JP2014510716A - 2,3,3,3−テトラフルオロ−2−プロペンの製造方法 - Google Patents
2,3,3,3−テトラフルオロ−2−プロペンの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図1
Description
CF3−CF=CH2
を有する2,3,3,3−テトラフルオロ−2−プロペンの製造における改良に関する。この化合物は、ゼロのオゾン層破壊係数及び低い地球温暖化係数を有しているので、134aとしても知られており、化学式:CH2F−CF3によっても知られている1,1,1,2−テトラフルオロエタンのようなフルオロカーボンが現在用いられている冷却、フォーム発泡、及び他の用途において用いられている既存の物質に対する代替品として有用且つ望ましい可能性がある。
(a)(R−1)蒸気相中でTCPをフッ化水素化して1233xfを形成すること;
(b)(R−2)液相中、又は液相中で続いて蒸気相中のいずれかで1233xfをフッ化水素化して244bbを形成すること;及び
(c)(R−3)液相又は蒸気相中のいずれかで244bbを脱塩化水素化して1234yfを生成させること;
を含む3つの統合工程で、TCP、即ち1,1,2,3−テトラクロロプロペンから1234yfを製造する方法であって;
工程(a)におけるTCPの蒸気相フッ化水素化を、123xfの液相フッ化水素化よりも低い圧力で行い;そして
これらの工程中に生成するHClを水でスクラビングして酸溶液を形成し、有機成分を苛性溶液でスクラビングして、次に更なる処理の前に乾燥する上記方法である。
(2)流れをアルミナの充填床に通す;
(3)流れを3Aのような適当なモレキュラーシーブの充填床に通す;
(4)流れをシリカゲルの充填床に通す;
(5)流れを硫酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムの充填床に通す;及び
(6)これらの乾燥方法の組み合わせ。
(1)流れを、硫酸を循環させている充填塔に通す;
(2)流れをアルミナの充填床に通す;
(3)流れを3Aのような適当なモレキュラーシーブの充填床に通す;
(4)流れをシリカゲルの充填床に通す;
(5)流れをCaSO4及び/又はCaCl2の充填床に通す;及び
(6)これらの乾燥方法の組み合わせ。
(a)(R−1)蒸気相中でTCPをフッ化水素化して1233xfを形成すること;
(b)(R−2)液相中(又は液相中で次に蒸気相中)で1233xfをフッ化水素化して244bbを形成すること;及び
(c)液相又は蒸気相中のいずれかで244bbを脱塩化水素化して1234yfを生成させること;
を含む3つの統合工程で、TCP:1,1,2,3−テトラクロロプロペンから1234yfを製造する方法を記載する。
示されるように、244bb、HCl、未反応の1233xf、及びHFの混合物が触媒ストリッパー(これは、未反応のHF及び触媒の大部分を反応器に還流して戻すように用いる)を通して液体反応器システムから排出される。触媒ストリッパーからの流出流は、1233xfを244bbへ更に転化させるために触媒を含む床に通すことができる。この転化のための1つの好ましい触媒は、炭素上に担持されているSbCl5である。好ましくは、触媒ストリッパーからの流出流、又は炭素上に担持されているSbCl5を含む床からの流出流は、HClカラムに供給して、244bb、1233xf、HF、及びHClの混合物から実質的に純粋なHClを塔頂流中に分離する。
(1)図(スキーム1)において「R−1、工程1反応器」として示されるように、触媒を含む蒸気相の単一の反応器又は多段階反応器或いは一連の複数の反応器を用い、1つ又は複数の再循環流、新しいHF、及び新しいTCPの組み合わせを用いて、TCP:1,1,2,3−テトラクロロプロペンをフッ化水素化して1233xfを形成する。好ましい態様においては、反応は、TCPの1233xfへの少なくとも50%の転化率、好ましくは80%〜85%の転化率を与えるに有効な条件下で行い、HFとTCPとのモル比は約20:1であり、反応温度は約300℃であり、圧力は約120psigである。
(8)上記(6)からの244bb、1233xf、HFの混合物は、HF回収システムに供給して、有機物質に富む流れ及びHFに富む流れを分離する。かかる方法としては、相分離及びHFの硫酸中への優先的吸収が挙げられる。
(10)244bb流は、脱塩化水素化触媒を含む蒸気相反応器を用いて脱塩化水素化する。好ましい態様においては、反応は244bbの1234yfへの少なくとも20%の転化率、好ましくは少なくとも50%の転化率を与えるのに有効な条件下で行い、反応温度は約400℃であり、圧力は約15psigである。場合によっては、この流れは、液相反応器内において、NaOH又はKOHのような塩基水溶液の存在下、約50℃の温度で脱塩化水素化することができる。図におけるスキーム2を参照。
「R−1入口」は、第1のフッ化水素化反応器へ供給される流れである。
「クエンチ塔頂」及び「R−1再循環」は、それぞれ、蒸留塔(その主目的は、反応生成物からTCP及びHFを第1のフッ化水素化反応器に再循環して戻すために分離することである)から排出される塔頂流及び塔底流である。
「R−2入口」は、第2のフッ化水素化反応器へ供給される流れである。
「R−2出口」は、好ましい条件下で運転する反応器によって得られる流出流である。
「R−2再循環」は、プロセスのHF回収セクションから得られる流れである。これは、上記の蒸留塔の塔底物をHF回収にかけることによって得られる流れである。
「R−3入口」は、脱塩化水素化反応器へ供給される流れである。
「R−3出口」は、好ましい条件下で運転する反応器によって得られる流出流である。
「R−3再循環」は、精製系列から得られる流れである。本実施例においては、この流れは脱塩化水素化反応に再循環する。場合によっては、その一部(又はその全部)を第2のフッ化水素化反応器に再循環して、1233xf含量を減少させることができる。
本発明は以下の態様を含む。
[1]
(a)(R−1)蒸気相中でTCPをフッ化水素化して1233xfを形成すること;
(b)(R−2)液相中、又は液相中で続いて蒸気相中のいずれかで1233xfをフッ化水素化して244bbを形成すること;及び
(c)(R−3)液相又は蒸気相中のいずれかで244bbを脱塩化水素化して1234yfを生成させること;
を含む3つの統合工程で1,1,2,3−テトラクロロプロペン(TCP)から1234yfを製造する方法であって;
工程(a)におけるTCPの蒸気相フッ化水素化を、工程(b)の1233xfの液相フッ化水素化よりも低い圧力で行い;そして
工程(a)、(b)、及び/又は(c)中に生成するHClを水でスクラビングして酸溶液を形成し、工程(a)、(b)、及び/又は(c)中に生成する有機成分を苛性溶液でスクラビングして、次に更なる処理の前に乾燥する、上記方法。
[2]
有機成分に関して用いる乾燥工程が、
(a)流れを、硫酸を循環させている充填塔に通すこと;
(b)流れをアルミナの充填床に通すこと;
(c)流れをモレキュラーシーブの充填床に通すこと;
(d)流れをシリカゲルの充填床に通すこと;
(e)流れを硫酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムの充填床に通すこと;及び
(f)これらの組み合わせ;
からなる群から選択される、[1]に記載の方法。
[3]
TCP、HF、及び再循環流を、Cr2O3、Sb/C、FeCl3、Cr2O3/Al2O3、Cr2O3/AlF3、Cr2O3/C、CoCl2/Cr2O3/Al2O3、NiCl2/Cr2O3/Al2O3、及びCoCl2/AlF3からなる群から選択される触媒を含む蒸気相反応器に供給する、[1]に記載の方法。
[4]
蒸気相中でのTCPの1233xfへのフッ化水素化を、単一の反応器、多段階反応器、又は一連の複数の反応器からなる群から選択される反応器内において、再循環流、新しいHF、及び新しいTCPの組み合わせを用いて行う、[1]に記載の方法。
[5]
液相中での1233xfの244bbへのフッ化水素化が、1233xf、HCl、過剰のHF、及び未反応のTCP、並びに中間体を含む反応器流出流を、未反応のTCP及び過剰のHFをプロセスの工程(a)において再循環使用するために分離するためのクエンチ/再循環カラム中に供給することによって処理することを更に含む、[1]に記載の方法。
[6]
1233xf、HCl、及びHFを、1233xfを1,1,1,2−テトラフルオロ−2−クロロプロパン(244bb)へフッ化水素化するための、SbCl3、SbCl5、SbF5、TiCl4、SnCl4から選択される触媒を含む液相反応器に供給する、[1]に記載の方法。
[7]
液相中での1233xfの244bbへのフッ化水素化が、1233xf及び244bbを含む反応器流出流を、プロセスの工程(b)において再循環使用するために1233xfを分離するためのクエンチ/再循環カラム中に供給することによって処理することを更に含む、[6]に記載の方法。
[8]
244bb、HCl、未反応の1233xf及びHFの混合物を、未反応のHF及び触媒の大部分を反応器に再循環して戻すように用いる触媒ストリッパーを通して液体反応器システムから排出する、[7]に記載の方法。
[9]
触媒ストリッパーからの流出流を、1233xfを244bbに更に転化させるための触媒を含む床に通すことができる、[8]に記載の方法。
[10]
触媒が炭素上に担持されているSbCl5である、[9]に記載の方法。
Claims (10)
- (a)(R−1)蒸気相中でTCPをフッ化水素化して1233xfを形成すること;
(b)(R−2)液相中、又は液相中で続いて蒸気相中のいずれかで1233xfをフッ化水素化して244bbを形成すること;及び
(c)(R−3)液相又は蒸気相中のいずれかで244bbを脱塩化水素化して1234yfを生成させること;
を含む3つの統合工程で1,1,2,3−テトラクロロプロペン(TCP)から1234yfを製造する方法であって;
工程(a)におけるTCPの蒸気相フッ化水素化を、工程(b)の1233xfの液相フッ化水素化よりも低い圧力で行い;そして
工程(a)、(b)、及び/又は(c)中に生成するHClを水でスクラビングして酸溶液を形成し、工程(a)、(b)、及び/又は(c)中に生成する有機成分を苛性溶液でスクラビングして、次に更なる処理の前に乾燥する、上記方法。 - 有機成分に関して用いる乾燥工程が、
(a)流れを、硫酸を循環させている充填塔に通すこと;
(b)流れをアルミナの充填床に通すこと;
(c)流れをモレキュラーシーブの充填床に通すこと;
(d)流れをシリカゲルの充填床に通すこと;
(e)流れを硫酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムの充填床に通すこと;及び
(f)これらの組み合わせ;
からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。 - TCP、HF、及び再循環流を、Cr2O3、Sb/C、FeCl3、Cr2O3/Al2O3、Cr2O3/AlF3、Cr2O3/C、CoCl2/Cr2O3/Al2O3、NiCl2/Cr2O3/Al2O3、及びCoCl2/AlF3からなる群から選択される触媒を含む蒸気相反応器に供給する、請求項1に記載の方法。
- 蒸気相中でのTCPの1233xfへのフッ化水素化を、単一の反応器、多段階反応器、又は一連の複数の反応器からなる群から選択される反応器内において、再循環流、新しいHF、及び新しいTCPの組み合わせを用いて行う、請求項1に記載の方法。
- 液相中での1233xfの244bbへのフッ化水素化が、1233xf、HCl、過剰のHF、及び未反応のTCP、並びに中間体を含む反応器流出流を、未反応のTCP及び過剰のHFをプロセスの工程(a)において再循環使用するために分離するためのクエンチ/再循環カラム中に供給することによって処理することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 1233xf、HCl、及びHFを、1233xfを1,1,1,2−テトラフルオロ−2−クロロプロパン(244bb)へフッ化水素化するための、SbCl3、SbCl5、SbF5、TiCl4、SnCl4から選択される触媒を含む液相反応器に供給する、請求項1に記載の方法。
- 液相中での1233xfの244bbへのフッ化水素化が、1233xf及び244bbを含む反応器流出流を、プロセスの工程(b)において再循環使用するために1233xfを分離するためのクエンチ/再循環カラム中に供給することによって処理することを更に含む、請求項6に記載の方法。
- 244bb、HCl、未反応の1233xf及びHFの混合物を、未反応のHF及び触媒の大部分を反応器に再循環して戻すように用いる触媒ストリッパーを通して液体反応器システムから排出する、請求項7に記載の方法。
- 触媒ストリッパーからの流出流を、1233xfを244bbに更に転化させるための触媒を含む床に通すことができる、請求項8に記載の方法。
- 触媒が炭素上に担持されているSbCl5である、請求項9に記載の方法。
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