CN116234788A - 可用于制备三氟碘甲烷的三氟乙酰碘组合物 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种组合物，该组合物包含三氟乙酰碘、至少一种有机杂质和至少一种无机杂质。该至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、五氟碘乙烷、碘甲烷、碘丙烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸酐、二氟丁烷和甲基丙烷。该至少一种无机杂质包含下列中的至少一种：碘化氢、氯化氢、碘和三碘化氢。

Description

可用于制备三氟碘甲烷的三氟乙酰碘组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年10月6日提交的美国专利申请号17/495,506的优先权，其要求2020年10月14日提交的临时申请号63/091,725的优先权，这两篇专利申请全文均以引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及三氟乙酰碘组合物。具体地，本公开涉及可用于制备三氟碘甲烷的三氟乙酰碘组合物。
背景技术
三氟碘甲烷(CF3I)也被称为全氟甲基碘、三氟甲基碘或碘三氟甲烷，是商业应用中可用作例如制冷剂或灭火剂的化合物。三氟碘甲烷是一种臭氧损耗潜势可忽略不计的低全球变暖潜势分子。三氟碘甲烷可替代对环境更有害的物质。
制备三氟乙酰碘的方法是已知的。例如，文章“酸的金属盐与卤素的反应，第一部分：金属三氟乙酸盐与碘、溴和氯的反应”，R.N.Haszeldine，化学学会杂志，1951年，第584-587页(“The Reactions of Metallic Salts of Acids with Halogens.Part I.TheReaction of Metal Trifluoroacetates with Iodine,Bromine,and Chlorine,”R.N.Haszeldine,Journal of the Chemical Society,pp.584-587(1951))，描述了三氟乙酰氯和无水碘化氢在无催化剂的情况下在120℃下间歇反应8小时，以约62％的收率产生三氟乙酰碘。
美国专利号7,196,236(Mukhopadhyay等人)公开了使用包含碘源、至少化学计量量的氧以及反应物CF3R(其中R选自由以下项组成的组：—COOH、—COX、—CHO、—COOR2和—SO2X，其中R2为烷基基团，并且X为氯、溴或碘)的反应物产生三氟碘甲烷的催化方法。可由该反应产生的碘化氢可被至少化学计量量的氧氧化，从而产生水和碘以进行经济的循环利用。
美国专利号7,132,578(Mukhopadhyay等人)也公开了由三氟乙酰氯产生三氟碘甲烷的一步催化方法。然而，碘的来源为氟化碘(IF)。与碘化氢相比，氟化碘相对不稳定，在0℃以上分解为I2和IF5。氟化碘也可能无法以商业上可用的量获得。
由三氟乙酰碘(CF3COI)制备三氟碘甲烷(CF3I)的商业方法是已知的。例如，共同未决的美国专利申请16/549,412公开了由三氟乙酰碘制备三氟碘甲烷的方法，以及用于制备三氟乙酰碘的方法。所公开的方法是高收率的气相方法，并且使用相对便宜且容易以商业量获得的原料。
需要允许更经济操作的三氟乙酰碘的组合物，因为由三氟乙酰碘制备三氟碘甲烷可能经历不期望的副反应。
发明内容
本公开提供了适用于制备三氟碘甲烷(CF3I)的组合物，其包含三氟乙酰碘(CF3COI)、至少一种有机杂质和至少一种无机杂质。
在一个实施方案中，本发明提供一种组合物，其包含三氟乙酰碘、至少一种有机杂质和至少一种无机杂质，该至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、五氟碘乙烷、碘甲烷、碘丙烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸酐、二氟丁烷和甲基丙烷，该至少一种无机杂质包含下列中的至少一种：碘化氢、氯化氢、碘和三碘化氢。
通过参考对实施方案的以下描述，本公开的上述和其他特征以及实现它们的方式将变得更加明显并且将更好地理解。
附图说明
图1为示出制备三氟乙酰碘组合物的气相方法的工艺流程图。
图2为示出由三氟乙酰碘组合物制备三氟碘甲烷的气相方法的工艺流程图。
具体实施方式
本公开描述了三氟乙酰碘组合物，其包含至少一种有机杂质和至少一种无机杂质。即使具有杂质，也已发现该组合物适用于制备三氟碘甲烷。
由三氟乙酰碘(CF3COI)制备三氟碘甲烷(CF3I)可根据以下方程式1在气相反应器中进行：
方程式1：CF3COI→CF3I+CO。
在根据方程式1制备三氟碘甲烷时，三氟乙酰碘以包含有机杂质和无机杂质的组合物形式提供，因为纯三氟乙酰碘可能过于昂贵而不允许经济有效地制备三氟碘甲烷。已经发现，一些杂质可能比其他杂质对于工艺的总体效率具有更不利的影响。例如，据信三氟乙酰碘组合物中的一些含氢杂质和一些含卤素杂质可导致副产物(诸如三氟甲基(CF3H)和碘(I2))的形成增加。这些副产物的产生是以期望的三氟碘甲烷产物的产生为代价的。含氢杂质的示例包括三氟乙酸(TFA)、碘化氢(HI)、氯化氢(HCl)和三碘化氢(HI3)。含卤素杂质的示例包括三氟乙酰氟(CF3COF)、三氟乙酰氯(CF3COCl)、二氟碘甲烷(CF2HI)、五氟碘乙烷(CF3CF2I)、碘甲烷(CH3I)、碘(I2)、碘丙烷(C3H7I)和三氟碘甲烷(CF3I)。虽然三氟碘甲烷是期望的产物，但是进料到反应中的三氟乙酰碘化物组合物中的三氟碘甲烷可反应以产生不期望的副产物。
还据信一些含碘杂质诸如碘(I2)和三碘化氢(HI3)的浓度增加可导致工艺设备的腐蚀增加。增加的腐蚀可降低工艺设备的使用寿命。
相比之下，已经发现三氟乙酰碘组合物中的一些其他有机杂质对该工艺的效率具有相对小的影响。一般来讲，此类杂质经过反应器但不反应并且不腐蚀工艺设备。此类有机杂质的示例包括二氯四氟乙烷(C2Cl2F4)、二氯三氟乙烷(C2HCl2F3)、氯三氟乙烷(C2H2ClF3)、三氯三氟乙烷(C2Cl3F3)、三氟乙酸甲酯(CF3COOCH3)、三氟乙酸酐((CF3CO)2O)、二氟丁烷(C4H8F2)和甲基丙烷(CH3CH(CH3)CH3)。
可用作根据上述方程式1的方法制备三氟碘甲烷的原料的三氟乙酰碘组合物包含三氟乙酰碘、至少一种有机杂质和至少一种无机杂质，该至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、五氟碘乙烷、碘甲烷、碘丙烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸酐、二氟丁烷和甲基丙烷，该至少一种无机杂质包含下列中的至少一种：碘化氢、氯化氢、碘和三碘化氢。
三氟乙酰碘组合物中的有机化合物可以通过气相色谱(GC)和气相色谱-质谱(GC-MS)分析来测量。可将通过GC分析提供的有机化合物中的每一种有机化合物的峰面积合并，以提供每种有机化合物的总有机化合物的GC面积百分比(GC面积％)作为该组合物中有机化合物的相对浓度的量度。GC面积％可解释为等同于重量％。
三氟乙酰碘组合物中的有机杂质的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可低至约0.05％、约0.1％、约0.5％或约1％，或者可高至约2％、约3％、约4％或约5％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.05％至约5％、约0.1％至约4％、约0.5％至约3％、约1％至约2％、约0.05％至约2％、约0.5％至约2％、约2％至约5％或约0.05％至约1％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以为约0.05％至约3％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以为约0.05％至约2％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以为约0.05％至约1％。
三氟乙酰碘组合物中的二氟碘甲烷、碘丙烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、二氟丁烷和甲基丙烷的总浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.0001％、约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％或约0.03％，或者可以高至约0.05％、约0.1％、约0.2％、约0.3％或约0.5％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001％至约0.5％、约0.001％至约0.3％、约0.005％至约0.2％、约0.01％至约0.1％、约0.001％至约0.2％、约0.001％至约0.03％、约0.05％至约0.5％或约0.1％至约0.3％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三氟乙酸酐的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％或约0.03％，或者可以高至约0.05％、约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.5％或约1％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.001％至约1％、约0.005％至约0.5％、约0.01％至约0.3％、约0.02％至约0.2％、约0.03％至约0.1％、约0.01％至约0.05％、约0.1％至约1％或约0.01％至约0.3％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，五氟碘乙烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.0001％、约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％或约0.03％，或者可以高至约0.05％、约0.1％、约0.2％、约0.3％或约0.5％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001％至约0.5％、约0.001％至约0.3％、约0.005％至约0.2％、约0.01％至约0.1％、约0.001％至约0.2％、约0.001％至约0.03％、约0.05％至约0.5％、或约0.1％至约0.3％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的五氟碘乙烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.2％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的五氟碘乙烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.1％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的五氟碘乙烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.05％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.0001％、约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％或约0.03％，或者可以高至约0.05％、约0.1％、约0.2％、约0.3％或约0.5％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001％至约0.5％、约0.001％至约0.3％、约0.005％至约0.2％、约0.01％至约0.1％、约0.001％至约0.2％、约0.001％至约0.03％、约0.05％至约0.5％、或约0.1％至约0.3％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.2％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.1％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.05％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三氟乙酸甲酯的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％、约0.03％或约0.05％，或者可以高至约约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.5％、约1％或约2％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.001％至约2％、约0.005％至约1％、约0.01％至约0.5％、约0.02％至约0.3％、约0.03％至约0.2％、约0.05％至约0.1％、约0.1％至约1％或约0.02％至约0.1％。
上述三氟乙酰碘组合物中的任一种还可包含至少一种附加有机杂质，该附加有机杂质包含下列中的至少一种：三氟乙酸、三氟乙酰氟、三氟乙酰氯、三氟碘甲烷和氯三氟乙烷。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三氟乙酸的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％、约0.03％或约0.05％，或者可以高至约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.5％、约1％或约2％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.001％至约2％、约0.005％至约1％、约0.01％至约0.5％、约0.02％至约0.3％、约0.03％至约0.2％、约0.05％至约0.1％、约0.1％至约1％或约0.02％至约0.1％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酸的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.001％至约1％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酸的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.001％至约0.5％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酸的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.001％至约0.2％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三氟乙酰氟的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.0001％、约0.0005％、约0.001％、约0.002％或约0.003％，或者可以高至约0.005％、约0.01％、约0.02％、约0.03％或约0.05％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001％至约0.05％、约0.0005％至约0.03％、约0.001％至约0.02％、约0.002％至约0.01％、约0.003％至约0.005％、约0.0005％至约0.02％、约0.005％至约0.05％或约0.001％至约0.01％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酰氟的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.02％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酰氟的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.01％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酰氟的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.005％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三氟乙酰氯的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％、约0.03％或约0.05％，或者可以高至约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.5％、约1％或约2％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.001％至约2％、约0.005％至约1％、约0.01％至约0.5％、约0.02％至约0.3％、约0.03％至约0.2％、约0.05％至约0.1％、约0.1％至约1％或约0.02％至约0.1％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酰氯的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.001％至约1％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酰氯的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.001％至约0.5％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟乙酰氯的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.001％至约0.2％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三氟碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.0001％、约0.001％、约0.01％、约0.02％或约0.05％，或者可以高至约0.1％、约0.5％、约1％或约2％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001％至约2％、约0.001％至约1％、约0.01％至约0.5％、约0.02％至约0.1％、约0.001％至约0.05％、约0.1％至约0.5％、约0.05％至约0.3％或约0.001％至约0.03％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约1％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.5％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的三氟碘甲烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，为约0.0001％至约0.1％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，氯三氟乙烷的浓度以总有机化合物的GC面积％计，可以低至约0.0001％、约0.001％、约0.005％、约0.01％、约0.02％或约0.03％，或者可以高至约0.05％、约0.1％、约0.2％、约0.3％或约0.5％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001％至约0.5％、约0.001％至约0.3％、约0.005％至约0.2％、约0.01％至约0.1％、约0.001％至约0.2％、约0.001％至约0.03％、约0.05％至约0.5％、或约0.1％至约0.3％。
三氟乙酰碘组合物中的碘(I2)的浓度可经由滴定测量，如本领域已知的。碘化氢、氯化氢、三碘化氢和其他含氢无机化合物的浓度可通过H-NMR测量，如本领域已知的。
三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度可以低至约0.01重量百分比(重量％)、约0.02重量％、约0.03重量％或约0.05重量％，或者高至约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.5重量％、约1重量％或约1.5重量％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.01重量％至约1.5重量％、约0.02重量％至约1重量％、约0.03重量％至约0.5重量％、约0.05重量％至约0.3重量％、约0.02重量％至约0.2重量％、约0.01重量％至约0.05重量％、约0.1重量％至约1重量％或约0.1重量％至约0.5重量％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度为约0.01重量％至约0.5重量％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度为0.01重量％至约0.1重量％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的无机杂质的浓度为0.01重量％至约0.05重量％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，碘化氢的浓度可以低至约0.0001重量％、0.001重量％、约0.005重量％、约0.01重量％、约0.02重量％或约0.03重量％，或者高至约0.05重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％或约0.5重量％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001重量％至约0.5重量％、约0.001重量％至约0.5重量％、约0.005重量％至约0.3重量％、约0.01重量％至约0.2重量％、约0.02重量％至约0.1重量％、约0.03重量％至约0.05重量％、约0.01重量％至约0.3重量％、约0.005重量％至约0.03重量％、约0.05重量％至约0.5重量％、或约0.05重量％至约0.3重量％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘化氢的浓度为约0.0001重量％至约0.3重量％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘化氢的浓度为约0.0001重量％至约0.1重量％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘化氢的浓度为约0.0001重量％至约0.05重量％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，碘(I2)的浓度可以低至约0.001重量％、约0.005重量％、约0.01重量％、约0.02重量％或约0.03重量％，或者高至约0.05重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％或约0.5重量％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.001重量％至约0.5重量％、约0.005重量％至约0.3重量％、约0.01重量％至约0.2重量％、约0.02重量％至约0.1重量％、约0.03重量％至约0.05重量％、约0.01重量％至约0.3重量％、约0.005重量％至约0.03重量％、约0.05重量％至约0.5重量％、或约0.05重量％至约0.3重量％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘的浓度为约0.001重量％至约0.3重量％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘的浓度为约0.001重量％至约0.1重量％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的碘的浓度为约0.001重量％至约0.05重量％。
当存在于三氟乙酰碘组合物中时，三碘化氢的浓度可以低至约0.0001重量％、约0.001重量％、约0.005重量％、约0.01重量％、约0.02重量％或约0.03重量％，或者高至约0.05重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％或约0.5重量％，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.0001重量％至约0.05重量％、约0.001重量％至约0.5重量％、约0.005重量％至约0.3重量％、约0.01重量％至约0.2重量％、约0.02重量％至约0.1重量％、约0.03重量％至约0.05重量％、约0.01重量％至约0.3重量％、约0.005重量％至约0.03重量％、约0.05重量％至约0.5重量％、或约0.05重量％至约0.3重量％。优选地，三氟乙酰碘组合物中的三碘化氢的浓度为约0.0001重量％至约0.3重量％。更优选地，三氟乙酰碘组合物中的三碘化氢的浓度为约0.0001重量％至约0.1重量％。最优选地，三氟乙酰碘组合物中的三碘化氢的浓度为约0.0001重量％至约0.05重量％。
图1为示出用于制备三氟乙酰碘的示例性气相方法10的工艺流程图。三氟乙酰碘可由除下文所述那些之外的方法产生。如图1所示，方法10包括碘化氢(HI)12和三氟乙酰氯(CF3COCl)14的材料流。尽管使用三氟乙酰氯来说明图1的方法，但应理解，可使用三氟乙酰溴或三氟乙酰氟来代替三氟乙酰氯。将碘化氢流12和三氟乙酰氯流14在混合器阀16中组合以形成反应物流18。可将反应物流18直接提供给反应器20。另选地，在将反应物流18提供给反应器20之前，反应物流18可通过预热器22以加热反应物流18。
反应物流18中的三氟乙酰氯和碘化氢在存在反应器20内包含的催化剂24的情况下反应以产生产物流26，该产物流包含三氟乙酰碘(CF3COI)以及各种有机杂质和无机杂质，包含未反应的三氟乙酰氯和碘化氢。
产物流26可直接进入蒸馏塔28。另选地，在将产物流26提供给蒸馏塔28之前，产物流26可通过热交换器30，如图1所示。热交换器30被构造成在产物流26进入蒸馏塔28之前将其冷却。蒸馏塔28被构造用于从三氟乙酰碘中分离副产物、反应物和有机化合物中的一些，以产生纯化的产物流32。如图1所示，蒸馏塔28可被构造成在碘化氢流36中分离未反应的碘化氢并将其返回到碘化氢12的流中以用于反应物流18中，并且在三氟乙酰氯流34中分离未反应的三氟乙酰氯并将其返回到三氟乙酰氯14的流中以用于反应物流18中。蒸馏塔28还可被构造成将氯化氢分离成氯化氢流38，以供销售、在别处重复使用或处理。引导至储罐40的纯化的产物流32包含如上所述的三氟乙酰碘组合物。在被引导至储罐40之前，纯化的产物流32可被进一步纯化。
图2为示出由上述三氟乙酰碘组合物中任一种制备三氟碘甲烷的方法110的工艺流程图。将包含上述三氟乙酰碘组合物中任一种的进料流132提供至气相反应器140，如图2所示。三氟乙酰碘在反应器140内在反应温度下反应以产生产物流144。根据上述方程式1，产物流144包含三氟碘甲烷和反应副产物一氧化碳。
反应温度可以低至约200℃、约250℃、约300℃、约310℃、约320℃、约325℃、约330℃、约340℃、约350℃或约360℃，或者高至约370℃、约380℃、约390℃、约400℃、约425℃、约450℃、约475℃、约500℃、约525℃、约550℃、约575℃、约600℃、约700℃或约800℃，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约200℃至约800℃、约250℃至约600℃、约300℃至约500℃、约320℃至约450℃、约325℃至约400℃、约330℃至约390℃、约340℃至约380℃、约350℃至约370℃或约350℃至约450℃。优选地，反应温度为约300℃至约500℃。更优选地，反应温度为约350℃至约450℃。最优选地，反应温度为约375℃至约425℃。
反应可以在反应器140内包含的催化剂142的存在下进行。催化剂142可包括不锈钢、镍、镍铬合金、镍铬钼合金、镍铜合金、铜、氧化铝、碳化硅、铂、钯、铼、活性炭(诸如Norit-PK35、Calgon或Shirasagi碳)或它们的组合。另选地或除此之外，与三氟乙酰碘组合物接触的反应器140本身的表面可提供催化效果。另选地或除此之外，该反应可以通过三氟乙酰碘的热解或热分解来进行。
反应可在反应操作压力下进行，该反应操作压力低至约大气压、约5psig(34kPaG)、约10psig(69kPaG)、约15psig(103kPaG)、约20psig(138kPaG)、约25psig(172kPaG)、约30psig(207kPaG)、约35psig(241kPaG)、约40psig(276kPaG)或约50psig(345kPaG)，或者高至约60psig(414kPaG)、约70psig(483kPaG)、约80psig(552kPaG)、约100psig(689kPaG)、约120psig(827kPaG)、约150psig(1,034kPaG)、约200psig(1,379kPaG)、225psig(1551kPaG)、约250psig(1,724kPaG)、约275psig(1896kPaG)或约300psig(2,068KPaG)，或者在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约大气压至约300psig(2,068KPaG)、约5psig(34kPaG)至约300psig(2,068KPaG)、约5psig(34kPaG)至约250psig(1,724kPaG)、约10psig(69kPaG)至约200psig(1,379kPaG)、约15psig(103kPaG)至约150psig(1,034kPaG)、约20psig(138kPaG)至约120psig(827kPaG)、约25psig(172kPaG)至约100psig(689kPaG)、约30psig(207kPaG)至约80psig(552kPaG)、约35psig(241kPaG)至约70psig(483kPaG)、约40psig(276kPaG)至约70psig(483kPaG)、约50psig(345kPaG)至约60psig(414kPaG)、50psig(345kPaG)至约250psig(1,724kPaG)、约100psig(689kPaG)至约200psig(1,379kPaG)或约150psig(1,034kPaG)至约200psig(1,379kPaG)。优选地，反应在约5psig(34kPaG)至约275psig(1896kPaG)的反应操作压力下进行。更优选地，反应在约10psig(69kPaG)至约250psig(1,724kPaG)的反应操作压力下进行。.最优选地，反应在约20psig(138kPaG)至约225psig(1551kPaG)的反应操作压力下进行。
三氟乙酰碘组合物可与催化剂142(和/或反应器140的表面)接触并持续以下接触时间：短至约0.01秒、约0.05秒、约0.1秒、约1秒、约2秒、约3秒、约5秒、约8秒、约10秒、约12秒或约15秒，或者长达约18秒、20秒、约25秒、约30秒、约35秒、约40秒、约50秒、约60秒、约300秒或约600秒，或者任何以下接触时间：在前述值中任两个之间限定的任何范围内，诸如例如约0.01秒至约600秒、约0.1秒至约600秒、约1秒至约60秒、约3秒至约50秒、约5秒至约40秒、约8秒至约35秒、约10秒至约30秒、约12秒至约25秒、约15秒至约20秒、约20秒至约25秒、约10秒至约40秒或约10秒至约30秒。优选地，三氟乙酰碘组合物与催化剂142(和/或反应器140的表面)接触并持续约0.1秒至约100秒的接触时间。更优选地，三氟乙酰碘组合物与催化剂142(和/或反应器140的表面)接触并持续约0.1秒至约60秒的接触时间。最优选地，三氟乙酰碘组合物与催化剂142(和/或反应器140的表面)接触并持续约0.1秒至约10秒的接触时间。
产物流144可直接进入蒸馏塔146，如图2所示。除三氟碘甲烷和一氧化碳之外，产物流144还包含未反应的三氟乙酰碘和其他副产物，诸如三氟甲烷(CHF3)、六氟乙烷(C2F6)和六氟丙酮((CF3)2CO)。蒸馏塔146被构造用于从三氟碘甲烷中分离未反应的三氟乙酰碘和副产物(诸如一氧化碳、三氟甲烷和六氟乙烷)，以产生包含三氟碘甲烷的纯化的产物流148。如图2所示，蒸馏塔146可被构造成在未反应的三氟乙酰碘流150中分离未反应的三氟乙酰碘并将其返回到进料流132中。蒸馏塔146还可被构造成将一氧化碳分离成一氧化碳流152，以供销售、在别处重复使用或处理。
尽管已经相对于示例性设计描述了本发明，但是可以在本公开的实质和范围内进一步修改本发明。此外，本申请旨在涵盖本发明所属领域的已知或惯常实践内的与本公开的此类偏离。
如本文所用，短语“在前述值中任两个之间限定的任何范围内”字面上是指任意范围可选自在此类短语之前列出的值中任两个值，而无论这些值是在列表的较低部分中还是在列表的较高部分中。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值、或者较低值和较高值。
如本文所使用的，与量结合使用的修饰语“约”包括所述值并且具有由上下文指示的含义(例如，其至少包括与特定量的测量相关联的误差程度)。当在范围的上下文中使用时，修饰语“约”也被视为公开由两个端点的绝对值定义的范围。
实施例
根据方程式1由三氟乙酰碘组合物制备三氟碘甲烷
在该实施例中，证实了由根据本公开的三氟乙酰碘组合物成功地制备三氟碘甲烷。将包括上文图2中所述操作的单元操作1,894小时。获得用于进料到反应器中的三氟乙酰碘组合物的七个样品并分析有机组成和无机组成。结果分别在下表1和表2中示出。表1以GC面积％示出了各样品的有机组成。表2以三氟乙酰碘组合物的重量百分比示出了各样品的无机组成。三氟乙酰碘组合物中的每一种三氟乙酰碘组合物产生可接受的三氟碘甲烷产物。
表1
Figure BDA0004148502090000121
/>
Figure BDA0004148502090000131
1包含二氯四氟乙烷、二氟碘甲烷、二氯三氟乙烷、二氟丁烷和碘丙烷以及其他有机杂质。
表2
Figure BDA0004148502090000132
2包括氯化氢，但未测量。
方面
方面1为一种组合物，所述组合物包含三氟乙酰碘、至少一种有机杂质和至少一种无机杂质。所述至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、五氟碘乙烷、碘甲烷、碘丙烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸酐、二氟丁烷和甲基丙烷。所述至少一种无机杂质包含下列中的至少一种：碘化氢、氯化氢、碘和三碘化氢。
方面2为根据方面1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质以总有机化合物的GC面积％计，约0.05GC面积％至约5.0GC面积％的量存在。
方面3为根据方面1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质以总有机化合物的GC面积％计，约0.05GC面积％至约2.0GC面积％的量存在。
方面4为根据方面1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质以总有机化合物的GC面积％计，约0.05GC面积％至约1.0GC面积％的量存在。
方面5为根据方面1至4中任一项所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约1.0GC面积％的量存在的三氟乙酸酐。
方面6为根据方面1至5中任一项所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在的五氟碘乙烷。
方面7为根据方面1至6中任一项所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在的碘甲烷。
方面8为根据方面1至7中任一项所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约2.0GC面积％的量存在的三氟乙酸甲酯。
方面9为根据方面1至8中任一项所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、碘丙烷、二氟丁烷和甲基丙烷，其以总有机化合物的GC面积％计，总共约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在。
方面10为根据方面1至9中任一项所述的组合物，所述组合物还包含至少一种附加有机杂质，所述附加有机杂质包含下列中的至少一种：三氟乙酸、三氟乙酰氟、三氟乙酰氯、三氟碘甲烷和氯三氟乙烷。
方面11为根据方面10所述的组合物，其中所述至少一种附加有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约2.0GC面积％的量存在的三氟乙酸。
方面12为根据方面10或方面11所述的组合物，所述至少一种附加有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约0.05GC面积％的量存在的三氟乙酰氟。
方面13为根据方面10至12中任一项所述的组合物，其中所述至少一种附加有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约2.0GC面积％的量存在的三氟乙酰氯。
方面14为根据方面10至13中任一项所述的组合物，其中所述至少一种附加有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约2.0GC面积％的量存在的三氟碘甲烷。
方面15为根据方面10至14中任一项所述的组合物，其中所述至少一种附加有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在的氯三氟乙烷。
方面16为根据方面1至15中任一项所述的组合物，其中所述至少一种无机杂质总共以所述组合物的约0.01重量％至约1.5重量％的量存在。
方面17为根据方面1至15中任一项所述的组合物，其中所述至少一种无机杂质总共以所述组合物的约0.01重量％至约0.5重量％的量存在。
方面18为根据方面1至17中任一项所述的组合物，其中所述至少一种无机杂质包含量为所述组合物的约0.001重量％至约0.5重量％的碘。
方面19为根据方面1至18中任一项所述的组合物，其中所述至少一种无机杂质包含量为所述组合物的约0.0001重量％至约0.5重量％的碘化氢。
方面20为根据方面1至18中任一项所述的组合物，其中所述至少一种无机杂质包含量为所述组合物的约0.0001重量％至约0.5重量％的三碘化氢。
方面21为根据权利要求1至19中任一项所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质以总有机化合物的GC面积％计，约0.05GC面积％至约5.0GC面积％的量存在，并且所述至少一种无机杂质以所述组合物的约0.01重量％至约0.5重量％的量存在。

Claims (10)

1.一种组合物，所述组合物包含：
三氟乙酰碘；
至少一种有机杂质，所述至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、五氟碘乙烷、碘甲烷、碘丙烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸酐、二氟丁烷和甲基丙烷；和
至少一种无机杂质，所述至少一种无机杂质包含下列中的至少一种：碘化氢、氯化氢、碘和三碘化氢。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质以总有机化合物的GC面积％计，约0.05GC面积％至约5.0GC面积％的量存在。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质以总有机化合物的GC面积％计，约0.05GC面积％至约1.0GC面积％的量存在。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约1.0GC面积％的量存在的三氟乙酸酐。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在的五氟碘乙烷。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在的碘甲烷。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约2.0GC面积％的量存在的三氟乙酸甲酯。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种有机杂质包含下列中的至少一种：二氟碘甲烷、二氯四氟乙烷、二氯三氟乙烷、三氯三氟乙烷、碘丙烷、二氟丁烷和甲基丙烷，其以总有机化合物的GC面积％计，总共约0.0001GC面积％至约0.5GC面积％的量存在。
9.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含至少一种附加有机杂质，所述附加有机杂质包含下列中的至少一种：三氟乙酸、三氟乙酰氟、三氟乙酰氯、三氟碘甲烷和氯三氟乙烷。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述至少一种附加有机杂质包含以总有机化合物的GC面积％计，约0.001GC面积％至约2.0GC面积％的量存在的三氟乙酸。
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