DE19716337A1 - Synthesis of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene and its fluorination to 1,1,1,3,3-pentafluoropropane - Google Patents
Synthesis of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene and its fluorination to 1,1,1,3,3-pentafluoropropaneInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der fluorierten Kohlenwasserstoffe und hat insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan (das dem Fachmann unter der Bezeichnung "HFA 245fa" bekannt ist) ausgehend von 1,1,1,3,3-Pentachlorpropan (240fa) zum Gegenstand.The present invention relates to the field of fluorinated hydrocarbons and in particular has a process for producing 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (which is known to the person skilled in the art under the name "HFA 245fa") of 1,1,1,3,3-pentachloropropane (240fa).
Aufgrund der Einwirkung der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die herkömm licherweise als Kühlmittel, Treibgase (Aerosoltreibstoffe) und Blähmittel (Treib mittel) für Schaumstoffe verwendet werden, auf die stratosphärische Ozonschicht sind die Produktion und der Verbrauch an FCKW reglementiert und eingeschränkt worden, und folglich mußten neue Produkte entwickelt werden.Due to the action of chlorofluorocarbons (CFCs), the conventional Licher as coolants, propellants (aerosol fuels) and blowing agents (propellants medium) can be used for foams on the stratospheric ozone layer the production and consumption of CFCs are regulated and restricted and consequently new products had to be developed.
Die Forschung zur Auffindung von Ersatzstoffen für diese Verbindungen konzen trierte sich zunächst auf Produkte, die Wasserstoffe enthalten (HFCKW), dann auf Produkte, die kein Chlor mehr enthalten, die Fluorkohlenwasserstoffe (FKW).Concentrate research on finding substitutes for these compounds first focused on products containing hydrogen (HCFC), then on Products that no longer contain chlorine, the fluorocarbons (HFCs).
Unter diesen Verbindungen scheint sich ein wachsendes Interesse an C₃-Verbin dungen (darunter das HFA 245fa) herauszustellen. Beispielsweise wurde die Verwendung von 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan in verschiedenen Patentanmeldungen vorgeschlagen, insbesondere als Treibmittel für Schaumstoffe (JP 5239251), als Bläh mittel, als Treibgas, als Reinigungslösemittel für die Elektroindustrie (DD 2 98 419) und schließlich als Wärmeaustauschflüssigkeit (IP 2272086).Among these compounds, there appears to be a growing interest in C₃ verbin applications (including the HFA 245fa). For example, the Use of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane in various patent applications proposed, in particular as a blowing agent for foams (JP 5239251), as a swell medium, as propellant, as cleaning solvent for the electrical industry (DD 2 98 419) and finally as a heat exchange fluid (IP 2272086).
Knunyants et al. (Izvest. Akad. Nauk. S.S.S.R., Otdel. Khim. Nauk. 1960,1412-1418; C.A. 55: 349c und Kinet. Katal. 1967, 8(6), 1290-1299; C.A. 69: 3510n) beschreiben die Synthese von 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan mittels katalytischer Hydrierung von 1,1,3,3,3-Pentafluor-1-propen (CF₃-CH=CF₂) an Katalysatoren auf Basis von Palla dium, das auf Aluminiumoxid aufgebracht ist. Jedoch ist die Herstellung des Aus gangsproduktes nicht einfach, und so führen die Autoren aus, daß sie mit Problemen hinsichtlich der Selektivität infolge von "Substitutionsreaktionen" von Fluoratomen durch Wasserstoffatome konfrontiert waren.Knunyants et al. (Izvest. Akad. Nauk. S.S.S.R., Otdel. Khim. Nauk. 1960, 1412-1418; C.A. 55: 349c and Kinet. Catal. 1967, 8 (6), 1290-1299; C.A. 69: 3510n) the synthesis of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane by means of catalytic hydrogenation of 1,1,3,3,3-pentafluoro-1-propene (CF₃-CH = CF₂) on catalysts based on palla dium, which is applied to aluminum oxide. However, the making is out product is not easy, and so the authors state that they use Selectivity problems due to "substitution reactions" of Fluorine atoms were faced by hydrogen atoms.
In neuester Zeit haben verschiedene Patentschriften und Patentanmeldungen (US-A-2 942 036, EP-A-677 503, EP-A-611 744, EP-A-687 659, WO-A-94/29251, WO-A-94/29252, WO-A-95/4022, WO-A-95/13256) die Herstellung von 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan mittels Hydrolyseverfahren von chlorfluorierten Propan derivaten beansprucht, wie z. B. CF₃CHClCF₂Cl, CF₃CCl₂CF₂Cl, CF₃CHClCHF₂, CF₃CCl₂CHF₂ oder CF₃CH₂CF₂Cl. Abgesehen von der Tatsache, daß diese Hydrolyse reaktionen im allgemeinen nicht sehr selektiv sind, liegt ein Nachteil dieser Ver fahren in der Herstellung des chlorfluorierten Ausgangsproduktes, das mehrere Reaktionsverfahrensschritte erfordert.In recent times have various patents and patent applications (US-A-2 942 036, EP-A-677 503, EP-A-611 744, EP-A-687 659, WO-A-94/29251, WO-A-94/29252, WO-A-95/4022, WO-A-95/13256) the production of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane using the hydrolysis process of chlorofluorinated propane derivatives claimed such. B. CF₃CHClCF₂Cl, CF₃CCl₂CF₂Cl, CF₃CHClCHF₂, CF₃CCl₂CHF₂ or CF₃CH₂CF₂Cl. Aside from the fact that this hydrolysis reactions are generally not very selective, there is a disadvantage of this Ver drive in the manufacture of the chlorofluorinated starting product, which several Reaction process steps required.
Die EP-A-690 038 beansprucht die Herstellung der Verbindung HFA 245fa mittels Fluorierung von CF₃CH₂CHCl₂ und/oder CF₂ClCH₂CHFCl in flüssiger Phase. Obwohl diese Fluorierung gute Ergebnisse liefert, scheint ein solches Verfahren im industriellen Maßstab nur schwierig zu nutzen zu sein und ist aus ökonomischer Sicht nur wenig durchführbar, weil die Ausgangsmaterialien, die mittels Reaktion von Vinylidenfluorid (CF₂=CH₂) mit Dichlorfluormethan (CHCl₂F) hergestellt werden, nur schwierig zugänglich sind.EP-A-690 038 claims the preparation of the compound HFA 245fa by Fluorination of CF₃CH₂CHCl₂ and / or CF₂ClCH₂CHFCl in the liquid phase. Although this fluorination gives good results, such a process appears in industrial scale to be difficult to use and is more economical View is hardly feasible because the starting materials are made by reaction of vinylidene fluoride (CF₂ = CH₂) with dichlorofluoromethane (CHCl₂F) become difficult to access.
Die WO-A-96/1797 beschreibt die Herstellung der Verbindung HFA 245fa mittels Reaktion von 1,1,1,3,3-Pentachlorpropan mit wasserfreier Fluorwasserstoffsäure (Flußsäure) in flüssiger Phase in Gegenwart eines Fluorierungskatalysators gemäß der folgenden Reaktionsgleichung:WO-A-96/1797 describes the preparation of the compound HFA 245fa by means of Reaction of 1,1,1,3,3-pentachloropropane with anhydrous hydrofluoric acid (Hydrofluoric acid) in the liquid phase in the presence of a fluorination catalyst according to the following reaction equation:
CCl₃CH₂CHCl₂+ 5 HF → CF₃CH₂CHF₂+ 5 HClCCl₃CH₂CHCl₂ + 5 HF → CF₃CH₂CHF₂ + 5 HCl
Angesichts der leichten Zugänglichkeit des Chlorderivates stellt ein derartiges Fluorierungsverfahren unbestreitbar einen wirklichen Fortschritt in bezug auf die zuvor beschriebenen Verfahren dar. Gemäß der Lehre dieser Patentanmeldung läßt sich die Fluorierung unter ganz und gar herkömmlichen Bedingungen der Fluorie rung in flüssiger Phase in Gegenwart von Antimonchlorfluoriden bei etwa 135°C und mit etwa 10 bis 25 Gew.-% Katalysator, bezogen auf die organischen Stoffe, durchführen. Die Ausbeuten, die in den verschiedenen Beispielen dieser Patent anmeldung angegeben sind, sind jedoch nicht sehr gut (57% für Beispiel 1,54% für Beispiel 2 und 71% für Beispiel 3), und abgesehen von Beispiel 1, in dem angegeben wird, daß sich 11% der Verbindung 244fa bildet, ist es nicht möglich herauszufinden, welche Art und Mengen von Nebenprodukten gebildet werden. In view of the easy accessibility of the chlorine derivative, this is one of them Fluorination processes undeniably represent a real advance in terms of previously described method. According to the teaching of this patent application the fluorination under completely conventional conditions of fluorine tion in the liquid phase in the presence of antimony chlorofluorides at about 135 ° C and with about 10 to 25% by weight of catalyst, based on the organic substances, carry out. The yields in the various examples of this patent registration are given, but are not very good (57% for example 1.54% for example 2 and 71% for example 3), and apart from example 1, in which it is stated that 11% of the compound 244fa is formed, it is not possible find out what kind and amounts of by-products are formed.
Die Anmelderin hat nun diese Fluorierungsreaktion sehr gründlich untersucht und festgestellt, daß sich systematisch relativ beträchtliche Mengen an Nebenprodukten bilden, die im wesentlichen Chlorierungsprodukte und/oder Verdoppelungs produkte (Kupplungsprodukte) von 240fa oder seine Umsetzungsprodukte sind.The applicant has now examined this fluorination reaction very thoroughly and found that there were systematically relatively substantial amounts of by-products form the essentially chlorination products and / or doubling products (coupling products) from 240fa or its reaction products.
Diese Produkte sind weniger flüchtig als die Verbindung 245fa, sammeln sich in dem Reaktor an, können nicht wieder eingesetzt werden und vermindern somit die Gesamtausbeute. Die Mengen an diesen schweren Produkten, die im Verlaufe dieser Fluorierung gebildet werden, hängen somit offensichtlich von den Verfah rensbedingungen ab und sind um so beträchtlicher, je höher die Temperatur der Reaktion ist und je beträchtlicher die Menge an Katalysator und/oder Chlor sind; sie entsprechen im allgemeinen etwa 10 bis 20% des eingesetzten Pentachlorpropans. Diese schwerflüchtigen Produkte sind im wesentlichen olefinische oder diolefini sche C₆-Produkte, von denen die wichtigsten identifiziert werden konnten und den folgenden Summenformeln entsprechen:These products are less volatile than compound 245fa, which accumulate in the reactor, can not be used again and thus reduce the Overall yield. The amounts of these heavy products over the course of time this fluorination are obviously dependent on the process conditions and are more significant the higher the temperature of the Reaction is and the more substantial the amount of catalyst and / or chlorine is; she generally correspond to about 10 to 20% of the pentachloropropane used. These low volatility products are essentially olefinic or diolefinic C₆ products, the most important of which could be identified and the correspond to the following empirical formulas:
C₆H₄F₇Cl
C₆H₄F₆Cl₂
C₆H₃F₈Cl
C₆H₃F₆Cl₃
C₆H₂F₆Cl₂.C₆H₄F₇Cl
C₆H₄F₆Cl₂
C₆H₃F₈Cl
C₆H₃F₆Cl₃
C₆H₂F₆Cl₂.
Entsprechend ihren Arbeiten, die die Herstellung der Verbindung HFA 245fa mittels Fluorierung von 240fa mit wasserfreier Fluorwasserstoffsäure betreffen, hat die Anmelderin nunmehr festgestellt, daß ein katalytisch arbeitendes Fluorierungs verfahren in der Gasphase eine sehr leichte Gesamtumwandlung des 240fa ermög licht. Da die Fluorierung der CCl₃-Gruppe viel leichter ist als die Fluorierung der CHCl₂-Gruppe, weisen die Fluorierungsprodukte, die im Verlauf eines solchen Ver fahrens erhalten werden, alle eine endständige CF₃-Gruppe auf. Jedoch ist im Gegensatz zu dem, was man erwarten konnte, das Hauptprodukt der Reaktion nicht etwa die Verbindung HFA 245fa, sondern das 1-Chlor-3,3,3-trifluorpropen:According to their work using the HFA 245fa connection Has affected fluorination of 240fa with anhydrous hydrofluoric acid Applicant now found that a catalytic fluorination process in the gas phase enables a very easy overall conversion of the 240fa light. Since the fluorination of the CCl₃ group is much easier than the fluorination of the CHCl₂ group, have the fluorination products that in the course of such Ver driving are obtained, all a terminal CF₃ group. However, in Contrary to what could be expected, the main product of the reaction was not about the compound HFA 245fa, but the 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene:
CF₃CH=CHCl (1233zd).CF₃CH = CHCl (1233zd).
Die Selektivitäten in bezug auf das Olefin 1233zd sind im allgemeinen weitaus größer als 50% und können hohe Werte von sogar 90% erreichen. Die anderen Produkte aus der Fluorierung in der Gasphase sind:The selectivities for the 1233zd olefin are generally wide greater than 50% and can reach high values of even 90%. The others Products from fluorination in the gas phase are:
CF₃CH₂CHF₂ (245fa)
CF₃CH₂CHFCl (244fa)
CF₃CH₂CHCl₂ (243fa)
CF₃CH=CHF (1234ze),CF₃CH₂CHF₂ (245fa)
CF₃CH₂CHFCl (244fa)
CF₃CH₂CHCl₂ (243fa)
CF₃CH = CHF (1234ze),
und es bilden sich nur Spuren von anderen Nebenprodukten.and only traces of other by-products are formed.
Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere mit sehr hohen Molverhältnissen von HF/240fa, ist es möglich, relativ hohe Selektivitäten in bezug auf 245fa zu erhalten, die 30 bis 40% erreichen können, und wenn man die Fluorierung bei hoher Tem peratur (300 bis 350°C) und mit hohen HF/240fa-Molverhältnissen durchführt, können die Selektivitäten in bezug auf das Olefin 1234ze etwa 15% erreichen. Jedoch bleibt das Olefin 1233zd stets das Hauptprodukt. In Anbetracht der sehr nahe beieinander liegenden Flüchtigkeiten von HFA 245fa (Siedepunkt bei 15°C) und des Olefins 1233zd (Siedepunkt bei 20,8°C) ist es praktisch unmöglich, diese beiden Produkte durch eine einfache Destillation zu trennen, und folglich ist es nicht möglich das Produkt 1233zd im Verlauf des Fluorierungsverfahrens, das zur Herstellung von 245fa bestimmt ist, zu recyclieren bzw. wiedereinzusetzen.Under certain conditions, especially with very high molar ratios of HF / 240fa, it is possible to obtain relatively high selectivities with respect to 245fa, which can reach 30 to 40%, and if you fluorinate at high temperatures temperature (300 to 350 ° C) and with high HF / 240fa molar ratios, selectivities for olefin 1234ze can reach about 15%. However, the olefin 1233zd remains the main product. Given the very close volatilities of HFA 245fa (boiling point at 15 ° C) and the olefin 1233zd (boiling point at 20.8 ° C), it is practically impossible to use these to separate both products by a simple distillation, and consequently it is not possible the product 1233zd in the course of the fluorination process, which is used for Production of 245fa is intended to be recycled or reinstalled.
Die Anmelderin hat nun außerdem herausgefunden, daß das Olefin 1233zd sowie die anderen Produkte, die es gegebenenfalls begleiten und die bei der Fluorierung in der Gasphase gebildet werden (243fa, 244fa, 1234ze), mittels eines katalytischen Fluorierungsverfahrens in flüssiger Phase zu 245fa umgesetzt werden können. Im Gegensatz zur Fluorierung der Verbindung 240fa in flüssiger Phase, die außer der Verbindung 245fa zahlreiche schwerflüchtige Nebenprodukte liefert, die die Aus beute vermindern, verläuft die Fluorierung von 1233zd und der anderen Fluorie rungsprodukte des 240fa, die bereits eine endständige CF₃-Gruppe enthalten (243fa, 244fa, 1234ze), viel glatter und liefert nur Spuren an schwerflüchtigen Produkten. Die Verbindungen 243fa, 244fa und 1234ze können gegebenenfalls von den Ver bindungen 1233zd und 245fa mittels Destillation abgetrennt werden, bevor sie bei der Fluorierung in flüssiger Phase eingesetzt werden, jedoch ist eine solche Abtren nung keinesfalls erforderlich; es besteht das Interesse, das Rohprodukt, das im Ver lauf des Verfahrensschrittes in der Gasphase erhalten wird, direkt bei dem Fluorie rungsschritt in flüssiger Phase einzusetzen. The applicant has now also found that the olefin 1233zd and the other products that may accompany it and those related to fluorination be formed in the gas phase (243fa, 244fa, 1234ze) by means of a catalytic Fluorination process can be implemented in the liquid phase to 245fa. in the Contrary to the fluorination of compound 240fa in the liquid phase, which besides the Compound 245fa provides numerous non-volatile by-products, which the Aus reduce prey, the fluorination of 1233zd and the other fluorie proceeds tion products of the 240fa that already contain a terminal CF₃ group (243fa, 244fa, 1234ze), much smoother and only provides traces of non-volatile products. Compounds 243fa, 244fa and 1234ze can optionally be obtained from Ver Compounds 1233zd and 245fa are separated by distillation before being added to fluorination can be used in the liquid phase, but such is under no circumstances necessary; there is interest, the crude product that is in ver is obtained in the gas phase during the process step, directly at the Fluorie step in the liquid phase.
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist folglich ein Verfahren zur Herstel lung von 245fa mittels Fluorierung von 240fa, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reaktion in zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten durchgeführt wird:The main subject of the present invention is therefore a method of manufacture treatment of 245fa by means of fluorination of 240fa, which is characterized in that the reaction is carried out in two successive process steps:
- - der erste Verfahrensschritt, die Fluorierung, wird in der Gasphase durchgeführt und liefert hauptsächlich die Verbindung 1233zd, gegebenenfalls zusammen mit den Verbindungen 243fa, 244fa, 245fa und 1234ze;- The first process step, fluorination, is carried out in the gas phase and mainly provides compound 1233zd, possibly together with compounds 243fa, 244fa, 245fa and 1234ze;
- - der zweite Verfahrensschritt der Fluorierung wird in flüssiger Phase durchgeführt und ermöglicht die Umsetzung von 1233zd und gegebenenfalls seinen Begleit produkten (243fa, 244fa und 1234ze) zu 245fa.- The second process step of fluorination is carried out in the liquid phase and enables the implementation of 1233zd and, if necessary, its companion products (243fa, 244fa and 1234ze) to 245fa.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen jeden einzelnen der beiden Verfahrensschritte und beansprucht folglich getrennt voneinander:The invention relates equally to each of the two process steps and consequently claims separately:
- - die Herstellung von 1233zd mittels Fluorierung von 240fa in der Gasphase;- the production of 1233zd by fluorination of 240fa in the gas phase;
- - die Herstellung von 245fa mittels Fluorierung von 1233zd in flüssiger Phase.- the production of 245fa by fluorination of 1233zd in the liquid phase.
1,1,1,3,3-Pentachlorpropan (240fa), das als Ausgangsprodukt verwendet wird, kann leicht in einem einzigen Verfahrensschritt gemäß den an sich bekannten Verfahren durch Reaktion von Tetrachlormethan (CCl₄) mit Vinylchlorid (CH₂=CHCl) herge stellt werden, d. h. ausgehend von zwei im industriellen Maßstab weithin verfüg baren Verbindungen.1,1,1,3,3-pentachloropropane (240fa), which can be used as the starting product easily in a single process step according to the methods known per se by reaction of carbon tetrachloride (CCl₄) with vinyl chloride (CH₂ = CHCl) are provided, d. H. widely available from two on an industrial scale connections.
Dieser erste Verfahrensschritt besteht darin, in der Gasphase eine Mischung aus 240fa und Fluorwasserstoff in Gegenwart eines Fluorierungskatalysators zu behan deln.This first process step consists of a mixture in the gas phase 240fa and hydrogen fluoride in the presence of a fluorination catalyst deln.
Fluorierungskatalysatoren, die bei diesem ersten Verfahrensschritt verwendet werden können, können Katalysatoren in Masse (Vollkatalysatoren) oder auch auf Trägermaterialien aufgebrachte Katalysatoren sein, wobei das Trägermaterial in dem Reaktionsmilieu stabil sein muß, beispielsweise Aktivkohle, Aluminiumfluorid oder Aluminiumphosphat. Fluorination catalysts used in this first process step can be catalysts in bulk (full catalysts) or on Support materials applied catalysts, wherein the support material in the Reaction environment must be stable, for example activated carbon, aluminum fluoride or Aluminum phosphate.
Unter den Katalysatoren in Masse (Vollkatalysatoren) kann man insbesondere Chromoxid nennen, das nach irgendeinem der dem Fachmann hierfür bekannten Verfahren hergestellt werden kann (Sol-Gel-Verfahren, Fällung des Hydroxids aus gehend von Chromsalzen, Reduktion von Chromsäureanhydrid etc.). Derivate von Metallen wie Nickel, Eisen, Mangan, Kobalt und Zink können gleichermaßen allein oder in Verbindung mit Chrom in Form von Katalysatoren in Masse, jedoch gleichermaßen auch in Form von auf Trägermaterialien aufgebrachten Katalysatoren verwendet werden.Among the bulk catalysts (full catalysts) you can in particular Name chromium oxide after any of those known to those skilled in the art Process can be produced (sol-gel process, precipitation of the hydroxide starting from chromium salts, reduction of chromic anhydride etc.). Derivatives of Metals such as nickel, iron, manganese, cobalt and zinc can work alone or in combination with chromium in the form of bulk catalysts, however equally also in the form of catalysts applied to support materials be used.
Die auf Trägermaterialien aufgebrachten Katalysatoren können in Form von Kügel chen, Extrudaten, Pellets oder auch, wenn man in einem Festbett verfährt, in Form von Stücken verwendet werden. Für die Katalysatoren in Masse wird im allgemei nen die Form von Pellets oder Kügelchen bevorzugt. Wenn man in einem Wirbel bett verfährt, bevorzugt man die Verwendung eines Katalysators in Form von Kügelchen oder Extrudaten.The catalysts applied to support materials can be in the form of spheres Chen, extrudates, pellets or, if you are in a fixed bed, in shape of pieces can be used. For the catalysts in bulk is generally the form of pellets or beads is preferred. When you're in a vortex procedure, it is preferred to use a catalyst in the form of Beads or extrudates.
Als nicht beschränkende Beispiele für Katalysatoren kann man nennen:The following are non-limiting examples of catalysts:
-
- Mikrokügelchen aus Chromoxid, die gemäß dem Sol-Gel-Verfahren erhalten
werden, wie es in dem mit Wirkung für die Bundesrepublik Deutschland erteilten
europäischen Patent P 31 69 123.4 (entsprechend der EP-A-55 652 und dem fran
zösischen Patent FR 2 501 062) beschrieben ist.
In diesen Dokumenten sind Katalysatoren zur Fluorierung von aliphatischen Chlorverbindungen in der Gasphase auf Basis von Chromoxid beschrieben, die aus Mikrokugeln von amorphem Cr₂O₃ mit einem Durchmesser von 0,1 bis 3 mm bestehen und durch ein sogenanntes Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden, indem ein Sol von Chromhydroxid in Form kleiner Tröpfchen in einem organi schen, mit Wasser nicht oder nur teilweise mischbaren Lösungsmittel dispergiert und in ein Gel umgewandelt wird, wobei die auf diese Weise erhaltenen Mikro kugeln gewaschen, getrocknet und anschließend einer thermischen Aktivierung bei Temperaturen zwischen 100 und 500°C unterworfen werden. Das Chrom hydroxid-Sol kann aus einer wäßrigen Lösung eines Chromsalzes, der Ammoniak und Hexamethylentetramin zugesetzt ist, oder durch Reduktion einer wäßrigen Chromtrioxid-Lösung mit einem Alkohol erhalten werden. Die Gelifizierung des Sols kann in 2-Ethylhexanol durchgeführt werden. Dem Chromhydroxid-Sol kann 1 bis 10% kolloidales Siliciumdioxid, bezogen auf Trockensubstanz, zugesetzt werden. - Microspheres made of chromium oxide, which are obtained according to the sol-gel process, as described in European Patent P 31 69 123.4 granted with effect for the Federal Republic of Germany (corresponding to EP-A-55 652 and French patent FR 2 501 062) is described.
In these documents, catalysts for the fluorination of aliphatic chlorine compounds in the gas phase based on chromium oxide are described, which consist of microspheres of amorphous Cr₂O₃ with a diameter of 0.1 to 3 mm and are produced by a so-called sol-gel process by a Sol of chromium hydroxide in the form of small droplets is dispersed in an organic solvent which is immiscible or only partially miscible with water and is converted into a gel, the microspheres obtained in this way being washed, dried and then subjected to thermal activation at temperatures between 100 and 500 ° C are subjected. The chromium hydroxide sol can be obtained from an aqueous solution of a chromium salt to which ammonia and hexamethylenetetramine have been added, or by reducing an aqueous chromium trioxide solution with an alcohol. The sol can be gelified in 2-ethylhexanol. 1 to 10% colloidal silicon dioxide, based on dry substance, can be added to the chromium hydroxide sol. -
- Katalysatoren aus Chromoxid, die auf Aktivkohle (mit Wirkung für die Bundes
republik Deutschland erteiltes europäisches Patent P 31 70 898.6, entsprechend
der EP-A-55 659 und der US-A-4 474 895), auf Aluminiumphosphat (mit Wirkung
für die Bundesrepublik Deutschland erteiltes europäisches Patent P 31 63 325.0,
entsprechend der EP-A-55 958) oder auf Aluminiumfluorid (mit Wirkung für die
Bundesrepublik Deutschland erteiltes europäisches Patent P 34 61 176.2, ent
sprechend der US-A-4 579 974, sowie mit Wirkung für die Bundesrepublik
Deutschland erteiltes europäisches Patent P 34 61 175.4, entsprechend der
US-A-4 579 976) aufgebracht sind.
Die Katalysatoren gemäß der DE 31 70 898.6 bzw. US-A 4 474 895 sind Katalysa toren auf Basis von Chromoxid, das durch Imprägnierung mit einer wäßrigen Lösung von Chromtrioxid auf Aktivkohle abgelagert wird, die eine spezifische Gesamtoberfläche von mehr als 1000 m²/g, eine Oberfläche der Poren mit einem Radius zwischen 40 und 50 Å von über 5 m²/g und eine Oberfläche der Poren mit einem Radius von 250 Å oder darüber von mehr als 2 m²/g aufweist, wobei sich der Imprägnierung eine Trocknung bei einer Temperatur von über 150°C anschließt; die Katalysatoren enthalten 0,5 bis 2,8 Grammatom Chrom pro Liter und liegen vorzugsweise in Form von Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 100 µm und 3000 µm vor; sie können vor dem Gebrauch durch eine Behandlung mit wasserfreiem Fluorwasserstoff aktiviert werden.
Die Fluorierungskatalysatoren gemäß der DE 31 63 325.0 bzw. EP-A-55 958 bestehen aus Salzen oder Oxiden des Chroms in Verbindung mit Aluminium phosphat, enthalten 0,1 bis 0,3 Grammatom Chrom pro Liter und besitzen eine spezifische Gesamtoberfläche über 200 m²/g, eine Oberfläche der Poren mit einem Radius von 4 bis 5 nm über 5 m²/g und eine Oberfläche der Poren mit einem Radius gleich oder größer als 25 nm über 2 m²/g; ihre Formgebung kann durch Extrusion/Granulierung erfolgen.
Bei den Fluorierungskatalysatoren gemäß der DE 34 61 176.2 und der DE 34 61 175.4 handelt es sich um Katalysatoren aus einem γ-Aluminiumoxid, das mit Chromsesquioxid Cr₂O₃ in einer Menge von 1,5 bis 4 Chromatomen pro Liter Aluminiumoxid imprägniert ist, wobei der Katalysator bei einer Temperatur zwischen 300 und 400°C mit einer Mischung von Fluorwasserstoff und 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan aktiviert werden kann.- Chromium oxide catalysts based on activated carbon (European patent P 31 70 898.6 granted with effect for the Federal Republic of Germany, corresponding to EP-A-55 659 and US-A-4 474 895), with aluminum phosphate (with effect for Federal Republic of Germany granted European patent P 31 63 325.0, corresponding to EP-A-55 958) or on aluminum fluoride (with effect for the Federal Republic of Germany European patent P 34 61 176.2, corresponding to US-A-4 579 974, as well as with Effect for the Federal Republic of Germany granted European Patent P 34 61 175.4, corresponding to US-A-4 579 976) are applied.
The catalysts according to DE 31 70 898.6 or US-A 4 474 895 are catalysts based on chromium oxide, which is deposited by impregnation with an aqueous solution of chromium trioxide on activated carbon, which has a specific total surface area of more than 1000 m² / g, has a surface of the pores with a radius between 40 and 50 Å of more than 5 m² / g and a surface of the pores with a radius of 250 Å or more than 2 m² / g, the impregnation being a drying at a temperature of connects above 150 ° C; the catalysts contain 0.5 to 2.8 gram atoms of chromium per liter and are preferably in the form of particles with a diameter between 100 μm and 3000 μm; they can be activated by treatment with anhydrous hydrogen fluoride before use.
The fluorination catalysts according to DE 31 63 325.0 and EP-A-55 958 consist of salts or oxides of chromium in combination with aluminum phosphate, contain 0.1 to 0.3 gram atom of chromium per liter and have a specific total surface area of over 200 m² / g, a surface of the pores with a radius of 4 to 5 nm over 5 m² / g and a surface of the pores with a radius equal to or greater than 25 nm over 2 m² / g; they can be shaped by extrusion / granulation.
The fluorination catalysts according to DE 34 61 176.2 and DE 34 61 175.4 are catalysts made from a γ-aluminum oxide which is impregnated with chromium sesquioxide Cr₂O₃ in an amount of 1.5 to 4 chromium atoms per liter of aluminum oxide, the catalyst being a temperature between 300 and 400 ° C can be activated with a mixture of hydrogen fluoride and 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. - - Mischkatalysatoren aus Chromoxid und Nickelfluorid, die auf Aluminiumfluorid aufgebracht sind (mit Wirkung für die Bundesrepublik Deutschland erteiltes europäisches Patent 691 05 924.1, entsprechend der EP-A-0 486 333).- Mixed catalysts made of chromium oxide and nickel fluoride based on aluminum fluoride are applied (with effect for the Federal Republic of Germany European patent 691 05 924.1, corresponding to EP-A-0 486 333).
Der in diesen Dokumenten beschriebene Katalysator ist ein aus Oxiden, Halo
geniden und/oder Oxyhalogeniden von Nickel und Chrom bestehender Misch
katalysator, der auf einem Trägermaterial aus Aluminiumfluorid oder einem
Gemisch von Aluminiumfluorid/Aluminiumoxid aufgebracht ist, wobei der
Gewichtsanteil von Nickel oder Chrom im Katalysator für jedes der Metalle ins
besondere 0,5 bis 20% beträgt, wobei das Nickel/Chrom-Atomverhältnis im all
gemeinen zwischen 0,5 und 5, vorzugsweise bei 1, liegt. Das Trägermaterial kann
bedeutende Mengen bis zu 1000 ppm Natrium enthalten, ohne daß dieser
Umstand den katalytischen Eigenschaften schadet.
Dieser Mischkatalysator kann auf an sich bekannte Weise ausgehend von akti
viertem Aluminiumoxid hergestellt werden. Dieses kann in einem ersten Schritt
durch Fluorierung mit Hilfe von Luft und Fluorwasserstoff in Aluminiumfluorid
oder ein Gemisch aus Aluminiumfluorid und Aluminiumoxid überführt werden,
wobei die Ausbeute der Umwandlung des Aluminiumoxides zu Aluminiumfluorid
wesentlich von der Temperatur abhängt, bei der die Fluorierung des Aluminium
oxides durchgeführt wird (im allgemeinen zwischen 200 und 450°C, vorzugs
weise zwischen 250 und 400°C). Die Trägersubstanz wird anschließend mit
wäßrigen Lösungen von Chrom- und Nickelsalzen oder mit wäßrigen Lösungen
von Chromsäure, Nickelsalz und Methanol (als Reduktionsmittel für das Chrom)
imprägniert. Als Chrom- und Nickelsalze werden vorzugsweise die Chloride ver
wendet, aber es können ebenfalls andere Salze wie zum Beispiel die Oxalate,
Formiate, Acetate, Nitrate und Sulfate oder das Nickeldichromat eingesetzt
werden, unter der Voraussetzung, daß diese Salze in der eingesetzten Menge an
Wasser löslich sind, die von der Trägersubstanz absorbiert werden kann.
Der Katalysator kann auch durch die direkte Imprägnierung des aktivierten
Aluminiumoxids mit den Lösungen der zuvor erwähnten Chrom- und Nickel
verbindungen hergestellt werden. In diesem Falle erfolgt die Umwandlung min
destens eines Teiles des Aluminiumoxides (70% oder mehr) zu Aluminiumfluorid
während des Schrittes der Katalysatoraktivierung.
Bei den für die Herstellung des Katalysators verwendbaren aktivierten
Aluminiumoxiden handelt es sich um gut bekannte, handelsübliche Produkte. Im
allgemeinen werden sie durch Calcinieren von Aluminiumhydroxid bei einer
Temperatur zwischen 300 und 800°C hergestellt.
Vor seinem Einsatz bei der Katalyse muß der Katalysator konditioniert werden,
d. h. er muß durch einen zuvor angeführten Aktivierungsschritt in aktive und (bei
den Reaktionsbedingungen) beständige Komponenten übergeführt werden. Diese
Behandlung kann entweder "in situ" (d. h. in dem Fluorierungsreaktor selbst) oder
in einer entsprechenden, bei den Aktivierungsbedingungen beständigen Appara
tur durchgeführt werden, wobei diese Aktivierung im allgemeinen die folgenden
Schritte umfaßt und im Verlaufe dieses Arbeitsschrittes die katalytischen Vor
stufen (Nickel- und Chromhalogenide, Nickelchromat oder -dichromat, Chrom
oxid) in die entsprechenden Fluoride und/oder Oxyfluoride überführt werden,
begleitet von einer Freisetzung von Wasser und/oder Chlorwasserstoff:The catalyst described in these documents is a mixed catalyst consisting of oxides, halides and / or oxyhalides of nickel and chromium, which is applied to a support material made of aluminum fluoride or a mixture of aluminum fluoride / aluminum oxide, the weight fraction of nickel or chromium in the catalyst for each of the metals is in particular 0.5 to 20%, the nickel / chromium atomic ratio generally being between 0.5 and 5, preferably 1. The carrier material can contain significant amounts of up to 1000 ppm sodium, without this affecting the catalytic properties.
This mixed catalyst can be prepared in a manner known per se starting from activated alumina. This can be converted in a first step by fluorination using air and hydrogen fluoride into aluminum fluoride or a mixture of aluminum fluoride and aluminum oxide, the yield of the conversion of the aluminum oxide to aluminum fluoride being essentially dependent on the temperature at which the fluorination of the aluminum oxide is carried out (generally between 200 and 450 ° C, preferably between 250 and 400 ° C). The carrier substance is then impregnated with aqueous solutions of chromium and nickel salts or with aqueous solutions of chromic acid, nickel salt and methanol (as a reducing agent for chromium). The chlorides are preferably used as the chromium and nickel salts, but other salts such as the oxalates, formates, acetates, nitrates and sulfates or the nickel dichromate can also be used, provided that these salts are used in the amount of water used are soluble, which can be absorbed by the carrier.
The catalyst can also be prepared by directly impregnating the activated alumina with the solutions of the chromium and nickel compounds mentioned above. In this case, at least a portion of the alumina (70% or more) is converted to aluminum fluoride during the catalyst activation step.
The activated aluminum oxides that can be used to prepare the catalyst are well-known, commercially available products. Generally, they are made by calcining aluminum hydroxide at a temperature between 300 and 800 ° C.
Before it can be used in catalysis, the catalyst has to be conditioned, ie it has to be converted into active and (under the reaction conditions) stable components by a previously mentioned activation step. This treatment can be carried out either "in situ" (ie in the fluorination reactor itself) or in a corresponding apparatus which is stable under the activation conditions, this activation generally comprising the following steps and in the course of this step the catalytic steps (nickel and chromium halides, nickel chromate or dichromate, chromium oxide) are converted into the corresponding fluorides and / or oxyfluorides, accompanied by a release of water and / or hydrogen chloride:
- - Trocknung bei niedriger Temperatur (100 bis 150°C, vorzugsweise 110 bis 120°C) in Gegenwart von Luft oder Stickstoff,- Drying at low temperature (100 to 150 ° C, preferably 110 to 120 ° C) in the presence of air or nitrogen,
- - Trocknung bei hoher Temperatur (350 bis 450°C, vorzugsweise 390 bis 410°C) in Gegenwart von Stickstoff,- Drying at high temperature (350 to 450 ° C, preferably 390 to 410 ° C) in the presence of nitrogen,
- - Fluorierung bei niedriger Temperatur (180 bis 300°C, vorzugsweise bei ungefähr 200°C) mit Hilfe eines Gemisches von Fluorwasserstoff und Stick stoff, wobei der HF-Gehalt dadurch kontrolliert wird, daß die Temperatur unterhalb 300°C gehalten wird, und- Fluorination at low temperature (180 to 300 ° C, preferably at about 200 ° C) using a mixture of hydrogen fluoride and stick substance, the HF content being controlled by the temperature is kept below 300 ° C, and
- - Fertigstellung in einem Strom aus reinem Fluorwasserstoff bei einer Tempera tur von bis zu 450°C.- Completion in a stream of pure hydrogen fluoride at a tempera up to 450 ° C.
Durch die chemische Elementaranalyse (Chrom, Nickel, Fluor, Aluminium, Sauerstoff) im Anschluß an diese Aktivierung kann die mineralische Zusammen setzung des erhaltenen Katalysators bestimmt werden.Through chemical elemental analysis (chrome, nickel, fluorine, aluminum, Oxygen) following this activation can combine the mineral setting of the catalyst obtained can be determined.
-
- Katalysatoren in Masse auf Basis von Chromoxiden und Nickeloxiden (mit Wir
kung für die Bundesrepublik Deutschland erteiltes europäisches Patent
692 04 147.8, entsprechend der EP-A-0 546 883).
Hierbei handelt es sich um Vollkatalysatoren, d. h. Katalysatoren in Masse, auf Basis von Chrom- und Nickeloxiden, bei denen das Nickel/Chrom-Atomverhältnis 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 3,5, insbesondere 0,15 bis 3, beträgt und die mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei dem man zunächst ein Sol aus Chrom(III)- und Nickel(II)-hydroxiden bildet, dieses Sol anschließend geliert und das so erhaltene Produkt schließlich bei einer Temperatur zwischen 250 und 450°C trocknet und calciniert. Das Chrom-/Nickelhydroxid-Sol kann aus Chrom(III)-sulfat, -acetat oder -nitrat und aus Nickelchlorid, -sulfat oder -nitrat gewonnen werden. Das Sol kann zusätzlich mindestens ein Additiv enthalten, das ausgewählt ist aus kristallisiertem Cr₂O₃-Pulver, Aluminiumoxidmonohydrat, Hexamethylentetramin und/oder Harnstoff, kolloidalem Siliciumdioxid, Benetzungsmitteln und Verdickungsmitteln. Die Bildung des Sols umfaßt im all gemeinen einen Aufheizschritt auf eine Temperatur zwischen 60 und 100°C, vor zugsweise zwischen 80 und 95°C. Das Sol kann in Gegenwart eines Chrom- und/oder Nickel-Komplexierungsmittels gebildet werden und beispielsweise mittels Ammoniak geliert werden. Die Gelierung des Sols kann durchgeführt werden, indem man das Sol in Form von kleinen Tröpfchen in einem organi schen, mit Wasser nicht oder wenig mischbaren Lösungsmittel (z. B. 2-Ethyl hexanol) dispergiert und bei erhöhter Temperatur geliert, anschließend die gebildeten Mikrokügelchen in dem gleichen organischen Lösungsmittel oder in einer ammoniakalischen Lösung aufnimmt und die so erhaltenen Mikrokügelchen dann mit verdünntem Ammoniak und anschließend mit Wasser wäscht, worauf sich gegebenenfalls eine Trocknung anschließen kann. Das auf diese Weise erhaltene Produkt kann beispielsweise zu Pellets oder Extrudaten verarbeitet werden.- Mass catalysts based on chromium oxides and nickel oxides (with effect for the Federal Republic of Germany granted European patent 692 04 147.8, corresponding to EP-A-0 546 883).
These are unsupported catalysts, ie bulk catalysts, based on chromium and nickel oxides in which the nickel / chromium atomic ratio is 0.05 to 5, preferably 0.1 to 3.5, in particular 0.15 to 3, and which are produced by means of a process in which a sol is first formed from chromium (III) and nickel (II) hydroxides, this sol is then gelled and the product thus obtained is finally dried at a temperature between 250 and 450.degree and calcined. The chromium / nickel hydroxide sol can be obtained from chromium (III) sulfate, acetate or nitrate and from nickel chloride, sulfate or nitrate. The sol can additionally contain at least one additive which is selected from crystallized Cr₂O₃ powder, aluminum oxide monohydrate, hexamethylenetetramine and / or urea, colloidal silicon dioxide, wetting agents and thickeners. The formation of the sol generally comprises a heating step to a temperature between 60 and 100 ° C, preferably between 80 and 95 ° C. The sol can be formed in the presence of a chromium and / or nickel complexing agent and can be gelled, for example, using ammonia. The sol can be gelled by dispersing the sol in the form of small droplets in an organic solvent which is immiscible or not readily miscible with water (e.g. 2-ethylhexanol) and gelling at elevated temperature, followed by the microspheres formed in the same organic solvent or in an ammoniacal solution and then washing the microspheres thus obtained with dilute ammonia and then with water, which may then be followed by drying. The product obtained in this way can be processed, for example, into pellets or extrudates. - - Nickelfluoridkatalysatoren, die auf fluoriertem Aluminiumoxid aufgebracht sind.- Nickel fluoride catalysts, which are applied to fluorinated aluminum oxide.
Die zuvor genannten Patente und Patentanmeldungen, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist, beschreiben alle ein Verfahren zur Herstellung dieser Katalysatoren, jedoch auch ein Verfahren zu ihrer Aktivierung, d. h. die Umwandlung des Katalysators zu stabilen, aktiven Spezies durch Fluorierung mittels gasförmigem HF, das mit inerten Verbindungen (Stickstoff oder Luft) verdünnt ist. Während dieser Aktivierung können die Metalloxide, die als aktives Material (z. B. Chromoxid) oder als Trägermaterial (z. B. Aluminiumoxid) dienen, teilweise oder vollständig zu den entsprechenden Fluoriden umgesetzt werden.The aforementioned patents and patent applications, the contents of which are hereby incorporated by reference By reference, all describe a method of manufacture these catalysts, but also a process for their activation, i. H. the Conversion of the catalyst to stable, active species by means of fluorination gaseous HF diluted with inert compounds (nitrogen or air). During this activation, the metal oxides, which are the active material (e.g. Chromium oxide) or serve as a carrier material (e.g. aluminum oxide), partially or fully converted to the corresponding fluorides.
Man bevorzugt Katalysatoren auf Basis von Chromoxid (in Masse oder auf Träger material aufgebracht) und Mischkatalysatoren aus Chromoxid und Nickelfluorid.Catalysts based on chromium oxide (in bulk or on supports) are preferred material applied) and mixed catalysts made of chromium oxide and nickel fluoride.
Die katalytische Behandlung von 240fa in der Gasphase mit HF gemäß dem erfin dungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 140°C und 400°C durchgeführt. Die minimale Temperatur hängt nicht nur von der Reak tivität des 240fa ab, sondern vor allem von der Notwendigkeit, die Reaktions mischung aus 240fa/HF im gasförmigen Zustand zu halten und jegliche Konden sation der Verbindung 240fa (Siedepunkt bei 182°C) zu vermeiden. Um den Kataly sator nicht zu rasch zu desaktivieren, hat man auch ein Interesse daran, bei einer nicht zu hohen Temperatur zu arbeiten. Aus diesem Grund wird die Reaktion vor zugsweise bei einer Temperatur zwischen 180°C und 350°C durchgeführt. The catalytic treatment of 240fa in the gas phase with HF according to the inventions The inventive method is preferably at a temperature between 140 ° C. and 400 ° C performed. The minimum temperature doesn't just depend on the reak activity of the 240fa, but mainly from the need to respond to keep mixture of 240fa / HF in gaseous state and any condensate to avoid compound 240fa (boiling point at 182 ° C). To the Kataly Not deactivating the sator too quickly, one is also interested in not working at high temperature. Because of this, the reaction is going ahead preferably carried out at a temperature between 180 ° C and 350 ° C.
Der Druck ist nicht kritisch, und die Reaktion wird vorzugsweise unter einem Druck zwischen Atmosphärendruck und 1,5 MPa durchgeführt.The pressure is not critical and the reaction is preferably under pressure between atmospheric pressure and 1.5 MPa.
Die Kontaktzeit kann in einem weiten Bereich variieren, z. B. im Bereich von 0,5 Sekunden bis 100 Sekunden, jedoch bevorzugt man eine Kontaktzeit im Bereich zwischen 2 Sekunden und 30 Sekunden, wobei diese Kontaktzeit durch die folgende Beziehung definiert wird:The contact time can vary within a wide range, e.g. B. in the range of 0.5 seconds to 100 seconds, however a contact time in the range is preferred between 2 seconds and 30 seconds, this contact time by the the following relationship is defined:
wobei die in dieser Formel verwendeten Symbole die folgende Bedeutung haben:where the symbols used in this formula have the following meanings:
P = Druck in MPa
t = Kontaktzeit in Sekunden
d = Durchsatz in mol/Stunde
V = Volumen des in loser Schüttung vorliegenden Katalysators, berechnet in Litern
T = Temperatur des Reaktors in °C.P = pressure in MPa
t = contact time in seconds
d = throughput in mol / hour
V = volume of the catalyst in bulk, calculated in liters
T = temperature of the reactor in ° C.
Das HF/240fa-Molverhältnis kann ebenfalls in einem sehr weiten Bereich variieren, jedoch bevorzugt man im allgemeinen das Arbeiten bei einem Molverhältnis zwischen 5 und 30.The HF / 240fa molar ratio can also vary within a very wide range, however, working at a molar ratio is generally preferred between 5 and 30.
Mit bestimmten Katalysatoren und unter bestimmten Verfahrensbedingungen ist es gleichermaßen vorteilhaft, in Gegenwart einer geringen Menge an Sauerstoff oder Chlor zu arbeiten, um die Lebensdauer des Katalysators zu verbessern. Die verwen dete Menge an Sauerstoff oder Chlor, bezogen auf die Verbindung 240fa, die die Reaktion speist, kann zwischen 0,1 Mol-% und 5 Mol-% variieren. Der Sauerstoff und das Chlor können in die Reaktionszone entweder allein oder in Mischung mit einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, eingebracht werden. Die Verwendung dieser beiden Verbindungen ist in bezug auf die Selektivität der Reaktionen nicht abträg lich und, um die Selektivität der Reaktion nicht allzusehr zu vermindern, hat man ein Interesse daran, nur so geringe Mengen wie möglich an diesen Inhibitoren für die Desaktivierung der Katalysatoren zu verwenden.It is with certain catalysts and under certain process conditions equally advantageous, in the presence of a small amount of oxygen or Chlorine work to improve the life of the catalyst. They use Detected amount of oxygen or chlorine based on compound 240fa, which the Reaction feeds can vary between 0.1 mol% and 5 mol%. The oxygen and the chlorine can enter the reaction zone either alone or in admixture with it an inert gas, such as. As nitrogen, are introduced. The use of this the two compounds are not detrimental to the selectivity of the reactions Lich and, in order not to reduce the selectivity of the reaction too much, one has an interest in only using as small amounts of these inhibitors as possible to use the deactivation of the catalysts.
Die Reaktionsprodukte, die die Fluorierungsprodukte des 240fa (243fa, 244fa, 245fa, 1233zd und 1234ze), das nicht umgesetzte HF und das gebildete HCl enthalten, wer den gemäß den an sich bekannten Methoden behandelt, d. h. durch Destillation und/oder Wäsche mit Wasser, um das HCl und gegebenenfalls ganz oder teilweise das nicht umgesetzte HF abzutrennen. Vom ökonomischen Standpunkt her hat man ein Interesse daran, mittels Destillation das gesamte gebildete HCl abzutrennen und in dem zweiten Verfahrensschritt die Mischung aus gebildeten, fluorierten orga nischen Produkten und nicht umgesetzten HF einzusetzen.The reaction products that the fluorination products of the 240fa (243fa, 244fa, 245fa, 1233zd and 1234ze), the unreacted HF and the HCl formed, who treated according to the methods known per se, d. H. by distillation and / or washing with water to remove the HCl and, if necessary, in whole or in part to separate the unreacted HF. From an economic point of view you have an interest in removing all of the HCl formed by distillation and in the second process step the mixture of fluorinated orga formed nical products and not implemented HF.
Der zweite Verfahrensschritt, d. h. die Fluorierung in flüssiger Phase von 1233zd und gegebenenfalls Produkten, die diese Verbindung begleiten können, wird in Gegen wart eines Fluorierungskatalysators durchgeführt.The second step, d. H. fluorination in the liquid phase of 1233zd and if applicable, products that can accompany this connection will be countered were carried out a fluorination catalyst.
Der Katalysator für diese Fluorierungsreaktion mittels wasserfreier Fluorwasser stoffsäure (Flußsäure) in flüssiger Phase ist ausgewählt aus Derivaten von Metallen, die zu den Hauptgruppen IIIa, IVa und Va und den Nebengruppen IVb, Vb und VIb gehören. Diese Metallverbindungen können entweder allein oder in Mischung ver wendet werden. Unter den aus den zuvor genannten Gruppen des Periodensystems der Elemente ausgewählten Elementen kann man insbesondere Titan, Niob, Tantal, Molybdän, Bor, Zinn und Antimon nennen. Die Verbindungen, die Antimon enthal ten, sind besonders geeignet. Als Metallderivat kann man Oxide, Oxyhalogenide und Halogenide verwenden. Insbesondere wählt man die Halogenide aus, vorzugs weise Chloride, Fluoride und Chlorfluoride. Antimonpentachlorid (SbCl₅) ist insbe sondere geeignet; seine Verwendung führt zu einer deutlichen Umsetzung der ein gesetzten Produkte mit einer hohen Selektivität in bezug auf das 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan.The catalyst for this fluorination reaction using anhydrous fluorine water Substance acid (hydrofluoric acid) in the liquid phase is selected from derivatives of metals, the main groups IIIa, IVa and Va and the subgroups IVb, Vb and VIb belong. These metal compounds can be used either alone or in a mixture be applied. Among those from the aforementioned groups of the periodic table the elements selected elements can be titanium, niobium, tantalum, Name molybdenum, boron, tin and antimony. The compounds that contain antimony are particularly suitable. Oxides, oxyhalides can be used as metal derivatives and use halides. In particular, the halides are selected, preferably wise chlorides, fluorides and chlorofluorides. Antimony pentachloride (SbCl₅) is esp particularly suitable; its use leads to a clear implementation of the products with a high selectivity in relation to the 1,1,1,3,3-pentafluoropropane.
Die Menge an Katalysator, die bei dieser Fluorierung in der flüssigen Phase einge setzt wird, kann in weiten Grenzen variieren. Sie liegt bei mindestens 0,005 mol des Katalysators pro Mol der zu fluorierenden organischen Produkte und sollte 0,5 mol des Katalysators pro Mol der zu fluorierenden organischen Produkte nicht über schreiten. Vorzugsweise liegt die verwendete Menge an Katalysator zwischen 0,02 mol und 0,25 mol des Katalysators pro Mol der zu fluorierenden organischen Produkte. The amount of catalyst used in this fluorination in the liquid phase can vary widely. It is at least 0.005 mol of Catalyst per mole of organic products to be fluorinated and should be 0.5 mol of the catalyst per mole of the organic products to be fluorinated does not have stride. The amount of catalyst used is preferably between 0.02 mol and 0.25 mol of the catalyst per mol of the organic to be fluorinated Products.
Die Fluorierung in flüssiger Phase gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Erhitzen der Reagenzien durchgeführt und kann diskontinuierlich oder kontinuier lich ausgeführt werden. Die Reaktionstemperatur beträgt im allgemeinen mindestens 50°C, und meist übersteigt sie 150°C nicht. Vorzugsweise wird die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 80°C und 140°C durchgeführt.Fluorination in the liquid phase according to the present invention is under Heating the reagents is done and can be batch or continuous Lich run. The reaction temperature is generally at least 50 ° C, and usually it does not exceed 150 ° C. Preferably the reaction is at a temperature between 80 ° C and 140 ° C.
Bei der diskontinuierlichen Verfahrensweise verfährt man in einem geschlossenen Reaktor, in dem alle Reagenzien zu Beginn des Verfahrens eingebracht werden. Mit dem Fortschreiten der Reaktion steigt der autogene Druck an, um einen Maximal wert zu erreichen. Gemäß diesem Verfahren liegt das Molverhältnis zwischen wasserfreier Fluorwasserstoffsäure und 1233zd und den Produkten, die es gegebe nenfalls begleiten, im allgemeinen zwischen 2 und 30, insbesondere zwischen 3 und 15.The discontinuous procedure is carried out in a closed process Reactor in which all reagents are introduced at the start of the process. With as the reaction progresses, the autogenous pressure increases by a maximum worth achieving. According to this method, the molar ratio is between anhydrous hydrofluoric acid and 1233zd and the products that exist accompany if necessary, generally between 2 and 30, in particular between 3 and 15.
Die Reaktion kann auch diskontinuierlich durchgeführt werden, indem man zu Beginn alle Reagenzien in ein Reaktionsgefäß einbringt, auf dem eine Kolonne angeordnet ist, die die Entfernung des gebildeten Chlorwasserstoffs ermöglicht. Der Druck wird mittels eines Druckregulators bei einem bestimmten Wert konstant gehalten. Der Wert für den Druck wird derart bestimmt, daß im wesentlichen der Chlorwasserstoff entfernt werden kann und daß im wesentlichen die organischen Produkte in dem Reaktionsmilieu im flüssigen Zustand verbleiben. In Abhängigkeit von der Temperatur des Reaktionsmilieus wird der Druck im allgemeinen zwischen 5 bar und 30 bar eingestellt.The reaction can also be carried out batchwise by adding Begin placing all reagents in a reaction vessel on which a column is arranged, which enables the removal of the hydrogen chloride formed. Of the Pressure becomes constant at a certain value by means of a pressure regulator held. The value for the pressure is determined so that essentially the Hydrogen chloride can be removed and that essentially the organic Products in the reaction medium remain in the liquid state. Dependent on from the temperature of the reaction medium the pressure is generally between 5 bar and 30 bar set.
Bei kontinuierlicher Verfahrensweise werden die Reagenzien gleichmäßig in das Reaktionsmilieu, das den Katalysator enthält, eingebracht. Vorzugsweise ist über dem Reaktionsgefäß eine Kolonne angebracht, die ein konstantes Eliminieren eines Teils oder der Gesamtheit der leichteren Verbindungen, die bei der Reaktion gebil det werden (Chlorwasserstoff, 1,1,1,3,3,-Pentafluorpropan), und eine Kondensation der schwereren Produkte (Katalysator, Fluorwasserstoffsäure, chlorfluorierte Zwischenprodukte) ermöglicht. Der Reaktionsdruck wird bei einem bestimmten Wert mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung zur Druckregulierung konstantgehalten. Dieser Wert wird dadurch definiert, daß einerseits die Abtrennung des Chlorwasser stoffs mittels Destillation ermöglicht ist und andererseits das Reaktionsmilieu im flüssigen Zustand belassen werden soll; der Druck variiert folglich in Abhängigkeit von der Temperatur des Reaktionsmilieus. Der Reaktionsdruck beträgt mindestens 5 bar und sollte 60 bar nicht überschreiten. Vorzugsweise liegt der Druck für die Reaktion in einem Druckintervall zwischen 10 und 40 bar. Druckbereiche zwischen 12 und 30 bar haben sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen.In a continuous procedure, the reagents are evenly mixed into the Reaction medium containing the catalyst introduced. Preferably over a column attached to the reaction vessel, which constant elimination of a Part or all of the lighter compounds formed in the reaction Detected (hydrogen chloride, 1,1,1,3,3, -pentafluoropropane), and condensation of the heavier products (catalyst, hydrofluoric acid, chlorofluorinated Intermediate products). The reaction pressure is at a certain Value kept constant with the help of a suitable device for pressure regulation. This value is defined by the fact that the chlorine water is separated off Substance is made possible by distillation and on the other hand the reaction environment in should remain in a liquid state; consequently, the pressure varies depending on the temperature of the reaction environment. The reaction pressure is at least 5 bar and should not exceed 60 bar. The pressure is preferably for the Reaction in a pressure interval between 10 and 40 bar. Pressure ranges between 12 and 30 bar have proven to be particularly advantageous.
Die Verbindung HFA 245fa kann von den Reaktionsprodukten mit den an sich bekannten Verfahren abgetrennt werden, und die nicht umgesetzte Fluorwasser stoffsäure und die unterfluorierten organischen Produkte können wieder eingesetzt werden.The compound HFA 245fa can of the reaction products with the itself known methods are separated, and the unreacted fluorine water Substance acid and the under-fluorinated organic products can be used again will.
Um die Aktivität des Katalysators beizubehalten, insbesondere die Aktivität von Antimonpentahalogeniden, und eine Desaktivierung durch Reduktion zu Antimon trihalogenid zu vermeiden, hat man ein Interesse daran, die Fluorierung in Gegen wart einer geringen Menge von Chlor durchzuführen. Diese Zugabe von Chlor kann in kontinuierlicher Weise erfolgen, wenn die Fluorierung kontinuierlich durch geführt wird, und die Menge an Chlor, die mit den zu fluorierenden organischen Produkten zugegeben wird, liegt in diesem Fall im allgemeinen zwischen 0,005 und 0,05 mol Chlor pro Mol der zugegebenen organischen Produkte. Wenn die Fluorie rung in diskontinuierlicher Weise durchgeführt wird, kann das Chlor periodisch hin zugegeben werden.To maintain the activity of the catalyst, especially the activity of Antimony pentahalides, and deactivation by reduction to antimony To avoid trihalide, one has an interest in countering the fluorination were to carry out a small amount of chlorine. This addition of chlorine can be done in a continuous manner if the fluorination is continuous is performed, and the amount of chlorine associated with the organic to be fluorinated In this case, products added are generally between 0.005 and 0.05 moles of chlorine per mole of organic products added. If the fluorie tion is carried out in a discontinuous manner, the chlorine can periodically be added.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie jedoch zu begrenzen. In diesen Beispielen beziehen sich alle Prozentangaben auf Mol, wenn nichts Gegenteiliges gesagt ist.The following examples illustrate the present invention without it limit however. In these examples, all percentages refer to Mol, if nothing to the contrary is said.
In einen Röhrenreaktor aus Inconel 600 mit 28 mm innerem Durchmesser und einem Volumen von 200 ml gab man 100 ml eines Katalysators auf Basis von Nickelfluorid und Chromoxid, aufgebracht auf Aluminiumfluorid. Die physika lisch-chemischen Eigenschaften dieses Katalysators, der gemäß dem mit Wirkung für die Bundesrepublik Deutschland erteilten europäischen Patent 691 05 924.1 (entsprechend der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 486 333) hergestellt wurde und mittels einer Stickstoff/HF-Mischung in einem Festbett aktiviert wurde, waren folgende:In a tube reactor made of Inconel 600 with 28 mm inner diameter and a volume of 200 ml was given 100 ml of a catalyst based on Nickel fluoride and chromium oxide applied to aluminum fluoride. The physika lisch-chemical properties of this catalyst, which according to the with effect for the Federal Republic of Germany granted European patent 691 05 924.1 (according to European patent application EP-A-0 486 333) was activated by means of a nitrogen / HF mixture in a fixed bed, were the following:
-
- Chemische Zusammensetzung (gewichtsbezogen):
Fluor: 58,6%
Aluminium: 25,9%
Nickel: 6,4%
Chrom: 6,0%- Chemical composition (based on weight):
Fluorine: 58.6%
Aluminum: 25.9%
Nickel: 6.4%
Chromium: 6.0% -
Physikalische Eigenschaften:
Schüttdichte (in loser Schüttung): 0,85 g/ml
BET-Oberfläche: 23 m²/g
Volumen der Poren mit einem Radius zwischen 4 nm und 63 µm: 0,4 ml/g
Oberfläche der Poren mit einem Radius größer als 4 nm: 23 m²/gPhysical Properties:
Bulk density (in bulk): 0.85 g / ml
BET surface area: 23 m² / g
Volume of the pores with a radius between 4 nm and 63 µm: 0.4 ml / g
Surface of the pores with a radius larger than 4 nm: 23 m² / g
Nach einer allerletzten "in-situ"-Aktivierung des Katalysators mit Hilfe einer gas förmigen Mischung aus Stickstoff/HF bei 25°C bis 250°C gab man in das Reak tionsgefäß eine gasförmige Mischung aus HF und 240fa in solchen Mengen, daß das HF/240fa-Molverhältnis 14 betrug. Der Druck im Reaktionsgefäß wurde bei Atmo sphärendruck konstantgehalten, und der Durchsatz der Zugabe der Mischung aus 240fa + HF wurde so eingestellt, daß eine Kontaktzeit von 2 Sekunden erreicht wurde.After the very last "in-situ" activation of the catalyst using a gas shaped mixture of nitrogen / HF at 25 ° C to 250 ° C was added to the reak tion vessel a gaseous mixture of HF and 240fa in such quantities that the HF / 240fa molar ratio was 14. The pressure in the reaction vessel was at Atmo spherical pressure kept constant, and the throughput of the addition of the mixture 240fa + HF was set so that a contact time of 2 seconds was reached has been.
Die aus dem Reaktor austretenden Gase wurden mit Wasser gewaschen, über einem Bett aus Calciumchlorid getrocknet und in einer Trockeneis-Falle bei -78°C konden siert. Der Versuch wurde bei 250°C über 48 Stunden durchgeführt, und es wurde eine Bilanz während der letzten 24 Stunden des Versuches erstellt. Während dieser Periode wurden 1450 g an 240fa hinzugegeben, und man erhielt 845 g Produkte in der Kühlfalle, die gemäß chromatographischen Analysen und massen- und NMR-spek troskopischen Untersuchungen die folgenden Mengenverhältnisse an Produk ten enthielten:The gases emerging from the reactor were washed with water, over a Calcium chloride bed dried and in a dry ice trap at -78 ° C siert. The experiment was carried out at 250 ° C for 48 hours and it was carried out a balance sheet during the last 24 hours of the trial. During this Period, 1450 g of 240fa was added and 845 g of product in the cold trap, which according to chromatographic analyzes and mass and NMR spec troscopic examinations the following proportions of produc contained:
82% 1233zd, davon 88% trans-Isomer und 12% cis-Isomer;
8,2% 1234ze davon 85% trans-Isomer und 15% cis-Isomer;
0,2% 243fa;
0,6% 244fa;
8,5% 245fa.82% 1233zd, thereof 88% trans isomer and 12% cis isomer;
8.2% 1234ze thereof 85% trans isomer and 15% cis isomer;
0.2% 243fa;
0.6% 244fa;
8.5% 245fa.
Die Verbindung 240fa wurde vollständig umgesetzt und die Gesamtausbeute an 1233zd + 1234ze + 243fa + 244fa + 245fa betrug 97,3%. The compound 240fa was completely implemented and the overall yield 1233zd + 1234ze + 243fa + 244fa + 245fa was 97.3%.
In demselben Reaktor wie in Beispiel 1 und mit demselben Katalysator führte man verschiedene Fluorierungsversuche des 240fa in der Gasphase durch, wobei man die Kontaktzeit, die Temperatur und das HF/240fa-Molverhältnis variierte. Alle diese Versuche wurden 18 Stunden lang durchgeführt, und die Reaktionsprodukte wurden am Ende des jeweiligen Versuches mittels Chromatographie in der Gas phase analysiert.In the same reactor as in Example 1 and with the same catalyst various fluorination attempts of the 240fa in the gas phase, whereby one contact time, temperature and HF / 240fa molar ratio varied. All these Experiments were carried out for 18 hours and the reaction products were at the end of each experiment by means of chromatography in the gas phase analyzed.
Die Versuchsbedingungen und Molzusammensetzungen der erhaltenen Produkte sind in Tabelle 1 im Vergleich zu dem Versuch aus Beispiel 1 wiedergegeben.The experimental conditions and molar compositions of the products obtained are shown in Table 1 in comparison to the experiment from Example 1.
Diese Versuche ermöglichen es festzustellen, daß die Umsetzung der Verbin dung 240fa stets quantitativ ist. Die Verbindung 1233zd ist stets das vorherrschende Hauptprodukt. Die Verbindung HFA 245fa liegt in umso größeren Mengen vor, je niedriger die Temperatur ist und je höher das HF/240fa Molverhältnis ist; im Verlauf des besten Versuches (Beispiel 5) erhielt man nicht mehr als 36% 245fa.These attempts make it possible to determine that the implementation of the verbin 240fa is always quantitative. The connection 1233zd is always the predominant one Main product. The compound HFA 245fa is present in larger amounts, depending lower the temperature and the higher the HF / 240fa molar ratio; in the course the best attempt (Example 5) did not give more than 36% 245fa.
In demselben Reaktionsgefäß wie in Beispiel 1, der jedoch 100 ml eines handels üblichen Katalysators aus Chromoxid in Masse in Form von 4,8 mm × 4,8 mm-Pel lets enthielt, die zuvor in einem Festbett mit Hilfe einer Stickstoff/HF-Mischung aktiviert worden waren, führte man verschiedene Fluorierungsversuche des 240fa durch. Der Druck wurde stets bei Atmosphärendruck konstantgehalten.In the same reaction vessel as in Example 1, but with 100 ml of a trade usual catalyst made of chromium oxide in mass in the form of 4.8 mm × 4.8 mm pel lets contained that previously in a fixed bed using a nitrogen / HF mixture were activated, various fluorination attempts were carried out on the 240fa by. The pressure was always kept constant at atmospheric pressure.
Die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieses Katalysators nach seiner Aktivie rung waren die folgenden:The physicochemical properties of this catalyst after its activation The following were:
-
- Chemische Zusammensetzung (gewichtsbezogen):
- - Fluor: 20,0%
- - Chrom: 56,3%
- - Kohlenstoff: 3,5%
- - Sauerstoff: 20,2%
- - fluorine: 20.0%
- - Chrome: 56.3%
- - carbon: 3.5%
- - oxygen: 20.2%
-
- Physikalische Eigenschaften:
- - Schüttdichte (in loser Schüttung): 1,21 g/ml
- - BET-Oberfläche: 124 m²/g
- - Volumen der Poren mit einem Durchmesser zwischen 4 nm und 63 µm: 0,14 ml/g
- - Oberfläche der Poren mit einem Radius größer als 4 nm: 42,3 m²/g
- - Bulk density (in bulk): 1.21 g / ml
- - BET surface area: 124 m² / g
- - Volume of the pores with a diameter between 4 nm and 63 µm: 0.14 ml / g
- - surface area of the pores with a radius larger than 4 nm: 42.3 m 2 / g
Die Versuche wurden in ganz und gar ähnlicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 7 durchgeführt, und die Verfahrensbedingungen und molaren Zusammensetzungen der erhaltenen Produkte sind in Tabelle 2 wiedergegeben.The experiments were carried out in a manner quite similar to that in Examples 1 to 7, and the process conditions and molar compositions of the products obtained are shown in Table 2.
Wie bei den Beispielen 1 bis 7 stellt man auch in diesem Fall fest, daß das 1233zd stets das Hauptprodukt ist. Die zwei Katalysatoren liefern sehr ähnliche Ergebnisse (siehe Beispiele 2 und 8). Bei niedrigen Temperaturen (150°C) ist die Menge an gebildeten 245fa sehr gering, und es bildet sich fast ausschließlich 1233zd. As in Examples 1 to 7, it is also found in this case that the 1233zd is always the main product. The two catalysts give very similar results (see examples 2 and 8). At low temperatures (150 ° C) the amount is high formed 245fa very low, and it forms almost exclusively 1233zd.
In einem Autoklaven aus INOX 316L mit 800 ml Fassungsvermögen, der mit einem Druckanzeiger, einem Temperaturmeßfühler, einer Berstscheibe und einer Rührvor richtung mit einem magnetischen Rührstäbchen ausgestattet war, gab man nach einander 15 g Antimonpentachlorid SbCl₅ (0,05 mol), 100 g wasserfreie Fluor wasserstoffsäure (5 mol) und 66 g an 1233zd (0,50 mol).In an autoclave made of INOX 316L with a capacity of 800 ml Pressure indicator, a temperature sensor, a rupture disc and a stirrer direction was equipped with a magnetic stirrer, they gave in each other 15 g of antimony pentachloride SbCl₅ (0.05 mol), 100 g of anhydrous fluorine hydrochloric acid (5 mol) and 66 g of 1233zd (0.50 mol).
Der Reaktor wurde auf 120°C erhitzt, und der Druck wurde stufenweise bis auf 42,5 bar erhöht. Nach 5 1/2 Stunden wurde das Reaktionssystem auf Umgebungs temperatur gebracht, und man beobachtete einen verbleibenden Druck von 14 bar.The reactor was heated to 120 ° C and the pressure gradually increased to 42.5 bar increased. After 5 1/2 hours the reaction system was ambient brought temperature, and a remaining pressure of 14 bar was observed.
Die Analysen der verschiedenen erhaltenen Phasen lieferten die folgenden Ergeb nisse:The analyzes of the various phases obtained gave the following results nisse:
- - Umsetzungsgrad an 1233zd: 99,9%- Degree of implementation at 1233zd: 99.9%
- - Selektivität in bezug auf 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan: 85,6%Selectivity with respect to 1,1,1,3,3-pentafluoropropane: 85.6%
- - Selektivität in bezug auf 244fa: 1,3%Selectivity in relation to 244fa: 1.3%
- - Selektivität in bezug auf 243fa: 12,4%.- Selectivity with respect to 243fa: 12.4%.
Das hauptsächlich gebildete Nebenprodukt wurde als eine Olefinverbindung mit der Summenformel C₃HCl₂F₃ (Selektivität von 0,7%) bestimmt. The mainly formed by-product was treated as an olefin compound with the Molecular formula C₃HCl₂F₃ (selectivity of 0.7%) determined.
In einen Autoklaven aus INOX 316L mit 1000 ml Fassungsvermögen, der mit einem Kondensator (der mit einem Druckanzeige/Druckreguliersystem verbunden war), einem Druckanzeiger, einer Temperaturmeßsonde, einer Berstscheibe und einer Rührvorrichtung mit einem Magnetrührer versehen war, gab man nacheinander 38 g Antimonpentachlorid (0,127 mol), 154 g wasserfreie Fluorwasserstoffsäure (7,7 mol) und 167 g an 1233zd (1,28 mol).In an autoclave made of INOX 316L with a capacity of 1000 ml Condenser (connected to a pressure gauge / pressure regulator system), a pressure indicator, a temperature probe, a rupture disc and one Stirring device was provided with a magnetic stirrer, 38 g were added in succession Antimony pentachloride (0.127 mol), 154 g anhydrous hydrofluoric acid (7.7 mol) and 167 g of 1233zd (1.28 mol).
In dem Kondensator (Kühler) ließ man das Wasser bei einer Temperatur von 20°C zirkulieren; das Reaktionsgefäß wurde auf 120°C erhitzt, und der Druck wurde durch Entnahme der leichteren Verbindungen auf 20 bar reguliert. Nach 5 1/2 Stunden wurde das Reaktionssystem auf Umgebungstemperatur gebracht; man beobachte einen Restdruck von 1,6 bar.The water was left in the condenser (cooler) at a temperature of 20.degree circulate; the reaction vessel was heated to 120 ° C and the pressure regulated to 20 bar by removing the lighter connections. After The reaction system was brought to ambient temperature for 5 1/2 hours; one observe a residual pressure of 1.6 bar.
Die Analyse der verschiedenen erhaltenen Phasen nach vollständigem Entgasen des Autoklaven lieferten die folgenden Ergebnisse:Analysis of the various phases obtained after complete degassing of the Autoclaves gave the following results:
- - Umsetzungsgrad an 1233zd: 99,9%- Degree of implementation at 1233zd: 99.9%
- - Selektivität in bezug auf 245fa: 92%Selectivity with respect to 245fa: 92%
- - Selektivität in bezug auf 244fa: 1%Selectivity with respect to 244fa: 1%
- - Selektivität in bezug auf 243fa: 6%.- Selectivity with respect to 243fa: 6%.
In derselben Apparatur wie der von Ausführungsbeispiel 14 gab man sukzessiv 30 g Antimonpentachlorid (0,1 mol), 200 g wasserfreie Fluorwasserstoffsäure (10 mol) und 130 g der Reaktionsmischung aus Beispiel 1, die enthielt:In the same apparatus as that of embodiment 14, 30 g were gradually added Antimony pentachloride (0.1 mol), 200 g anhydrous hydrofluoric acid (10 mol) and 130 g of the reaction mixture from Example 1, which contained:
82% 1233zd
8,2% 1234ze
0,2% 243fa
0,6% 244fa
8,5% 245fa,82% 1233zd
8.2% 1234ze
0.2% 243fa
0.6% 244fa
8.5% 245fa,
d. h. ein Mol der Vorläufer von 245fa (1233zd und 1234ze) und Produkte aus der Reihe 240 (243fa, 244fa und 245fa).d. H. one mole of the precursors of 245fa (1233zd and 1234ze) and products from the Series 240 (243fa, 244fa and 245fa).
Wie bei Beispiel 4 wurde der Druck auf 20 bar eingestellt und die Temperatur des Reaktors während 5 1/2 Stunden auf 120°C gebracht. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Autoklav vollständig entgast, und die verschiedenen Phasen, die man erhielt, wurden vereinigt und mit wäßriger Kali und mit Wasser gewaschen.As in Example 4, the pressure was set to 20 bar and the temperature of the Reactor brought to 120 ° C over 5 1/2 hours. After cooling down The autoclave was completely degassed at room temperature, and the various Phases that were obtained were combined and with aqueous potassium and with water washed.
Die erhaltene organische Phase enthielt kein 1233zd und kein 1234ze mehr und bestand aus:The organic phase obtained no longer contained 1233zd and 1234ze and consisted of:
94% 245fa
0,8% 244fa
4,6% 243fa.94% 245fa
0.8% 244fa
4.6% 243fa.
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