化合物的液流)对应于来自再循环流的另外的氟化反应的流。其它变化是可能的：
-包括HF的气流可为来自再循环流的另外的氟化反应的流，用另外的HF和/或另外的氧化剂补充；
-包括HF的气流直接地可为再循环流或部分再循环流(没有另外的氟化反应步骤)；
-包括HF的气流可直接为再循环流(没有另外的氟化反应步骤)，用另外的HF和/或另外的氧化剂补充；
-包括HF的气流可为任选地包括新鲜的氧化剂的新鲜的HF的流。
在后者情况下，如果再循环流存在，其可在混合包括HF的气流与氯代化合物的液流的步骤之后引入；和如果进行再循环流的另外的氟化反应，可在混合包括HF的气流与氯代化合物的液流的步骤之后引入来自该反应的流。
现参照图2描述另一实施方案：其为用于由PER生产HFC-125的方法(以及用于实施所述方法的装置)。
所述装置包括用于供应包括HF的气流的管道25和用于供应PER的液流的管道21，其都进料为静态混合器的混合和蒸发单元22。气体混合物收集管道23在所述单元的出口处连接，并且进料一个或一组的若干氟化反应器(未示出)。
在用于供应包括HF的气流的管道25上提供加热工具26a、26b、26c。在气体混合物收集管道23上提供加热工具24a、24b。
根据一个实施方案，包括HF的气流通过加热和，适当时，蒸发在处理和分离来自催化氟化反应的产物流后收集的再循环流而得到。
所用的加热工具26a、24a中的一些可为热保存交换器。
一般在本发明方法的实施中考虑的重要参数如下：
-包括HF的气流的流速必须高于氯代化合物的流动速率，并且其相对于后者足够高以容许氯代化合物的完全蒸发和避免包括HF的气流的部分冷凝；因此，优选地，包括HF的气流和氯代化合物的流之间的质量(mas)流的比为1-30、优选地1.2-25和更特别优选地1.5-20；
-出于相同的原因，包括HF的气流的温度必须足够高(其在任何情况下必须高于氯代化合物的蒸发温度，在所考虑的压力下)；
-在氯代化合物蒸发之后，包括HF的气流的温度和气体混合物的温度之间的差值必须保持相对低，优选地小于或等于50℃、或小于或等于30℃或25℃。
当包括HF的气流的温度相对低时(例如约150或200℃)，相对高的质量流速(气流/液流)比是必要的以确保氯代化合物的完全蒸发。然而，所得到的温度差异相对低。在该方案中，由HF的低聚产生的热用于蒸发氯代化合物。
当包括HF的气流的温度相对高时(例如约250或300℃)，较低的质量流速比是必要的，但是得到的温度差异相对高。在该方案中，HF蒸气不是低聚形式，并且氯代化合物的蒸发的热由过热的HF的冷却提供。
实施例
随后的实施例不限制性地说明本发明。
实施例1–与和氯代化合物的混合相关的HF流的温度的降低的研究
对于本研究，根据图1的方案考虑了HCC-240db至HFO-1234yf的氟化反应。
考虑了：1600kg/h的HFO-1234yf的产率，在4、5或7巴绝对压力下进行的氟化反应(反应器8)(视情况而定)、10、20或30的HF/氯代化合物摩尔比(视情况而定)、和60％或70％的HCFO-1233xf的转化率。在所有情况下，HCC-240db的进料速率为3100kg/h。
初步氟化反应(反应器16)被考虑为在350℃的温度下进行，并且包括HF的气流(管道5)因此被考虑为在该350℃的温度下。
考虑了关于HCC-240db的流的温度的三个条件：25℃(没有流的预热)、70℃或100℃。
以所有这些条件开始，从可获得的作为HCC-240db的温度的函数关于蒸气压的数据，在各自情况下可计算出在包括HF的流和HCC-240db的液流之间的混合之后流的温度。结果在图3中给出。
发现，HCC-240db的流的预热对最终温度的影响相对较小(在8℃下，在混合之后，流的最终温度的差别为2.4，取决于是否预热HCC-240db的流)。在反应前提供混合物的另外的加热(或，相反，冷却)的需要取决于所需的反应温度。
发现，总体上，与和HCC-240db的混合以及其蒸发相关的温度下降是适中的并且与所述方法的实施是相容的。
实施例2–在包括HF的气流和氯代化合物的流之间所需的质量流速比的 研究
对于本研究，使用了如实施例1中相同基本条件，取7巴绝对压力的压力。这里设想了在各温度下的HF(纯)的流，即150、200、250或300℃。根据该情况，在与HCC-240db混合之后，温度的较大或较小的减小是可接受的(标记为ΔT，作为绝对值)，并且从其可推断出相应的质量流速比(R)(包括HF的气流的质量流速相对HCC-240db的质量流速)。
还计算了容许HCC-240db的完全蒸发的ΔT和R的极限值(没有导致包括HF的气流的冷凝)。结果被整理于下表中：
实施例3-小规模实验
将来自氟化反应器的包括HF的气流和240db的预热液流混合。来自氟化反应器的包括HF的气流的流速为20-50kg/h。该气流在320℃-350℃的温度和3-5巴的绝对压力下。240db的液流的流速为3-4kg/h。在4-6巴的绝对压力下将240db的该液流预热至100℃-120℃的温度。
当两个流混合时，240db的液流通过包括HF的流被瞬间蒸发并且由这两个流的混合得到的气流的温度在3-5巴绝对压力下为280℃-330℃。该所得到的流在给其中进行240db至1233xf氟化的另一氟化反应器进料前，可任选地被重新加热至350℃-380℃的温度。

Claims (16)

1.用于生产氟代化合物的方法，包括：
-供应包括氢氟酸的气流；
-供应至少一种氯代化合物的液流并且通过与所述气流混合而蒸发所述化合物，所得的混合物为气态混合物；
-使氯代化合物与氢氟酸在气相中催化反应并且收集产物流。
2.如权利要求1所述的方法，其中：
-所述氯代化合物为氯碳、氯代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氯烯烃、氢氯烯烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；并且其中氟代化合物为氟碳、氟代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氟烯烃、氢氟烯烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；和
-优选地，所述氯代化合物选自1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3,3-五氯丙烷、1,1,2,2,3-五氯丙烷、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、全氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,2,3-四氯丙烯、2,3,3,3-四氯丙烯、1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-优选地，所述氟代化合物选自五氟乙烷、1-氯-2,2-二氟乙烷、1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-更特别优选地，所述氯代化合物为全氯乙烯并且氟代化合物为五氟乙烷，或氯代化合物为1,1,1,2,3-五氯丙烷并且氟代化合物为2,3,3,3-四氟丙烯。
3.如权利要求1或2中所述的方法，其中在静态混合器中进行氯代化合物的液流与包括氢氟酸的气流的混合。
4.如权利要求1-3中的一项所述的方法，包括用于产物流的分离的一个或多个步骤，使得可收集一方面的氟代化合物的流和另一方面的再循环流。
5.如权利要求4中所述的方法，其中所述再循环流提供包括氢氟酸的气流，任选地在供应氢氟酸之后。
6.如权利要求4中所述的方法，包括再循环流的催化氟化的步骤，合适时供应氢氟酸，在该氟化步骤结束时收集包括氢氟酸的气流。
7.如权利要求1-6中的一项所述的方法，包括加热氯代化合物的液流至低于其蒸发温度的温度的步骤。
8.如权利要求1-7中的一项所述的方法，在氯代化合物的液流与包括氢氟酸的气流的混合步骤后，并且在氯代化合物与氢氟酸的催化反应的步骤前包括：
-加热所述混合物的步骤；或
-冷却所述混合物的步骤。
9.用于生产氟代化合物的装置，包括：
-用于供应氯代化合物的液流的管道(2)；
-用于供应包括氢氟酸的气流的管道(5)；
-通过用于供应氯代化合物的液流的管道(2)和用于供应包括氢氟酸的气流的管道(5)进料的混合和蒸发单元(4)；
-在混合和蒸发单元(4)的出口处的用于收集气体混合物的管道(6)；
-通过用于收集气体混合物的管道(6)进料的催化氟化反应器(8)；和
-在催化氟化反应器(8)的出口处的用于收集产物流的管道(9)。
10.如权利要求9中所述的装置，其中：
-氯代化合物为氯碳、氯代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氯烯烃、氢氯烯烃或氢氯氟烯烃；并且其中氟代化合物为氟碳、氟代烃、氯氟碳、氢氯氟碳、氟烯烃、氢氟烯烃或氢氯氟烯烃；和
-优选地，所述氯代化合物选自1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2,3-五氯丙烷、1,1,1,3,3-五氯丙烷、1,1,2,2,3-五氯丙烷、2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、全氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,2,3-四氯丙烯、2,3,3,3-四氯丙烯、1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-优选地，所述氟代化合物选自五氟乙烷、1-氯-2,2-二氟乙烷、1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯、和其混合物；
-更特别优选地，所述氯代化合物为全氯乙烯并且氟代化合物为五氟乙烷，或氯代化合物为1,1,1,2,3-五氯丙烷并且氟代化合物为2,3,3,3-四氟丙烯。
11.如权利要求9或10中所述的装置，其中混合和蒸发单元(4)是静态混合器。
12.如权利要求9-11中的一项所述的装置，包括：
-通过产物流收集管道(9)进料的至少一个分离单元(10)；和
-在分离单元(10)的出口处的再循环流收集管道(12)和氟代化合物收集管道(11)。
13.如权利要求12中所述的装置，其中再循环流收集管道(12)和任选的氢氟酸供应管道(13)进料用于供应包括氢氟酸的气流的管道(5)。
14.如权利要求12中所述的装置，包括至少部分地通过再循环流收集管道(12)进料的催化氟化反应器(16)，合适时供应氢氟酸，用于供应包括氢氟酸的气流的管道(5)来自催化氟化反应器(16)。
15.如权利要求9-14中的一项所述的装置，包括在用于供应氯代化合物的液流的管道(2)上的加热工具(3)。
16.如权利要求9-15中的一项所述的装置，包括在气体混合物收集管道(6)上加热工具或冷却工具(9)。
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