ES2383910T3 - Composiciones de azeótropos que comprenden 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno y su uso - Google Patents

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Abstract

Una composición aze6tropa o casi aze6tropa, que comprende de 61, 0 por ciento en moles a 78, 4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye (Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno) y de 39, 0 por ciento en moles a 21, 6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que dicha composición se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión del punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo.

Description

Composiciones de aze6tropos que comprenden 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno y fluoruro de hidr6geno y su uso
Antecedentes de la invenci6n
1. Campo de la invenci6n
5 En la presente memoria descriptiva se describen composiciones de aze6tropos que comprenden Z-1,2,3,3,3pentafluoropropeno y fluoruro de hidr6geno. Las composiciones de aze6tropos son utiles en procedimientos para preparar y en procedimientos para purificar Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno.
2. Descripci6n de la tecnica relacionada
Los compuestos que contienen cloro, como los clorofluorocarburos (SFC) se considera que son perjudiciales para la
10 capa de ozono de la Tierra. Muchos de los hidrofluorocarburos (HFC) usados para sustituir CSC se ha encontrado que contribuyen al calentamiento global. Por lo tanto, hay una necesidad de identificar nuevos compuestos que no deterioren el medio ambiente, pero que posean tambien las propiedades necesarias para funcionar como refrigerantes, disolventes, agentes quelantes, agentes espumantes, propelentes para aerosoles, medios de transferencia de calor, dielectricos, agentes para extinguir fuego, esterilizantes y fluidos de funcionamiento para
15 ciclos combinados. Las olefinas fluoradas, que contienen uno o mas atomos de hidr6geno en la molecula, estan siendo consideradas para ser usadas en algunas de las aplicaciones como, por ejemplo, en refrigeraci6n.
El documento US-A-6.369.284 describe una mezcla equimolar de 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno y fluoruro de hidr6geno en el contexto de un procedimiento para fabricar pentafluoropropenos.
Breve sumario de la invenci6n
20 Un aspecto se refiere a un composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que comprende Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (Z-HFC-1225-ye) y fluoruro de hidr6geno (HF).
Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de 1,1,1.2.3.3hexafluropropano (HFC-236ea) que comprende: a) formar una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno; y b) someter dicha mezcla a una etapa de destilaci6n formando una composici6n destilada de la columna
25 que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de fluoruro de hidr6geno y Z-HFC-1225-ye esencialmente exenta de HFC-236ea.
Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de una mezcla que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de Z-HFC-1225-ye y HF, comprendiendo dicho procedimiento: a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilaci6n en la que una composici6n enriquecida 30 con (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye es separada como una primera composici6n destilada con una primera composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y b) someter dicha primera composici6n destilada a una segunda etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente de la primera etapa de destilaci6n, en la que el componente enriquecido como la primera composici6n de cola en el apartado (a) es separada en una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola enriquecida en el mismo
35 componente que estaba enriquecido en la primera composici6n destilada.
Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para la purificaci6n de Z-HFC-1225-ye a partir de una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno, comprendiendo dicho procedimiento: a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilaci6n para formar un primer destilado que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno y un primer producto de cola que comprende 40 HFC-236ea; b) someter dicho primer destilado a una segunda etapa de destilaci6n a partir de la cual se separa una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye como una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y c) someter dicha segunda composici6n destilada a una tercera etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente de la segunda etapa de destilaci6n, en la que se separa el componente enriquecido en la segunda composici6n de cola en
45 el apartado (b) y una tercera composici6n destilada con una tercera composici6n de cola enriquecida en el mismo componente, que estaba enriquecida en la segunda composici6n destilada.
Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para producir Z-HFC-1225-ye que comprende: a) alimentar HFC236ea a una zona de reacci6n para una deshidrofluoraci6n para formar una composici6n de producto de reacci6n que comprende Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea sin reaccionar y fluoruro de hidr6geno; b) someter dicha composici6n 50 de producto de reacci6n a una primera etapa de destilaci6n para formar una primera composici6n destilada que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno y una primera composici6n de cola que comprende HFC-236ea; c) someter dicha primera composici6n destilada a una segunda etapa de destilaci6n a partir de la cual se separa una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno
o (ii) Z-HFC-1225-ye, como una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola que esta 55 enriquecida en el otro de dichos componentes (I) o (ii); y d) someter dicha segunda composici6n destilada a una
tercera etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente de la segunda etapa de destilaci6n en la que se separa el componente enriquecido en la segunda composici6n de cola en el apartado (c), en una tercera composici6n destilada con una tercera composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composici6n destilada.
Breve descripci6n de los dibujo
La Figura 1 es un diagrama de flujo esquematico que ilustra una realizaci6n para poner en practica un procedimiento de destilaci6n aze6tropa de dos columnas.
La Figura 2 es un diagrama de flujo esquematico que ilustra una realizaci6n para poner en practica un procedimiento para la preparaci6n de Z-HFC-1225-ye.
Descripci6n detalla de la invenci6n
Un aspecto se refiere a composiciones que contienen 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC-1225ye, CF3CF=CHF). El HFC-1225ye puede existir como uno de dos is6meros configuracionales, E o Z. El Z-HFC-1225-ye, como se usa en la presente memoria descriptiva, se refiere a una mezcla de los is6meros E- HFC-1225ye (nO de registro CAS 559510-8) y Z-HFC-1225-ye (nO de registro CAS 5528-43-8) de los que el is6mero predominante es Z-HFC-1225-ye. El ZHFC-1225-ye puede ser preparado mediante metodos conocidos en la tecnica como los descritos en las patentes de EE.UU. nO 5.396.000, 5.679.875, 6.031.141 y 6.369.284, todos los cuales se incorporan como referencia a la presente memoria descriptiva.
Como se usa en la presente memoria descriptiva, el is6mero predominante esta previsto que sea el is6mero que este presente en la composici6n a una concentraci6n mayor que 50 por ciento en moles, preferentemente mayor que 60 por ciento en moles, mas preferentemente mayor que 70 por ciento en moles, incluso mas preferentemente mayor que 80 por ciento en moles, y lo mas preferentemente mayor que 90 por ciento en moles.
El fluoruro de hidr6geno (HF) anhidro tiene un nO de registro CAS 7664-393 y esta disponible en el comercio.
Tambien es util en el procedimiento descrito en la presente memoria descriptiva el 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano (HFC-236ea, nO de registro CAS 431-63-0). El HFC-236ea puede ser preparado mediante metodos conocidos en la tecnica.
En lo que se refiere a un procedimiento para la deshidrofluoraci6n de HFC-236ea para dar Z-HFC-1225-ye y HF y el aislamiento de Z-HFC-1225-ye a partir de este procedimiento, se ha descubierto sorprendentemente que la hidrofluoroolefina Z-HFC-1225-ye forma un aze6tropo con HF.
Un aspecto proporciona una composici6n que comprende de 61,0 por ciento en moles a 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 39,0 por ciento en moles a 21,6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno (HF), dando lugar a la formaci6n de una mezcla de aze6tropos o casi aze6tropos. Como se reconoce en la tecnica, una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa es una mezcla de dos o mas componentes diferentes que, cuando estan en forma ldquida bajo una presi6n dada, entraran en ebullici6n a una temperatura sustancialmente constante, temperatura que puede ser superior o inferior a las temperaturas de ebullici6n de los componentes individuales y que proporcionara una composici6n de vapores esencialmente igual a la composici6n ldquida que esta experimentando la ebullici6n.
Para los fines de esta explicaci6n, una composici6n casi aze6tropa (tambien denominada comunmente "composici6n de tipo aze6tropa") significa una composici6n que se comporta como un aze6tropo (es decir, tiene caracterdsticas de ebullici6n constantes o una tendencia a no fraccionarse tras una ebullici6n o evaporaci6n). Por tanto, la composici6n del vapor formado durante la ebullici6n o evaporaci6n es igual o sustancialmente igual que la composici6n ldquida original. Por tanto, durante la ebullici6n o evaporaci6n, la composici6n ldquida, si cambia en absoluto, cambia solamente en un alcance mdnimo o despreciable. Esto se puede contrastar con las composiciones no aze6tropas en las que, durante la ebullici6n o evaporaci6n, la composici6n ldquida cambia en un grado sustancial.
Adicionalmente, las composiciones casi aze6tropas de la invenci6n exhiben una presi6n de punto de rocdo y una presi6n de punto de burbujeo virtualmente sin diferencial de presi6n. Es decir, la diferencia entre la presi6n del punto de rocdo y la presi6n de punto de burbujeo a una temperatura dada sera un valor pequeno. Se puede establecer que las composiciones con una diferencia en la presi6n del punto de rocdo y la presi6n del punto de burbujeo menor o igual a 3 por ciento (basada en la presi6n del punto de burbujeo) se puede considerar que son casi aze6tropas.
Consecuentemente, las caracterdsticas esenciales de la composici6n aze6tropa o casi aze6tropa son que, a una presi6n dada, el punto de ebullici6n de la composici6n es fijo y que la composici6n del vapor por encima de la composici6n en ebullici6n es esencialmente el de la composici6n ldquida en ebullici6n (es decir, no tiene lugar ningun fraccionamiento de los componentes de la composici6n ldquida). Esta reconocido tambien en la tecnica que el tanto el punto de ebullici6n como los porcentajes en peso de cada componente de la composici6n aze6tropa pueden cambiar cuando la composici6n ldquida aze6tropa o casi aze6tropa es sometida a ebullici6n a presiones diferentes. Por tanto, una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa puede ser definida en terminos de la relaci6n unica que existe entre los componente o en terminos de los intervalos de composici6n de los componentes o en terminos de
porcentajes en peso exactos de cada componente de la composici6n, caracterizados por un punto de ebullici6n fijo a una presi6n especificada. Esta reconocido tambien en la tecnica que pueden ser calculadas diversas composiciones aze6tropas (que incluyen sus puntos de ebullici6n a presiones particulares) (vease, por ejemplo, W. Schotle Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. (1980) 19, 432-439). La identificaci6n experimental de las composiciones aze6tropas que incluye los mismos componentes puede ser usada para confirmar la exactitud de estos calculos y/o para modificar los calculos a las mismas u otras temperaturas y presiones.
Se pueden formar composiciones que comprenden combinaciones aze6tropas de fluoruro de hidr6geno con Z-HFC1225-ye. Estas incluyen composiciones que comprenden desde aproximadamente 31,0 por ciento en moles, hasta aproximadamente 35,5 por ciento en moles de HF y desde aproximadamente 69,0 por ciento en moles hasta aproximadamente 64,5 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye (que forma un aze6tropo con un punto de ebullici6n a una temperatura entre aproximadamente -25OC y aproximadamente 100OC y a una presi6n entre aproximadamente 88,3 kPa y aproximadamente 3799 kPa).
Adicionalmente, se pueden formar tambien composiciones casi aze6tropas que contienen HF y Z-HFC-1225-ye. Estas composiciones casi aze6tropas comprenden aproximadamente 61,0 por ciento en moles a aproximadamente 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y aproximadamente 39,0 por ciento en moles a aproximadamente 21,6 por ciento en moles de HF a temperaturas que vardan en el intervalo de aproximadamente -25OC a aproximadamente 100OC y presiones de aproximadamente 88 kPa a aproximadamente 3792 kPa.
Debe entenderse que aunque una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa puede existir a una relaci6n particular de los componentes a temperaturas y presiones dadas, la composici6n aze6tropa puede existir tambien en composiciones que contengan otros componentes.
Se pueden formar composiciones que consisten esencialmente en combinaciones aze6tropas de fluoruro de hidr6geno con Z-HFC-1225-ye. Estas incluyen composiciones que comprenden esencialmente de aproximadamente 31,0 por ciento en moles aproximadamente 35,5 por ciento en moles de HF y de aproximadamente 69,0 por ciento en moles a aproximadamente 64,5 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye (que forma un aze6tropo con un punto de ebullici6n a una temperatura entre aproximadamente -25OC y aproximadamente 100OC y a una presi6n entre aproximadamente 88,3 kPa y aproximadamente 3799 kPa).
Se pueden formar tambien composiciones casi aze6tropas que consisten esencialmente en aproximadamente 61,0 por ciento en moles a aproximadamente 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y aproximadamente 39,0 por ciento en moles a aproximadamente 21,6 por ciento en moles de HF a temperaturas que vardan en el intervalo de aproximadamente -25OC a aproximadamente 100OC y a presiones de aproximadamente 88 kPa a aproximadamente 3792 kPa.
A presi6n atmosferica, los puntos de ebullici6n del acido fluorhddrico y Z-HFC-1225-ye son de aproximadamente 19,5OC y -20OC, respectivamente. La volatilidad relativa a 479 kPa y 19,5OC de HF y Z-HFC-1225-ye se encontr6 que eran aproximadamente 1,0 cuando se aproximaba a 34,4 por ciento en moles de HF y 65,6 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye. La volatilidad relativa a 1987 kPa y 70OC se encontr6 que era de aproximadamente 1,0 cuando se aprocimaba a 35,2 por ciento en moles de HF y 64,8 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye. Estos datos indican que el uso de procedimientos de destilaci6n convencionales no da lugar a la separaci6n de un compuesto sustancialmente puro debido al valor bajo de la volatilidad relativa de los compuestos.
Para determinar la volatilidad relativa de HF con Z-HFC-1225-ye, se us6 el metodo denominado PTx. En este procedimiento, la presi6n absoluta total de una celda de volumen conocido es medida a temperatura constante para diversas composiciones binarias conocidas. El uso del metodo PTx se describe mas en detalle en la publicaci6n "Phase Equilibrium In Process Design", Wiley-Interscience Publisher, 1970, escrita por Harold R. Null, en las paginas 124 a 126. Se obtuvieron y analizaron muestras de vapor y ldquido, o vapor en cada una de las dos fases ldquidas bajo esas condiciones en las que existen dos fases ldquidas, para verificar sus respectivas composiciones.
Estas mediciones pueden ser reducidas a composiciones de vapor y ldquido en equilibrio en la celda mediante un modelo de ecuaci6n del coeficiente de actividad, como la ecuaci6n no al azar de dos ldquidos (NRTL), para representar situaciones no ideales en fase ldquida. El uso de una ecuaci6n del coeficiente de actividad, como la ecuaci6n NRTL, se describe mas en detalles en la publicaci6n "The Properties of Gases and Liquids", 4th Edition, publisher McGraw Hill, escrita por Reid, Prausnitz y Poling, en las paginas 241 a 387; y en la publicaci6n "Phase Equilibria in Chemical Engineering", publicada por Butterworth Publishers, 1985, escrita por Stanley M. Walas, paginas 165 a 244.
Aunque no se desean vinculaciones a ninguna teorda o explicaci6n, se cree que la ecuaci6n NRTL puede predecir suficientemente si las mezclas de HF y Z-HFC-1225-ye se comportaran o no de una manera ideal y puede predecir suficientemente las volatilidades relativas de los componentes en estas mezclas. Por tanto, aunque el HF tiene una buena volatilidad relativa en comparaci6n con Z-HFC-1225-ye a bajas concentraciones de Z-HFC-1225-ye, la volatilidad relativa se hace de aproximadamente 1,0 cuando se aproximaba a 65,6 por ciento en moles de Z-HFC1225-ye a 19,5OC. Esto harda imposible separar Z-HFC-1225-ye de HF mediante una destilaci6n convencional a partir de esta mezcla. Cuando la volatilidad relativa se aproxima a 1,0, se define el sistema como la formaci6n de
una composici6n casi aze6tropa o aze6tropa.
Se ha encontrado que los aze6tropos de Z-HFC-1225-ye y HF se forman a una diversidad de temperaturas y presiones. Se pueden formar composiciones aze6tropas entre 88 kPa (a una temperatura de -25OC) y 3799 kPa (a una temperatura de 100OC) consistiendo esencialmente dichas composiciones en Z-HFC-1225-ye y HF en un intervalo de aproximadamente 31,0 por ciento en moles (y 69,0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye) a aproximadamente 35,5 por ciento en moles de HF (y 64,5 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye). Se ha encontrado un aze6tropo de HF y Z-HFC-1225-ye a 19,5OC y 497 kPa que consiste esencialmente en aproximadamente 34,4 por ciento en moles de HF y aproximadamente 85,6 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye. Se ha encontrado tambien un aze6tropo de HF y Z-HFC-1225-ye a 70OC y 1987 kPa que consiste esencialmente en aproximadamente 35,2 por ciento en moles de HF y aproximadamente 64,8 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye. Basandose en los descubrimientos anteriores, se pueden calcular composiciones aze6tropas a otras temperaturas y presiones. Se ha calculado que se puede formar una composici6n aze6tropa de aproximadamente 31,0 por ciento en moles de HF y aproximadamente 69,0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye a -25OC y 88,3 kPa y una composici6n aze6tropa de aproximadamente 35,5 por ciento en moles de HF y aproximadamente 64,5 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye a 100OC y 3797 kPa. Consecuentemente, un aspecto proporciona una composici6n aze6tropa que consiste esencialmente en aproximadamente 31,0 por ciento en moles a aproximadamente 35,5 por ciento en moles de HF y de aproximadamente 69,0 por ciento en moles a aproximadamente 65,5 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye, teniendo dicha composici6n un punto de ebullici6n de aproximadamente -25OC a 88,3 kPa a aproximadamente 100OC a 3797 kPa.
Se ha encontrado tambien que se pueden formar composiciones aze6tropas o casi aze6tropas entre aproximadamente 88 kPa y aproximadamente 550 kPa a temperaturas que vardan en el intervalo de aproximadamente -25OC a aproximadamente 100OC, consistiendo dichas composiciones esencialmente en aproximadamente 61,0 por ciento en moles a aproximadamente 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y aproximadamente 39,0 por ciento en moles a aproximadamente 21,6 por ciento en moles de HF.
Las composiciones aze6tropas y casi aze6tropas de HF/Z-HFC-1225-ye son utiles en procedimientos para preparar Z-HFC-1225-ye y en procedimientos para purificar Z-HFC-1225-ye. De hecho, las composiciones aze6tropas y casi aze6tropas de HF/Z-HFC-1225-ye pueden ser utiles en cualquier procedimiento que cree una composici6n que contenga Z-HFC-1225-ye y HF.
La destilaci6n aze6tropa se puede llevar a cabo para separar Z-HFC-1225-ye de HFC-236ea, que es el material de partida para la producci6n de Z-HFC-1225-ye, mediante deshidrofluoraci6n en fase de vapor. Se puede llevar a cabo seguidamente una destilaci6n aze6tropa de dos columnas para separar el HF conjuntamente producido del producto deseado de Z-HFC-1225-ye. � se puede llevar a cabo otra destilaci6n aze6tropa de dos columnas para separar HF de HFC-236ea. El HF puede ser separado de los componentes de hidrocarburos halogenados de la mezcla del producto usando, por ejemplo, tecnicas estandar de lavado. Sin embargo, la producci6n de cantidades sustanciales de descarga del lavado pueden crear problemas de desecho de residuos acuosos. Por tanto, continua habiendo una necesidad de procedimientos que utilicen HF a partir de estas mezclas de productos.
Aunque la mezcla inicial tratada de acuerdo con los procedimientos descritos en la presente memoria descriptiva puede ser obtenida a partir de una diversidad de fuentes, que incluyen anadir Z-HFC-1225-ye a composiciones que contienen HF, un uso ventajoso de los presentes procedimientos consiste en tratar las mezclas efluentes de la preparaci6n de Z-HFC-1225-ye.
El Z-HFC-1225-ye puede ser preparado mediante la deshidrofluoraci6n en fase de vapor de HFC-236ea mediante procedimientos conocidos en la tecnica, como los descritos en las patentes de EE.UU. nO 5.396.000, 5.679.875,
6.031.141 y 6.369.284.
�tro aspecto proporciona un procedimiento para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HFC-236ea que comprende: a) formar una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno; y b9 someter dicha mezcla a una etapa de destilaci6n que forme una composici6n destilada de columna que comprenda una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de HF y Z-HFC-1225-ye esencialmente exenta de HFC-236ea.
Como se describe en la presente memoria descriptiva, mediante "esencialmente exenta de HFC-236ea" se quiere decir que la composici6n contiene menos de aproximadamente 100 ppm (base en moles), preferentemente menos de aproximadamente 10 ppm y lo mas preferentemente menos de aproximadamente 1 ppm de HFC-236ea.
Esta destilaci6n aze6tropa se aprovecha de la composici6n aze6tropa de bajo punto de ebullici6n formada por ZHFC-1225-ye y HF. La composici6n aze6tropa entra en ebullici6n a una temperatura inferior al punto de ebullici6n del componente puro e inferior al punto de ebullici6n de HFC-236ea igualmente.
Como se estableci6 anteriormente, la mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y HF puede ser formado mediante cualquier medio practico. Generalmente, el presente procedimiento es particularmente util para la separaci6n de ZHFC-1225-ye de la mezcla de reacci6n producida por la deshidrofluoraci6n de HFC-236ea. El HF es un co-producto formado en esta reacci6n de deshidrofluoraci6n. La mezcla de reacci6n producida puede ser seguidamente tratada mediante el presente procedimiento para separar HFC-236ea. El Z-HFC-1225-ye se recoge en cabeza del destilado
de la columna de destilaci6n en forma de una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de Z-HFC-1225-ye con HF. El HFC-236ea es recogido en la cola de la columna como una composici6n de cola y puede contener alguna cantidad de HF tambien. La cantidad de HF en el HFC-236ea de la cola de la columna de destilaci6n puede variar desde aproximadamente 35 por ciento en moles hasta menos de 1 parte por mill6n (ppm, base en moles) dependiendo de la manera en que se realice nla reacci6n de deshidrofluoraci6n. De hecho, si la reacci6n de deshidrofluoraci6n se realiza de manera que proporciones una conversi6n de 50 por ciento del HFC-236ea y la mezcla de reacci6n que sale de la zona de reacci6n es directamente alimentada a la etapa de destilaci6n, el HFC-236ea que sale de la cola del procedimiento de destilaci6n contendra aproximadamente 34 por ciento en moles de HF.
En una realizaci6n, el funcionamiento de la presente destilaci6n aze6tropa incluye proporcionar un exceso de ZHFC-1225-ye a la columna de destilaci6n. Si es alimentada la cantidad apropiada de Z-HFC-1225-ye a la columna entonces la totalidad del HF sera recogido en cabeza en forma de una composici6n aze6tropa que contiene Z-HFC1225-ye y HF. Por tanto el HFC-236ea separado de la cola de la columna estara esencialmente exento de HF.
Como se describe en la presente memoria descriptiva, mediante "esencialmente exenta de HF" se quiere indicar que la composici6n contiene menos de aproximadamente 100 ppm (base en moles), preferentemente menos de aproximadamente 10 ppm y lo mas preferentemente menos de de aproximadamente 1 ppm de HF.
En la etapa de destilaci6n, el destilado que sale de la cabezas de la columna de destilaci6n que comprende HF y ZHFC-1225-ye puede ser condensado usando, por ejemplo, condensadores de reflujo estandar. Al menos una parte de esta corriente condensada puede ser devuelta a la parte superior de la columna en forma de reflujo. La relaci6n del material condensado que es devuelto a la parte superior de la columna de destilaci6n como reflujo, respecto al material separado como destilado, se denomina comunmente relaci6n de flujo. Las condiciones especdficas que pueden ser usadas para poner en practica la etapa de destilaci6n dependen de un cierto numero de parametros, como el diametro de la columna de destilaci6n, puntos de alimentaci6n y el numero de fases de separaci6n en la columna, entre otros. La presi6n de funcionamiento de la columna de destilaci6n puede variar en el intervalo de aproximadamente 68,9 kPa De presi6n a aproximadamente 1380 kPa, habitualmente de aproximadamente 137,8 kPa a aproximadamente 344 kPa. La columna de destilaci6n se hace funcionar normalmente a una presi6n de aproximadamente 172 kPa con una temperatura en la cola de aproximadamente 29OC y una temperatura en cabeza de aproximadamente 8OC. Normalmente, un aumento de la relaci6n de reflujo da lugar a una pureza aumentada de la corriente de destilado, pero generalmente la relaci6n de reflujo varda en el intervalo entre 1/1 y 200/1. La temperatura del condensador que esta ubicado adyacente a la cabeza de la columna es normalmente suficiente para condensar de forma sustancialmente completa el destilado que sale de la cabeza de la columna, o es la temperatura necesaria para conseguir la relaci6n de reflujo deseada mediante una condensaci6n parcial.
La composici6n destilada de la columna que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de HF y ZHFC-1225-ye, esencialmente exenta de HFC-236ea, debe ser tratada para separar el HF y proporcionar Z-HFC1225-ye puro como producto. Esto se puede realizar, por ejemplo, mediante una neutralizaci6n o mediante un segundo procedimiento de destilaci6n, como se describe en la presente memoria descriptiva.
Un aspecto adicional proporciona un procedimiento para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de una mezcla que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de Z-HFC-1225-ye y HF, comprendiendo dicho procedimiento: a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilaci6n en la que la composici6n es enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye, es separada como una primera composici6n destilada con una primera composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y b) someter dicha primera composici6n destilada a una segunda etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente de la primera etapa de destilaci6n en a que el componente enriquecido en la primera composici6n de cola en el apartado (a) es separado en una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la primera composici6n destilada.
El procedimiento como se describe anteriormente aprovecha el cambio en la composici6n aze6tropa a diferentes presiones para efectuar la separaci6n de Z-HFC-1225-ye y HF. La primera etapa de destilaci6n se puede llevar a cabo a una presi6n elevada con relaci6n a la segunda etapa de destilaci6n. A temperaturas superiores, el aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye contiene menos Z-HFC-1225-ye. Por tanto, esta etapa de destilaci6n a presi6n elevada produce un exceso de Z-HFC-1225-ye, que tiene un punto de ebullici6n a una temperatura superior al aze6tropo que sale de la columna como el producto de cola en forma de Z-HFC-1225-ye puro. El primer destilado de la columna es seguidamente alimentado a una segunda etapa de destilaci6n que funciona a una presi6n inferior. A la presi6n inferior, el aze6tropo de HF/Z-HFC-1225-ye se desplaza a concentraciones inferiores de HF. El HF en exceso, que tiene un punto de ebullici6n mayor que el aze6tropo, sale de la segunda columna de destilaci6n como la composici6n de cola. El presente procedimiento se puede realizar de manera que produzca Z-HFC-1225-ye esencialmente exento de HF. Adicionalmente, el presente procedimiento se puede realizar de manera que produzca HF sustancialmente exento de Z-HFC-1225-ye.
Alternativamente, la primera etapa de destilaci6n se puede llevar a cabo a una presi6n baja con relaci6n a la segunda etapa de destilaci6n. A presiones inferiores, el aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye contiene menos HF. Por tanto, esta etapa de destilaci6n a baja presi6n produce un exceso de HF, que tiene un punto de ebullici6n a una temperatura superior a la que el aze6tropo sale de la columna como el producto de cola en forma de HF puro. El
destilado de la primera columna es seguidamente alimentada a la segunda etapa de destilaci6n que funciona a una presi6n superior. A la presi6n superior, el aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye se desplaza a concentraciones inferiores de Z-HFC-1225-ye. Por lo tanto, en esta segunda etapa de destilaci6n, existe un exceso de Z-HFC-1225-ye. El ZHFC-1225-ye en exceso que tiene un �punto de ebullici6n mayor que el aze6tropo, sale de la segunda columna de destilaci6n en forma de la composici6n de cola. El presente procedimiento se puede realizar de manera que produzca Z-HFC-1225-ye esencialmente exento de HF. Adicionalmente, el presente procedimiento se puede realizar de manera que produzca HF esencialmente exento de Z-HFC-1225-ye.
Como se describe en la presente memoria descriptiva mediante "esencialmente exento de Z-HFC-1225-ye" quiere decir que la composici6n contiene menos de aproximadamente 100 ppm (base en moles), preferentemente menos de aproximadamente 10 ppm y lo mas preferentemente menos de aproximadamente 1 ppm de Z-HFC-1225-ye.
La reacci6n de deshidrofluoraci6n endotermica de HFC-236ea para producir Z-HFC-1225-ye se puede realizar por ejemplo, en un reactor tubular con catalizador en los tubos y con un medio de calentamiento en la envoltura del reactor. Alternativamente se puede usar un portador de calor para permitir un funcionamiento adiabatico. El HFC236ea puro o el Z-HFC-1225-ye puro, que son producidos ambos mediante los procedimientos de destilaci6n descritos en la presente memoria descriptiva, pueden ser reciclados al reactor para servir como portador de calor. El HFC-236ea serda un portador de calor preferido, ya que la introducci6n de Z-HFC-1225-ye al reactor de deshidrofluoraci6n darda lugar a una reducci6n de la conversi6n en paso unico de HFC-236ea.
Tanto en la primera como en la segunda etapas de destilaci6n, el destilado que sale de la cabeza de la columna de destilaci6n que comprende HF y Z-HFC-1225-ye puede ser condensado usando, por ejemplo, condensadores de reflujo estandar. Al menos una parte de esta corriente condensada puede ser devuelta a la parte superior de la columna como reflujo. La reacci6n del material condensado que es devuelto a la parte superior de la columna de destilaci6n como reflujo, respecto al material separado como destilado, se denomina comunmente la relaci6n de reflujo. Las condiciones especdficas que pueden ser usadas para poner en practica la etapa de destilaci6n dependen de un cierto numero de parametros, como el diametro de la columna de destilaci6n, los puntos de alimentaci6n y el numero de fases de separaci6n en la columna, entre otros. La presi6n de funcionamiento de la columna de destilaci6n a presi6n elevada (tanto si la columna de destilaci6n a presi6n elevada es la primera o segunda columna) puede variar en el intervalo de aproximadamente 345 kPa de presi6n a aproximadamente 1550 kPa, normalmente de aproximadamente 345 kPa a aproximadamente 690 kPa. La columna de destilaci6n a presi6n elevada se hace funcionar normalmente a una presi6n de aproximadamente 520 kPa con una temperatura de los productos de cola de aproximadamente 86OC y una temperatura de los productos de cabeza de aproximadamente 77OC. Normalmente, un aumento de la relaci6n de reflujo da lugar a una pureza aumentada de la corriente destilada, pero generalmente la relaci6n de reflujo varda en el intervalo entre 0,1/1 y 100/1. La temperatura del condensado que esta ubicado adyacente a la parte superior de la columna, es normalmente suficiente para condensar de forma sustancialmente completa el destilado que sale de la parte superior de la columna o es la temperatura necesaria para conseguir la relaci6n de reflujo deseada mediante condensaci6n parcial.
La presi6n de funcionamiento de la columna de destilaci6n a baja presi6n (tanto si la columna de destilaci6n a baja presi6n es la primera como la segunda columna de destilaci6n) puede variar en el intervalo de aproximadamente 34 kPa de presi6n a aproximadamente 345 kPa, normalmente de aproximadamente 34 kPa a aproximadamente 138 kPa. La columna de destilaci6n a baja presi6n se hace funcionar normalmente a una presi6n de aproximadamente 117 kPa con una temperatura de cola de aproximadamente 86OC y una temperatura de cabeza de aproximadamente 77OC. Normalmente, un aumento de la relaci6n de reflujo da lugar a una pureza aumentada de la corriente destilada, pero generalmente la relaci6n de reflujo varda en el intervalo entre 0,1/1 y 50/1. La temperatura del condensador, que esta ubicado adyacente a la parte superior de la columna, es normalmente suficiente para condensar de forma sustancialmente completa el destilado que sale de la parte superior de la columna o es la temperatura necesaria para conseguir la relaci6n de reflujo deseada mediante condensaci6n parcial.
La Figura 1 es ilustrativa de una realizaci6n para poner en practica el presente procedimiento de destilaci6n de dos columna para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye y HF. Haciendo referencia a la Figura 1, una mezcla de alimentaci6n derivada de una destilaci6n aze6tropa anterior que comprende HF y Z-HFC-1225-ye, en la que la relaci6n en moles de HF: Z-HFC-1225-ye es de aproximadamente 0,48:1 (o menos), se hace pasar a traves de un conducto (540) a una columna (510) de destilaci6n de fases multiples, que funciona a una temperatura de aproximadamente 77OC y una presi6n de aproximadamente 2310 kPa. Los productos de cola de la columna (510) de destilaci6n, que contienen esencialmente Z-HFC-1225-ye puro a una temperatura de aproximadamente 86OC y una presi6n de aproximadamente 2320 kPa se separan de la parte inferior de la columna (510) a traves de un conducto (566). El destilado de la columna (510), que contiene aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye (la relaci6n en moles de HF: Z-HFC1225-ye es de aproximadamente 0,54:1) a una temperatura de aproximadamente 77OC y una presi6n de aproximadamente 2310 kPa es separado de la parte superior de la columna (510) y enviado a traves del conducto
(570) a una columna (520) de destilaci6n de fases multiples. El destilado de la columna (520), que contiene el aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye (la relaci6n en moles desde aproximadamente 0,47:1) a una temperatura de aproximadamente menos 19OC y una presi6n de aproximadamente 117 kPa, es separado de la columna (520) a traves del conducto (565) y es reciclado a la columna (510). Los productos de cola de la columna (520) que contienen esencialmente HF puro a una temperatura de aproximadamente 26OC y una presi6n de aproximadamente 131 �Pa son separados a traves del conducto (586).
La patente de EE.UU. nO 6.388.147, incorporada como referencia a la presente memoria descriptiva, describe composiciones aze6tropas y casi aze6tropas que consisten esencialmente en HFC-236ea y HF que vardan en el intervalo de aproximadamente 31 por ciento en moles a aproximadamente 60 por ciento en moles de HFC-236ea y de aproximadamente 69 por ciento en moles a aproximadamente 40 por ciento en moles de HF. La existencia de este aze6tropo permite que la separaci6n de HFC-236ea de HF se realice de una manera similar a la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HF, que es una destilaci6n aze6tropa de dos columnas.
Un aspecto adicional proporciona un procedimiento para la purificaci6n de Z-HFC-1225-ye a partir de una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y Hf, comprendiendo dicho procedimiento: a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilaci6n para formar un primer destilado que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y HF y un primer producto de cola que comprende HFC-236ea; b) someter dicho primer destilado a una segunda etapa de destilaci6n a partir de la cual se separa una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye, como una segunda composici6n destilada, estando enriquecida una segunda composici6n de cola en los otros de dichos componente (i) o (ii); y c) someter dicha segunda composici6n destilada a una tercera etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente a la segunda etapa de destilaci6n, en que el componente enriquecido en la segunda composici6n de cola en el apartado (b) es separado en una tercera composici6n destilada con una tercera composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estara enriquecido en la segunda composici6n destilada.
Un aspecto adicional proporciona un procedimiento para producir Z-HFC-1225-ye que comprende: a) alimentar HFC236ea a una zona de reacci6n para una deshidrofluoraci6n, para formar una composici6n de producto de reacci6n que comprende Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea sin reaccionar y fluoruro de hidr6geno; b) someter dicha composici6n de producto de reacci6n a una primera etapa de destilaci6n para formar una primera composici6n destilada que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y Hf y una primera composici6n de cola que comprende HFC-236ea; c) someter dicha primera composici6n destilada a una segunda etapa de destilaci6n a partir de la cual se separa una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) ZHFC-1225-ye, como una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y d) someter dicha segunda composici6n destilada a una tercera etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente a la segunda etapa de destilaci6n en que el componente enriquecido en la segunda composici6n de cola en el apartado (c) es separado en una tercera composici6n destilada con una tercera composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composici6n destilada. �pcionalmente, el procedimiento puede comprender adicionalmente reciclar al menos alguna parte de dicha primera composici6n de cola (HFC-236ea) a dicha zona de reacci6n. �pcionalmente, el procedimiento puede comprender adicionalmente reciclar al menos alguna parte de dicha segunda composici6n de cola o tercera composici6n de cola a dicha zona de reacci6n. �pcionalmente, el procedimiento puede comprender adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha segunda composici6n de cola
o tercera composici6n de cola a dicha primera etapa de destilaci6n. �pcionalmente, el procedimiento puede comprender adicionalmente recuperar al menos alguna parte de dicha segunda composici6n de cola o tercera composici6n de cola como Z-HFC-1225-ye esencialmente exento de HFC-236ea y HF.
Como se describe en la presente memoria descriptiva, mediante "esencialmente exento de HFC-236ea y HF" se quiere indicar que la composici6n contiene menos de aproximadamente 100 ppm (base en moles) preferentemente menos de aproximadamente 10 ppm y lo mas preferentemente menos de aproximadamente 1 ppm de cada uno de HFC-236ea y HF.
La zona de reacci6n para la deshidrofluoraci6n puede comprender un reactor de flujo que contenga preferentemente un lecho fijo de catalizador de deshidrofluoraci6n. La instalaci6n del procedimiento para todos los procedimientos descritos en la presente memoria descriptiva y los conductos de alimentaci6n asociados, conductos de fluentes y unidades asociadas se pueden construir de materiales resistentes al fluoruro de hidr6geno. Los materiales tdpicos de construcci6n bien conocidos en la tecnica, incluyen acero inoxidable, en particular de tipo austendtico y las aleaciones con elevado contenido de ndquel bien conocidas como aleaciones de ndquel-cobre Monel� , aleaciones basadas en ndquel Hastelloy� y aleaciones de ndquel-cromo Inconel�.
La Figura 2 es ilustrativa de una realizaci6n para poner en practica el presente procedimiento para la producci6n de Z-HFC-1225-ye. El HFC-236ea es alimentado a traves del conducto (360) al reactor (320). La mezcla efluente del reactor que comprende HF, HFC-236ea y Z-HFC-1225-ye sale del reactor a traves del conducto 450 y es alimentada a una columna de destilaci6n 410 de fases multiples. Los productos de cola de la columna (410) de destilaci6n, que contienen esencialmente HFC-236ea puro, son separados de la parte inferior de la columna (410) a traves del conducto (466) y pueden ser reciclados al reactor. El destilado de la columna (410), que contiene el aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye, es retirado de la parte superior de la columna (410 y es enviado a traves del conducto (540) a una segunda columna (510) de destilaci6n de fases multiples. Los productos de cola de la columna (510), que son ZHFC-1225-ye esencialmente puro, son separados de la columna (510) a traves del conducto (566) y pueden ser reciclados al reactor (320) como un portador de calor. El destilado de la columna (510), que contiene aze6tropo de HF/ Z-HFC-1225-ye, es alimentado a traves del conducto (570) a una tercera columna (520) de destilaci6n de fases multiples. El destilado de la columna (520) que comprende HF/ Z-HFC-1225-ye, es retirado a traves del conducto
(585) y puede ser reciclado a la segunda columna (510) de destilaci6n. La composici6n de cola de la columna (520) es esencialmente HF puro y es retirada de la columna (520) a traves del conducto (586). El producto de HF
esencialmente puro de este procedimiento puede ser usad de cualquier manera apropiada, como siendo alimentado a un reactor de fluoraci6n para producir un compuesto qudmico fluorado, o puede ser neutralizado para ser desechado.
Aunque no esta ilustrado en las Figuras, se entiende que ciertas piezas de la instalaci6n del procedimiento pueden ser usadas en los procedimientos descritos en la presente memoria descriptiva para fines de optimizaci6n. Por ejemplo, pueden ser usados bombas, calentadores o enfriadores cuando sea apropiado. Como un ejemplo, es deseable tener la alimentaci6n a la columna de destilaci6n a la misma temperatura que el punto de la columna al que es alimentada. Por lo tanto, puede ser necesario un calentamiento o enfriamiento de la corriente del procedimiento para hacer coincidir la temperatura.
Sin elaboraciones adicionales, se cree que un experto en la tecnica, usando la descripci6n del presente documento, puede utilizar las composiciones y procedimientos descritos en su alcance mas completo. Las siguientes realizaciones ilustrativas, por lo tanto, deben ser concebidas como meramente ilustrativas, y no restringen el resto de la descripci6n en modo alguno.
Ejemplos
Ejemplo 1
Deshidrofluoraci6n de HFC-236ea a HFC-1225ye (is6meros E y Z) sobre un catalizador carbonaceo
A un reactor de aleaci6n de ndquel Hastelloy (2,54 cm �D x 2,17 cm ID x 24,1 cm L) se introdujeron 14,32 g (25 ml) de material carbonaceo poroso de matriz tridimensional (malla 8) esferico preparado sustancialmente como se describe en una patente de EE.UU. nO 4.978.649, incorporada como referencia a la presente memoria descriptiva. La parte rellena del calentador se calent6 mediante un calentador de banda ceramica de 12,7 x 2,54 cm sujetado a la parte externa del reactor. Un termopar, colocado entre la pared del reactor y el calentador, medda la temperatura del reactor. Despues de introducir en el reactor el material carbonaceo, se hizo pasar hidr6geno (10 ml/min) a traves del reactor y la temperatura se elev6 a 200OC durante un perdodo de una hora y se mantuvo a esta temperatura durante 4 horas adicionales. La temperatura del reactor se elev6 seguidamente hasta la temperatura de funcionamiento deseada y se puso en marcha un flujo de HFC-236ea y nitr6geno a traves del reactor.
Se tomaron muestras de una parte de la materia efluente total del reactor para un analisis de productos organicos usando un cromat6grafos de gases equipado con un detector selectivo de masa (GC-MS). El volumen de la materia efluente del reactor que contenda productos organicos y tambien acido inorganico, como HF, fue tratado con sosa caustica acuosa para su neutralizaci6n.
Los resultados obtenidos en porcentaje en moles en GC se resumen en la tabla 1.
Tabla 1
Temp. del reactor (OC)
Alimentaci6n de 236ea (ml/min) Alimentaci6n de N2 (ml/min) Porcentaje en moles
Z-1225ye
E-1225ye 236ea Desconocidos
200
10 20 0,03 ND 99,97 ND
250
10 20 0,2 0,03 99,8 ND
300
10 20 1,4 0,22 98,4 0,01
350
10 20 5,4 0,96 93,1 0,5
400
10 20 3,1 9,0 51,7 1,1
400
10 10 37,9 8,7 51,6 1,8
400
10 5 42,6 9,5 46,7 1,2
400
10 40 13,2 2,5 71,6 12,7
ND= no detectado
Ejemplo 2 Estudio de fases de mezclas de HF y Z-HFC-1225-ye Se realiz6 un estudio de fases para una composici6n que consiste esencialmente en Z-HFC-1225-ye y HF, en el que
la composici6n se hizo variar y las presiones de vapor se hicieron a 19,5OC y 70OC. Basandose en los datos de los
estudios de fases, se calcularon las composiciones aze6tropas a otras temperaturas y presiones. La Tabla 2 proporciona datos recogidos de composiciones aze6tropas experimentales y calculadas para HF y ZHFC-1225-ye a temperaturas y presiones especificadas. Tabla 2
Temperatura, OC
Presi6n kPa � mol de HF � mol de Z-HFC-1225-ye
-25
88,3 31,0 69,0
-20
115 31,7 68,3
-10
170 32,6 67,4
0
252 33,4 66,6
19,5
497 34,4 65,6
25
592 34,5 65,5
50
1208 35,0 65,0
75
2226 35,2 64,8
77
2308 35,2 64,8
80
2490 35,3 64,7
85
2777 35,3 64,7
90
3090 35,4 64,6
95
3429 35,4 64,6
100
3799 35,5 64,5
5 Ejemplo 3
Presiones de vapor de punto de rocdo y punto de burbujeo
Las presiones de vapor de punto de rocdo y punto de burbujeo para las composiciones descritas en la presente memoria descriptiva se calcularon a partir de propiedades termodinamicas medidas y calculadas. El intervalo aze6tropo esta indicado por la concentraci6n mdnima y maxima de Z-HFC-1225-ye (porcentaje en moles � moles)
10 para el que la diferencia en las presiones de punto de rocdo y punto de burbujeo es menor o igual a 3� (basada en la presi6n del punto de burbujeo). Los resultados se resumen en la Tabla 3.
Tabla 3
Temperatura, OC
Composici6n aze6tropa, � moles de Z-HFC-1225-ye Composiciones casi aze6tropas, � moles Z-HFC-1225-ye
Mdnimo
maximo
-25
69,0 62,6 78,4
70
64,8 61,2 73,8
100
64,5 61,0 74,0
Ejemplo 4
Destilaci6n aze6tropa para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HFC-236ea
15 Una mezcla de HF, Z-HFC-1225-ye y HFC-236ea es alimentada a una columna de destilaci6n para fines de
purificaci6n del Z-HFC-1225-ye. Los datos de la Tabla 4 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades
termodinamicas medidas y calculadas.
Tabla 4
Componente o variable
Alimentado a la columna Cabeza de la columna (destilado) Cola de la columna
HFC-236ea, �mol
33,4 1 ppm 66,0
Z-HFC-1225-ye, � mol
33,3 67,4 180ppm
HF, � mol
33,3 32,6 34,0
Temp., OC
- -10,0 13,8
Presi6n, kPa
- 170 184
Ejemplo 5 Destilaci6n aze6tropa para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HFC-236ea Una mezcla de HF, Z-HFC-1225-ye y HFC-236ea es alimentada a una columna de destilaci6n para fines de
purificaci6n del Z-HFC-1225-ye. Los datos en la Tabla 5 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades
termodinamicas medidas y calculadas.
Tabla 5
Componente o variable
Alimentado a la columna Cabeza de la columna (destilado) Cola de la columna
HFC-236ea, �mol
24,4 1 ppm 99,99
Z-HFC-1225-ye, � mol
51,2 67,7 68 ppm
HF, � mol
24,4 32,3 restos
Temp., OC
- -8,3 21,8
Presi6n, kPa
- 170 184
Ejemplo 6 Destilaci6n aze6tropa para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HFC-236ea 10 Una mezcla de HF, Z-HFC-1225-ye y HFC-236ea es alimentada a una columna de destilaci6n para fines de purificaci6n del Z-HFC-1225-ye. Los datos en la Tabla 6 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades termodinamicas medidas y calculadas. Tabla 6
Componente o variable
Alimentado a la columna Cabeza de la columna (destilado) Cola de la columna
HFC-236ea, �mol
27,3 1 ppm 99,99
Z-HFC-1225-ye, � mol
63,6 87,5 114 ppm
HF, � mol
9,1 12,5 restos
Temp., OC
- -7,7 21,8
Presi6n, kPa
- 170 184
Ejemplo 7
15 Destilaci6n aze6tropa para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HFC-236ea
Una mezcla de Z-HFC-1225-ye y HFC-236ea es alimentada a una columna de destilaci6n para fines de purificaci6n del Z-HFC-1225-ye. Los datos de la Tabla 7 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades termodinamicas medidas y calculadas.
Tabla 7
Componente o variable
Alimentado a la columna Cabeza de la columna (destilado) Cola de la columna
HFC-236ea, �mol
17,6 1 ppm 99,99
Z-HFC-1225-ye, � mol
76,5 92,9 91ppm
HF, � mol
5,9 7,1 restos
Temp., OC
- -7,4 21,8
Presi6n, kPa
- 170 184
Ejemplo 8 Destilaci6n aze6tropa en dos columnas para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HF Una mezcla de HF y Z-HFC-1225-ye es alimentada a un procedimiento de destilaci6n para fines de purificaci6n de
Z-HFC-1225-ye. Los datos en la Tabla 8 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades termodinamicas
medidas y calculadas. Los numeros en la parte superior de las columnas se refieren a la Figura 1.
Tabla 8
Compuesto o variable
Mezcla de alimentaci6n 540 Destilado (510) de columna 570 Producto HFC236ea 566 Destilado (520) de columna 585 Producto HF de 585
HF, � mol
32,1 35,0 trace 32,0 100
Z-HFC-1225-ye, � mol
67,9 65,0 100 68,0 -
Temp. OC
- 76,6 86,0 -19,2 26,2
Pres. kPa
- 2307 2321 115 129
Ejemplo 9 Destilaci6n aze6tropa en dos columnas para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HF 10 Una mezcla de HF y Z-HFC-1225-ye es alimentada a un procedimiento de destilaci6n para fines de purificaci6n del Z-HFC-1225-ye. Los datos en la Tabla 9 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades termodinamicas medidas y calculadas. Los numeros en la parte superior de las columnas se refieren a la figura 1. Tabla 9
Compuesto o variable
Mezcla de alimentaci6n 540 Destilado (510) de columna 570 Producto HFC236ea 566 Destilado (520) de columna 585 Producto HF de 585
HF, � mol
26,7 35,0 restos 32,0 100
Z-HFC-1225-ye, � mol
73,3 65,0 100 68,0 -
Temp. OC
- 76,6 86,0 -19,2 26,2
Pres. kPa
- 2307 2321 115 129
Ejemplo 10
15 Destilaci6n aze6tropa de dos columnas para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye de HF
Una mezcla de HF y Z-HFC-1225-ye es alimentada a un procedimiento de destilaci6n para fines de purificaci6n del Z-HFC-1225-ye. Los datos en la Tabla 10 se obtuvieron mediante calculo usando propiedades termodinamicas medidas y calculadas. Los numeros en la parte superior de la columna se refieren a la figura 1.
Tabla 10
Compuesto o variable
Mezcla de alimentaci6n 540 Destilado (510) de columna 570 Producto HFC236ea 566 Destilado (520) de columna 585 Producto HF de 585
HF, � mol
22,2 35,0 restos 32,0 100
Z-HFC-1225-ye, � mol
77,8 65,0 100 68,0 -
Temp. OC
- 76,6 86,0 -19,2 26,2
Pres. kPa
- 2307 2321 115 129

Claims (21)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa, que comprende de 61,0 por ciento en moles a 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye (Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno) y de 39,0 por ciento en moles a 21,6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que dicha composici6n se caracteriza por una diferencia entre la presi6n del punto de rocdo y la presi6n del punto de burbujeo que es menor o igual a 3�, basada en la presi6n del punto de burbujeo.
  2. 2.
    La composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de la reivindicaci6n 1, que comprende de 61,0 por ciento en moles a 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 39,0 por ciento en moles a 21,6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que la presi6n de vapor es de 88 kPa a 3792 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.
  3. 3.
    La composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de la reivindicaci6n 1, en que dicha composici6n consiste esencialmente en 61,0 por ciento en moles a 78,4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 39,0 por ciento en moles a 21,6 por ciento en moles de fluoruro de hidrogeno, en que la presi6n de vapor es de 88 kPa a 3792 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.
  4. 4.
    La composici6n aze6tropa de la reivindicaci6n 1, que comprende de 64,5 por ciento en moles a 69,0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 35,5 por ciento en moles a 31,0 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que la presi6n de vapor es de 88,3 kPa a 3797 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.
  5. 5.
    La composici6n aze6tropa de la reivindicaci6n 1, en que dicha composici6n consiste esencialmente en 64,5 por ciento en moles a 69,0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 35,5 por ciento en moles a 31,0 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que la presi6n de vapor es de 88,3 kPa a 3797 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.
  6. 6.
    Un procedimiento para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye (Z -1,2,3,3,3-pentafluoropropeno) de HFC-236ea (1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano), que comprende:
    a) formar una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno; y
    b) someter dicha mezcla a una etapa de destilaci6n a partir de la cual se forma una composici6n destilada de la columna que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de fluoruro de hidr6geno y Z-HFC-1225ye, esencialmente exenta de HFC-236ea, en que dicha composici6n destilada de la columna se caracteriza por una diferencia entre la presi6n del punto de rocdo y la presi6n del punto de burbujeo que es menor o igual a 3�, basada en la presi6n del punto de burbujeo.
  7. 7.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 6, en el que dicha etapa de destilaci6n forma adicionalmente una composici6n de cola de la columna que comprende HFC-236ea.
  8. 8.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 7, en el que dicha composici6n de cola de la columna comprende HFC236ea esencialmente exento de fluoruro de hidr6geno.
  9. 9.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 6, en el que dicha mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno comprende cantidades equimolares de cada componente.
  10. 10.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 6, en el que dicha mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno comprende Z-HFC-1225-ye en exceso.
  11. 11.
    El procedimiento para la separaci6n de Z-HFC-1225-ye(Z-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno) de una mezcla que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa de Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno, en que dicha composici6n se caracteriza por una diferencia entre la presi6n del punto de rocdo y la presi6n del punto de burbujeo que es menor o igual a 3�, basada en la presi6n del punto de burbujeo, comprendiendo dicho procedimiento :
    a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilaci6n en la que una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye se separa como una primera composici6n destilada con una primera composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y
    b) someter dicha primera composici6n destilada a una segunda etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente, en la que el componente enriquecido como la primera composici6n de cola en el apartado (a) se separa en una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la primera composici6n destilada.
  12. 12.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 11, en el que dicha primera composici6n de cola comprende Z-HFC-1225ye esencialmente exento de fluoruro de hidr6geno.
  13. 13.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 1, en el que dicha segunda composici6n de cola comprende fluoruro de hidr6geno sustancialmente exento de Z-HFC-1225-ye.
  14. 14.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 11, en el que dicha primera etapa de destilaci6n se lleva a cabo a una
    temperatura mayor que la presi6n de la segunda etapa de destilaci6n.
  15. 15.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 11, en el que dicha mezcla consiste esencialmente en Z-HFC-1225-yeen combinaci6n con una cantidad de fluoruro de hidr6geno eficaz para formar una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa, conteniendo dicha composici6n aze6tropa o casi aze6tropa 64,5 por ciento en moles a 69,0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye.
  16. 16.
    Un procedimiento para la purificaci6n de Z-HFC-1225-ye (Z-1,2,3,3,3-pentefluoropropeno) a partir de una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea (1,1,1,2,3,3 -hexafluoropropano) y fluoruro de hidr6geno, comprendiendo dicho procedimiento:
    a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilaci6n para formar un primer destilado que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno, en que dicho primer destilado se caracteriza por una diferencia entre la presi6n del punto de rocdo y la presi6n de punto de burbujeo que es menor o igual a 3�, basada en la presi6n del punto de burbujeo, y una primera composici6n de producto de cola que comprende HFC-236ea;
    b) someter dicho primer destilado a una segunda etapa de destilaci6n a partir de la cual se separa una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye como una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y
    c) someter dicha segunda composici6n destilada a una tercera etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente de la segunda etapa de destilaci6n, en la que el componente enriquecido en la segunda composici6n de cola en el apartado (b) se separa de una tercera composici6n destilada con una tercera composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composici6n destilada.
  17. 17. Un procedimiento para producir Z-HFC-1225-ye (Z-1,2,3,3,3-pentefluoropropeno) , que comprende:
    a) alimentar HFC-236ea (1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano) a una zona de reacci6n para una deshidrofluoraci6n para formar una composici6n de producto de reacci6n que comprende Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea sin reaccionar y fluoruro de hidr6geno;
    b) someter dicha composici6n de producto de reacci6n a una primera etapa de destilaci6n para formar una primera composici6n destilada que comprende una composici6n aze6tropa o casi aze6tropa que contiene ZHFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno, en que dicha composici6n se caracteriza por una diferencia entre la presi6n del punto de rocdo y la presi6n de punto de burbujeo que es menor o igual a 3�, basada en la presi6n del punto de burbujeo, y una primera composici6n de cola que comprende HFC-236ea;
    c) someter dicha primera composici6n destilada a una segunda etapa de destilaci6n a partir de la cual una composici6n enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye, se separa como una segunda composici6n destilada con una segunda composici6n de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (I) o (ii); y
    d) someter dicha segunda composici6n destilada a una tercera etapa de destilaci6n realizada a una presi6n diferente de la segunda etapa de destilaci6n en la que el componente enriquecido en la segunda composici6n de cola en el apartado (c), se separa en una tercera composici6n destilada con una tercera composici6n de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composici6n destilada.
  18. 18.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 17, que comprende adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha primera composici6n de cola a dicha zona de reacci6n.
  19. 19.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 17, que comprende adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha segunda composici6n de cola o tercera composici6n de cola a dicha zona de reacci6n.
  20. 20.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 17, que comprende adicionalmente recuperar al menos una parte de dicha segunda composici6n de cola o tercera composici6n de cola como Z-HFC-1225-ye esencialmente exento de HFC236ea y fluoruro de hidr6geno.
  21. 21.
    El procedimiento de la reivindicaci6n 17, que comprende adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha segunda composici6n de cola o tercera composici6n de cola a dicha primera etapa de destilaci6n.
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