ES2802124T3 - Integrated HFC trans-1234ze manufacturing process - Google Patents

Integrated HFC trans-1234ze manufacturing process Download PDF

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ES2802124T3 ES15163864T ES15163864T ES2802124T3 ES 2802124 T3 ES2802124 T3 ES 2802124T3 ES 15163864 T ES15163864 T ES 15163864T ES 15163864 T ES15163864 T ES 15163864T ES 2802124 T3 ES2802124 T3 ES 2802124T3
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Haiyou Wang
Hsueh Tung
Youn Chiu
Gustavo Cerri
Stephen A Cottrell
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Abstract

Un proceso para la producción de trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno que comprende: (a) deshidrofluorar 1,1,1,3,3-pentafluoropropano en presencia de un catalizador seleccionado del grupo que consiste en óxidos metálicos fluorados a granel y fluoruros metálicos a granel en ausencia de un gas que contiene oxígeno para producir así un resultado que comprende cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno; (b) opcionalmente recuperar fluoruro de hidrógeno del resultado de la etapa (a); (c) isomerizar al menos una porción del cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno en trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno; (d) recuperar trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno; y (e) reciclar cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano de regreso a la etapa (a) o a la etapa (a) y (c).A process for the production of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene comprising: (a) dehydrofluorinating 1,1,1,3,3-pentafluoropropane in the presence of a catalyst selected from the group consisting of fluorinated metal oxides a bulk and bulk metal fluorides in the absence of an oxygen-containing gas to thereby produce a result comprising cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene, and hydrogen fluoride; (b) optionally recovering hydrogen fluoride from the result of step (a); (c) isomerizing at least a portion of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene to trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; (d) recovering trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; and (e) recycling cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane back to step (a) or to step (a) and (c).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Proceso integrado de fabricación de HFC trans-1234zeIntegrated HFC trans-1234ze manufacturing process

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La invención se refiere a un proceso integrado para la fabricación de trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO trans-1234ze). Más particularmente, la invención se refiere a un proceso para la fabricación de1HFO trans-1234ze mediante la primera deshidrofluoración catalítica de 1,1,1,3,3-pentafluoropropano para producir así una mezcla de cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno. Después, opcionalmente, recuperar fluoruro de hidrógeno, isomerizar catalíticamente cis-1234ze en trans-1234ze y recuperar trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno. La integración de un reactor de isomerización cargado con un catalizador de isomerización adecuado ayuda a convertir cis-1234ze en su isómero trans, lo que permite aumentar el rendimiento de un solo paso de trans-1234ze.The invention relates to an integrated process for the manufacture of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO trans-1234ze). More particularly, the invention relates to a process for the manufacture of 1HFO trans-1234ze by the first catalytic dehydrofluorination of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane to thus produce a mixture of cis-1,3,3,3- tetrafluoropropene, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene and hydrogen fluoride. Then optionally recover hydrogen fluoride, catalytically isomerize cis-1234ze to trans-1234ze and recover trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene. Integration of an isomerization reactor loaded with a suitable isomerization catalyst helps convert cis-1234ze to its trans isomer, allowing for increased single-pass throughput of trans-1234ze.

Los clorofluorocarbonos (CFC) como el triclorofluorometano y el diclorodifluorometano se han utilizado como refrigerantes, agentes de expansión y diluyentes para la esterilización gaseosa. En los últimos años, ha habido una preocupación generalizada de que ciertos clorofluorocarbonos puedan ser perjudiciales para la capa de ozono de la Tierra. Como resultado, existe un esfuerzo mundial para usar halocarbonos que contienen menos sustituyentes de cloro o ninguno. En consecuencia, la producción de hidrofluorocarbonos, o compuestos que contienen solo carbono, hidrógeno y flúor, ha sido objeto de creciente interés para proporcionar productos ambientalmente deseables para su uso como disolventes, agentes de soplado, refrigerantes, agentes de limpieza, propulsores de aerosoles, medios de transferencia de calor, dieléctricos, composiciones de extinción de incendios y fluidos de trabajo del ciclo de potencia. A este respecto, el trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno (trans-1234ze) es un compuesto que tiene el potencial de ser utilizado como un refrigerante de potencial de agotamiento de ozono cero (por sus siglas en inglés, ODP) y un refrigerante de potencial de calentamiento global bajo (por sus siglas en inglés, GWP), agente de expansión, propulsor de aerosol, disolvente, etc., y también como monómero fluorado.Chlorofluorocarbons (CFCs) such as trichlorofluoromethane and dichlorodifluoromethane have been used as refrigerants, blowing agents, and diluents for gas sterilization. In recent years, there has been widespread concern that certain chlorofluorocarbons may be detrimental to the Earth's ozone layer. As a result, there is a worldwide effort to use halocarbons that contain fewer or no chlorine substituents. Consequently, the production of hydrofluorocarbons, or compounds containing only carbon, hydrogen and fluorine, has been the subject of increasing interest to provide environmentally desirable products for use as solvents, blowing agents, refrigerants, cleaning agents, aerosol propellants, heat transfer media, dielectrics, fire extinguishing compositions, and power cycle working fluids. In this regard, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (trans-1234ze) is a compound that has the potential to be used as a zero ozone depletion potential (ODP) refrigerant. and a low global warming potential (GWP) refrigerant, blowing agent, aerosol propellant, solvent, etc., and also as a fluorinated monomer.

En la técnica se sabe que produce HFO-1234ze (es decir, hidrofluorolefin-1234ze). Por ejemplo, la patente de EE. UU.It is known in the art to produce HFO-1234ze (ie, hydrofluorolefin-1234ze). For example, the US patent.

5,710,352 enseña la fluoración de 1,1,1,3,3-pentacloropropano (HCC-240fa) para formar HCFC-1233zd y una pequeña cantidad de HFO-1234ze. La patente de EE. UU. 5,895,825 enseña la fluoración de HCFC-1233zd para formar HFC-1234ze. La patente de EE. UU. 6,472,573 también enseña la fluoración de HCFC-1233zd para formar HFO-1234ze. La patente de EE. UU. 6,124,510 enseña la formación de isómeros cis y trans de HFO-1234ze mediante la deshidrofluoración de HFC-245fa en presencia de un gas que contiene oxígeno utilizando una base fuerte o un catalizador a base de cromo. La patente europea EP 0939071 describe la formación de HFC-245fa mediante la fluoración de HCC-240fa a través del producto de reacción intermedio que es una mezcla azeotrópica de HCFC-1233zd y HFO-1234ze.5,710,352 teaches the fluorination of 1,1,1,3,3-pentachloropropane (HCC-240fa) to form HCFC-1233zd and a small amount of HFO-1234ze. US Patent 5,895,825 teaches the fluorination of HCFC-1233zd to form HFC-1234ze. US Patent 6,472,573 also teaches the fluorination of HCFC-1233zd to form HFO-1234ze. US Patent 6,124,510 teaches the formation of cis and trans isomers of HFO-1234ze by dehydrofluorination of HFC-245fa in the presence of an oxygen-containing gas using a strong base or a chromium-based catalyst. European patent EP 0939071 describes the formation of HFC-245fa by fluorination of HCC-240fa through the intermediate reaction product which is an azeotropic mixture of HCFC-1233zd and HFO-1234ze.

Se ha determinado que estos procesos conocidos no son económicos en relación con el rendimiento de su producto. También se ha observado que se genera una cantidad significativa de cis-1234ze junto con su isómero trans en estos procesos conocidos. Por lo tanto, existe la necesidad de medios por los cuales trans-1234ze pueda aislarse de las mezclas de productos y cis-1234ze pueda reciclarse mediante su fluoración a HFC-245fa o, más preferiblemente, convertirse en trans-1234ze. Por consiguiente, la presente invención proporciona un proceso integrado para producir trans-1234ze a partir del cual se puede obtener trans-1234ze altamente puro con un rendimiento mayor que los procesos de la técnica anterior y cis-1234ze se puede isomerizar en trans-1234ze en contraste con procesos conocidos. En particular, ahora se ha descubierto que trans-1234ze puede formarse deshidrofluorando 1,1,1,3,3-pentafluoropropano en ausencia de un gas que contenga oxígeno para producir una mezcla de cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno. Entonces opcionalmente, pero preferiblemente recuperando fluoruro de hidrógeno, isomerizando catalíticamente cis-1234ze en trans-1234ze, y después recuperando trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno. Los cis-1234ze y HFC-245fa no convertidos pueden reciclarse directamente.These known processes have been determined to be uneconomical in relation to the performance of your product. It has also been observed that a significant amount of cis-1234ze is generated along with its trans isomer in these known processes. Therefore, there is a need for means by which trans-1234ze can be isolated from product mixtures and cis-1234ze can be recycled by fluorination to HFC-245fa or, more preferably, converted to trans-1234ze. Accordingly, the present invention provides an integrated process for producing trans-1234ze from which highly pure trans-1234ze can be obtained in higher yield than prior art processes and cis-1234ze can be isomerized to trans-1234ze in contrast with known processes. In particular, it has now been discovered that trans-1234ze can be formed by dehydrofluorinating 1,1,1,3,3-pentafluoropropane in the absence of an oxygen-containing gas to produce a mixture of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene and hydrogen fluoride. Then optionally, but preferably by recovering hydrogen fluoride, catalytically isomerizing cis-1234ze to trans-1234ze, and then recovering trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene. The unconverted cis-1234ze and HFC-245fa can be recycled directly.

El documento JP 11 140002 A describe un método para producir 1,3,3,3-tetrafluoropropeno a partir de 1,1,1,3,3-pentafluoropropano haciendo pasar 1,1,1,3,3-pentafluoropropano a través de una zona de reacción que tiene una temperatura elevada en la fase gas.JP 11 140002 A describes a method for producing 1,3,3,3-tetrafluoropropene from 1,1,1,3,3-pentafluoropropane by passing 1,1,1,3,3-pentafluoropropane through a reaction zone that has an elevated temperature in the gas phase.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

La invención proporciona un proceso para la producción de trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno que comprende:The invention provides a process for the production of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene comprising:

(a) deshidrofluorar 1,1,1,3,3-pentafluoropropano en presencia de un catalizador seleccionado del grupo que consiste en óxidos metálicos fluorados a granel y fluoruros metálicos a granel en ausencia de un gas que contenga oxígeno para producir así un resultado que comprende cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno;(a) dehydrofluorinate 1,1,1,3,3-pentafluoropropane in the presence of a catalyst selected from the group consisting of bulk fluorinated metal oxides and bulk metal fluorides in the absence of an oxygen-containing gas to thereby produce a result that comprises cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene and hydrogen fluoride;

(b) opcionalmente recuperar fluoruro de hidrógeno del resultado de la etapa (a);(b) optionally recovering hydrogen fluoride from the result of step (a);

(c) isomerizar al menos una porción del cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno en trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno; (d) recuperar trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno; y(c) isomerizing at least a portion of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene to trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; (d) recovering trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; Y

(e) reciclar cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano de regreso a la etapa (a) o a la etapa (a) y (c). (e) recycling cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane back to step (a) or to step (a) and (c).

También se describe en la presente memoria un proceso de fabricación continuo e integrado para la producción de trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno que comprende:Also described herein is a continuous and integrated manufacturing process for the production of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene comprising:

(a) deshidrofluorar 1,1,1,3,3-pentafluoropropano realizado como una reacción en fase de vapor para producir de ese modo un resultado que comprende cis-1,3,3,3 tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno;(a) dehydrofluorinate 1,1,1,3,3-pentafluoropropane performed as a vapor phase reaction to thereby produce a result comprising cis-1,3,3,3 tetrafluoropropene, trans-1,3,3 , 3-tetrafluoropropene and hydrogen fluoride;

(b) recuperar fluoruro de hidrógeno del resultado de la etapa (a);(b) recovering hydrogen fluoride from the result of step (a);

(c) isomerizar al menos una porción del cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno en trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno; y (c) isomerizing at least a portion of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene to trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; Y

(d) recuperar trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno.(d) recovering trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene.

La primera etapa del proceso implica la conversión catalítica de HFC-245fa mediante la deshidrofluoración de HFC-245fa para producir un resultado que comprende una combinación de cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno. Las reacciones de deshidrofluoración son bien conocidas en la técnica. Preferiblemente, la deshidrofluoración de HFC-245fa se realiza en una fase de vapor, y más preferiblemente en un reactor de lecho fijo en la fase de vapor. La reacción de deshidrofluoración puede llevarse a cabo en cualquier recipiente o reactor de reacción adecuado, pero preferiblemente debe construirse a partir de materiales que sean resistentes a los efectos corrosivos del fluoruro de hidrógeno como el níquel y sus aleaciones, incluyendo Hastelloy, Inconel, Incoloy y Monel o recipientes revestidos con fluoropolímeros. Estos pueden ser tuberías simples o tubos múltiples empaquetados con un catalizador deshidrofluorante que puede ser uno o más de óxidos metálicos fluorados en forma a granel y haluros metálicos en forma a granel. Otros catalizadores incluyen metales de transición soportados en carbono, óxidos metálicos y haluros. Los catalizadores adecuados no incluyen exclusivamente cromia fluorada (Cr2O3 fluorado), alúmina fluorada (Al2O3 fluorado) y fluoruros metálicos (por ejemplo, CrF3, A F 3). Otros catalizadores incluyen metales de transición con soporte de carbono (estado de oxidación cero) como Fe/C, Co/C, Ni/C, Pd/C. El HFC-245fa se introduce en el reactor ya sea en forma pura, impura o junto con un diluyente de gas inerte opcional como nitrógeno, argón o similares. En una realización de la invención, el HFC-245fa se vaporiza previamente o se precalienta antes de entrar en el reactor. Alternativamente, el HFC-245fa se vaporiza dentro del reactor. Las temperaturas de reacción útiles pueden variar de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 600 °C. Las temperaturas preferidas pueden variar de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 450 °C, y las temperaturas más preferidas pueden variar de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C. La reacción se puede llevar a cabo a presión atmosférica, presión superatmosférica o bajo vacío. La presión de vacío puede ser de aproximadamente 0,7 kPa a aproximadamente 0,10 MPa (aproximadamente 5 torr a aproximadamente 760 torr). El tiempo de contacto del HFC-245fa con el catalizador puede variar de aproximadamente 0,5 segundos a aproximadamente 120 segundos, sin embargo, se pueden usar tiempos más largos o más cortos.The first stage of the process involves the catalytic conversion of HFC-245fa by dehydrofluorination of HFC-245fa to produce a result comprising a combination of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, trans-1,3,3,3 -tetrafluoropropene and hydrogen fluoride. Dehydrofluorination reactions are well known in the art. Preferably, the dehydrofluorination of HFC-245fa is carried out in a vapor phase, and more preferably in a fixed bed reactor in the vapor phase. The dehydrofluorination reaction can be carried out in any suitable reaction vessel or reactor, but should preferably be constructed from materials that are resistant to the corrosive effects of hydrogen fluoride such as nickel and its alloys, including Hastelloy, Inconel, Incoloy and Monel or fluoropolymer lined containers. These can be single pipes or multiple pipes packed with a dehydrofluorinating catalyst which can be one or more of fluorinated metal oxides in bulk form and metal halides in bulk form. Other catalysts include carbon-supported transition metals, metal oxides, and halides. Suitable catalysts do not exclusively include fluorinated chromium (fluorinated Cr2O3), fluorinated alumina (fluorinated Al2O3) and metal fluorides (eg, CrF3, A F 3). Other catalysts include carbon-supported transition metals (zero oxidation state) such as Fe / C, Co / C, Ni / C, Pd / C. The HFC-245fa is introduced into the reactor either in pure, impure form or together with an optional inert gas diluent such as nitrogen, argon or the like. In one embodiment of the invention, HFC-245fa is pre-vaporized or preheated prior to entering the reactor. Alternatively, the HFC-245fa vaporizes within the reactor. Useful reaction temperatures can range from about 100 ° C to about 600 ° C. Preferred temperatures can range from about 150 ° C to about 450 ° C, and more preferred temperatures can range from about 200 ° C to about 350 ° C. The reaction can be carried out at atmospheric pressure, superatmospheric pressure, or under vacuum. The vacuum pressure can be from about 0.7 kPa to about 0.10 MPa (about 5 torr to about 760 torr). The contact time of the HFC-245fa with the catalyst can range from about 0.5 seconds to about 120 seconds, however, longer or shorter times can be used.

En una realización, el flujo del proceso está en la dirección hacia abajo o hacia arriba a través de un lecho del catalizador. También puede ser ventajoso regenerar periódicamente el catalizador después de un uso prolongado mientras está en el reactor. La regeneración del catalizador se puede lograr por cualquier medio conocido en la técnica, por ejemplo, pasando aire o aire diluido con nitrógeno sobre el catalizador a temperaturas de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 400 °C, preferiblemente de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 375 °C, durante aproximadamente 0,5 horas a aproximadamente 3 días. Esto es seguido por un tratamiento con HF a temperaturas de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 400 °C, preferiblemente de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C para catalizadores de óxido de metal fluorado y fluoruro de metal o tratamiento de H2 a temperaturas de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 400 °C, preferiblemente de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C para catalizadores de metales de transición soportados en carbono.In one embodiment, the process flow is in the downward or upward direction through a catalyst bed. It may also be advantageous to periodically regenerate the catalyst after prolonged use while in the reactor. Regeneration of the catalyst can be accomplished by any means known in the art, for example, by passing air or air diluted with nitrogen over the catalyst at temperatures from about 100 ° C to about 400 ° C, preferably from about 200 ° C to about 375 ° C. ° C, for about 0.5 hours to about 3 days. This is followed by a HF treatment at temperatures of from about 25 ° C to about 400 ° C, preferably from about 200 ° C to about 350 ° C for fluorinated metal oxide and metal fluoride catalysts or H2 treatment at temperatures of about 100 ° C to about 400 ° C, preferably about 200 ° C to about 350 ° C for carbon supported transition metal catalysts.

Opcional pero preferiblemente, el fluoruro de hidrógeno se recupera del resultado de la reacción de deshidrofluoración. La recuperación del fluoruro de hidrógeno se lleva a cabo pasando la composición resultante de la reacción de deshidrofluoración a través de un extractor de ácido sulfúrico para eliminar el fluoruro de hidrógeno, desorbiendo posteriormente el fluoruro de hidrógeno extraído del ácido sulfúrico y después destilando el fluoruro de hidrógeno desorbido. La separación puede realizarse añadiendo ácido sulfúrico a la mezcla mientras la mezcla está en estado líquido o gaseoso. La relación en peso habitual de ácido sulfúrico a fluoruro de hidrógeno varía de aproximadamente 0,1:1 a aproximadamente 100:1. Se puede comenzar con una mezcla líquida de fluorocarbonos y fluoruro de hidrógeno y después añadir ácido sulfúrico a la mezcla.Optionally but preferably, the hydrogen fluoride is recovered from the result of the dehydrofluorination reaction. The recovery of hydrogen fluoride is carried out by passing the composition resulting from the dehydrofluorination reaction through a sulfuric acid extractor to remove the hydrogen fluoride, subsequently desorbing the hydrogen fluoride extracted from the sulfuric acid and then distilling the fluoride from desorbed hydrogen. The separation can be accomplished by adding sulfuric acid to the mixture while the mixture is in a liquid or gaseous state. The typical weight ratio of sulfuric acid to hydrogen fluoride ranges from about 0.1: 1 to about 100: 1. You can start with a liquid mixture of fluorocarbons and hydrogen fluoride and then add sulfuric acid to the mixture.

La cantidad de ácido sulfúrico necesaria para la separación depende de la cantidad de HF presente en el sistema. A partir de la solubilidad de HF en ácido sulfúrico al 100% en función de una curva de temperatura, se puede determinar la cantidad mínima práctica de ácido sulfúrico. Por ejemplo, a 30 °C, se disolverán aproximadamente 34 g de HF en 100 g de ácido sulfúrico al 100%. Sin embargo, a 100 °C, solo se disolverán aproximadamente 10 g de HF en el ácido sulfúrico al 100%. Preferiblemente, el ácido sulfúrico usado en esta invención tiene una pureza de aproximadamente 50% a 100%. The amount of sulfuric acid required for separation depends on the amount of HF present in the system. From the solubility of HF in 100% sulfuric acid as a function of a temperature curve, the practical minimum amount of sulfuric acid can be determined. For example, at 30 ° C, approximately 34 g of HF will dissolve in 100 g of 100% sulfuric acid. However, at 100 ° C, only about 10 g of HF will dissolve in 100% sulfuric acid. Preferably, the sulfuric acid used in this invention has a purity of about 50% to 100%.

En una realización, la relación en peso de ácido sulfúrico a fluoruro de hidrógeno varía de aproximadamente 0,1:1 a aproximadamente 1000:1. Más preferiblemente, la relación en peso varía de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 100:1 y lo más preferiblemente de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 50:1. Preferiblemente, la reacción se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 0 °C a aproximadamente 100 °C, más preferiblemente de aproximadamente 0 °C a aproximadamente 40 °C, y lo más preferiblemente de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 40 °C. La extracción se realiza generalmente a presión atmosférica normal, sin embargo, los expertos en la técnica pueden usar condiciones de presión más altas o más bajas. Al añadir el ácido sulfúrico a la mezcla de fluorocarbonos y HF, se forman rápidamente dos fases.In one embodiment, the weight ratio of sulfuric acid to hydrogen fluoride ranges from about 0.1: 1 to about 1000: 1. More preferably, the weight ratio ranges from about 1: 1 to about 100: 1 and most preferably from about 2: 1 to about 50: 1. Preferably, the reaction is carried out at a temperature of from about 0 ° C to about 100 ° C, more preferably from about 0 ° C to about 40 ° C, and most preferably from about 20 ° C to about 40 ° C. The extraction is generally carried out at normal atmospheric pressure, however, those skilled in the art may use higher or lower pressure conditions. By adding sulfuric acid to the mixture of fluorocarbons and HF, two phases quickly form.

Se forma una fase superior que es rica en fluorocarbonos y una fase inferior que es rica en HF/sulfúrico a ácido. Por el término "rico" se entiende, la fase contiene más del 50% del componente indicado en esa fase, y preferiblemente más del 80% del componente indicado en esa fase. La eficiencia de extracción del fluorocarburo puede variar de aproximadamente 90% a aproximadamente 99%.An upper phase that is rich in fluorocarbons and a lower phase that is rich in HF / sulfuric to acid is formed. By the term "rich" is meant, the phase contains more than 50% of the indicated component in that phase, and preferably more than 80% of the indicated component in that phase. The fluorocarbon extraction efficiency can range from about 90% to about 99%.

Después de la separación de las fases, se elimina la fase superior rica en fluorocarbonos de la fase inferior rica en fluoruro de hidrógeno y ácido sulfúrico. Esto se puede hacer por decantación, sifonaje, destilación u otras técnicas bien conocidas en la técnica. Opcionalmente, se puede repetir la extracción de fluorocarbono añadiendo más ácido sulfúrico a la fase inferior eliminada. Con aproximadamente una relación en peso de 2.25:1 de ácido sulfúrico a fluoruro de hidrógeno, se puede obtener una eficiencia de extracción de aproximadamente 92% en una sola etapa. Preferiblemente, a partir de entonces se separa el fluoruro de hidrógeno y el ácido sulfúrico. Se puede aprovechar la baja solubilidad del HF en sulfúrico a altas temperaturas para recuperar e1HF del sulfúrico. Por ejemplo, a 140 °C, solo 4 g de HF se disolverán en ácido sulfúrico al 100%. Se puede calentar la disolución de HF/ácido sulfúrico hasta 250 °C para recuperar el HF. El HF y el ácido sulfúrico se pueden reciclar. Es decir, e1HF puede reciclarse a una reacción anterior para la formación del HFC-245fa y el ácido sulfúrico puede reciclarse para uso en etapas de extracción adicionales.After separation of the phases, the upper phase rich in fluorocarbons is removed from the lower phase rich in hydrogen fluoride and sulfuric acid. This can be done by decantation, siphoning, distillation, or other techniques well known in the art. Optionally, the fluorocarbon extraction can be repeated by adding more sulfuric acid to the lower removed phase. With about a 2.25: 1 weight ratio of sulfuric acid to hydrogen fluoride, an extraction efficiency of about 92% can be obtained in a single step. Preferably, the hydrogen fluoride and sulfuric acid are removed thereafter. The low solubility of HF in sulfuric at high temperatures can be exploited to recover the 1HF from sulfuric. For example, at 140 ° C, only 4 g of HF will dissolve in 100% sulfuric acid. The HF / sulfuric acid solution can be heated up to 250 ° C to recover the HF. HF and sulfuric acid can be recycled. That is, the e1HF can be recycled to a previous reaction for the formation of the HFC-245fa and the sulfuric acid can be recycled for use in additional extraction steps.

En otra realización de la invención, la recuperación de fluoruro de hidrógeno de la mezcla de fluorocarburo y fluoruro de hidrógeno puede realizarse en una fase gaseosa mediante un proceso continuo de introducción de una corriente de ácido sulfúrico en una corriente de fluorocarburo y fluoruro de hidrógeno. Esto puede realizarse en una torre de lavado estándar haciendo fluir una corriente de ácido sulfúrico a contracorriente a una corriente de fluorocarbono y fluoruro de hidrógeno. La extracción con ácido sulfúrico se describe, por ejemplo, en la patente de EE. UU. N.° 5,895,639.In another embodiment of the invention, the recovery of hydrogen fluoride from the mixture of fluorocarbon and hydrogen fluoride can be carried out in a gas phase by a continuous process of introducing a stream of sulfuric acid into a stream of fluorocarbon and hydrogen fluoride. This can be done in a standard scrubber by flowing a stream of sulfuric acid countercurrent to a stream of fluorocarbon and hydrogen fluoride. Sulfuric acid extraction is described, for example, in US Patent No. 5,895,639.

Alternativamente, el HF puede recuperarse o eliminarse usando agua o depuradores cáusticos, o ponerse en contacto con una sal metálica. Cuando se usa extractor de agua, la técnica es similar a la del ácido sulfúrico. Cuando se usa cáustica, el HF se elimina del sistema como una sal de fluoruro en disolución acuosa. Cuando se usa sal metálica (por ejemplo, fluoruro de potasio o fluoruro de sodio), se puede usar solo o junto con agua. E1HF se puede recuperar cuando se usa sal metálica.Alternatively, the HF can be recovered or removed using water or caustic scrubbers, or contacted with a metal salt. When using a water extractor, the technique is similar to that of sulfuric acid. When caustic is used, HF is removed from the system as a fluoride salt in aqueous solution. When metal salt is used (for example, potassium fluoride or sodium fluoride), it can be used alone or in conjunction with water. E1HF can be recovered when metal salt is used.

Después, al menos una porción del cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno se isomeriza en trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno. Una corriente de cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno o su mezcla con trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y/o 1,1,1,3,3-pentafluoropropano se alimenta a un reactor de isomerización que contiene un catalizador de isomerización adecuado (por ejemplo., óxidos metálicos fluorados a granel o soportados, fluoruros metálicos a granel o soportados, metales de transición con soporte de carbono, etc.) para convertir la mayoría del cis-1234ze en trans-1234ze. La reacción de isomerización puede llevarse a cabo en cualquier recipiente o reactor de reacción adecuado, pero preferiblemente debe construirse a partir de materiales que sean resistentes a la corrosión, como el níquel y sus aleaciones, incluyendo Hastelloy, Inconel, Incoloy y Monel o recipientes revestidos con fluoropolímeros. Estos pueden ser tuberías simples o tubos múltiples empaquetados con un catalizador de isomerización que puede ser un óxido de metal fluorado, fluoruro de metal o un metal de transición con soporte de carbono. Los catalizadores adecuados no incluyen exclusivamente cromia fluorada, fluoruro de cromo, alúmina fluorada, fluoruro de aluminio y cobalto soportado en carbono. Las temperaturas de reacción útiles pueden variar de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 450 °C. Las temperaturas preferidas pueden variar de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 350 °C, y las temperaturas más preferidas pueden variar de aproximadamente 75 °C a aproximadamente 250 °C. La reacción se puede llevar a cabo a presión atmosférica, presión superatmosférica o bajo vacío. La presión de vacío puede ser de aproximadamente 0,7 kPa a aproximadamente 0,10 MPa (aproximadamente 5 torr a aproximadamente 760 torr). El tiempo de contacto del cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno con el catalizador puede variar de aproximadamente 0,5 segundos a aproximadamente 120 segundos, sin embargo, se pueden usar tiempos más largos o más cortos.Then at least a portion of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene is isomerized to trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene. A stream of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene or its mixture with trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene and / or 1,1,1,3,3-pentafluoropropane is fed to an isomerization reactor containing a suitable isomerization catalyst (e.g., bulk or supported fluorinated metal oxides, bulk or supported metal fluorides, carbon-supported transition metals, etc.) to convert the majority of cis-1234ze to trans-1234ze . The isomerization reaction can be carried out in any suitable reaction vessel or reactor, but should preferably be constructed from materials that are resistant to corrosion, such as nickel and its alloys, including Hastelloy, Inconel, Incoloy and Monel or lined vessels. with fluoropolymers. These can be single pipes or multiple pipes packed with an isomerization catalyst which can be a fluorinated metal oxide, metal fluoride, or a carbon-supported transition metal. Suitable catalysts do not exclusively include fluorinated chromium, chromium fluoride, fluorinated alumina, aluminum fluoride, and carbon supported cobalt. Useful reaction temperatures can range from about 25 ° C to about 450 ° C. Preferred temperatures can range from about 50 ° C to about 350 ° C, and more preferred temperatures can range from about 75 ° C to about 250 ° C. The reaction can be carried out at atmospheric pressure, superatmospheric pressure, or under vacuum. The vacuum pressure can be from about 0.7 kPa to about 0.10 MPa (about 5 torr to about 760 torr). The contact time of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene with the catalyst can range from about 0.5 seconds to about 120 seconds, however, longer or shorter times can be used.

El trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno puede recuperarse de la mezcla del producto de reacción que comprende materiales de partida y subproductos sin reaccionar, incluyendo cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y cualquier subproducto y/o materiales de partida por cualquier medio conocido en la técnica, tal como por extracción y preferiblemente destilación. La mezcla de trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno no convertida, HFC-245fa sin reaccionar y cualquier subproducto se pasan a través de una columna de destilación. Por ejemplo, la destilación puede realizarse preferiblemente en una columna de destilación estándar a presión atmosférica, presión superatmosférica o bajo vacío. Preferiblemente, la presión es inferior a aproximadamente 2 Mpa (aproximadamente 300 psig), más preferiblemente inferior a aproximadamente 1 MPa (aproximadamente 150 psig) y lo más preferiblemente inferior a 0,7 MPa (100 psig). La presión de la columna de destilación determina inherentemente la temperatura de funcionamiento de la destilación. El trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno tiene un punto de ebullición de aproximadamente -19 °C; el cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno tiene un punto de ebullición de aproximadamente 9 °C; el HFC-245fa tiene un punto de ebullición de aproximadamente 15 °C. El trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno se puede recuperar como destilado haciendo funcionar la columna de destilación a una temperatura de aproximadamente -10 °C a aproximadamente 90 °C, preferiblemente de aproximadamente 0 °C a aproximadamente 80 °C. Se pueden usar columnas de destilación simples o múltiples. La porción destilada incluye sustancialmente todo el trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno. La corriente de fondo de la destilación incluye cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, HFC-245fa, una pequeña cantidad de HF no recuperado y cualquier otra impureza. Opcionalmente, las cantidades residuales de HF/HCI presentes en el destilado del fondo se eliminan pasando a través de un depurador de agua/cáustica, y seguidas de una columna de secado de ácido sulfúrico. La corriente del fondo se destila después más usando otra columna de destilación. La mezcla de cis-1234ze y HFC-245fa se recupera como un destilado, que después se recicla de nuevo al reactor de deshidrofluoración de HFC-245fa.The trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene can be recovered from the reaction product mixture comprising unreacted starting materials and by-products, including cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and any by-products and / or materials. starting by any means known in the art, such as by extraction and preferably distillation. The mixture of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene, unconverted cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, unreacted HFC-245fa and any by-products are passed through a distillation column. For example, the distillation can preferably be carried out in a standard distillation column at atmospheric pressure, superatmospheric pressure, or under vacuum. Preferably, the pressure is less than about 2 MPa (about 300 psig), more preferably less than about 1 MPa (about 150 psig), and most preferably less than 0.7 MPa (100 psig). The pressure in the distillation column inherently determines the distillation operating temperature. Trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene has a boiling point of approximately -19 ° C; cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene has a boiling point of about 9 ° C; HFC-245fa has a boiling point of approximately 15 ° C. The trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene can be recovered as a distillate by operating the distillation column at a temperature of from about -10 ° C to about 90 ° C, preferably from about 0 ° C to about 80 ° C. Single or multiple distillation columns can be used. The distilled portion includes substantially all of the trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene. The bottom stream from the distillation includes cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, HFC-245fa, a small amount of unrecovered HF, and any other impurities. Optionally, residual amounts of HF / HCl present in the bottom distillate are removed by passing through a water / caustic scrubber, and followed by a sulfuric acid drying column. The bottom stream is then further distilled using another distillation column. The cis-1234ze and HFC-245fa mixture is recovered as a distillate, which is then recycled back to the HFC-245fa dehydrofluorination reactor.

En las siguientes realizaciones alternativas de la invención, el reactor de deshidrofluoración de HFC-245fa y el reactor de isomerización de cis-1234ze pueden combinarse o ser independientes. El aislamiento de trans-1234ze puede ser posterior o anterior a la reacción de isomerización de cis-1234ze.In the following alternative embodiments of the invention, the HFC-245fa dehydrofluorination reactor and the cis-1234ze isomerization reactor can be combined or independent. Isolation of trans-1234ze can be subsequent or prior to the cis-1234ze isomerization reaction.

Alternativa 1:Alternative 1:

(1) Reacción combinada de deshidrofluoración de HFC-245fa e isomerización de cis-1234ze en un recipiente de reacción.(1) Combined reaction of dehydrofluorination of HFC-245fa and isomerization of cis-1234ze in a reaction vessel.

(2) Recuperación opcional de HF.(2) Optional HF recovery.

(3) Aislamiento de trans-1234ze. La mezcla restante se recicla de nuevo a la etapa 1.(3) Isolation of trans-1234ze. The remaining mixture is recycled back to stage 1.

Alternativa 2Alternative 2

(1) Deshidrofluoración catalítica de HFC-245fa en una composición que comprende trans/cis-1234ze.(1) Catalytic dehydrofluorination of HFC-245fa in a composition comprising trans / cis-1234ze.

(2) Recuperación opcional de HF.(2) Optional HF recovery.

(3) Aislamiento de trans-1234ze en donde la corriente de salida de (2) se alimenta a una columna de destilación. El producto, trans-1234ze, se aísla como un destilado del resto de la mezcla, es decir, cis-1234ze, e1HFC-245fa sin reaccionar y otros subproductos menores. Las cantidades residuales de HF/HCI presentes en el destilado se eliminan y después se realiza una etapa de secado. La corriente de fondo de la destilación de (3) se divide en dos corrientes y se alimenta a las etapas (4) y (1), respectivamente. Opcionalmente, se realiza una destilación adicional usando otra columna de destilación después de la etapa (3). En esta columna de destilación, la mezcla de cis-1234ze y HFC-245fa se recupera como un destilado, que posteriormente se alimenta a la etapa (4). La corriente inferior de esta segunda columna de destilación se recicla de nuevo a la etapa (1).(3) Isolation of trans-1234ze where the outlet stream from (2) is fed to a distillation column. The product, trans-1234ze, is isolated as a distillate from the rest of the mixture, ie, cis-1234ze, unreacted e1HFC-245fa, and other minor by-products. The residual amounts of HF / HCl present in the distillate are removed and then a drying step is carried out. The bottom stream from the distillation of (3) is divided into two streams and fed to stages (4) and (1), respectively. Optionally, a further distillation is carried out using another distillation column after step (3). In this distillation column, the mixture of cis-1234ze and HFC-245fa is recovered as a distillate, which is subsequently fed to step (4). The bottom stream from this second distillation column is recycled back to stage (1).

(4) Isomerización catalítica de cis-1234ze.(4) Catalytic isomerization of cis-1234ze.

La mezcla de cis-1234ze/HFC-245fa de la etapa (3) se alimenta a un reactor de isomerización que contiene un catalizador de isomerización adecuado para convertir la mayoría de cis-1234ze en trans-1234ze. El efluente del reactor catalítico de la etapa (4) se alimenta a la etapa (3) para el aislamiento trans-1234ze.The cis-1234ze / HFC-245fa mixture from step (3) is fed to an isomerization reactor containing a suitable isomerization catalyst to convert the majority of cis-1234ze to trans-1234ze. The effluent from the catalytic reactor from stage (4) is fed to stage (3) for isolation trans-1234ze.

Alternativa 3Alternative 3

(1) Deshidrofluoración catalítica de 245fa en trans/cis-1234ze.(1) Catalytic dehydrofluorination of 245fa in trans / cis-1234ze.

(2) Recuperación opcional de HF.(2) Optional HF recovery.

(3) Aislamiento de trans-1234ze(3) Isolation of trans-1234ze

(4) Isomerización catalítica de cis-1234ze en donde la mezcla que comprende cis-1234ze y 245fa de la etapa (3) se alimenta a un reactor de isomerización que contiene un catalizador de isomerización adecuado para convertir la mayoría de cis-1234ze en trans-1234ze.(4) Catalytic isomerization of cis-1234ze wherein the mixture comprising cis-1234ze and 245fa from step (3) is fed to an isomerization reactor containing a suitable isomerization catalyst to convert the majority of cis-1234ze to trans -1234ze.

(5) Aislamiento de trans-1234ze en donde el efluente de la etapa (4) se alimenta a una columna de destilación. El producto, trans-1234ze, se aísla como un destilado del resto de la mezcla, es decir, cis-1234ze, el 245fa sin reaccionar y otros subproductos menores. La corriente de fondo de la destilación de (5) se recicla de vuelta a la etapa (1).(5) Isolation of trans-1234ze where the effluent from step (4) is fed to a distillation column. The product, trans-1234ze, is isolated as a distillate from the rest of the mixture, ie, cis-1234ze, the unreacted 245fa and other minor by-products. The bottom stream from the distillation from (5) is recycled back to step (1).

Los siguientes ejemplos no limitantes sirven para ilustrar la invención. The following non-limiting examples serve to illustrate the invention.

Ejemplo 1Example 1

Deshidrofluoración de HFC-245fa sobre catalizadores seleccionadosDehydrofluorination of HFC-245fa on selected catalysts

Se usaron tres tipos diferentes de catalizadores, a saber, óxido de metal fluorado, fluoruro(s) metálico(s) y metal soportado, para la deshidrofluoración de 245fa en el ejemplo 1. En cada caso, se usaron 20 cc de catalizador. Se hizo fluir una alimentación de 100% de 245fa sobre catalizador a una velocidad de 12 g/h. Como se muestra en la tabla 1, todos los catalizadores enumerados en la tabla 1 exhibieron una alta actividad (> 80% de conversión de 245fa) y una alta selectividad a cis/trans-1234ze (> 90%) durante la deshidrofluoración de 245.Three different types of catalysts, namely fluorinated metal oxide, metal fluoride (s) and supported metal, were used for the dehydrofluorination of 245fa in Example 1. In each case, 20 cc of catalyst was used. A 100% feed of 245fa was flowed over catalyst at a rate of 12 g / hr. As shown in Table 1, all of the catalysts listed in Table 1 exhibited high activity (> 80% conversion of 245fa) and high selectivity to cis / trans-1234ze (> 90%) during the dehydrofluorination of 245.

Tabla 1Table 1

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Ejemplo 2Example 2

Isomerización de cis-1234ze sobre catalizadores seleccionadosIsomerization of cis-1234ze on selected catalysts

Se usaron tres tipos diferentes de catalizadores, a saber, óxido metálico fluorado, fluoruro(s) metálico(s) y metal soportado, para la isomerización de cis-1234ze en el ejemplo 2. En cada caso, se usaron 20 cc de catalizador. Se hizo fluir una mezcla de 85,3% de cis-1234ze/14,7% de 245fa sobre catalizador a una velocidad de 12 g/h. Para un catalizador específico, se eligió cuidadosamente una temperatura de reacción adecuada de modo que casi no se produzca una reacción de deshidrofluoración al HFC-245fa incluido en la alimentación. Como se muestra en la tabla 2, todos los catalizadores, excepto el 0,5% en peso de Co/AC enumerados en la tabla 2, proporcionaron una alta actividad (> 80% de conversión de cis-1234ze) y una alta selectividad para trans-1234ze (> 95%) durante la isomerización de cis-1234ze. El catalizador de 0,5% en peso de Co/AC exhibió una actividad moderada (45% de conversión de cis-1234ze) y una alta selectividad a trans-1234ze (aproximadamente 98%).Three different types of catalysts, namely fluorinated metal oxide, metal fluoride (s) and supported metal, were used for the isomerization of cis-1234ze in Example 2. In each case, 20 cc of catalyst was used. A mixture of 85.3% cis-1234ze / 14.7% 245fa was flowed over catalyst at a rate of 12 g / h. For a specific catalyst, a suitable reaction temperature was carefully chosen so that there is almost no dehydrofluorination reaction to the HFC-245fa included in the feed. As shown in Table 2, all catalysts, except the 0.5% by weight Co / AC listed in Table 2, provided high activity (> 80% conversion of cis-1234ze) and high selectivity for trans-1234ze (> 95%) during cis-1234ze isomerization. The 0.5 wt% Co / AC catalyst exhibited moderate activity (45% conversion of cis-1234ze) and high selectivity to trans-1234ze (approximately 98%).

Tabla 2Table 2

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Ejemplo 3Example 3

Isomerización de cis-1234ze en presencia de HF sobre Cr2O3 fluoradoIsomerization of cis-1234ze in the presence of HF on fluorinated Cr2O3

En este ejemplo, la corriente del producto del reactor 1 en la que se realizó una reacción de deshidrofluoración de 245fa sobre un catalizador de C 2O3 fluorado se introdujo a 350 °C en el reactor 2 que también se cargó con un catalizador de Cr2O3 fluorado para llevar a cabo la reacción de isomerización de cis-1234ze a 100 o 200 °C en presencia de HF (que se formó durante la deshidrofluoración de 245fa en el reactor 1). La tabla 3 muestra las composiciones de gases de salida de los dos reactores. A 100 °C, el porcentaje molar de trans-1234ze fue ligeramente mayor en el gas de salida del reactor 2 que en el gas de salida del reactor 1, mientras que el porcentaje molar de cis-1234ze fue ligeramente menor y el porcentaje molar de 245fa fue sobre lo mismo. Como resultado, la relación molar de trans-1234ze a cis-1234ze aumentó ligeramente (por ejemplo, de 3.96 a 4.36 después de 1 h en la corriente) después de la reacción de isomerización, lo que indica que una pequeña cantidad de cis-1234ze se convirtió en trans-1234ze a través de la isomerización en reactor 2. A 200 °C, los porcentajes molares de trans-1234ze y cis-1234ze fueron significativamente más bajos en el gas de salida del reactor 2 que en el gas de salida del reactor 1, mientras que el porcentaje molar de 245fa fue significativamente mayor. Esto indica la aparición de una reacción de hidrofluoración entre c/t-1234ze y HF. Estos resultados sugieren que el HF se elimine preferiblemente de la mezcla antes de alimentarlo al reactor de isomerización para evitar la hidrofluoración de trans/cis-1234ze a 245fa y aumentar la conversión de cis-1234ze a trans-1234ze. In this example, the product stream from reactor 1 in which a dehydrofluorination reaction of 245fa was performed on a fluorinated C 2O3 catalyst was introduced at 350 ° C into reactor 2 which was also charged with a fluorinated Cr2O3 catalyst to Carry out the cis-1234ze isomerization reaction at 100 or 200 ° C in presence of HF (which was formed during dehydrofluorination of 245fa in reactor 1). Table 3 shows the flue gas compositions of the two reactors. At 100 ° C, the molar percentage of trans-1234ze was slightly higher in the exit gas of reactor 2 than in the exit gas of reactor 1, while the molar percentage of cis-1234ze was slightly lower and the molar percentage of 245fa was about the same thing. As a result, the molar ratio of trans-1234ze to cis-1234ze increased slightly (for example, from 3.96 to 4.36 after 1 hr in the stream) after the isomerization reaction, indicating that a small amount of cis-1234ze was converted to trans-1234ze through isomerization in reactor 2. At 200 ° C, the molar percentages of trans-1234ze and cis-1234ze were significantly lower in the reactor 2 exit gas than in the reactor 2 exit gas. reactor 1, while the molar percentage of 245fa was significantly higher. This indicates the occurrence of a hydrofluorination reaction between c / t-1234ze and HF. These results suggest that HF is preferably removed from the mixture before feeding it to the isomerization reactor to avoid hydrofluorination of trans / cis-1234ze to 245fa and increase the conversion of cis-1234ze to trans-1234ze.

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Ejemplo 4Example 4

Deshidrofluoración combinada de HFC-245fa e isomerización de cis-1234zeCombined dehydrofluorination of HFC-245fa and isomerization of cis-1234ze

Se usaron dos tipos diferentes de catalizadores, a saber, óxido metálico fluorado y fluoruro metálico, para la reacción combinada en el ejemplo 4. En cada caso, se usaron 20 cc de catalizador. Se hizo fluir una mezcla de 8,2% de cis-1234ze/91,8% de HFC-245fa sobre catalizador a una velocidad de 12 g/h. Para un catalizador específico, se eligió cuidadosamente una temperatura de reacción adecuada de modo que tanto la deshidrofluoración de HFC-245fa como la isomerización de cis-1234ze puedan tener lugar al mismo tiempo. La conversión de HFC-245fa y la selectividad de trans-1234ze durante la reacción combinada se calcularon suponiendo que cis-1234ze permanezca sin cambios antes y después de la reacción. Como se muestra en la tabla 4, la selectividad nominal de trans-1234ze fue de aproximadamente 94%, que fue mucho mayor que la de la reacción de deshidrofluoración de HFC-245fa. Este resultado indica la aparición de isomerización de cis-1234ze a trans-1234ze durante la reacción combinada con la mezcla cis-1234ze/HFC-245fa como alimentación. Este ejemplo demostró que bajo una temperatura de operación óptima, la deshidrofluoración de HFC-245fa y la isomerización de cis-1234ze pueden realizarse simultáneamente sobre el mismo catalizador en el mismo reactor.Two different types of catalysts, namely fluorinated metal oxide and metal fluoride, were used for the combined reaction in Example 4. In each case, 20 ml of catalyst was used. A mixture of 8.2% cis-1234ze / 91.8% HFC-245fa was flowed over catalyst at a rate of 12 g / h. For a specific catalyst, a suitable reaction temperature was carefully chosen so that both the dehydrofluorination of HFC-245fa and the isomerization of cis-1234ze can take place at the same time. The HFC-245fa conversion and the trans-1234ze selectivity during the combined reaction were calculated assuming that cis-1234ze remains unchanged before and after the reaction. As shown in Table 4, the nominal selectivity of trans-1234ze was approximately 94%, which was much higher than that of the dehydrofluorination reaction of HFC-245fa. This result indicates the occurrence of isomerization of cis-1234ze to trans-1234ze during the combined reaction with the cis-1234ze / HFC-245fa mixture as feed. This example demonstrated that under optimal operating temperature, dehydrofluorination of HFC-245fa and isomerization of cis-1234ze can be performed simultaneously on the same catalyst in the same reactor.

Tabla 4Table 4

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Estos ejemplos demuestran que los catalizadores seleccionados son, de hecho, activos para la deshidrofluoración de HFC-245fa a cis/trans-1234ze y la isomerización de cis-1234ze a trans-1234ze. These examples demonstrate that the selected catalysts are, in fact, active for the dehydrofluorination of HFC-245fa to cis / trans-1234ze and the isomerization of cis-1234ze to trans-1234ze.

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la producción de trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno que comprende:1. A process for the production of trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene comprising: (a) deshidrofluorar 1,1,1,3,3-pentafluoropropano en presencia de un catalizador seleccionado del grupo que consiste en óxidos metálicos fluorados a granel y fluoruros metálicos a granel en ausencia de un gas que contiene oxígeno para producir así un resultado que comprende cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno;(a) dehydrofluorinate 1,1,1,3,3-pentafluoropropane in the presence of a catalyst selected from the group consisting of bulk fluorinated metal oxides and bulk metal fluorides in the absence of an oxygen-containing gas to thereby produce a result that comprises cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene and hydrogen fluoride; (b) opcionalmente recuperar fluoruro de hidrógeno del resultado de la etapa (a);(b) optionally recovering hydrogen fluoride from the result of step (a); (c) isomerizar al menos una porción del cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno en trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno;(c) isomerizing at least a portion of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene to trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; (d) recuperar trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno; y(d) recovering trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene; Y (e) reciclar cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano de regreso a la etapa (a) o a la etapa (a) y (c).(e) recycling cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane back to step (a) or to step (a) and (c). 2. El proceso de la reivindicación 1 que comprende además la etapa posterior de recuperar cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, o una mezcla de cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3- pentafluoropropano después de la etapa (d).The process of claim 1 further comprising the subsequent step of recovering cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene, or a mixture of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1, 3,3-pentafluoropropane after step (d). 3. El proceso de la reivindicación 1 en donde se realiza la etapa (b).3. The process of claim 1 wherein step (b) is performed. 4. El proceso de la reivindicación 1 en donde:4. The process of claim 1 wherein: (i) las etapas (a) y (c) se realizan independientemente; o(i) steps (a) and (c) are carried out independently; or (ii) las etapas (a) y (c) se combinan y realizan como una sola etapa del proceso.(ii) steps (a) and (c) are combined and performed as a single process step. 5. El proceso de la reivindicación 1 en donde la etapa (d) se realiza después de la etapa (c).5. The process of claim 1 wherein step (d) is performed after step (c). 6. El proceso de la reivindicación 1 en donde la etapa (d) se realiza después de la etapa (a) pero antes de la etapa (c).The process of claim 1 wherein step (d) is carried out after step (a) but before step (c). 7. El proceso de la reivindicación 1 en donde la etapa (d) se realiza después de la etapa (a) pero antes de la etapa (c); y después la etapa (d) se repite después de la etapa (c).7. The process of claim 1 wherein step (d) is performed after step (a) but before step (c); and then step (d) is repeated after step (c). 8. El proceso de la reivindicación 1, en donde la etapa (d) se lleva a cabo destilando el resultado de la etapa (c) y recuperando trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno como un destilado y un residuo que comprende uno o más de fluoruro de hidrógeno, cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano.The process of claim 1, wherein step (d) is carried out by distilling the result of step (c) and recovering trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene as a distillate and a residue comprising one or more of hydrogen fluoride, cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane. 9. El proceso de la reivindicación 8 que comprende además la etapa posterior de eliminar el fluoruro de hidrógeno del residuo.9. The process of claim 8 further comprising the subsequent step of removing hydrogen fluoride from the residue. 10. El proceso de la reivindicación 8 que comprende además la etapa posterior de recuperar al menos uno de cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano del residuo y reciclar al menos uno de los cis-1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,1,3,3-pentafluoropropano recuperados de regreso a la etapa (a).The process of claim 8 further comprising the subsequent step of recovering at least one of cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane from the residue and recycling at least one of the cis-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane recovered back to step (a). 11. El proceso de cualquier reivindicación precedente, en el que dicha etapa de deshidrofluoración (a) se lleva a cabo a una temperatura de 100 °C a 600 °C, preferiblemente de 150 °C a 450 °C, más preferiblemente de 200 °C a 350 °C.The process of any preceding claim, wherein said dehydrofluorination step (a) is carried out at a temperature of 100 ° C to 600 ° C, preferably 150 ° C to 450 ° C, more preferably 200 ° C. C to 350 ° C. 12. El proceso de cualquier reivindicación precedente, en donde dicha etapa de deshidrofluoración (a) se lleva a cabo en presencia de un catalizador seleccionado del grupo que consiste en cromia fluorada, fluoruro de cromo, alúmina fluorada y fluoruro de aluminio.The process of any preceding claim, wherein said dehydrofluorination step (a) is carried out in the presence of a catalyst selected from the group consisting of fluorinated chromium, chromium fluoride, fluorinated alumina, and aluminum fluoride. 13. El proceso de cualquier reivindicación precedente, en donde dicha etapa de deshidrofluoración (a) se realiza en la fase de vapor.The process of any preceding claim, wherein said dehydrofluorination step (a) is carried out in the vapor phase. 14. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicha etapa de isomerización (c) se lleva a cabo en presencia de un catalizador seleccionado del grupo que consiste en óxidos metálicos fluorados a granel y fluoruros metálicos a granel.The process of claim 1, wherein said isomerization step (c) is carried out in the presence of a catalyst selected from the group consisting of bulk fluorinated metal oxides and bulk metal fluorides. 15. El proceso de cualquier reivindicación precedente, en donde dicha etapa de isomerización (c) se lleva a cabo a una temperatura de 25 °C a 450 °C, preferiblemente de 50 °C a 350 °C, más preferiblemente de 75 °C a 250 °C. The process of any preceding claim, wherein said isomerization step (c) is carried out at a temperature of 25 ° C to 450 ° C, preferably 50 ° C to 350 ° C, more preferably 75 ° C at 250 ° C.
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