CN113853367A - 用于纯化1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于中和包含1‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯、1,1‑二氯‑1,3,3‑三氟丙烷和式HX的一种或多种酸化合物的组合物A的工艺,其中X=F或Cl;所述工艺包含在能够限制1‑氯‑1,3,3‑三氟丙烯的形成的条件下使所述组合物A与溶液B接触的步骤a)。

Description

用于纯化1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺
技术领域
本发明涉及用于纯化氢氯氟烯烃的工艺。特别地,本发明涉及用于纯化1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺。本发明还涉及用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺。
背景技术
3,3,3-三氟-1-氯丙烯,或替代地1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd),以两种异构体的形式存在:顺式异构体,即Z-3,3,3-三氟-1-氯丙烯(HCFO-1233zdZ),和反式异构体,即E-3,3,3-三氟-1-氯丙烯(HCFO-1233zdE)。它们分别具有对于反式化合物18.5℃和对于顺式化合物39.5℃的不同沸点。
基于E-3,3,3-三氟-1-氯丙烯(HCFO-1233zdE)的流体在各种工业领域中存在多种应用,尤其是作为传热流体、推进剂、发泡剂、起泡剂、气态电介质、单体或聚合介质、载体流体、研磨剂、干燥剂和用于能源生产单元的流体。
HCFO-1233zdE的制造伴随大量沸点接近HCFO-1233zdE的副产物。这导致相对复杂并且昂贵的纯化步骤。在HCFO-1233zdE的纯化期间遇到的困难一般遗留下目标产物的显著损失。此外,副产物可以与HCFO-1233zdE形成共沸组合物,从而使通过简单的蒸馏来分离非常困难,或甚至不可能。特别地,所述纯化步骤包括在反应器的出口处中和粗产物的步骤,以去除残留的痕量酸即HCl和HF。此中和步骤一般通过碱性溶液来实施。
由WO 2015/167784知晓用于通过一系列步骤分离HCFO-1233zd和HF的工艺,该一系列步骤包括例如蒸馏以在蒸馏塔的顶部处去除HCl,在塔的底部处冷却物流以获得两相混合物,将该两相分离和用吸附剂处理所述相之一,该吸附剂可以为液体吸附剂(水、NaOH或KOH)。
还由WO 2016/148957知晓用于纯化HCFO-1233zdE的工艺,该工艺包含洗涤步骤、冷凝和相分离步骤以及最终地干燥步骤。还由WO 2014/010530、WO 2014/189674和WO2014/099464知晓用于制备HCFO-1233zd的工艺,该工艺包含纯化步骤例如用水洗涤或用碱性溶液洗涤。
在HCFO-1233zd的纯化期间,为了去除酸性杂质例如HF或HCl而实施的处理可有助于某些杂质的形成。
因此,必须实施新的酸杂质的中和条件,以使得HCFO-1233zdE的降解最小化。存在对于使得由脱氯化氢反应所致的副产物或其它杂质的产生最小化的用于纯化反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的高效工艺的需求。
发明内容
根据第一方面,本发明提供用于中和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和式HX的一种或多种酸化合物的组合物A的工艺,其中X=F或Cl;所述工艺包含在能限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的条件下使组合物A与溶液B接触的步骤a)。
优选地,所述溶液B为碱性溶液。该溶液B旨在中和全部或部分如前文所定义的式HX的酸化合物。
申请人已观察到,在1-氯-3,3,3-三氟丙烯的生产和纯化期间,尤其是在中和存在于反应介质中的酸化合物的步骤期间,化合物1-氯-1,3,3-三氟丙烯以并非不显著的量形成。申请人已惊奇地确认了使得可在纯化工艺期间、尤其是在中和步骤期间限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的操作条件。
根据一种优选实施方式,所述条件包含如下实施步骤a):用包含碱金属氢氧化物的溶液B,优选地用包含NaOH或KOH的溶液B;尤其是用包含NaOH的溶液B。
根据一种优选实施方式,步骤a)的所述溶液B为水溶液。
根据一种优选实施方式,所述碱金属氢氧化物的含量为基于所述溶液B的总重量计的2至40%重量。
根据一种优选实施方式,步骤a)在10℃至90℃的温度下实施。
根据一种优选实施方式,步骤a)以在1秒和5分钟之间的停留时间实施。
根据一种优选实施方式,1-氯-3,3,3-三氟丙烯呈反式形式。
根据一种优选实施方式,步骤a)使得可获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1-氯-1,3,3-三氟丙烯和1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的气体物流C。
根据一种优选实施方式,1-氯-1,3,3-三氟丙烯通过1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的脱氯化氢获得。1-氯-1,3,3-三氟丙烯通过在碱性介质中1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的脱氯化氢获得。
根据第二方面,本发明提供用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺,该工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,在足以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷、HF和/或HCl的物流D的条件下,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触;
ii)由在步骤i)中获得的物流D开始来实施根据本发明的中和工艺。
根据第三方面,本发明提供包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-1,3,3-三氟丙烯的组合物,所述组合物中1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为小于110ppm。
根据一种优选实施方式,所述组合物中1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为大于90%。
根据一种优选实施方式,1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为小于100ppm,优选地小于90ppm,更优先地小于80ppm,特别为小于70ppm,更特别为小于60ppm,优选地小于50ppm。
根据一种优选实施方式,所述组合物还包含1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷。
根据另一方面,本发明提供用于在存在碱性溶液的情况下通过1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的脱氯化氢来制备1-氯-1,3,3-三氟丙烯的工艺。
根据一种优选实施方式,所述碱性溶液包含碱金属或碱土金属氢氧化物;优选地,所述碱性溶液包含NaOH或KOH。
根据一种优选实施方式,所述工艺于在10℃和150℃之间、优选地在10和90℃之间的温度下实施。
具体实施方式
根据第一方面,本发明涉及用于中和组合物A的工艺。优选地,本发明涉及用于在能够限制在中和由1-氯-3,3,3-三氟丙烯的生产所致的酸化合物期间的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的条件下中和所述组合物的工艺。优选地,所述组合物A包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和式HX的酸化合物,其中X=F或Cl。优选地,所述工艺包含在能够限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的条件下使所述组合物A与溶液B接触的步骤a)。优选地,所述溶液B为碱性溶液。
优选地,所述条件包含在能够限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的条件下使所述组合物A与包含碱金属氢氧化物的溶液B接触的步骤a)。
因此,本发明提供用于中和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和式HX的酸化合物的组合物A的工艺,其中X=F或Cl;所述工艺包含在能够限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的条件下使所述组合物A与包含碱金属氢氧化物的溶液B接触的步骤a)。
优选地,所述条件包含用包含作为碱金属氢氧化物的NaOH或KOH的溶液B来实施步骤a)。
因此,本发明提供用于中和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和式HX的酸化合物的组合物A的工艺,其中X=F或Cl;所述工艺包含使所述组合物A与包含NaOH或KOH的溶液B接触的步骤a)。
优选地,所述条件包含用包含作为碱金属氢氧化物的NaOH的溶液B来实施步骤a)。
因此,本发明提供用于中和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和式HX的酸化合物的组合物A的工艺,其中X=F或Cl;所述工艺包含使所述组合物A与包含NaOH的溶液B接触的步骤a)。
根据一种优选实施方式,碱金属氢氧化物的含量为基于所述溶液B的总重量计在2和40%重量之间。特别地,碱金属氢氧化物的含量为基于所述溶液B的总重量计在5和25%重量之间。更特别地,碱金属氢氧化物的含量为基于所述溶液B的总重量计的10至25%重量。碱金属氢氧化物的含量可以为基于所述溶液B的总重量计的15至25%重量。
因此,在一种优选实施方式中,所述溶液B以以下的重量含量包含NaOH:基于所述溶液B的总重量计的2至40%重量,有利地基于所述溶液B的总重量计的5至25%重量,特别为基于所述溶液B的总重量计的10至25%重量。NaOH的含量可以为基于所述溶液B的总重量计的15至25%重量。
优选地,步骤b)的所述溶液B为水溶液,尤其为碱性水溶液。
有利地,所述溶液B为包含由NaOH组成的碱金属氢氧化物的水溶液,优选地碱性水溶液。优选地,所述溶液B为包含由NaOH组成的至少一种碱金属氢氧化物的水溶液,优选地碱性水溶液;在所述溶液中NaOH的重量含量为2至40%重量,特别地在所述溶液中NaOH的重量含量为5至25%重量,更特别为10至25%重量或15至25%重量,基于所述溶液B的总重量计。
所述组合物A可以任选地包含1-氯-1,3,3-三氟丙烯。根据一种优选实施方式,步骤a)使得可获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1-氯-1,3,3-三氟丙烯和1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的气体物流C。
优选地,所述物流C中1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为小于或等于110ppm,有利地小于或等于100ppm,优选地小于或等于90ppm,更优先地小于或等于80ppm,特别为小于或等于70ppm,更特别为小于或等于60ppm,优选地小于或等于50ppm。
优选地,所述物流C中1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为大于85%,有利地大于87%,优选地大于90%,更优先地大于92%,特别为大于95%,更特别为大于97%,优选地大于99%。
因此,所述物流C可以包含大于85%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
有利地,所述物流C可以包含大于87%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
优选地,所述物流C可以包含大于90%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优选地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
更优先地,所述物流C可以包含大于92%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
特别地,所述物流C可以包含大于95%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
更特别地,所述物流C可以包含大于97%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
优选地,所述物流C可以包含大于99%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优选地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。
所述物流C中1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量可以为在10和200ppm之间,优选地在20和150ppm之间,特别地在50和100ppm之间。
因此,所述物流C可以包含大于85%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
有利地,所述物流C可以包含大于87%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
优选地,所述物流C可以包含大于90%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
更优先地,所述物流C可以包含大于92%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
特别地,所述物流C可以包含大于95%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
更特别地,所述物流C可以包含大于97%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
优选地,所述物流C可以包含大于99%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。
特别地,在前文所定义的所述物流C的任一种中或在如前文所定义的组合物A的任一种中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的异构体代表。优选地,在前文所定义的所述物流C的任一种中或在如前文所定义的组合物A的任一种中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
所述溶液B可以任选地包含还原剂,例如亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。
替代地,所述溶液B可以是含有溶剂的有机溶液。所述溶剂定义为1-氯-3,3,3-三氟丙烯至少部分可溶于其中的惰性的有机化合物。所述溶剂优选地选自烃、醚、醇、烷基卤化物、取代的或未取代的苯、烷基腈、酰胺、亚砜、砜、磷酸酯及其混合物。优选地,所述溶剂选自醚、醇、烷基卤化物、取代的或未取代的苯、烷基腈、酰胺、亚砜、砜、及其混合物。所述醚包括非环烷基醚、环醚、全氟化的醚、甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、及其混合物。所述非环烷基醚包括二甲基醚、乙基醚、甲基乙基醚、及其混合物。所述环醚包括2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃、1,4-二氧六环、及其混合物。所述全氟化的醚包括全氟-N-甲基吗啉、全氟四氢呋喃、及其混合物。所述醇包括烷基醇、二醇、甘油、及其混合物。所述烷基醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、2-甲基-2-丙醇、环己醇、及其混合物。二醇的实例包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇、及其混合物。所述取代的或未取代的苯包括烷基苯、卤代苯、苯基腈酚、茴香醚、联苯、硝基苯、及其混合物。所述烷基苯包括甲苯、乙基苯、o-二甲苯、m-二甲苯、p-二甲苯、均三甲苯、均四甲苯、2-苯基己烷、及其混合物。所述卤代苯包括氟苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、及其混合物。所述烷基卤化物包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯乙烷、1,2-二氯乙烷、及其混合物。所述烷基腈包括乙腈、丁腈、甲基戊二腈、己二腈、及其混合物。所述酰胺包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基-乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、及其混合物。所述亚砜包括二甲亚砜。所述砜包括环丁砜。
当所述溶液B为有机溶液时,其包含至少一种由NaOH组成的碱金属氢氧化物,优选地以基于所述溶液B的总重量计2至40%的重量含量,特别为基于所述溶液B的总重量计5至20%重量的重量含量。
优选地,无论溶液B是什么,本工艺的步骤a)均在10℃至90℃、有利地10℃至80℃、优选地10℃至70℃、特别为10℃至60℃的温度下实施。
优选地,步骤a)在停留时间为在1秒和5分钟之间、特别地在5秒和5分钟之间、更特别地在10秒和5分钟之间、优选地在15秒和5分钟之间的情况下实施。
根据本发明的第二方面,提供了用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺。
用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,在足以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷、HF和/或HCl的物流D的条件下,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触;
ii)由在步骤i)中获得的物流D开始实施根据本发明的中和工艺。
特别地,在如前文和后文所描述的此生产工艺中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯异构体代表。优选地,在如前文和后文所描述的此生产工艺中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
优选地,所述步骤i)在液相,优选地HF低的液相中进行。
根据一种优选实施方式,所述起始组合物包含至少10%重量的所述至少一种氯化化合物,基于所述起始组合物的总重量计。所述起始组合物有利地包含至少15%重量的所述至少一种氯化化合物,优选地至少20%重量的所述至少一种氯化化合物,更优选地至少25%重量的所述至少一种氯化化合物,特别为至少30%重量的所述至少一种氯化化合物,更特别为至少35%重量的所述至少一种氯化化合物,优先地至少40%重量的所述至少一种氯化化合物,有利地优选地至少45%重量的所述至少一种氯化化合物,优选地优先地至少50%重量的所述至少一种氯化化合物,尤其优选地至少55%重量的所述至少一种氯化化合物,基于所述起始组合物的总重量计。
所述起始组合物优选地包含至少60%重量或至少65%重量或至少70%重量或至少75%重量或至少80%重量或至少85%重量或至少90%重量或至少95%重量或至少99%重量的所述至少一种氯化化合物,基于所述起始组合物的总重量计。
根据一种优选实施方式,所述至少一种氯化化合物为1,1,3,3-四氯丙烯(1230za)。因此,所述工艺包含在反应器中使氢氟酸(HF)与包含1,1,3,3-四氯丙烯(1230za)的起始组合物接触的步骤i),以产生包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯(1233zd)、HF和HCl的物流D;所述步骤i)在如下文所定义的低HF液相中进行。本工艺优选地使得能生产呈顺式和反式异构体两者的混合物的形式的1-氯-3,3,3-三氟丙烯。本工艺使得能主要生产反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯异构体,优选地至少90mol%的反式异构体。
因此,所述起始组合物包含至少10%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,基于所述起始组合物的总重量计。所述起始组合物有利地包含至少15%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,优选地至少20%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,更优选地至少25%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,特别为至少30%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,更特别为至少35%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,优先地至少40%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,有利地优先地至少45%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,优选地优先地至少50%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,尤其优先地至少55%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,基于所述起始组合物的总重量计。
所述起始组合物优选地包含至少60%重量或至少65%重量或至少70%重量或至少75%重量或至少80%重量或至少85%重量或至少90%重量或至少95%重量或至少99%重量的1,1,3,3-四氯丙烯,基于所述起始组合物的总重量计。
根据一种优选实施方式,所述起始组合物包含小于15%重量的HF,基于所述起始组合物的总重量计,有利地小于10%重量的HF,优选地小于8%重量的HF,更优选地小于6%重量的HF,特别为小于5%重量的HF,更特别为小于4%重量的HF,优先地小于2%重量的HF,基于所述起始组合物的总重量计。在本工艺中,所述起始组合物优选地不含HF。术语“不含”表示小于500ppm、优选地小于100ppm、更特别为小于10ppm的按重量计的量。
所述低HF液相优选地为包含小于15%重量的HF、有利地小于10%重量的HF、优选地小于8%重量的HF、更优选地小于6%重量的HF、特别为小于5%重量的HF、更特别为小于4%重量的HF、优选地小于2%重量的HF的液相,基于所述液相的总重量计。
当正在实施步骤i)时,所述液相可以包含至少10%重量的式(I)的化合物C3HnFmClp(I),其中n为0至8的整数,m为0至8的整数,并且p为0至8的整数;优选地,n为0至8的整数,m为0至6的整数,并且p为0至6的整数。式(I)的化合物可以例如为C3Cl6、C3H4Cl4或C3H3Cl5。优选地,当正在实施步骤i)时,所述液相可以包含至少10%重量的式(I)的化合物C3HnFmClp(I),其中n为1至8的整数,m为0至4的整数,并且为0至4的整数;优选地,n为1至4的整数,m为0至3的整数,并且p为2至4的整数。所述式(I)的化合物可以为包含一个或多个氯原子和/或一个或多个氟原子的丙烷-或丙烯-型化合物。所述液相可以优选地包含至少10%重量的选自C3H2Cl4、C3H2Cl3F、C3H2Cl2F2、C3H3Cl5、C3H3Cl4F、C3H3Cl3F2和C3H3Cl2F3的式(I)的化合物。特别地,所述液相可以包含至少10%重量的选自C3H2Cl4、C3H2Cl3F和C3H2Cl2F2的式(I)的化合物。所述液相可以包含至少15%重量的式(I)的化合物C3HnFmClp(I),其中n为0至8的整数,m为0至8的整数,并且p为0至8的整数;优选地,n为0至8的整数,m为0至6的整数,并且p为0至6的整数。更特别地,当正在实施步骤i)时,所述液相可以包含至少15%重量的式(I)的化合物C3HnFmClp(I),其中n为1至8的整数,m为0至4的整数,并且p为0至4的整数;优选地,n为1至4的整数,m为0至3的整数,并且p为2至4的整数。所述液相可以优选地包含至少15%重量的选自C3H2Cl4、C3H2Cl3F、C3H2Cl2F2、C3H3Cl5、C3H3Cl4F、C3H3Cl3F2和C3H3Cl2F3的式(I)的化合物。特别地,所述液相可以包含至少15%重量的选自C3H2Cl4、C3H2Cl3F和C3H2Cl2F2的式(I)的化合物。所述液相可以包含至少20%重量、至少30%重量、至少40%重量、至少50%重量、至少60%重量、至少70%重量、至少80%重量或至少90%重量的式(I)的化合物C3HnFmClp(I),其中n为0至8的整数,m为0至8的整数,并且p为0至8的整数;优选地,n为0至8的整数,m为0至6的整数,并且p为0至6的整数。所述液相可以包含至少20%重量、至少30%重量、至少40%重量、至少50%重量、至少60%重量、至少70%重量、至少80%重量或至少90%重量的式(I)的化合物C3HnFmClp(I),其中n为1至8的整数,m为0至4的整数,并且p为0至4的整数;优选地,n为1至4的整数,m为0至3的整数,并且p为2至4的整数。所述液相可以优选地包含至少20%重量、至少30%重量、至少40%重量、至少50%重量、至少60%重量、至少70%重量、至少80%重量或至少90%重量的选自C3H2Cl4、C3H2Cl3F、C3H2Cl2F2、C3H3Cl5、C3H3Cl4F、C3H3Cl3F2和C3H3Cl2F3的式(I)的化合物。特别地,所述液相可以包含至少20%重量、至少30%重量、至少40%重量、至少50%重量、至少60%重量、至少70%重量、至少80%重量或至少90%重量的选自C3H2Cl4、C3H2Cl3F和C3H2Cl2F2的式(I)的化合物。
优选地,步骤i)在不存在催化剂的情况下实施。
替代地,步骤i)可以在存在催化剂的情况下进行。所述催化剂可以为TiCl4或SbCl5催化剂。所述催化剂还可以为离子液体。可以适用的离子液体为基于铝、钛、铌、钽、锡、锑、镍、锌或铁的Lewis酸衍生物。术语“离子液体”指在中等温度(优选地低于120℃)下为液体的离子属性的不含水的盐。离子液体优选地产生自有机盐和无机化合物之间的反应。离子液体优选地通过基于铝、钛、铌、钽、锡、锑、镍、锌或铁的至少一种卤素或氧卤Lewis酸与通式Y+A-的盐的反应获得,其中A-表示卤化物阴离子(溴化物、碘化物和优选地氯化物或氟化物)或六氟锑酸根(SbF6 -),而Y+表示季铵、季鏻或三元锍阳离子。所述基于铝、钛、铌、钽、锑、镍、锌或铁的卤素Lewis酸可以为氯、溴、氟或混合衍生物,例如氟氯酸。更特别地可以提及具有以下式的氯化物、氟化物或氯氟化物:
TiClxFy,其中x+y=4并且0≤x≤4
TaClxFy,其中x+y=5并且0≤x≤5
NbClxFy,其中x+y=5并且0≤x≤5
SnClxFy,其中x+y=4并且1≤x≤4
SbClxFy,其中x+y=5并且0≤x≤5
AlClxFy,其中x+y=3并且0≤x≤3
NiClxFy,其中x+y=2并且0≤x≤2
FeClxFy,其中x+y=3并且0≤x≤3
作为这样的化合物的实例,可以提及以下化合物:TiCl4、TiF4、TaCl5、TaF5、NbCl5、NbF5、SbCl5、SbCl4F、SbCl3F2、SbCl2F3、SbClF4、SbF5及其混合物。可以优选地使用以下化合物:TiCl4、TaCl5+TaF5、NbCl5+NbF5、SbCl5、SbFCl4、SbF2Cl3、SbF3Cl2、SbF4Cl、SbF5和SbCl5+SbF5。更特别优选的是基于锑的化合物。作为根据本发明可以使用的氧卤Lewis酸的实例,可以提及TiOCl2、TiOF2和SbOClxFy(x+y=3)。在盐Y+A-中,阳离子Y+可以符合以下通式之一:R1R2R3R4N+、R1R2R3R4P+、R1R2R3S+,其中符号R1至R4——其可以为相同的或不同的——各自表示具有1-10个碳原子的饱和或不饱和、环状或非环状、或芳族的烃基、氯烃基、氟烃基、氯氟烃基或氟碳基基团,其中这些基团中的一个或多个可能还含有一个或多个杂原子例如N、P、S或O。所述铵、鏻或锍阳离子Y+还可以形成具有1-3个氮、磷或硫原子的饱和或不饱和、或芳族的杂环的一部分,并且可以符合以下通式中的一个或另一个:
[化学式1]
Figure BDA0003366634990000131
其中R1和R2如前文所定义。在其式中含有两个或三个铵、鏻或锍位点的盐也可以适于使用。作为盐Y+A-的实例,可以提及四烷基铵氯化物和氟化物、四烷基鏻氯化物和氟化物以及三烷基锍氯化物和氟化物、烷基吡啶鎓氯化物和氟化物、二烷基咪唑鎓氯化物、氟化物和溴化物、和三烷基咪唑鎓氯化物和氟化物。尤其有价值的是三甲基锍氟化物或氯化物、N-乙基吡啶鎓氯化物或氟化物、N-丁基吡啶鎓氯化物或氟化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物或氟化物、和1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物或氟化物。可以通过卤素或氧卤Lewis酸和有机盐Y+A-的恰当混合以本身已知的方式来制备离子液体。尤其可以参考在文件WO 01/81353中描述的方法。替代地,催化剂可以为三氟甲磺酸或三氟乙酸,如US 6 166 274中所述。
根据一种优选实施方式,物流D除了1-氯-3,3,3-三氟丙烯之外还包含选自1,3,3,3-四氟丙烯和1,1,1,3,3-五氟丙烷的副产物。根据一种优选实施方式,在物流D中选自1,3,3,3-四氟丙烯和1,1,1,3,3-五氟丙烷的副产物的量为小于0.5mol%。所述物流D的1,3,3,3-四氟丙烯含量为优选地小于0.5mol%,更优选地小于0.4mol%,更特别为小于0.3mol%。所述物流D的1,1,1,3,3-五氟丙烷含量为优选地小于0.1mol%,更优选地小于0.075mol%,更特别为小于0.05mol%。
优选地,步骤i)在50℃至150℃的温度下,优选地在75℃至100℃的温度下实施。
优选地,步骤i)在5至20bara的压力下,优选地在10至18bara,更特别为12至18bara的压力下实施。
优选地,在反应器的入口处,HF/[氯化化合物]摩尔比为优选地在5和10之间,更优选地在5和7之间,更特别地在5和6之间。更特别地,当起始组合物中的所述氯化化合物为1,1,3,3-四氯丙烯(1230za)时,HF/1230za摩尔比为在5和10之间,更优选地在5和7之间,更特别地在5和6之间。
可以通过静态混合器向反应器中引入氢氟酸和所述起始组合物。优选地,在将氢氟酸引入到反应器中之前并因而在步骤i)的实施之前将氢氟酸加热。优选地,氢氟酸加热到100℃至170℃、优选地120℃至170℃、特别是125℃至165℃、更特别为125℃至155℃的温度。
根据一种特定实施方式,在步骤i)中获得的物流D可以在步骤ii)实施之前经受纯化步骤。替代地,在步骤i)中获得的物流D可以在步骤ii)中直接使用。
因此,所述生产工艺可以包含继步骤i)之后并且在步骤ii)之前的步骤i’),其包含处理物流D的步骤,以提供包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D1和包含至少50%重量的HF例如优选地至少70%重量的HF的物流D2。所述处理步骤(i’)优选地为回流塔,有利地在30和120℃之间的温度下实施以提供物流D2,该物流D2再循环至反应器。
根据一种特定实施方式,根据本发明的用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触,以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HF和HCl的物流D;
i’)处理物流D的步骤,以得到包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D1和包含至少50%重量的HF的物流D2;
ii)由在步骤i’)中获得的物流D1开始,实施根据本发明的中和工艺。
本生产工艺还可以包含继步骤i')之后并且在步骤ii)之前的步骤ii’)。优选地,所述步骤ii’)为从物流D1收取盐酸的步骤,以形成HCl的物流D3和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D4。步骤ii’)中HCl的收取优选地通过装备有底部再沸器和顶部回流系统的蒸馏塔来实现。在底部处的温度有利地为在20和110℃之间。在顶部处的温度有利地为在-50和0℃之间。HCl的蒸馏典型地在7和25bar之间的压力下进行。此收取步骤使得可获得其中HCl的量与物流D1中的HCl的量相比大大降低的物流D4。
因此,根据一种特定实施方式,根据本发明的用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触,以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HF和HCl的物流D;
i’)处理物流D的步骤,以得到包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D1和包含至少50%重量的HF的物流D2;
ii’)从物流D1收取盐酸,以形成HCl的物流D3和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D4;
ii)由在步骤ii’)中获得的物流D4开始,实施根据本发明的中和工艺,以形成气体物流C。
本生产工艺还可以包含继步骤ii')之后并且在步骤ii)之前的步骤iii')。优选地,步骤iii')为对物流D4进行分离的步骤,以形成包含至少90%重量、优选地至少98%重量并且特别为至少99%重量的HF的物流D5,和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D6。所述分离步骤优选地为倾析,其有利地在-50和50℃之间、优选地在-20℃和10℃之间的温度下实施。
因此,根据一种特定实施方式,根据本发明的用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触,以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HF和HCl的物流D;
i’)处理物流D,以得到包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D1和包含至少50%重量的HF的物流D2;
ii’)从物流D1收取盐酸,以形成HCl的物流D3和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D4;
iii’)对在步骤ii’)中获得的物流D4进行分离,以形成包含至少90%重量的物流D5和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D6;
ii)由在步骤iii’)中获得的物流D6开始,实施根据本发明的中和工艺,以形成气体物流C。
本生产工艺还可以包含继步骤iii’)之后并且在步骤ii)之前的步骤iv’)。优选地,步骤iv’)为用水洗涤的步骤。此步骤消除物流D6中含有的HCl的和HF的一部分。
因此,根据一种特定实施方式,根据本发明的用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触,以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HF和HCl的物流D;
i’)处理物流D,以得到包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D1和包含至少50%重量的HF的物流D2;
ii’)从物流D1收取盐酸,以形成HCl的物流D3和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D4;
iii’)对在步骤ii’)中获得的物流D4进行分离,以形成包含至少90%重量的物流D5和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D6;
iv’)用水洗涤在步骤iii’)中获得的所述物流D6,以形成包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流D7和酸性水溶液D8;
ii)由在步骤iv')中获得的物流D7开始,实施根据本发明的中和工艺,以形成气体物流C。
本生产工艺还可以包含继步骤ii)之后的步骤iii)。优选地,步骤iii)在于干燥包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述气体物流C,以形成包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的经干燥的物流C2。可以使用分子筛、沸石、无机盐例如硫酸钙或氯化钙、硅胶、活性炭来实施所述干燥步骤。分子筛和沸石的实例在文件WO 2017/050686中描述。无机盐、分子筛、硅胶和活性炭的实例也在WO 2017/031406中描述。分子筛、活性炭和硅胶的实例也在WO 2016/148957中描述。优选地,将使用分子筛、尤其是使用3A分子筛来实施所述干燥步骤。
本生产工艺还可以包含继步骤iii)之后的步骤iv)。优选地,步骤iv)包含对在步骤iii)中获得的所述物流C2进行蒸馏的一个或多个步骤。
因此,根据一种特定实施方式,根据本发明的用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触,以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HF和HCl的物流D;
i’)处理物流D,以得到包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D1和包含至少50%重量的HF的物流D2;
ii’)从物流D1收取盐酸,以形成HCl的物流D3和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D4;
iii’)对在步骤ii’)中获得的物流D4进行分离,以形成包含至少90%重量的物流D5和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、HCl和HF的物流D6;
iv’)用水洗涤在步骤iii’)中获得的物流D6,以形成包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流D7和酸性水溶液D8;
ii)由在步骤iv')中获得的物流D7开始,实施根据本发明的中和工艺,以形成气体物流C;
iii)干燥包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的所述气体物流C,以形成包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的经干燥的物流C2;和
iv)使用一个或多个蒸馏塔来蒸馏所述物流C2,以形成包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯的物流C3。
优选地,根据本发明的所述生产工艺以连续方式实施。
根据本发明的另一方面,提供了组合物。所述组合物包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-1,3,3-三氟丙烯。优选地,所述组合物中1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为小于110ppm。优选地,所述组合物中1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为大于85%。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
因此,有利地,所述组合物包含大于87%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于110ppm、有利地小于100ppm、优选地小于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于60ppm、优选地小于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
优选地,所述组合物包含大于90%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于110ppm、有利地小于100ppm、优选地小于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于60ppm、优选地小于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
更优先地,所述组合物包含大于92%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于110ppm、有利地小于100ppm、优选地小于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于60ppm、优选地小于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
特别地,所述组合物包含大于95%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于110ppm、有利地小于100ppm、优选地小于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于60ppm、优选地小于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
更特别地,所述组合物包含大于97%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于110ppm、有利地小于100ppm、优选地小于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于60ppm、优选地小于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
优选地,所述组合物包含大于99%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于110ppm、有利地小于100ppm、优选地小于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于60ppm、优选地小于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
所述组合物还可以包含1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷。在所述组合物中1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量为在10和200ppm之间,优选地在20和150ppm之间,特别地在50和100ppm之间。
因此,所述组合物可以包含:大于85%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于80ppm、特别为小于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
有利地,所述组合物可以包含:大于87%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;而剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
优选地,所述组合物可以包含:大于90%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
更优先地,所述组合物可以包含:大于92%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
特别地,所述组合物可以包含:大于95%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
更特别地,所述组合物可以包含:大于97%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
优选地,所述组合物可以包含:大于99%的1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量,和小于或等于110ppm、有利地小于或等于100ppm、优选地小于或等于90ppm、更优先地小于或等于80ppm、特别为小于或等于70ppm、更特别为小于或等于60ppm、优选地小于或等于50ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量;和在10和200ppm之间、优选地在20和150ppm之间、特别地在50和100ppm之间的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的摩尔含量。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表至少90mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更特别为至少92mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,优选地至少95mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,更优选地至少98mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯;剩余物由顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯代表。优选地,在所述组合物中,1-氯-3,3,3-三氟丙烯为反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
实施例
实施例顶部装有洗涤塔的反应器(两者均为热绝缘的)中实施。所述洗涤塔(内部直径=24mm,高度=300mm)装填有拉西(Raschig)环(内部直径=3mm,外部直径=5mm,长度=5mm,装填的塔中的空隙率(fraction of life)=63%)。引入碱性溶液并且使其转圈(turned in circles)通过用拉西环装填的洗涤塔(约185ml/min)。根据实施例,使碱性溶液达到30℃或50℃的温度。随后以5g/h的流速向反应器中引入包含95.8mol%的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、2.4mol%的顺-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(即39.9的反式/顺式摩尔比)、大约120ppm的1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和大约25ppm的1-氯-1,3,3-三氟丙烯的组合物。组合物的组分的含量以摩尔表达。所述组合物可以通过实施如本申请中所描述的用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺来获得。收集气体物流,以使其在无水CaCl2上干燥并使用液氮阱来将其捕集。所述气体物流通过气相色谱法来进行分析。在中和后确定1-氯-1,3,3-三氟丙烯的量。
测试的碱性溶液(含量以重量表达)及结果在以下表1中给出。
[表1]
实施例 碱性溶液 T(℃) HCFO-1233zb含量
实施例1(Comp.) 5%KOH 30℃ 130ppm
实施例2(Inv.) 5%NaOH 30℃ 100ppm
实施例3(Comp.) 20%KOH 50℃ 120ppm
实施例4(Inv.) 20%NaOH 50℃ 50ppm
如以上实施例所证明的,使用NaOH碱性溶液使得可在中和步骤期间限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成;HCFC-243fc含量略降低。使用KOH碱性溶液导致HCFO-1233zb的较高含量和HCFC-243fc的含量大为减少。这样获得的反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯包含更少的能够干扰其在各种应用领域中的有效性的HCFO-1233zb。此外,将1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷与反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯分离比将1-氯-1,3,3-三氟丙烯与反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯分离更为容易。因此,本工艺在用于生产和纯化反-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺中体现了显著优点。

Claims (17)

1.用于中和包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷和式HX的一种或多种酸化合物的组合物A的工艺,其中X=F或Cl;所述工艺包含在能够限制1-氯-1,3,3-三氟丙烯的形成的条件下使所述组合物A与溶液B接触的步骤a)。
2.如前述权利要求中所述的工艺,其特征在于所述条件包含用碱性溶液B、有利地包含碱金属氢氧化物的溶液B、优选地用包含NaOH或KOH的溶液B、特别是用包含NaOH的溶液B来实施步骤a)。
3.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于步骤a)的所述溶液B为水溶液。
4.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于碱金属氢氧化物的含量为基于所述溶液B的总重量计2至40%重量。
5.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于步骤a)在10℃至90℃的温度下实施。
6.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于步骤a)以在1秒和5分钟之间的停留时间实施。
7.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于1-氯-3,3,3-三氟丙烯呈反式形式。
8.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于步骤a)使得可获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1-氯-1,3,3-三氟丙烯和1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的气体物流C。
9.如前述权利要求的任一项中所述的工艺,其特征在于1-氯-1,3,3-三氟丙烯通过1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的脱氯化氢来获得。
10.用于生产1-氯-3,3,3-三氟丙烯的工艺,该工艺包含以下步骤:
i)在反应器中,在足以获得包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯、1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷、HF和/或HCl的物流D的条件下,使氢氟酸(HF)与包含选自1,1,3,3-四氯丙烯、1,3,3,3-四氯丙烯及两者的混合物的至少一种氯化化合物的起始组合物接触;
ii)使用在步骤i)中获得的物流D来实施如前述权利要求1至9的任一项中所述的工艺。
11.包含1-氯-3,3,3-三氟丙烯和1-氯-1,3,3-三氟丙烯的组合物,所述组合物中1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为小于110ppm。
12.如前述权利要求中所述的组合物,其特征在于所述组合物中1-氯-3,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为大于90%。
13.如前述权利要求11和12的任一项中所述的组合物,其特征在于1-氯-1,3,3-三氟丙烯的摩尔含量为小于100ppm,优选地小于90ppm,更优先地小于80ppm,特别为小于70ppm,更特别为小于60ppm,优选地小于50ppm。
14.如前述权利要求11至13的任一项中所述的组合物,其特征在于其还包含1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷。
15.用于在存在碱性溶液的情况下通过1,1-二氯-1,3,3-三氟丙烷的脱氯化氢来制备1-氯-1,3,3-三氟丙烯的工艺。
16.如前述权利要求中所述的工艺,其特征在于所述碱性溶液包含碱金属或碱土金属氢氧化物;优选地所述碱性溶液包含NaOH或KOH。
17.如前述权利要求15和16的任一项中所述的工艺,其特征在于其在10℃和150℃之间、优选地10和90℃之间的温度下实施。
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