CN112794787B - 气相连续制备3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气相连续制备3,3,3‑三氟‑2‑(三氟甲基)‑1‑丙烯的方法,以八氟异丁烯为原料通过加氢‑脱氟化氢‑加氢‑脱氟化氢四步气相连续反应,得到3,3,3‑三氟‑2‑(三氟甲基)‑1‑丙烯。本发明的加氢催化剂、脱氟化氢催化剂均具有活性高、使用寿命长的特点;并通过气相独立循环工艺,将反应不完全的物料进行独立循环,可以使初始原料几乎完全地转化3,3,3‑三氟‑2‑(三氟甲基)‑1‑丙烯,最终从工艺体系中高效率、气相连续循环地采出的是产品3,3,3‑三氟‑2‑(三氟甲基)‑1‑丙烯,从而不产生液废和废气,实现绿色生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种气相连续制备3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的方法,尤其涉及一种以八氟异丁烯为起始原料,经气相氢化、气相脱氟化氢、气相氢化、气相脱氟化氢共四步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的方法。
背景技术
目前,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的现有合成路线主要有以下七种:
路线1:以六氟丙烯和二氟甲烷为起始原料
文献“Journal of Fluorine Chemistry 108 (2001) 15-20”和专利EP1175380报道了以六氟丙烯和二氟甲烷(HFC-32)为起始原料经两步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的技术路线:(1)第一步反应:在五氟化锑作用下,六氟丙烯与HFC-32在50℃反应8小时,得到1,1,1,2,3,3,3-七氟-2-(一氟甲基)丙烷的收率为90%;(2)第二步反应:在氩气保护下,1,1,1,2,3,3,3-七氟-2-(一氟甲基)丙烷与锌粉在500℃反应2小时,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,收率为72%。锌粉还可以替换为铁粉(氢气保护,收率67%)、镍粉(氩气保护,收率58%)、热解石墨(氩气保护,收率57-67%)等。该路线存在以下问题:第二步反应的温度太高,会产生大量的废固金属氟化物,而且产物的产率较低。
路线2:以3,3,3-三氟-2(三氟甲基)丙酸氯甲酯为原料
US4739123报道了3,3,3-三氟-2(三氟甲基)丙酸氯甲酯与三丁胺在65℃反应3小时,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,收率为76%。三丁胺可以替换为三乙胺(收率为72%)、吡啶(收率为70%)。该路线存在以下缺点:(1)原料难以获取;(2)会产生大量废弃的铵盐。
路线3:以七氟异丁烯基甲醚为起始原料
CN107032950报道了以七氟异丁烯基甲醚为起始原料经四步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的技术路线:(1)第一步反应:方法一:无水甲醇为溶剂,摩尔比为2:1的七氟异丁烯基甲醚与硼氢化钾在10℃反应2小时,七氟异丁烯基甲醚的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯基甲醚的选择性为97.3%;方法二:在水中,在四丁基溴化铵作用下,摩尔比为1:1的七氟异丁烯基甲醚与硼氢化钠在5℃反应1小时,四丁基溴化铵的质量是七氟异丁烯基甲醚的0.1%,则七氟异丁烯基甲醚的转化率为97.6%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯基甲醚的选择性为90.8%;(2)第二步反应:在75%硫酸作用下,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯基甲醚在75℃反应4小时,得到六氟异丁醛,收率为95%。75%硫酸可以替换为98%硫酸、48%氢溴酸;(3)第三步反应:在三口烧瓶中,在7%Pd/C催化剂作用下,六氟异丁醛与氢气反应,其中催化剂的重量是六氟异丁醛的2%,反应压力0.3MPa,在40℃下反应2小时,则六氟异丁醛的转化率为100%,六氟异丁醇的选择性为96.4%;(4)第四步反应:在溶剂1,1-二氯乙烷中,摩尔比为1:3的六氟异丁醇与氢氧化钾在20℃反应3小时,则六氟异丁醇的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为70%。该路线存在以下问题:(1)采用液相工艺,使用大量溶剂,会产生大量废液和废固,严重污染环境;(2)原料难以获取。
路线4:以五氟异丁烯为起始原料
文献“Journal of the Chemical Society; (1953); p. 3565,3570”报道了以五氟异丁烯为起始原料经三步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的技术路线:(1)第一步反应:在太阳光照下,五氟异丁烯与氯气反应20分钟,得到1,2-二氯-1,1,3,3,3-五氟-2-甲基丙烷,收率100%;(2)第二步反应:在带有一段蒸馏柱的反应器中,1,2-二氯-1,1,3,3,3-五氟-2-甲基丙烷缓慢滴加到氢氧化钾粉末中,温度50℃,等待反应体系出现回流,然后缓慢上升到120℃,必须保证柱子上端的温度小于60℃,可以同时蒸馏出反应产物。上述过程反应2天,得到3-氯-3,3-二氟-2-三氟甲基-1丙烯,收率为28%,沸点为52-55℃;(3)第三步反应:3-氯-3,3-二氟-2-三氟甲基-1丙烯与二氯三氟化锑先在20℃反应5小时,再在50℃反应3小时,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,收率为93%。该路线存在以下问题:(1)原料难以获取;(2)第二步反应采用大量KOH作为脱氯化氢试剂,会产生大量废固,且中间体3-氯-3,3-二氟-2-三氟甲基-1丙烯的产率太低,导致整个路线合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的的单程产率太低。
路线5:以六氟丙烯和硫为起始原料
文献“Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.251 (1990); Vol. 63, p.154(1985)”、“Journal of the Chemical Society, 1964, p. 2944 - 2947”和US4244891 联合报道了以六氟丙烯和硫为起始原料经两步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的技术路线:(1)第一步反应:方法一:在DMF溶剂中,KF催化作用下,六氟丙烯与硫在40-45℃反应,得到2,2,4,4-tetrakis(trifluoromethyl)-1,3-dithietane,收率80%-85%,沸点为106-108度;方法二:在装有活性碳的固定床中,六氟丙烯与硫(氮气携带蒸发的硫进入固定床)在425℃反应,得到2,2,4,4-tetrakis(trifluoromethyl)-1,3-dithietane,收率为12.8%,沸点110℃;另外得到收率为34.47%的硫代六氟丙酮,原料六氟丙烯的回收率为39.82%;(2)第二步反应:方法一:在520℃的反应管中,2,2,4,4-tetrakis(trifluoromethyl)- 1,3-dithietane和氦气稀释的烯酮进入反应管反应,2,2,4,4-tetrakis(trifluoromethyl)-1,3-dithietane、氦气、烯酮的物料摩尔比为20/3/3,接触时间4.2秒,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的收率为35%;方法二:采用两个反应器串联的方法,即:一反是物料摩尔比为1:1.53的六氟丙烯和硫在活性碳作用下、380℃至425℃反应,得到的产物冷却至150℃,将硫进行分离,其他气相物质进入二反继续反应;装填了氧化铝的二反在500度,通入乙酸酐和一反出来的物流进行反应,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,运行3.8小时后,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯总收率为48.2%(以起始原料六氟丙烯计)。该路线存在以下问题:(1)总产率太低;(2)气相连续法具有一定的工业价值,然而硫的有效计量是一个技术挑战,很容易堵塞管路,所以管路和计量仪器的保温显得很重要。
路线6:以1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇为原料
文献“Tetrahedron; vol. 27; (1971); p. 3345 - 3355 ”报道了在可密闭的容器中,1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇为原料与四氟化硫在90℃至95℃反应18小时,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,收率为72%。该路线存在以下问题:(1)原料难以获取,且收率低下;(2)SF4是剧毒物质。
路线7:以八氟异丁烯为起始原料
文献“Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR, Division ofChemical Science (English Translation); (1960); p. 1312 - 1317”报道了以八氟异丁烯为起始原料经四步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的技术路线:(1)第一步反应:在密闭容器中,1%Pd/氧化铝催化剂催化摩尔比为1:1.5的八氟异丁烯与氢气在温度55-60℃下反应,得到1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷,收率85%;(2)第二步反应:在氢氧化钾存在下,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷发生脱氟化氢反应,温度40-50℃,时间15-20分钟,得到1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,收率76%;(3)第三步反应:在密闭容器中,1%Pd/氧化铝催化剂催化摩尔比为2:3的1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气在室温下反应,得到1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷,收率80%;(4)第四步反应:在二丁醚溶剂中,在氢氧化钾作用下,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷发生脱氟化氢反应,温度40-50℃,时间20-25分钟,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,收率70%。该路线存在以下缺陷:(1)第二步和第四步反应使用了大量溶剂和大量固体强碱,会产生大量液废和废固,严重污染环境;(2)第一步和第三步的加氢反应属于间歇工艺,且产物的收率低下。
截至目前,公开文献中还没有一条同时满足原料易得、单程产率高、容易实现气相连续化生产等特点的3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯合成路线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的不足,提供一种原料易得、单程产率高、催化剂活性高、容易实现气相连续化大规模生产3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的制备方法。
为了实现本发明的目的,本发明以八氟异丁烯为起始原料,经气相加氢、气相脱氟化氢、气相加氢、气相脱氟化氢共四步反应合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯。反应方程式如下:
一种气相连续制备3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的方法,包括以下步骤:
(1)气相加氢反应I:在加氢催化剂存在下,八氟异丁烯与氢气发生气相加成得到1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷;
(2)脱氟化氢反应I:在脱氟化氢催化剂存在下,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷为原料发生脱氟化氢反应,得到1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯;
(3)气相加氢反应II:在加氢催化剂存在下,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气发生气相加成得到1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷;
(4)脱氟化氢反应II:在脱氟化氢催化剂存在下,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷为原料发生脱氟化氢反应,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯;
所述加氢催化剂由钯、铂单质中的任意一种活性组分和CrF3、FeF3、CoF2、NiF2、ZnF2、MgF2、CaF2、BaF2、SrF2、AlF3、GaF3或InF3中任意一种载体组成,其中,活性组分和载体的质量百分含量分别为0.1-5%和95-99.9%;
所述脱氟化氢催化剂为Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Mg、Ca、Ba、Sr、Al、Ga或In的任意一种金属氟化物。
所述加氢催化剂由钯或铂单质作活性组分和CrF3、FeF3、CoF2、NiF2、ZnF2、MgF2、CaF2、BaF2、SrF2、AlF3、GaF3或InF3中任意一种载体组成,其中,活性组分和载体的质量百分含量分别为1-3%和97-99%。
所述加氢催化剂由钯或铂单质作活性组分和CrF3、FeF3、ZnF2、MgF2、AlF3中任意一种载体组成,其中,活性组分和载体的质量百分含量分别为2%和98%。
所述脱氟化氢催化剂为Cr、Fe、Co、Zn、Al的任意一种金属氟化物。
所述气相加氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为50~250℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1 :1~15,接触时间为1~100s,
所述脱氟化氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为300~550℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为1~100s。
所述气相加成反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为100~250℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1 :5~15,接触时间为10~100s。
所述气相加成反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为100~200℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1 :5~10,接触时间为10~60s。
所述脱氟化氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.3MPa,反应温度为350~550℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的接触时间为20~100s。
所述脱氟化氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.3MPa,反应温度为400~500℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60~100s。
所述加氢催化剂的制备方法如下:将贵金属的可溶盐溶解于水,用稀盐酸调节溶液pH值为4~6,得到浸渍液,其中贵金属的可溶盐为硝酸钯、醋酸钯、氯化钯、硝酸铂、醋酸铂、氯化铂、氯铂酸中的任意一种或数种;在常压和室温条件下,将浸渍液向载体滴加,滴加完毕后,维持浸渍1~5小时,经过滤、干燥得催化剂前驱体;将催化剂前驱体在氮气保护下,温度100~200℃干燥5~10小时,然后升温至250~350℃焙烧5~10小时,再用氮气和氢气摩尔比为4∶1的混合气体在200~300℃活化8~20小时,制得加氢催化剂。
所述加氢催化剂载体或者脱氟化氢催化剂的制备方法如下:(1)将金属的可溶盐溶解于水,然后滴加沉淀剂使金属离子沉淀完全,调节pH值为7.0~9.0,使其在搅拌条件下充分沉淀,陈化12~36小时,将形成的浆体过滤,然后在100~250℃干燥6~24小时,将所的固体粉碎,压制成型,得到前驱体;(2)将步骤(1)得到的前驱体,在氮气氛围下300℃~500℃进行焙烧6~24小时后,在200℃~400℃用摩尔比为1∶2的氟化氢与氮气组成的混合气体活化6~24小时,制得加氢催化剂载体或者脱氟化氢催化剂。
所述金属的可溶盐为Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Mg、Ca、Ba、Sr、Al、Ga或In的氯化盐、硝酸盐或醋酸盐中的任意一种或数种;所述沉淀剂为氨水。
本发明所述的沉淀剂除了氨水,还可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铷中的至少一种或数种。
本发明的制备方法属于气相独立循环连续工艺方法。由于原料和反应产物的沸点差异很大,一般可以采用蒸馏塔蒸馏的方式将原料和产物进行有效分离,将未反应的原料(包括八氟异丁烯和氢气)以及未反应的中间体1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷、1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯或者1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷继续循环至反应器继续参与反应,而产品3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯和副产物氟化氢则采出体系。其中,八氟异丁烯的沸点为7℃(760mmHg);1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的沸点为33-34℃(760mmHg);1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的沸点为17-18℃(760mmHg);1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的沸点为39-40℃(760mmHg);3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的沸点为14.5℃(760mmHg);氟化氢的沸点为19.5℃(760mmHg);氢气的沸点为-258.8℃(760mmHg)等等。
本发明用于反应的反应器类型不是关键,可以使用管式反应器等。另外,绝热反应器或等温反应器亦可用。
本发明的优点:
(1)本发明采用八氟异丁烯为起始原料合成3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的单程产率高;
(2)本发明中的加氢催化剂、脱氟化氢催化剂均具有活性高、使用寿命长的特点;
(3)本发明采用气相法制备3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,通过气相独立循环工艺,将反应不完全的物料进行独立循环,可以使初始原料几乎完全地转化3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,最终从工艺体系中采出的是产品3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,从而不产生液废和废气,实现绿色生产。
附图说明
下面结合附图说明对本发明做进一步详细说明。
图1表示八氟异丁烯为起始原料,经气相加氢反应、脱氟化氢反应、气相加氢反应、脱氟化氢反应共四步制备3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的制备工艺流程图。
在图1中的标号意义如下。管线:1、2、3、5、7、8、10、11、13、14、16、17、19、20、21、22、、24、26、27、29、30、32、33、35、36、38和39;第一反应器:4;第二反应器:9;第三反应器:23;第四反应器:28;第一蒸馏塔:6;第一HF吸附塔:12;第一HF解析塔:15;第二蒸馏塔:18;第三蒸馏塔:25;第二HF吸附塔:31;第二HF解析塔:34;第四蒸馏塔:37。
具体实施方式
参照图1对本发明进一步详细说明。但并不限制本发明。新鲜的八氟异丁烯经管线1与新鲜的氢气经管线2,以及经管线7循环使用的八氟异丁烯、氢气的混合物,一起经管线3进入装填有加氢催化剂的第一反应器4中进行气相加氢反应,反应产物流为1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷以及未反应的八氟异丁烯和氢气,反应产物流经管线5进入第一蒸馏塔6进行分离;第一蒸馏塔6的塔顶组分为八氟异丁烯和氢气,塔釜组分为1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷,塔顶组分经管线7和3继续循环至第一反应器4继续反应;第一蒸馏塔6的塔釜组分通过管线8与经管线20循环使用的1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷,一起经过管线11进入装填有脱氟化氢催化剂的第二反应器9进行气相脱氟化氢反应,反应产物流为1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯、氟化氢以及未反应的1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷,反应产物流经管线10进入装有质量百分比浓度为98%至100%硫酸的第一HF吸附塔12进行吸附;第一HF吸附塔12的塔顶组分为1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯和1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷,经管线13进入第二蒸馏塔18进行分离;第一HF吸附塔12的塔釜组分经管线14进入第一HF解析塔15进行解析;第一HF解析塔15的塔釜组分为硫酸,塔顶组分为HF,塔釜组分经管线17循环至HF吸附塔继续使用,而塔顶组分则经后续的干燥、精馏得到高纯的氟化氢或者配制成各种浓度的氢氟酸进行售卖;第二蒸馏塔18的塔釜组分为1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷,塔顶组分为1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,塔釜组分经管线20和管线11循环至第二反应9继续反应,而塔顶组分经管线19与新鲜的氢气经管线21,以及经管线26循环使用的1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯、氢气的混合物,一起经管线22进入装填有加氢催化剂的第三反应器23中进行气相加氢反应,反应产物流为1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷以及未反应的1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯和氢气,反应产物流经管线24进入第三蒸馏塔25进行分离;第三蒸馏塔25的塔顶组分为1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯和氢气,塔釜组分为1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷,塔顶组分经管线26和22继续循环至第三反应器23继续反应;第三蒸馏塔25的塔釜组分通过管线27与经管线39循环使用的1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷,一起经过管线29进入装填有脱氟化氢催化剂的第四反应器28进行气相脱氟化氢反应,反应产物流为3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯、氟化氢以及未反应的1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷,反应产物流经管线30进入装有质量百分比浓度为98%至100%硫酸的第二HF吸附塔31进行吸附;第二HF吸附塔31的塔顶组分为3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯和1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷,经管线32进入第四蒸馏塔37进行分离;第二HF吸附塔31的塔釜组分经管线33进入第二HF解析塔34进行解析;第二HF解析塔34的塔釜组分为硫酸,塔顶组分为HF,塔釜组分经管线36循环至第二HF吸附塔31继续使用,而塔顶组分则经后续的干燥、精馏得到高纯的氟化氢或者配制成各种浓度的氢氟酸进行售卖;第四蒸馏塔37的塔釜组分为1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷,塔顶组分为3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯,塔釜组分经管线39和管线29循环至第四反应28继续反应,而塔顶组分经过后续的除酸、除水、精馏可以得到目标产物3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯。
分析仪器:岛津GC-2010,色谱柱型号为InterCap1 (i .d . 0 .25 mm; length60 m; J & W Scientific Inc .)。
气相色谱分析方法:高纯氦气和氟化氢用作载气。检测器温度240℃,汽化室温度150℃,柱初温40℃,保持10分钟,20℃/min升温至240℃,保持10分钟。
催化剂制备:
1、加氢催化剂的制备:
(1)加氢催化剂的载体的制备:将三氯化铝溶解于水中,滴加浓氨水进行沉淀,调节pH值为7.5,然后陈化24小时,水洗、过滤,在120℃烘箱中干燥15小时,将所得固体进行粉碎,压片成型,制得载体的前驱体,将载体的前驱体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器,通入氮气在350℃焙烧12小时,氮气空速为200h-1,然后降温至300℃,同时通入物质的量比为1:2的氟化氢与氮气组成的混合气体,气体总空速为220h-1,活化12小时,停止上述混合气体,制得铝的氟化物。
替换其它的可溶性金属盐可以制备得到其它载体。
(2)浸渍法制备加氢催化剂:按照Pd、AlF3二者的质量百分含量分别为2%:98%将氯化钯溶解于水,用稀盐酸调节溶液pH值为4~6,得到浸渍液;在常压和室温条件下,将浸渍液向载体滴加,滴加完毕后,维持浸渍4小时,经过滤、干燥得催化剂前驱体;将催化剂前驱体在氮气保护下,温度120℃干燥8小时,然后升温至300℃焙烧8小时,再用氮气和氢气摩尔比为4∶1的混合气体在250℃活化14小时,制得加氢催化剂。
替换活性金属与载体种类及其含量可制备得到其它加氢催化剂。
2、脱氟化氢催化剂的制备:将三氯化铬溶解于水中,滴加浓氨水进行沉淀,调节pH值为7.5,然后陈化24小时,水洗、过滤,在120℃烘箱中干燥15小时,将所得固体进行粉碎,压片成型,制得催化剂前驱体,将催化剂前驱体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器,通入氮气在350℃焙烧12小时,氮气空速为200h-1,然后降温至300℃,同时通入物质的量比为1:2的氟化氢与氮气组成的混合气体,气体总空速为220h-1,活化12小时,停止上述混合气体,制得铬的氟化物。
替换其它的可溶性金属盐可以制备得到其它脱氟化氢催化剂。
下述实施例中的催化剂均按上述方法制备得到,对比例中的催化剂均为市售产品。
实施例1
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度50℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为73.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.8%。
实施例2
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度100℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为93.8%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.6%。
实施例3
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.5%。
实施例4
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度200℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.1%。
实施例5
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度250℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为98.2%。
实施例6
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:1,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为59.7%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.6%。
实施例7
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:5,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为91.7%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.5%。
实施例8
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:15,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.4%。
实施例9
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为1s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为48.5%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.8%。
实施例10
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为10s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为89.3%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.7%。
实施例11
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为100s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为97.5%。
实施例12
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为96.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.2%。
实施例13
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%FeF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为95.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为99.0%。
实施例14
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%MgF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为98.6%。
实施例15
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%ZnF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为91.6%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为98.7%。
实施例16
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度300℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为75.4%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.7%。
实施例17
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度350℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为82.5%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.5%。
实施例18
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为100%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.3%。
实施例19
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度450℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为100%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.1%。
实施例20
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度500℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为100%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为97.9%。
实施例21
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3制备的催化剂10mL。反应条件为:反应温度550℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为100%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为97.0%。
实施例22
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为1s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为53.7%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.5%。
实施例23
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为20s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为74.6%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.2%。
实施例24
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为100s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为100%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为98.8%。
实施例25
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.3MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为88.1%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.4%。
实施例26
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.5MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为59.4 %,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为98.5%。
实施例27
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填FeF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为91.7%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.0%。
实施例28
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为100%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为97.3%。
实施例29
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CoF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为90.2%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.1%。
实施例30
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填ZnF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为87.2%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.5%。
实施例31
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度50℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为67.1%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.9%。
实施例32
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度100℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为92.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.7%。
实施例33
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.4%。
实施例34
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度200℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为97.3%。
实施例35
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度250℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为94.7%。
实施例36
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:1,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为61.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.6%。
实施例37
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:5,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为87.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.4%。
实施例38
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:15,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.4%。
实施例39
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为1s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为50.3%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.7%。
实施例40
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为10s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为84.5%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.6%。
实施例41
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为100s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为96.2%。
实施例42
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.1%。
实施例43
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%FeF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为98.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.0%。
实施例44
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%MgF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为100%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.2%。
实施例45
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填2%Pd/98%ZnF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为98.1%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为99.2%。
实施例46
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度300℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为65.8%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.7%。
实施例47
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度350℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为82.4%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.6%。
实施例48
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.6%。
实施例49
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度450℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.3%。
实施例50
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度500℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为98.2%。
实施例51
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度550℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为94.3%。
实施例52
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为1s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为65.3%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.5%。
实施例53
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为20s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为87.6%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.4%。
实施例54
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为100s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.2%。
实施例55
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.3MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为81.4%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.1%。
实施例56
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CrF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.5MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为53.7%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为98.1%。
实施例57
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填FeF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为97.5%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.5%。
实施例58
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填AlF3催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为100%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为95.4%。
实施例59
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填CoF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为94.7%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.2%。
实施例60
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填ZnF2催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为91.9%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为99.4%。
对比实施例1
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填市售2%Pd/98%Al2O3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:八氟异丁烯的转化率为53.4%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的选择性为87.2%。
对比实施例2
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填市售CrF3作为催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的转化率为46.8%,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为91.6%。
对比实施例3
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填市售2%Pd/98%Al2O3催化剂10mL。反应条件为:反应温度150℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1:10,接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的转化率为42.1%,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的选择性为83.7%。
对比实施例4
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填市售CrF3作为催化剂10mL。反应条件为:反应温度400℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的接触时间为60s,反应压力为0.1MPa。运行10h后,反应产物经水洗、碱洗和干燥,取气相有机相进行GC分析。反应结果为:1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷的转化率为38.4%,3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的选择性为92.7%。
Claims (9)
1.一种气相连续制备3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)气相加氢反应I:在加氢催化剂存在下,八氟异丁烯与氢气发生气相加成得到1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷;
(2)脱氟化氢反应I:在脱氟化氢催化剂存在下,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷为原料发生脱氟化氢反应,得到1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯;
(3)气相加氢反应II:在加氢催化剂存在下,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气发生气相加成得到1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷;
(4)脱氟化氢反应II:在脱氟化氢催化剂存在下,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷为原料发生脱氟化氢反应,得到3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯;
所述加氢催化剂由钯、铂单质中的任意一种活性组分和CrF3、FeF3、CoF2、NiF2、ZnF2、MgF2、CaF2、BaF2、SrF2、AlF3、GaF3或InF3中任意一种载体组成,其中,活性组分和载体的质量百分含量分别为0.1-5%和95-99.9%;
所述脱氟化氢催化剂为Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Mg、Ca、Ba、Sr、Al、Ga或In的任意一种金属氟化物;
所述加氢催化剂的制备方法如下:将贵金属的可溶盐溶解于水,用稀盐酸调节溶液pH值为4~6,得到浸渍液,其中贵金属的可溶盐为硝酸钯、醋酸钯、氯化钯、硝酸铂、醋酸铂、氯化铂、氯铂酸中的任意一种;在常压和室温条件下,将浸渍液向载体滴加,滴加完毕后,维持浸渍1~5小时,经过滤、干燥得催化剂前驱体;将催化剂前驱体在氮气保护下,温度100~200℃干燥5~10小时,然后升温至250~350℃焙烧5~10小时,再用氮气和氢气摩尔比为4∶1的混合气体在200~300℃活化8~20小时,制得加氢催化剂;
所述加氢催化剂中的载体或者脱氟化氢催化剂的制备方法如下:1)将金属的可溶盐溶解于水,然后滴加沉淀剂使金属离子沉淀完全,调节pH值为7.0~9.0,使其在搅拌条件下充分沉淀,陈化12~36小时,将形成的浆体过滤,然后在100~250℃干燥6~24小时,将所得固体粉碎,压制成型,得到前驱体;2)将步骤1)得到的前驱体,在氮气氛围下300℃~500℃进行焙烧6~24小时后,在200℃~400℃用摩尔比为1∶2的氟化氢与氮气组成的混合气体活化6~24小时,制得加氢催化剂载体或者脱氟化氢催化剂,其中,金属的可溶盐为Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Mg、Ca、Ba、Sr、Al、Ga或In的氯化盐、硝酸盐或醋酸盐中的任意一种;所述沉淀剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铷中的一种或数种。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述加氢催化剂由钯或铂单质作活性组分和CrF3、FeF3、CoF2、NiF2、ZnF2、MgF2、CaF2、BaF2、SrF2、AlF3、GaF3或InF3中任意一种载体组成,其中,活性组分和载体的质量百分含量分别为1-3%和97-99%。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述加氢催化剂由钯或铂单质作活性组分和CrF3、FeF3、ZnF2、MgF2、AlF3中任意一种载体组成,其中,活性组分和载体的质量百分含量分别为2%和98%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述脱氟化氢催化剂为Cr、Fe、Co、Zn、Al的任意一种金属氟化物。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于:所述气相加氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为50~250℃,八氟异丁烯或1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1 :1~15,接触时间为1~100s,
所述脱氟化氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为300~550℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷或1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为1~100s。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述气相加成反应I的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为100~250℃,八氟异丁烯与氢气的物质的量之比为1 :5~15,接触时间为10~100s。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述气相加成反应II的反应条件为:反应压力0.1~0.5MPa,反应温度为100~200℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯与氢气的物质的量之比为1 :5~10,接触时间为10~60s。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述脱氟化氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.3MPa,反应温度为350~550℃,1,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-1-丙烯或1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为20~100s。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述脱氟化氢反应I、II的反应条件为:反应压力0.1~0.3MPa,反应温度为400~500℃,1,1,1,3,3,3-六氟-2-(一氟甲基)丙烷或1,1,1,3,3,3-六氟-2-(二氟甲基)丙烷的接触时间为60~100s。
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