DE60100284T2 - Herstellung von 245fa - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft neue Wege zur Herstellung von 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan ("245fa") aus 1,1,1-Trifluor-3-chlor-2-propen ("1233zd"),worin das 1233zd mit Wasserstofffluorid ("HF") in Gegenwart eines Metallsalzkatalysators umgesetzt wird, insbesondere Verbesserungen in der Lebensdauer des Katalysators, die aus der Verwendung von 1233zd mit weniger als 100 ppm an olefinischen Verunreinigungen der Formel CF_3-aCl_aCH=CH_bCl_2-b, worin a = 1 bis 3 und b = 0 bis 2 als Ausgangsmaterial resultieren. 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan wird bekanntermaßen als Schaumtreibmittel und Kühlmittel verwendet.
• Das Ausgangsmaterial 1233zd wird im Allgemeinen durch Fluorierung von Chloralkenen wie 1,1,3,3-Tetrachlorpropen (1230za), wie das in dem US-Patent 5,877,359 gelehrt wird, oder von Chloralkanen wie 1,1,1,3,3-Pentafllorpropan (240fa), wie das in dem US-Patent 5,710,352 gelehrt wird, hergestellt, wobei diese Verfahren typischerweise in dem Vorhandensein der vorher erwähnten olefinischen Verunreinigungen als Folge einer nicht vollständigen Fluorierung resultieren. Wir haben gefunden, dass bei der Hydrofluorierung dieser 1233zd-Ausgangsmaterialien diese Verunreinigungen für die Deaktivierung (Verkürzung der Lebensdauer) der in solchen Hydrofluorierungen verwendeten Metallsalzkatalysatoren verantwortlich sind.
• KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• In einem Verfahren zur Hydrofluorierung von 1233zd zu 245fa in Gegenwart eines Metallsalzkatalysators wird eine Verbesserung bereitgestellt, welche die Verwendung von 1233zd als Ausgangsmaterial umfasst, das weniger als 100 ppm an olefinischen Verunreinigungen der Formel CF_3-aCl_aCH=CHbCl_2-b aufweist, worin a = 1, 2 oder 3 und b = 0, 1 oder 2 ist.
• Es ist nun gefunden worden, dass die Verwendung von einem 1233zd-Ausgangsmaterial mit einem niedrigen Gehalt an den vorher erwähnten olefinischen Verunreinigungen zu einer signifikanten Verbesserung in der Lebensdauer des Metallsalz-Hydrofluorierungskatalysators führen kann, wie das nachstehend gezeigt wird.
• Wenn das 1233zd-Ausgangsmaterial hohe Gehalte an diesen Verunreinigungen aufweist, wird das 1233zd durch herkömmliche Trennungstechniken wie Destillation vorbehandelt, um den Grad an Verunreinigung auf unter 100 ppm, vorzugsweise auf unter 10 ppm, zu verringern. Bei Gehalten von 100 ppm und darüber beginnt der Katalysator einen Aktivitätsverlust zu erleiden. Eine übliche Destillation wurde als wirksam befunden, die olefinischen Verunreinigungen wie 1,1-Difluor-l,3-dichlor-2-propen und 1-Fluor-1,1,3-trifluor-2-propen auf Gehalte, die im Allgemeinen durch Gaschromatographie nicht mehr nachweisbar sind, d. h. auf Gehalte unterhalb von 10 ppm zu bringen.
• Dieses Verfahren kann auf sämtliche wirksame Metallsalzkatalysatoren, mit und ohne Trägerstoff, z. B. Salze von Chrom, Nickel, Kobalt, Eisen, Kupfer, Zink, Aluminium, Lithium, Kalium, Natrium, Magnesium, Mangan, Antimon, Titan, Zinn, Tantal, Niob, Molybdän, Rhodium und Kombinationen davon angewendet werden. Bevorzugte Katalysatoren beruhen auf Chrom (III) wie ein in dem europäischen Patent 486333 beschriebener Chrom/Nickel-Katalysator auf einem Aluminiumfluoridträger. Diese Salze sind typischerweise Halogenide wie Chloride oder Fluoride. Diese Metallhalogenidkatalysatoren können durch die Umsetzung von Metalloxid mit HCl oder HF hergestellt werden. Typische Katalysatoren, Trägerstoffe, Aktivierungsverfahren und die Mitverwendung von Luft oder zusätzlichen Beschickun gen mit Chlor sind beispielsweise in dem US-Patent 5,811,603 offenbart, dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme hinsichtlich der dort beschriebenen Katalysatoren und zusätzlichen Beschickungen, die alle hier verwendet werden können, aufgenommen wird.
• Die Temperatur für das Hydrofluorierungsverfahren liegt typischerweise zwischen 25°C und 600°C, vorzugsweise zwischen 50°C und 400°C. Der Druck liegt üblicherweise zwischen 15 und 41,4 bar, vorzugsweise zwischen 50 und 27,6 bar. Das Molverhältnis von HF zu 1233zd beträgt im Allgemeinen zwischen 2 und 200, vorzugsweise zwischen 3 und 50.
• Dies Ausführung der Erfindung wird detaillierter in dem folgenden Beispiel, das nicht als Einschränkung verstanden werden soll, erläutert, wobei der Cr-Ni/AlF₃-Katalysator aus dem europäischen Patent 486333 verwendet wird, um 1233zd zu 245fa zu hydrofluorieren:
• Beispiel
• Es wurden zwei verschiedene Beschickungen verwendet, nämlich (a) 1233zd, das keinen nachweisbaren Gehalt an Verunreinigungen der obigen Formel CF_3-aCl_aCH=CH_bCl_2-b aufwies und (b) 1233zd, das 1600 ppm der Verunreinigung 1,1-Difluor-l,3-dichlor-2-propen aufwies. Die 1233zd- und HF-Reaktanten wurden vorgemischt und über den Katalysator bei einer Temperatur von etwa 380°C und einem Druck von etwa 10,7 bar (155 psig) unter Verwendung eines HF/1233zd-Molverhältnisses von etwa 4 : 1 bei gleichzeitiger Beschickung mit Luft geführt. Bei der Reaktion des verunreinigten 1233zd betrug die Lebensdauer des Katalysators 140 Stunden, während der mit dem reinen 1233zd-Ausgangsmaterial verwendete Katalysator nach mehr als 400 Stunden immer noch aktiv war.

Claims (5)

1. Verfahren zur Hydrofluorierung von 1,1,1-Trifluor-3-chlor-2-propen zu 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan in Gegenwart eines Metallsalzkatalysators, dadurch gekennzeich– net, dass als Ausgangsmaterial 1,1,1-Trifluor-3-chlor-2-propen mit weniger als 100 ppm an olefinischen Verunreinigungen der Formel CF_3-aCl_aCH=CH_bCl_2-b, worin a 1, 2 oder 3 und b 0,1 oder 2 ist, verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Katalysator auf Chrom basiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin das 1,1,1-Trifluor-3-chlor-2-propen-Ausgangsmaterial vorbehandelt worden ist, um den Gehalt an den olefinischen Verunreinigungen zu reduzieren.
4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend die Vorbehandlung als eine Stufe.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Vorabherstellung des Ausgangsmaterials durch die Fluorierung von Chloralken.