JP2024120954A - 断熱反応ゾーン内におけるハロオレフィンの生成 - Google Patents

断熱反応ゾーン内におけるハロオレフィンの生成 Download PDF

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Abstract

【課題】脱ハロゲン化水素反応の特性は、プロセス設計及び反応ゾーン内に対応する必要がある。【解決手段】ヒドロハロアルカンの脱ハロゲン化水素による、少なくとも１つのハロオレフィンの生成方法。脱ハロゲン化水素プロセスは、液相又は気相中で、触媒の存在下又は不在下で、断熱反応ゾーン内でのヒドロハロアルカンのハロオレフィン（ハロアルケン）への変換を行うのに十分な温度で実施される。具体的には、断熱反応ゾーンは、少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、断熱反応ゾーン内でのフルオロプロペンなどのハロオレフィンを生成するプロセスに関する。
ヒドロクロロカーボン（hydrochlorocarbon、ＨＣＣ）、ヒドロクロロフルオロカーボン（hydrochlorofluorocarbon、ＨＣＦＣ）、及びクロロフルオロカーボン（chlorofluorocarbon、ＣＦＣ）は、多目的の化合物であり、エアゾール噴射剤、冷媒、洗浄剤、熱可塑性及び熱硬化性発泡体用の膨張剤、伝熱媒体、気体誘電体、消火剤及び抑火剤、動力サイクル作動流体、重合媒体、微粒子除去流体、キャリア流体、バフ磨き研磨剤、並びに置換乾燥剤としての使用を含む、幅広い用途において用いられてきた。業界では、より低いオゾン層破壊の可能性及び他の環境上の利益を有する、ＨＣＣ、ＨＣＦＣ、及びＣＦＣの代替物を見出すために、過去数十年にわたって取り組んできた。ＨＣＣ、ＣＦＣ、及びＨＣＦＣに取って代わるための探索において、多くの業界でヒドロフルオロカーボン（hydrofluorocarbon、ＨＦＣ）の使用が注目されている。
ＨＦＣは、成層圏オゾン層の破壊の一因とはならないが、「温室効果」の一因となる、すなわち地球温暖化の一因となるので懸念されている。地球温暖化の一因となる結果として、ＨＦＣにも厳しい視線が注がれるようになっており、その広範な使用は、ＣＦＣ及びＨＣＦＣで起きたように将来的には制限され得る。したがって、低いオゾン層破壊の可能性（ozone depleting potential、ＯＤＰ）及び低い地球温暖化の可能性（global warming potential、ＧＷＰ）の両方を有する化学化合物の必要性が存在する。
特定のヒドロフルオロオレフィン（hydrofluoroolefin、ＨＦＯ）は、低いＯＤＰ及び低いＧＷＰの両方を有するものとして識別されている。いずれもゼロオゾン層破壊の可能性及び低い地球温暖化の可能性を有する、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）及びＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）が、潜在的な冷媒として識別されている。ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣＦ3（ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ）及びヒドロ（フルオロ）クロロオレフィンＣＦ3－ＣＨ＝ＣＨＣｌ（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）などの他のヒドロフルオロオレフィンが、発泡剤として識別されている。他のＨＦＯもまた、他の用途での代替物としての価値を有する。
ヒドロフルオロオレフィンを生成するためのヒドロフルオロオレフィン及び中間体は、ヒドロクロロアルカン、ヒドロクロロフルオロアルカン、又はヒドロフルオロアルカン、集合的に「ヒドロハロアルカン」の脱ハロゲン化水素によって生成され得る。
クロロオレフィン、クロロフルオロオレフィン、及びフルオロオレフィン、集合的に「ハロオレフィン」は全て、例えば、低いオゾン層破壊の可能性（ＯＤＰ）及び低い地球温暖化の可能性（ＧＷＰ）の両方を有する、所望の化学化合物を生成するための中間体として使用するための、所望の生成物であり得る。例えば、クロロオレフィン、クロロフルオロオレフィン、及びフルオロオレフィンは全て、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ、又はＨＦＯ－１２３４ｚｅ、又はＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ、又はＨＣＦＯ－１２３３ｚｄを生成するために使用される中間体であり得る。
脱ハロゲン化水素反応は、腐食性ＨＣｌ又はＨＦを生成する。脱ハロゲン化水素反応は、触媒性又は熱分解性であり得る。そのような反応は、比較的高温（例えば、触媒反応については１８０℃超、又は熱分解反応については３５０℃超）で実施され得る。脱ハロゲン化水素反応はまた吸熱性でもあり、したがって、反応速度は、温度／熱供給に非常に敏感である。
上記の脱ハロゲン化水素反応の特性は、プロセス設計及び反応ゾーン内に対応する必要がある。典型的な脱ハロゲン化水素プロセスでは、単一のマルチチューブ式反応器が使用されて、熱伝達を促進し、吸熱反応の温度を維持する。
本開示は、ヒドロハロアルカンの脱ハロゲン化水素による、少なくとも１つのハロオレフィン（ハロアルケン）を含む生成物の生成のためのプロセスに関する。したがって、プロセスは、脱ハロゲン化水素プロセスである。プロセスは、液相中又は気相中で、触媒の存在下又は不在下で、断熱反応ゾーン内でのヒドロハロアルカンのハロオレフィンへの変換を行うのに十分な温度で実施される。具体的には、断熱反応ゾーンは、少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する。言い換えれば、反応ゾーンは、少なくとも２つの反応器を備え、各反応器は、断熱的に動作し、直列に配設され、熱交換器は、２つの反応器間に直列に配設される。プロセスは、反応ゾーンからハロオレフィンを含む生成物を回収する工程を更に含む。
したがって、本開示の一態様によれば、断熱反応ゾーン内でのヒドロハロアルカンの脱ハロゲン化水素のためのプロセスが提供され、このプロセスは、
（ａ）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、
（ｂ）ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、直列接続された反応器のうちの第１の断熱反応器内に導入して、反応生成物を生成する工程と、
（ｃ）反応生成物を、先行する反応器から熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、
（ｄ）中間生成物を、熱交換器から後続する断熱反応器に導入して、反応生成物を生成する工程と、
（ｅ）任意選択的に、工程（ｃ）及び（ｄ）を、順番に１回以上繰り返す工程と、
（ｆ）最終生成物を回収する工程と、を含み、最終生成物は、最終断熱反応器内で生成された反応生成物であり、最終断熱反応器は、最終断熱反応器の下流の断熱反応ゾーン内に後続する断熱反応器を有しない後続する断熱反応器である。最終生成物は、ハロオレフィンを含む。
本明細書に開示されるプロセスでは、少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を含む断熱反応ゾーンが提供される（工程（ａ））。ヒドロハロアルカンを含む出発材料が、断熱反応ゾーン内の第１の断熱反応器に導入される（工程（ｂ））。
任意選択的に、プロセスは、工程（ｂ）の前に、ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、第１の断熱反応器の上流の断熱反応ゾーン内の熱交換器内に導入して、加熱された出発材料を生成する工程（ａ’）を更に含む。工程（ａ’）からの加熱された出発材料は、工程（ｂ）での第１の断熱反応器に導入される出発材料である。
任意選択的に、出発材料は、他の成分を含み得る。代替的に、他の成分は、出発材料とは別に第１の断熱反応器に導入され得る。
その後、第１の断熱反応器からの反応生成物は、熱交換器を通過して、中間生成物を提供する（工程（ｃ））。次いで、中間生成物は、後続する断熱反応器に導入されて（工程（ｄ））、反応生成物を生成し、プロセスは継続されて、ヒドロハロアルカンの所望の変換又は他の所望の結果を達成する。
任意選択的に、本明細書に開示されるプロセスは、工程（ｃ）及び（ｄ）を１回以上繰り返すことを含む。一実施形態では、工程（ｃ）及び（ｄ）は、１～９回実施され、すなわち、工程（ｃ）及び（ｄ）は、０～８回繰り返され、その結果、断熱反応ゾーンは、直列に接続された合計２～１０個の断熱反応器を有する。工程（ｃ）及び（ｄ）が、１回繰り返される場合、反応ゾーンは、第１の断熱反応器、第２の断熱反応器、及び最終断熱反応器の合計３つの反応器を有する。したがって、第２及び最終断熱反応器は各々、工程（ｄ）での後続する反応器である。
本明細書に開示されるプロセスの１つの選択肢では、工程（ｃ）及び（ｄ）は繰り返されず、断熱反応ゾーンは、２つの断熱反応器（第１の断熱反応器及び最終（後続する）断熱反応器）からなる。
プロセスは、最終生成物を回収する工程を更に含み、最終生成物は、最終断熱反応器内で生成される反応生成物である。
本明細書に記載されるように、断熱反応器は、断熱反応ゾーン内の２つの直列接続された反応器間に配置された熱交換器と直列に配設される。したがって、断熱反応ゾーンにおいて、第１の断熱反応器は、先行する反応器を有しておらず、最終断熱反応器は、後続する反応器を有していない。同様に、断熱反応ゾーンは、少なくとも第１の断熱反応器及び最終断熱反応器、又は言い換えれば、少なくとも１つの先行する反応器（第１の断熱反応器）及び少なくとも１つの後続する反応器（最終断熱反応器）を含有する。熱交換器は、各後続する反応器の上流にあり、各後続する反応器と流体連通している。
ヒドロハロアルカンは、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し、式中、Ｘは、ハロであり、ｉが１、２、３、及び４である各Ｙiは、独立して、Ｈ、ハロ、アルキル、又はハロアルキルであり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、ハロ又はハロアルキルである。ハロオレフィンは、式Ｙ1Ｙ2Ｃ＝ＣＹ3Ｙ4を有し得る。
反応ゾーンが、等温的に動作する単一のマルチチューブ式反応器を有する、先行技術の脱ハロゲン化水素プロセスを示すフロー図である。 断熱反応ゾーンが、各後続する断熱反応器の上流に配設され、各後続する断熱反応器と流体連通している熱交換器と共に、３つの断熱反応器を有する、本開示の脱ハロゲン化水素プロセスの一実施形態を示すフロー図である。
本明細書で使用するとき、「含む（comprises）」、「含む（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、「有する（has）」、「有する（having）」という用語、又はこれらの他の任意の変化形は、非排他的な包含を網羅することを意図する。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、これらの要素に必ずしも限定されるものではなく、そのようなプロセス、方法、物品、又は装置に対して明示的に記載されていない、又はこれらに固有のものではない、他の要素も含む場合がある。
量、濃度、又は他の値若しくはパラメータが、ある範囲、好ましい範囲、又は好ましい上方値及び／若しくは好ましい下方値のリストのいずれかとして与えられている場合に、これらは、範囲が別個に開示されているかに関わらず、任意の範囲上限値又は好ましい上方値及び任意の範囲下限値又は好ましい下方値の任意の対から形成される全ての範囲を、具体的に開示するものとして、理解されるものとする。本明細書に数値範囲が記述されている場合、特に指示しない限り、この範囲は、その端点を包含し、かつその範囲内の全ての整数及び分数を包含することが意図される。
以下に記載される実施形態の詳細に言及する前に、いくつかの用語を定義又は明確化する。
「ハロオレフィン」という用語は、本明細書で使用される場合、炭素、フッ素、及び／又は塩素、及び／又は臭素、及び／又はヨウ素、並びに炭素－炭素二重結合を含有する分子を意味する。実施例は、本明細書全体にわたって記載される。
「ヒドロハロオレフィン」という用語は、本明細書で使用される場合、水素、炭素、フッ素、及び／又は塩素、及び／又は臭素、及び／又はヨウ素、並びに炭素－炭素二重結合を含有する分子を意味する（ハロ＝フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード）。実施例は、本明細書全体にわたって記載される。ヒドロフルオロオレフィンは、「ＨＦＯ」として指定され得る。ヒドロクロロフルオロオレフィンは、「ＨＣＦＯ」として指定され得る。
特定のハロオレフィン及び特定のヒドロハロオレフィンが、立体配置（Ｅ－及びＺ－）異性体を有することを、当業者は認識する必要がある。したがって、本明細書で生成される生成物は、立体配置異性体のうちの一方又は両方を含有し得る。立体配置異性体の相対量は、反応条件に応じて変動し得る。
「ヒドロハロアルカン」という用語は、本明細書で使用される場合、水素、炭素、フッ素、及び／又は塩素、及び／又は臭素、及び／又はヨウ素を含有し、炭素－炭素二重結合を有しない分子を意味する（ハロ＝フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード）。実施例は、本明細書全体にわたって記載される。
「脱ハロゲン化水素」という用語は、本明細書で使用される場合、ヒドロハロアルカンからのＨＸの損失を意味し、式中、Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉであり、Ｈ及びＸは、ヒドロハロアルカン中の隣接する炭素上にある。例えば、「脱フッ化水素」、「脱フッ化水素する」、又は「脱フッ化水素された」という用語は、本明細書で使用される場合、その間に、分子中の隣接する炭素上の水素及びフッ素が除去されるプロセスを意味する。「脱塩化水素」、「脱塩化水素する」、又は「脱塩化水素された」という用語は、本明細書で使用される場合、その間に、分子中の隣接する炭素上の水素及び塩素が除去されるプロセスを意味する。
「断熱の」という用語は、本明細書で使用される場合、熱が反応ゾーンから意図的に加えられない又は除去されない反応ゾーン内の反応器、又はプロセス、又は条件に関連する、又は示すことを意味する。最良の断熱であっても、周囲温度を上回って動作する反応ゾーンからいくらかの熱が失われ得ること（又は逆に周囲温度を下回って動作する反応ゾーンで得られる）は、当業者には理解されるであろう。
「先行する断熱反応器」又は「先行する反応器」という用語は、本明細書で使用される場合、断熱反応ゾーン内のこの反応器の上流に断熱反応器を有しない断熱反応器を意味する。「後続する断熱反応器」又は「後続する反応器」という用語は、本明細書で使用される場合、断熱反応ゾーン内のこの反応器の上流に少なくとも１つの断熱反応器を有する断熱反応器を意味する。「最終断熱反応器」又は「最終断熱反応器」という用語は、本明細書で使用される場合、断熱反応ゾーン内のこの反応器の下流に断熱反応器を有しない断熱反応器を意味する。上記にも関わらず、断熱反応ゾーン内の断熱反応器の上流又は下流に、１つ以上の反応器が存在し得、先行する断熱反応器、後続する断熱反応器、及び最終断熱反応器の定義が、各断熱反応ゾーン内の断熱反応器にのみ適用される、複数の断熱反応ゾーンが存在し得る。
本開示で言及される化合物は、フルオロケミカル命名規則、化学構造、及び／又は化学名に基づいて、コードによって参照され得る。利便性及び参照のために、コード、構造、及び化学名を有する選択された化合物が表１に提供される。
Figure 2024120954000002
Figure 2024120954000003
本開示は、ヒドロハロアルカンの脱ハロゲン化水素のためのプロセスを提供し、このプロセスは、（ａ）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｂ）ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、直列接続された反応器のうちの第１の断熱反応器内に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｃ）反応生成物を、先行する断熱反応器から熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、（ｄ）中間生成物を、熱交換器から後続する断熱反応器に導入して、反応生成物を生成する工程と、任意選択的に、工程（ｃ）及び（ｄ）を、１回以上繰り返す工程と、（ｅ）最終生成物を回収する工程と、を含み、最終生成物は、最終断熱反応器内で生成された反応生成物であり、最終断熱反応器は、最終断熱反応器の下流の断熱反応ゾーン内に後続する断熱反応器を有しない後続する断熱反応器である。工程（ｃ）では、熱交換器は、先行する断熱反応器の下流にあり、先行する断熱反応器と流体連通している。
本開示は、ヒドロハロアルカンを含む出発材料を脱ハロゲン化水素して、ハロオレフィンを含む最終生成物を生成するためのプロセスを提供する。
ヒドロハロアルカンは、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し、式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであり、ｉが１、２、３、及び４であるＹiの各々は、独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アルキル基、又はハロアルキル基から選択されるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、Ｈではないか、又は少なくとも１つのＹiは、ハロアルキル基であり、ハロアルキルは、フルオロアルキル、クロロアルキル、ブロモアルキル、又はヨードアルキルであり、すなわち、ハロ＝フルオロ、クロロ、ブロモ、又はヨードである。いくつかの実施形態では、アルキル基は、Ｃ1～Ｃ3アルキル基である。いくつかの実施形態では、ハロアルキル基は、Ｃ1～Ｃ3ハロアルキル基である。対応するハロオレフィンは、式Ｙ1Ｙ2Ｃ＝ＣＹ3Ｙ4を有する。
ヒドロハロアルカンは、（Ｈ、Ｃｌ、及びＣを含有する）ヒドロクロロアルカンであり得るか、又は（Ｈ、Ｃｌ、及びＣを含有する）ヒドロクロロアルカンを含み得る。ヒドロハロアルカンは、（Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、及びＣを含有する）ヒドロフルオロクロロアルカンであり得るか、又は（Ｈ、Ｃｌ、Ｆ、及びＣを含有する）ヒドロフルオロクロロアルカンを含み得る。ヒドロハロアルカンは、（Ｈ、Ｆ、及びＣを含有する）ヒドロフルオロアルカンであり得るか、又は（Ｈ、Ｆ、及びＣを含有する）ヒドロフルオロアルカンを含み得る。ブロモ及びヨード含有ヒドロハロアルカンもまた、本明細書で企図される。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒドロハロエタンを含む出発材料から、少なくとも１つのハロエテン（ハロエチレン）生成物を作製するためのプロセスを提供する。ヒドロハロエタンは、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し得、式中、Ｘは、ハロであり、各Ｙi（ｉは、１、２、３、及び４）は、独立して、Ｈ又はハロであり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉであるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、ハロである。ヒドロハロエタンの例は、１－クロロ－１，１－ジフルオロエタン（ＣＦ2ＣｌＣＨ3）であり、ハロエチレンの例は、フッ化ビニリデン（ＣＦ2＝ＣＨ2）である。ヒドロハロエタンの第２の例は、１，１－ジフルオロエタン（ＣＨＦ2ＣＨ3）であり、ハロエチレンの例は、フッ化ビニル（ＣＨＦ＝ＣＨ2）である。
本開示は、ヒドロハロプロパンを含む出発材料から、少なくとも１つのハロプロペン生成物を作製するためのプロセスを提供する。ヒドロハロプロパンは、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し、式中、Ｘは、ハロであり、３つのＹi（ｉは、１、２、３、及び４）は、独立して、Ｈ又はハロであり、他のＹiは、Ｃ1アルキル又はＣ1ハロアルキルであり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであるが、ただし更に、少なくとも１つのＹiは、ハロ又はハロアルキルである。
代表的なヒドロハロプロパンとしては、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2、ＣＣｌ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＨ2ＣｌＣＣｌ2ＣＨＣｌ2、及びこれらの２つ以上の混合物が挙げられる。
ヒドロハロプロパンは、ヒドロクロロプロパンであり得るか、又はヒドロクロロプロパンを含み得る。ヒドロクロロプロパンは、ＣＣｌ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、及びこれらの２つ以上の混合物であり得るか、又はこれらを含み得る。
ヒドロハロプロパンは、ヒドロクロロフルオロプロパンであり得るか、又はヒドロクロロフルオロプロパンを含み得る。ヒドロクロロフルオロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＣｌ3、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨＣｌ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨＣｌ2、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＣｌ2、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＣｌ2ＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2、ＣＦ2ＣｌＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、若しくはこれらの２つ以上の混合物であり得るか、又はこれらを含み得る。一実施形態では、ヒドロクロロフルオロプロパンは、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3である。
ヒドロハロプロパンは、ヒドロフルオロプロパンであり得るか、又はヒドロフルオロプロパンを含み得る。ヒドロフルオロプロパンは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｆ、若しくはこれらの２つ以上の混合物であり得るか、又はこれらを含み得る。ヒドロハロプロパンは、ヒドロフルオロプロパンであり得る。ヒドロフルオロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆ、若しくはＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦ2、若しくはＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3、又はこれらの２つ以上の混合物であり得る。
一実施形態では、出発材料は、式ＣＦ3ＣＦＱＣＨ3を有するヒドロハロプロパンを含み、式中、Ｑは、Ｃｌ又はＦである。出発材料は、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3を含み得る。出発材料は、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3を含み得る。ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3の脱ハロゲン化水素は、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2を含む生成物を生成する。ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3の脱ハロゲン化水素は、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2及びＥ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ及びＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦの混合物を含む生成物を生成し得る。
一実施形態では、ヒドロハロプロパンの脱ハロゲン化水素は、ハロプロペンを含む生成物を生成する。特定の実施形態では、生成物は、クロロプロペンを含む。別の実施形態では、生成物は、フルオロクロロプロペンを含む。別の実施形態では、生成物は、フルオロプロペンを含む。
一実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＨ2ＣｌＣＨＣｌＣＣｌ3であるか、又はＣＨ2ＣｌＣＨＣｌＣＣｌ3を含み、クロロプロペンは、ＣＨ2ＣｌＣＣｌ＝Ｃｌ2（２４０ｄｂ→１２３０ｘａ）であるか、又はＣＨ2ＣｌＣＣｌ＝Ｃｌ2（２４０ｄｂ→１２３０ｘａ）を含む。
一実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3であるか、又はＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3を含み、ヒドロフルオロプロペンは、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2（２４４ｂｂ→１２３４ｙｆ）であるか、又はＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2（２４４ｂｂ→１２３４ｙｆ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌであるか、又はＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌを含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2（２４４ｅｂ→１２３４ｙｆ）であるか、又はＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2（２４４ｅｂ→１２３４ｙｆ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆであるか、又はＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆを含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（２４４ｄｂ→１２３４ｚｅ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（２４４ｄｂ→１２３４ｚｅ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌであるか、又はＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌを含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（２４４ｆａ→１２３４ｚｅ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（２４４ｆａ→１２３４ｚｅ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｆであるか、又はＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｆを含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦ（２３５ｂｂ→１２２５ｙｅ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦ（２３５ｂｂ→１２２５ｙｅ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｃｌであるか、又はＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｃｌを含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＣｌ（２３５ｃｂ→１２２４ｙｄ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＣｌ（２３５ｃｂ→１２２４ｙｄ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2であるか、又はＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2を含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ2（２３５ｄａ→１２２５ｚｃ）であるか、又はＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ2（２３５ｄａ→１２２５ｚｃ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｃｌであるか、又はＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｃｌを含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ2（２３５ｆａ→１２２５ｚｃ）であるか、又はＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ2（２３５ｆａ→１２２５ｚｃ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＣｌ3であるか、又はＣＦ3ＣＨＣｌＣＣｌ3を含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＣｌ2（２２３ｄｂ→１２１３ｘａ）であるか、又はＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＣｌ2（２２３ｄｂ→１２１３ｘａ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌであるか、又はＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌを含み、ハロプロペンは、ＣＣｌ＝ＣＨ2（２４３ｄｂ→１２３３ｘｆ）であるか、又はＣＣｌ＝ＣＨ2（２４３ｄｂ→１２３３ｘｆ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2であるか、又はＣＦ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2を含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣｌ（２４３ｆａ→１２３３ｚｄ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣｌ（２４３ｆａ→１２３３ｚｄ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌであるか、又はＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌを含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（２５３ｆｂ→１２４３ｚｆ）であるか、又はＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（２５３ｆｂ→１２４３ｚｆ）を含む。
特定の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｆであるか、又はＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｆを含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦ（２３６ｃｂ→１２２５ｙｅ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦ（２３６ｃｂ→１２２５ｙｅ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦ2であるか、又はＣＦ3ＣＨＦＣＨＦ2を含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦ（２３６ｅａ→１２２５ｙｅ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦ（２３６ｅａ→１２２５ｙｅ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3であるか、又はＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3を含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（２４５ｃｂ→１２３４ｙｆ）であるか、又はＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（２４５ｃｂ→１２３４ｙｆ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆであるか、又はＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆを含み、ハロプロペンは、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（２４５ｅｂ→１２３４ｙｆ）であるか、又はＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（２４５ｅｂ→１２３４ｙｆ）を含む。
別の実施形態では、ヒドロハロプロパンは、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦ2であるか、又はＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦ2を含み、ハロプロペンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（２４５ｆａ→１２３４ｚｅ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ（２４５ｆａ→１２３４ｚｅ）を含む。
一実施形態では、ヒドロハロアルカンは、ヒドロクロロプロパンであるか、又はヒドロクロロプロパンを含み、それは、ＨＦ及び触媒の存在下で、フッ化水素処理及び脱ハロゲン化水素を受け、フルオロ（クロロ）プロペンを形成する。特定の実施形態では、ヒドロクロロプロパンは、１，１，１，３－テトラクロロプロパン（２５０ｆｂ）であるか、又は１，１，１，３－テトラクロロプロパン（２５０ｆｂ）を含み、脱ハロゲン化水素からの生成物は、３，３，３－トリフルオロプロペン（１２４３ｚｆ）を含む。
ハロオレフィンが、１２４３ｚｆである場合、プロセスは、任意選択的に、１２４３ｚｆを塩素化して、２４３ｄｂを含む生成物を生成する工程と、２４３ｄｂを脱塩化水素して、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、１２３３ｘｆをフッ化水素処理して、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、２４４ｂｂを脱塩化水素して、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を更に含む。任意選択的に、プロセスは、各生成物を精製する工程を更に含む。したがって、この例では、プロセスは、１２４３ｚｆを含む生成物、２４３ｄｂを含む生成物、１２３３ｘｆを含む生成物、２４４ｂｂを含む生成物、１２３４ｙｆを含む生成物、又は生成物のうちの２つ以上を精製する工程を更に含み得る。
ハロオレフィンが、１２２５ｙｅである場合、プロセスは、任意選択的に、１２２５ｙｅを水素化して、２４５ｅｂを含む生成物を生成する工程と、２４５ｅｂを脱フッ化水素して、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を更に含む。任意選択的に、プロセスは、１２２５ｙｅを含む生成物、及び／又は２４５ｅｂを含む生成物を精製する工程を更に含む。
ハロオレフィンが、１２２５ｚｃである場合、プロセスは、任意選択的に、１２２５ｚｃを水素化して、２４５ｆａを含む生成物を生成する工程と、２４５ｆａを脱フッ化水素して、Ｅ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅを含む生成物を生成する工程と、を更に含む。任意選択的に、プロセスは、２４５ｆａを含む生成物、並びに／又はＥ－及び／若しくはＺ－１２３４ｚｅを含む生成物を精製する工程を更に含む。
ハロオレフィンが、１２３３ｘｆである場合、プロセスは、任意選択的に、１２３３ｘｆをフッ化水素処理して、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、２４４ｂｂを脱塩化水素して、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を更に含む。任意選択的に、プロセスは、１２３３ｘｆを含む生成物を精製する工程、及び／又は２４４ｂｂを含む生成物を精製する工程、及び／又は１２３４ｙｆを含む生成物を精製する工程、を更に含む。
１２３４ｙｆを含む生成物が生成される場合、プロセスは、任意選択的に、１２３４ｙｆを含む生成物を精製する工程を更に含む。
本開示は、ヒドロハロブタンを含む出発材料から、少なくとも１つのヒドロハロブテン生成物を作製するためのプロセスを提供する。ヒドロハロブタンは、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し得、式中、Ｘは、ハロであり、２つのＹi（ｉは、１、２、３、及び４）は、Ｃ1アルキル若しくはＣ1ハロアルキルであり、残りの２つのＹiは、独立して、Ｈ若しくはハロであるか、又は１つのＹiは、Ｃ2アルキル若しくはＣ2ハロアルキルであり、残りの３つのＹiは、各々独立して、Ｈ若しくはハロであり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、ハロ又はハロアルキルである。
代表的なヒドロハロブタンとしては、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＣｌＣＦ3、ＣＦ3ＣＣｌ2ＣＨ2ＣＦ3、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＣｌＣＦ3、及びこれらの混合物が挙げられる。ハロブテンの例としては、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨＣＦ3、並びにＥ－及び／又はＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣＦ3が挙げられる。
ヒドロハロブタンの脱ハロゲン化水素は、ハロブテンを含む生成物を生成する。一実施形態では、ヒドロハロブタンは、ヒドロクロロフルオロブタンであるか、又はヒドロクロロフルオロブタンを含み、ハロブテンは、フルオロブテンであるか、又はフルオロブテンを含む。
特定の実施形態では、ハロブタンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＣｌＣＦ3であるか、又はＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＣｌＣＦ3を含み、ハロブテンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨＣＦ3（３３６ｍｄｄ→１３２６ｍｘｚ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨＣＦ3（３３６ｍｄｄ→１３２６ｍｘｚ）を含む。
別の実施形態では、ハロブタンは、ＣＦ3ＣＣｌ2ＣＨ２ＣＦ3であるか、又はＣＦ3ＣＣｌ2ＣＨ２ＣＦ3を含み、ハロブテンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨＣＦ3（３３６ｍｆａ→１３２６ｍｘｚ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨＣＦ3（３３６ｍｆａ→１３２６ｍｘｚ）を含む。
一実施形態では、ハロブタンは、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2ＣＦ3であるか、又はＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2ＣＦ3を含み、ハロブテンは、Ｅ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣＦ3（３４６ｍｄｆ→１３３６ｍｚｚ）であるか、又はＥ－及び／若しくはＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣＦ3（３４６ｍｄｆ→１３３６ｍｚｚ）を含む。
本開示は、ヒドロハロペンタンを含む出発材料から、少なくとも１つのヒドロハロペンテン生成物を作製するためのプロセスを提供する。ヒドロハロペンタンは、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し得、式中、Ｘは、ハロであり、３つのＹiは、Ｃ1アルキル若しくはＣ1ハロアルキル基であり、残りのＹiは、Ｈ若しくはハロであるか、又は１つのＹiは、Ｃ2アルキル若しくはＣ2ハロアルキル基であり、１つのＹiは、Ｃ1アルキル若しくはＣ1ハロアルキル基であり、残りのＹiは、Ｈ若しくはハロであるか、又は１つのＹi（ｉは、１、２、３、及び４）は、Ｃ3アルキル若しくはＣ3ハロアルキル基であり、残りのＹiは、Ｈ若しくはハロであり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、ハロ又はハロアルキルである。
ヒドロハロペンタンは、ＣＦ3ＣＣｌ2ＣＨ2Ｃ2Ｆ5、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＣｌＣ2Ｆ5、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃ２Ｆ5、ＣＦ3ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦＣｌＣＨ3、及びこれらの混合物から選択され得る。ハロペンテンの例としては、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨＣ2Ｆ5、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣ2Ｆ5、及びＣＦ3ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＨ2が挙げられる。
より高級なハロアルケンもまた、本明細書に開示されるプロセスを使用して、生成され得る。
脱ハロゲン化水素工程は、断熱反応ゾーン内で実施される。断熱反応ゾーンは、少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ直列の各２つの反応器間に配置され、流体連通している熱交換器を有する。
断熱反応ゾーンは、第１の断熱反応器及び最終断熱反応器を備える。第１の断熱反応器は、断熱反応ゾーン内の第１の断熱反応器の下流の任意の断熱反応器又は熱交換器に対して先行する断熱反応器である。最終断熱反応器は、断熱反応ゾーン内の最終断熱反応器の上流の任意の断熱反応器又は熱交換器に対して後続する断熱反応器である。
第１の断熱反応器は、熱交換器の上流にあり、熱交換器と流体連通している。熱交換器は、後続する断熱反応器と流体連通し、後続する断熱反応器の上流にある。
一実施形態では、断熱反応ゾーンは、２つの反応器（第１の断熱反応器及び最終断熱反応器）からなる。この実施形態では、熱交換器は、第１の断熱反応器の下流にあり、最終断熱反応器の上流にある。
当業者は、先行する（上流の）反応器を有しない第１の断熱反応器と、少なくとも１つの先行する反応器を有する後続する反応器と、後続する（下流の）反応器を有さず、工程（ｃ）における後続する反応器である最終反応器との間の関係を理解するであろう。断熱反応ゾーン内の断熱反応器は、熱交換器と流体連通しており、熱交換器は、２つの反応器間に配置される。
一実施形態では、断熱反応ゾーンは、第１の断熱反応器、（後続する断熱反応器とも称され得る）第２断熱反応器、及び本明細書に開示されるプロセスの工程（ｄ）による後続する断熱反応器でもある、最終断熱反応器からなり、したがって、合計３つの反応器であり、各反応器は断熱的に動作し、熱交換器は、第１の断熱反応器と第２の断熱反応器との間に配設され、熱交換器は、第２の断熱反応器と最終断熱反応器との間に配設される。したがって、工程（ｃ）及び（ｄ）は、１回繰り返される。当業者は、工程（ｃ）及び（ｄ）を２回又は３回以上繰り返すなど、３つを超える反応器を使用することを企図し得る。
熱交換器が断熱反応ゾーン内の２つの反応器間に配置される、断熱反応器及び熱交換器の数の上限は、コスト及び複雑性を制御することなどの実用的な理由に基づき得るか、又は出発材料の変換若しくは特定の生成物の形成などの特定の目標を達成することに基づき得る。２つ以上の断熱反応器は、断熱反応ゾーン内、例えば２～１０個の反応器（工程（ｃ）及び（ｄ）の繰り返し、０～８回）、又は２～４個の反応器（工程（ｃ）及び（ｄ）の繰り返し、０～２回）で使用される。
断熱反応器は、本明細書に開示されるような脱ハロゲン化水素プロセスを実施することに資する任意の形状であり得る。特定の実施形態では、各反応器は、円筒状のチューブ又はパイプであり、これは、直線状又はコイル状であり得る。プラグフロー設計は、より低い全体的な変換率をもたらす逆混合を最小限に抑えるので好ましい。
本明細書に記載される脱ハロゲン化水素プロセスの腐食性質に起因して、本明細書に開示される断熱反応ゾーン内で使用する断熱反応器は、腐食に耐性を有する材料から構成される。そのような材料としては、ステンレス鋼、具体的には、オーステナイト型、又は銅被覆鋼、又はニッケル系合金、又は金、又は金張り、又は石英が挙げられる。ニッケル系合金は、市販されており、例えば、Ｍｏｎｅｌ（商標）ニッケル－銅合金、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（商標）ニッケル系合金、及びＩｎｃｏｎｅｌ（商標）ニッケル－クロム合金などの高ニッケル合金が挙げられる。一実施形態では、反応器は、ニッケル系合金から構成される。断熱反応器は、フルオロポリマーが温度と適合性があるという条件で、フルオロポリマーで裏打ちされ得る。他の材料としては、耐腐食性のためのＳｉＣ又はグラファイトが挙げられ得る。
本明細書に開示される断熱反応ゾーンの断熱反応器に加えて、熱交換器、流出物ライン、物質移動に関連するユニット、接触容器（プレミキサ）、蒸留カラム、並びに、本明細書に開示される実施形態のプロセスにおいて使用される反応器、熱交換器、容器、カラム、及びユニットに関連する供給物及び材料移送ラインは、上記のものなどの腐食に耐性を有する材料から構成されるべきである。
本開示は、断熱反応ゾーンを提供する。断熱反応ゾーンは、少なくとも２つの断熱反応器を備える。熱交換器は、各２つの反応器間に配設される（以下、図２の考察も参照されたい）。本明細書で開示されるプロセスの一実施形態では、プロセスは、少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、断熱反応ゾーンに導入することであって、第１の反応生成物が、第１の断熱反応器内で生成される、断熱反応ゾーンに導入する工程と、第１の断熱反応器からの第１の反応生成物を、熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、次いで、中間生成物を、熱交換器から後続する断熱反応器に導入することであって、第２の反応生成物が生成される、導入する工程と、任意選択的に、第２の反応生成物を、第３の断熱反応器内（存在する場合）などに導入する前に、後続する断熱反応器からの第２の反応生成物を、熱交換器に通過させる工程と、を含む。
上記にも関わらず、他のプロセス工程は、断熱反応ゾーンの上流で行われ得る。上流プロセス工程は、例えば、本明細書に記載される脱ハロゲン化水素プロセスにおいて使用するヒドロハロアルカンを調製するプロセス、又は第１の断熱反応器に供給される出発材料の気化を伴い得る。上流プロセス工程は、１つ以上の反応器内で実施され得る。明確にするために、１つ以上の反応器が、脱ハロゲン化水素プロセスの上流に存在する場合であっても、本明細書で言及される「第１の断熱反応器」は、脱ハロゲン化水素プロセスが実施される一連の断熱反応器内の第１の断熱反応器を指し、熱交換器は、直列の第１の断熱反応器と直列の第２の（後続する）断熱反応器との間に位置する。したがって、断熱反応ゾーンの上流、及びしたがってこのように定義された第１の断熱反応器の上流の、プロセス工程が実施される任意の反応器は、「第１の断熱反応器」とみなされ得ない。
本明細書に記載される断熱反応ゾーン内で、脱ハロゲン化水素プロセスの下流に発生する他の反応（プロセス及び反応ゾーン）が存在し得る。
熱交換器は、本開示のプロセス及び断熱反応ゾーン内で使用される。熱交換器は、直列の２つの断熱反応器間に配設される。脱ハロゲン化水素は、吸熱プロセスであるため、熱交換器は、反応によって使用される熱を交換する。本明細書で使用される熱交換器は、シェル及びチューブ熱交換器であり得る。熱交換器は、中でも、フィン及びチューブ熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、及び垂直又は水平の単一パスチューブ又はプレート型熱交換器、電気ヒータを用いることができる。熱交換器は、電気加熱によって熱を提供し得る。熱交換器は、熱交換流体としてプロセス流を使用し得る。反応成分の温度及び腐食性質を含む、プロセスの物理的及び化学的要件に適合する他の設計が使用され得る。
各熱交換器は、複数の熱交換器を順番に表すことができ、複数とは、２つ以上の熱交換器を意味する。複数の熱源が利用可能である場合、複数の熱交換器が使用され得るが、特定の熱源（蒸気など）は、熱分解又は断熱反応のために所望の温度まで加熱し得ない場合がある。
一実施形態では、各熱交換器は、断熱反応ゾーン内の他の熱交換器とは独立して動作し得る。各熱交換器は、断熱反応ゾーン内の別の熱交換器を出る中間生成物と同じ温度を有する、中間生成物を提供するように動作し得る。
別の実施形態では、各熱交換器は、断熱反応ゾーン内の他の熱交換器を出る中間生成物に対して異なる温度を有する、中間生成物を提供するように動作し得る。
一実施形態では、反応ゾーン内の各断熱反応器は、同じ温度で動作する。別の実施形態では、断熱反応ゾーン内の少なくとも１つの断熱反応器は、断熱反応ゾーン内の他の断熱反応器（複数可）とは異なる温度で動作する。断熱反応ゾーンが、２つの断熱反応器からなる場合、各反応器は、同じ温度又は異なる温度で動作し得、断熱反応ゾーンが、３つ以上の断熱反応器からなる場合、各反応器は、断熱反応ゾーン内の互いの反応器と同じ又は異なる温度で独立して動作し得ることを理解されたい。
一実施形態では、断熱反応ゾーン内の断熱反応器は、異なる温度で動作する。例えば、第１の断熱反応器は、後続する断熱反応器よりも高い温度で動作し得る。驚くべきことに、第１の断熱反応器を、後続する断熱反応器とは異なる温度で動作させることによって、生成物のプロファイルが変動することが見出された。したがって、特定の二次生成物が、他の二次生成物よりも何らかの理由（例えば、他の理由の中で、主生成物からの分離の容易さ、二次生成物の商業価値など）でより望ましい場合、断熱反応器は、異なる温度で動作し得る。一実施形態では、第１又は先行する断熱反応器は、後続する断熱反応器よりも高い温度で動作し、断熱反応ゾーン内の２つ以上の断熱反応器を企図する。
一実施形態では、各熱交換器は、先行する又は後続する断熱反応器を有する容器内で独立して配置され得る。別の実施形態では、各熱交換器は、先行する又は後続する断熱反応器とは別個の容器内で独立して配置され得る。流体連通は、先に記載されるように、熱交換器を介して後続する断熱反応器間で維持される。
任意選択的に、熱交換器を使用して、断熱反応ゾーン内又は断熱反応ゾーンの外部のいずれかにおいて、第１の断熱反応器の上流の所望の反応温度に出発材料を加熱することも可能である。一実施形態では、熱交換器は、断熱反応ゾーン内の第１の断熱反応器の上流にある。このような実施形態において、プロセスは、ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、第１の断熱反応器の上流の断熱反応ゾーン内の熱交換器内に導入して、加熱された出発材料を生成する工程（ａ’）を含む。工程（ａ’）からの加熱された出発材料は、工程（ｂ）での第１の断熱反応器に導入される出発材料である。
本明細書に開示されるプロセス及び断熱反応ゾーンは、比較的遅い脱ハロゲン化水素反応に対応するために、より大きな反応器容積を提供する。総反応器容積は、吸熱プロセスの温度を制御しながら、複雑さを伴わずに、マルチチューブ式反応器に対して増加する。
本明細書に開示されるプロセスは、反応ゾーン中のヒドロハロアルカンのハロオレフィン（ハロアルケン）への変換を行うのに十分な温度で、添加された触媒の存在下（触媒プロセス）又は不在下（熱分解プロセス）で、気相中で実施される。
本明細書に開示される断熱反応ゾーンの断熱反応器の各々は、独立して、触媒性又は熱分解性断熱反応器として動作し得る。すなわち、各反応器は触媒性であり得るか、又は各反応器は熱分解性であり得るか、又は触媒性若しくは熱分解性反応器の組み合わせが使用され得る。熱分解プロセスの選択肢及び触媒プロセスのための好適な触媒に関して、より多くの具体性が以下に提供される。
いくつかの実施形態では、触媒プロセス又は熱分解プロセスに関わらず、不活性希釈ガス（任意選択的な成分）が、ヒドロ（クロロ）フルオロプロパン用のキャリアガスとして使用される。一実施形態では、キャリアガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、又は二酸化炭素から選択される。加えて、キャリアガスは、第１の断熱反応器以外の反応器内で、未変換の出発材料、中でも、再循環生成物、ＨＦ、ＨＣｌを含み得る。キャリアガスは、プロセス化学に悪影響を及ぼさない有機材料を含み得る。
一実施形態では、少なくとも１つの断熱反応器は、熱分解反応器として動作する。すなわち、断熱反応ゾーンは、熱分解反応器として動作する１つ以上の断熱反応器を備える。そのような実施形態では、プロセスは、出発材料を熱分解（熱脱ハロゲン化水素）して、ヒドロフルオロオレフィン生成物を生成すること、すなわち熱分解によって実施される。「熱分解する」又は「熱分解」という用語は、本明細書で使用される場合、添加された触媒の不在下で加熱することによって引き起こされる化学変化を意味する。「添加された触媒の不在」とは、脱ハロゲン化水素プロセスの活性化エネルギーを低減することによって、反応速度を意図的に増加させるために、断熱反応器に材料を添加しないことを意味する。上記にも関わらず、断熱反応器の表面は、いくらかの触媒特性を有し得る。
脱ハロゲン化水素プロセスが熱分解プロセスである場合、熱分解反応器を通るガスの流動は、例えば、プラグ流動に近づく均一な流動分布を生成するように、穿孔されたバッフルを通って反応器内に入ることができる。逆混合が変換を低減するため、プラグ流動が所望される。
他の実施形態では、断熱熱分解反応器は、実質的に空であり、これは、断熱反応ゾーンの自由容積が、少なくとも約８０％であり、別の実施形態では、少なくとも約９０％、別の実施形態では、少なくとも約９５％であることを意味する。自由容積は、反応器充填を構成する材料の容積を引いた反応ゾーンの容積であり、自由容積は、反応器の時間１００の総容積に対する自由容積の比としてパーセント（％）として表され得る。
本開示の脱ハロゲン化水素プロセスとしては、出発材料及び対応するフルオロオレフィン生成物に応じて、脱フッ化水素プロセス、又は脱塩化水素プロセス、又は脱フッ化水素プロセス及び脱塩化水素プロセスの両方が挙げられ得る。例えば、ヒドロハロアルカンが、２４４ｂｂである場合、脱塩化水素は、１２３４ｙｆを生成する。しかしながら、反応条件はまた、いくつかの１２３３ｘｆへの脱フッ化水素をもたらし得る。
典型的には、脱フッ化水素のための熱分解温度は、脱塩化水素のための熱分解温度よりも高い。特定の実施形態では、プロセスは、脱フッ化水素プロセスであり、熱分解反応器は、約５００℃～約９００℃の温度で動作する。特定の実施形態では、プロセスは、脱塩化水素プロセスであり、断熱熱分解反応器は、約３００℃～約７００℃の温度で動作する。熱分解プロセスはまた、例えば、米国特許第７，８３３，４３４号、同第８，２０３，０２２号、及び同第８，４４５，７３５号にも開示されている。
本開示の脱ハロゲン化水素プロセスは、準大気圧、大気圧、又は超大気圧である反応圧力を有し得る。一実施形態では、プロセスは、約０ｐｓｉｇ～約２００ｐｓｉｇの圧力で実施される。一実施形態では、反応は、１０ｐｓｉｇ～約１５０ｐｓｉｇの圧力で実施される。別の実施形態では、反応は、２０ｐｓｉｇ～約１００ｐｓｉｇの圧力で実施される。
一実施形態では、各断熱反応器は、断熱熱分解反応器として動作する。
一実施形態では、断熱反応ゾーン内の少なくとも１つの断熱反応器は、断熱触媒反応器として動作する。すなわち、断熱反応ゾーンは、断熱触媒反応器として動作する１つ以上の断熱反応器を備える。そのような実施形態では、この触媒断熱反応器は、触媒で充填されて、ヒドロフルオロオレフィン生成物を生成する。任意の脱ハロゲン化水素触媒が使用され得る。
例えば、脱ハロゲン化水素触媒は、金属ハロゲン化物、金属酸化物、ハロゲン化金属酸化物、中性（若しくはゼロ酸化状態）金属若しくは金属合金、又はバルク若しくは担持形態の炭素から選択され得る。
脱ハロゲン化水素触媒は、金属ハロゲン化物、又は金属酸化物、又は金属オキシハライド触媒から選択され得、脱ハロゲン化水素触媒としては、一価、二価、及び三価の金属ハロゲン化物、金属酸化物、金属オキシハライド、並びにこれらの２つ以上の組み合わせ、より好ましくは、一価、二価、及び三価の金属ハロゲン化物、並びにこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
金属としては、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属が挙げられる。金属ハロゲン化物、又は金属酸化物、又は金属オキシハライドは、担持されても、担持されなくてもよい。金属ハロゲン化物、又は金属酸化物、又は金属オキシハライドは、炭素、アルカリ土類金属ハロゲン化物、又はアルカリ土類金属酸化物上に担持され得る。
本明細書の脱ハロゲン化水素触媒に使用するのに好適な金属の例としては、Ｃｒ3+、Ｆｅ3+、Ｃａ2+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｎｉ2+、Ｚｎ2+、Ｐｄ2+、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、及びＣｓ+が挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン化物成分としては、Ｆ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、及びＩ-が挙げられるが、これらに限定されない。有用な一価、又は二価、又は三価の金属ハロゲン化物の例としては、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣｓＣｌ、ＣｒＣｌ3、及びＦｅＣｌ3が挙げられるが、これらに限定されない。担持された金属ハロゲン化物触媒としては、フッ化ＣｓＣｌ／ＭｇＯ、ＣｓＣｌ／ＭｇＦ2などが挙げられる。
脱ハロゲン化水素触媒は、中性（すなわち、ゼロ価）金属、これらの混合物の金属合金から選択され得る。有用な金属としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、及び合金又は混合物としての上記の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。中性金属触媒は、担持されても、担持されなくてもよい。金属合金の有用な例としては、ステンレス鋼（例えば、ＳＳ３１６）、オーステナイトニッケル系合金（例えば、Ｉｎｃｏｎｅｌ ６２５、Ｉｎｃｏｎｅｌ ６６０、Ｉｎｃｏｎｅｌ ８２５、Ｍｏｎｅｌ ４００）などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に開示される脱ハロゲン化水素プロセスのための他の好適な脱ハロゲン化水素触媒としては、酸洗浄炭素、活性炭、及び三次元マトリックス炭素質材料から選択され得る炭素触媒が挙げられる。
脱ハロゲン化水素触媒は、アルミナ、フッ化アルミナ、フッ化アルミニウム、アルミニウムクロロフルオライド；アルミナ、フッ化アルミナ、フッ化アルミニウム、又はアルミニウムクロロフルオライド上に担持された金属化合物；酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、フッ化クロム酸化物、及び立方晶三フッ化クロム；マグネシウム、亜鉛、及びマグネシウムと亜鉛及び／又はアルミニウムとの混合物の酸化物、フッ化物、及びオキシフッ化物；酸化ランタン、フッ化ランタン酸化物、又はこれらの混合物から代替的に選択され得る。
フッ化触媒若しくはフッ素含有触媒は、触媒反応器に充填され得るか、又はフッ化触媒若しくはフッ素含有触媒の前駆体は、反応器にＨＦを導入することによって、触媒反応器内でその場で形成され得る。
上記の好適な脱ハロゲン化水素触媒の詳述は、例示目的のためのものであり、包括的であることを意図するものではない。当業者は、本明細書に具体的に詳述されていない他の脱ハロゲン化水素触媒が使用され得ることを理解するであろう。
触媒性脱ハロゲン化水素プロセスでは、断熱触媒反応器は、約１５０～約５５０℃の温度、及び約０～約２００ｐｓｉｇ、又は１０～１５０ｐｓｉｇ、又は２０～１００ｐｓｉｇの圧力で好適に動作し得る。
一実施形態では、各断熱反応器は、断熱触媒反応器として動作する。
本明細書に開示される脱ハロゲン化水素プロセスは、ハロオレフィンを含む生成物を生成する。副生成物ＨＦ又はＨＣｌは、蒸留若しくは水を用いて洗浄して、ＨＦ若しくはＨＣｌ水溶液を生成するか、又は酸を多量に含む相を濃縮、デカンテーションするか、又は塩基でスクラブして、酸を含まない有機生成物を生成するなどの多くの方法によって除去され得、これは、任意選択的に、当該技術分野において既知である精製技術の１つ又は任意の組み合わせを使用して更に精製され得る。
本開示によれば、プロセスは、出発材料、ヒドロハロアルカンを精製する工程を含み得る。本開示のプロセスに従って生成されたハロオレフィンが、後続する反応（複数可）のための中間体である場合、プロセスは、後続する反応（複数可）の前に、中間ハロオレフィン生成物を精製する工程を更に含み得る。
本明細書に開示されるプロセスは、任意選択的に、最終生成物からハロオレフィンを回収する工程を更に含む。ハロオレフィンは、当業者に既知のプロセスを使用して、本開示に記載される実施例を用いて回収され得る。本明細書に開示されるプロセスは、任意選択的に、ハロオレフィンを精製する工程を更に含む。ハロオレフィンを回収及び／又は精製するためのプロセスとしては、蒸留、濃縮、デカンテーション、水への吸収、塩基を用いるスクラブ、及びこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられ得る。
特定の実施形態では、ヒドロフルオロプロペン生成物を含む様々な共沸組成物又は共沸混合物様（すなわち、近共沸混合物）組成物は、ハロオレフィン又は中間生成物を回収及び／又は精製するプロセスにおいて利用され得る。
一実施形態では、ＨＦは、１２３４ｙｆを含む生成物に添加され得る。一実施形態では、ＨＦは、１２３４ｙｆを含む生成物に存在し得る。いずれかの実施形態では、１２３４ｙｆ及びＨＦが組み合わされて、１２３４ｙｆ及びＨＦの共沸混合物又は近共沸混合物を形成する。ＨＦ及び１２３４ｙｆの共沸混合物又は近共沸混合物はまた、ＨＦ及び１２３４ｙｆの非共沸混合物が供給物中に存在する、蒸留カラムからの留出物としても形成され得る。１２３４ｙｆの分離としては、１２３４ｙｆ及びＨＦの共沸混合物又は近共沸混合物の単離、並びに１２３４ｙｆ及びＨＦの共沸混合物又は近共沸混合物を、更なる処理に供して、米国特許第７，８９７，８２３号に開示されているものと同様の手順を使用することによって、ＨＦを含まない１２３４ｙｆを生成することが挙げられる。ＨＦＯ－１２３４ｙｆ及びＨＦの共沸混合物組成物又は近共沸混合物組成物は、米国特許第７，４７６，７７１号に開示されており、その中に記載されているプロセスはまた、ヒドロフルオロオレフィン生成物を回収するためにも利用され得る。
別の実施形態では、ＨＦは、Ｅ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅを含む生成物に添加されて、Ｅ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅ並びにＨＦを含む共沸組成物又は近共沸組成物を生成し得る。Ｅ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅ並びにＨＦを含む共沸組成物又は近共沸組成物は、例えば、他の生成物からの分離のための蒸留によって単離され得る。
Ｅ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅ並びにＨＦの共沸組成物又は近共沸組成物は、更なる処理に供されて、米国特許第７，８９７，８２３号に開示されているものと同様の手順を使用して、ＨＦを含まないＥ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅを生成する。
加えて、米国特許第７，４２３，１８８号及び米国特許第８，３７７，３２７号に適用されている技術は、本明細書に開示されるプロセスに従って生成されるＨＦを含まないＥ－及び／又はＺ－１２３４ｚｅを回収するのに利用され得る。米国特許第７，４２３，１８８号は、１２３４ｚｅ及びＨＦのＥ－異性体の共沸混合物組成物又は近共沸混合物組成物を開示している。米国特許第８，３７７，３２７号は、１２３４ｚｅ及びＨＦのＺ－異性体の共沸混合物組成物又は近共沸混合物組成物を開示している。
本開示はまた、１２３４ｙｆの調製のためのプロセスであって、以下の工程：（ｖ）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｗ）１２３０ｘａを含む組成物を提供する工程と、（ｘ）１２３０ｘａを含む組成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、（ｚ）２４４ｂｂを含む生成物を、脱塩化水素して、断熱反応ゾーン内で、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を含む、プロセスも提供する。
１２３４ｙｆの調製のためのプロセスであって、以下の工程：（ｖ’）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｗ’）２４３ｄｂを含む組成物を提供する工程と、（ｘ’）２４３ｄｂを含む組成物を、脱ハロゲン化水素剤又は脱ハロゲン化水素触媒と接触させて、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ’）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、（ｚ’）２４４ｂｂを含む生成物を、脱塩化水素して、断熱反応ゾーン内で、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を含む、プロセスも提供される。
本開示はまた、１２３４ｙｆの調製のためのプロセスであって、以下の工程：（ｖ’’）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｗ’’）２４３ｄｂを含む組成物を提供する工程と、（ｘ’’）２４３ｄｂを含む組成物を、脱ハロゲン化水素剤又は脱ハロゲン化水素触媒と接触させて、断熱反応ゾーン内で、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ’’）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、（ｚ’’）２４４ｂｂを含む生成物を、脱塩化水素して、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を含み得る、プロセスも提供する。
脱塩化水素工程（ｚ）及び（ｚ’）は、本明細書に開示されるように実施され、これは、（ａａ）２４４ｂｂを含む生成物を含む出発材料を、直列接続された反応器のうちの第１の断熱反応器内に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｂｂ）反応生成物を、先行する断熱反応器から熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、（ｃｃ）中間生成物を、熱交換器から後続する断熱反応器に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｄｄ）任意選択的に、工程（ｂｂ）及び（ｃｃ）を、順番に１回以上繰り返す工程と、（ｅｅ）ハロオレフィンを含む最終生成物を回収する工程と、を含み、最終生成物は、最終断熱反応器内で生成された反応生成物である。任意選択的に、工程（ｚ’’）はまた、工程（ｚ）及び（ｚ’）について上記のように実施される。
同様に、脱塩化水素工程（ｘ’’）は、本明細書に開示されるように、断熱反応ゾーン内で実施され、これは、（ａａ’）２４３ｄｂを含む出発材料を、直列接続された反応器のうちの第１の断熱反応器内に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｂｂ’）反応生成物を、先行する断熱反応器から熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、（ｃｃ’）中間生成物を、熱交換器から後続する断熱反応器に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｄｄ’）任意選択的に、工程（ｂｂ’）及び（ｃｃ’）を、順番に１回以上繰り返す工程と、（ｅｅ’）ハロオレフィンを含む最終生成物を回収する工程と、を含み、最終生成物は、最終断熱反応器内で生成された反応生成物である。工程（ｅｅ’）のハロオレフィンは、１２３３ｘｆを含む。工程（ｘ’’）に、工程（ｙ’’）及び（ｚ’’）が続く。
工程（ｗ）～（ｙ）、（ｗ’）～（ｙ’）、（ｗ’’）、（ｙ’’）、（ｚ’’）は、それらの付随する全ての変動を用いて既知の方法を使用して実施され得、そのような方法は、簡潔にするために、本明細書では再現されない。例えば、工程（ｚ’’）では、２４４ｂｂは、熱分解的又は触媒的に脱塩化水素されて、反応器流出物の成分として所望の生成物１２３４ｙｆを含む生成物を生成する。
上記の工程（ｚ）、（ｚ’）、及び（ｚ’’）に記載される反応は、約２００℃～約８００℃、約３００℃～約６００℃、又は約４００℃～約５００℃の温度範囲で実施され得る。好適な反応器圧力は、約０ｐｓｉｇ～約２００ｐｓｉｇ、約１０ｐｓｉｇ～約１５０ｐｓｉｇ、又は約２０～約１００ｐｓｉｇ、又は約４０ｐｓｉｇ～約８０ｐｓｉｇの範囲である。
工程（ｖ）～（ｚ）、（ｖ’）－（ｚ’）、及び（ｖ’’）－（ｚ’’）に記載されているプロセスは、任意選択的に、工程（ｙ）、（ｙ’）、及び（ｙ’’）において１２３３ｘｆを含む処理された生成物を使用する前に、工程（ｘ）、（ｘ’）、及び（ｘ’’）において生成された１２３３ｘｆを含む生成物をそれぞれ処理することを更に含む。本明細書では、「処理する」とは、工程（ｘ）、（ｘ’）、及び（ｘ’’）で生成された生成物から１２３３ｘｆを分離して、かつ／又は１２３３ｘｆを含む生成物から１２３３ｘｆを精製して、１２３３ｘｆを含む処理された生成物を提供することを意味する。明確にするために、工程（ｙ）、（ｙ’）、又は（ｙ’’）における「１２３３ｘｆを含む生成物」は、本明細書に記載されるような、それぞれ工程（ｘ）、（ｘ’）、若しくは（ｘ’’）からの生成物であり得るか、又はそれぞれ工程（ｘ）、（ｘ’）、若しくは（ｘ’’）からの生成物を処理した後の生成物であり得る。
工程（ｖ）～（ｚ）、（ｗ’）－（ｚ’）、及び（ｖ’’）－（ｚ’’）に記載されているプロセスは、任意選択的に、工程（ｚ）、（ｚ’）、及び（ｚ’’）において２４４ｂｂを含む処理された生成物を使用する前に、工程（ｙ）、（ｙ’）、及び（ｙ’’）において生成された２４４ｂｂを含む生成物をそれぞれ処理することを更に含む。本明細書では、「処理する」とは、工程（ｙ）、（ｙ’）、及び（ｙ’’）で生成された生成物から２４４ｂｂを分離して、かつ／又は２４４ｂｂを含む生成物から２４４ｂｂを精製して、２４４ｂｂを含む処理された生成物を提供することを意味する。明確にするために、工程（ｚ）、（ｚ’）、又は（ｚ’’）における「２４４ｂｂを含む生成物」は、本明細書に記載されるような、それぞれ工程（ｙ）、（ｙ’）、若しくは（ｙ’’）からの生成物であり得るか、又はそれぞれ工程（ｙ）、（ｙ’）、若しくは（ｙ’’）からの生成物を処理した後の生成物であり得る。
プロセス工程（ｘ）では、１２３０ｘａを含む組成物は、フッ素化触媒の存在下でフッ素化剤と接触して、１２３３ｘｆを含む生成物混合物を生成する。一実施形態では、工程（ｘ）は、フッ素化触媒を用いて気相中で実施される。気相フッ素化触媒は、金属酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、オキシハライド、これらの無機塩、及びこれらの混合物から選択され得、これらのいずれかは、任意選択的に、ハロゲン化され得、金属としては、クロム、アルミニウム、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、及びこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。別の実施形態では、工程（ｘ）は、フッ素化触媒を用いて液相中で実施される。液相フッ素化触媒は、ＳｂＣｌ5、ＳｂＣｌ3、ＳｂＦ5、ＳｎＣｌ4、ＴｉＣｌ4、ＦｅＣｌ3、及びこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない金属塩化物及び金属フッ化物から選択され得る。
プロセス工程（ｘ’）又はプロセス工程（ｘ’’）では、２４３ｄｂは、脱塩化水素されて、１２３３ｘｆを含む生成物混合物を生成する。この工程では、脱塩化水素は、脱塩化水素触媒を用いて気相中で、又は脱塩化水素剤、例えば、塩基を用いて液相中で実施され得る。例えば、国際公開第２０１２／１１５９３４号は、２４３ｄｂと炭素触媒との気相反応を開示している。国際公開第２０１２／１１５９３８号は、オキシフッ化クロム触媒を用いる２４３ｄｂの気相反応を開示している。国際公開第２０１７／０４４７１９号は、フッ素化触媒の存在下で、１２３３ｘｆを生成するための、２４３ｄｂとフッ化アルカンとの反応、並びに１２３４ｙｆを生成するのに有用な他の化合物を開示している。国際公開第２０１７／０４４７２４号は、苛性を用いる２４３ｄｂの液相反応を開示している。当業者に既知となるように、式（ＩＩＩ）を有する化合物から出発する場合、他の方法が使用され得る。
工程（ｘ’’）は、本明細書に提供される本開示に従って断熱反応ゾーン内で実施され得る脱塩化水素工程である。
プロセスは、工程（ｖ’）の前又は工程（ｖ’’）の前に、１つ以上の工程を更に含み得る。一実施形態では、工程（ｖ’）の前、又は工程（ｖ’’）の前に、工程（ｔ’）及び（ｕ’）、並びに工程（ｔ’’）及び（ｕ’’）をそれぞれ含むプロセスが実施され、プロセスは、（ｔ’）又は（ｔ”）１２４３ｚｆを含む生成物を生成する条件下で、２５０ｆｂを、ＨＦ及び触媒と接触させる工程と、（ｕ’）又は（ｕ’’）１２４３ｚｆを含む生成物を、２４３ｄｂを含む生成物を生成する触媒の存在下又は不在化で、塩素と接触させる工程と、を含む。
工程（ｔ’）又は（ｔ’’）の生成物は、工程（ｕ’）又は（ｕ’’）において生成物を使用する前に、分離及び／又は精製を受ける場合がある。工程（ｕ’）又は（ｕ’’）の生成物は、工程（ｖ’）又は（ｖ’’）において生成物を使用する前に、分離及び／又は精製を受ける場合がある。明確にするために、工程（ｕ’）又は（ｕ’’）における「１２４３ｚｆを含む生成物」は、本明細書に記載されるような、それぞれ工程（ｔ’）若しくは（ｔ’’）からの生成物であり得るか、又はそれぞれ工程（ｔ’）若しくは（ｔ’’）からの生成物を処理した後の生成物であり得る。
工程（ｚ）、工程（ｚ’）、又は工程（ｚ’’）に続いて、１２３４ｙｆの調製のためのプロセスは、生成物中に存在する他の成分からの１２３４ｙｆの所望の分離度を達成するための分離工程、及び／又は所望の純度を達成するための他の処理を更に含み得る。例えば、１２３４ｙｆを含む工程（ｚ）、又は工程（ｚ’）、又は工程（ｚ’’）からの生成物は、ＨＣｌ、ＨＦ、未変換の２４４ｂｂ、３，３，３－トリフルオロプロピン、２４５ｃｂ、及び１２３３ｘｆのうちの１つ以上を更に含み得る（後者は、前の工程（ｙ）、又は工程（ｙ’）、又は工程（ｙ’’）から、それぞれ主に引き継がれる）。
ＨＣｌは、任意選択的に、脱塩化水素化反応の結果から回収され得る。ＨＣｌの回収は、留出物から除去される従来の蒸留によって実施され得る。代替的に、ＨＣｌは、水又は苛性スクラバを使用して除去又は回収され得る。水スクラバが使用される場合、ＨＣｌは、水溶液として除去される。苛性スクラバが使用される場合、ＨＣｌは、水溶液中の塩化物塩として反応ゾーンから除去される。
ＨＣｌの回収又は除去後、脱塩化水素化工程からの生成物の残部は、分離のために蒸留カラムに移送され得る。例えば、１２３４ｙｆは、カラムのオーバーヘッドから収集され得、任意選択的に、収集された１２３４ｙｆは、更なる精製のために別のカラムに移送され得る。オーバーヘッドから収集されない残りの材料のうち、画分は、リボイラ内に蓄積し得る。例えば、この画分は、１２３３ｘｆ及び２４４ｂｂを含み得る。画分から分離すると、２４４ｂｂは、脱塩化水素工程（ｚ）、又は工程（ｚ’）、又は工程（ｚ’’）への再循環として戻され得る。
本開示はまた、本明細書に開示される脱ハロゲン化水素プロセスのための断熱反応ゾーンも提供する。少なくとも２つの反応器を含む反応ゾーンが提供され、各反応器は、断熱的に動作し、熱交換器は、少なくとも２つの反応器間に配設される。
本開示の断熱反応ゾーンは、（ａ）出発材料源と流体連通している第１の断熱反応器であって、第１の断熱反応器を通してヒドロハロアルカンを含む出発材料を、第１の断熱反応器に流し、出発材料が、反応生成物に変換される、第１の断熱反応器と、（ｂ）第１の断熱反応器と流体連通し、かつ第１の断熱反応器の下流にあり、かつ反応生成物を流す熱交換器であって、反応生成物が加熱されて、中間生成物をもたらす、熱交換器と、（ｃ）熱交換器と流体連通し、かつ熱交換器の下流にあり、かつ中間生成物を熱交換器から流す、後続する断熱反応器であって、中間生成物が反応して、反応生成物を形成する、後続する断熱反応器と、任意選択的に、（ｄ）直列で、（ｃ）の後続する断熱反応器と流体連通している、熱交換器と後続する反応器との１つ以上の組み合わせであって、各熱交換器に関して、反応生成物が加熱されて、中間生成物を形成し、各断熱反応器に関して、中間生成物が反応して、反応生成物を形成する、熱交換器と後続する反応器との１つ以上の組み合わせと、を備える。任意選択的に、断熱反応ゾーンは、第１の断熱反応器の上流の、第１の断熱反応器と流体連通している熱交換器を更に備える。
断熱反応ゾーンは、２つ以上の後続する断熱反応器を備え得る。上記のように、断熱反応ゾーンは、第１の断熱反応器及び後続する断熱反応器を備える。一実施形態では、断熱反応ゾーンは、少なくとも３つの断熱反応器を備える。したがって、そのような反応ゾーンは、第１の断熱反応器、第２の断熱反応器、及び第３の断熱反応器を備え、第２及び第３の断熱反応器の各々は、後続する断熱反応器であり、第３の断熱反応器はまた、最終断熱反応器でもある。
反応システムは、本明細書に開示されるような断熱反応ゾーン、並びに断熱反応ゾーンの下流の、断熱反応ゾーンと流体連通している分離システム及び／又は精製システムを備え得る。
反応システムは、出発材料を予熱するための手段を含む、断熱反応ゾーンの上流の、かつ断熱反応ゾーンと流体連通している操作を含み得る。一実施形態では、反応システムは、出発材料を予熱するために反応ゾーンの上流の、反応ゾーンと流体連通している熱交換器を備える。一実施形態では、反応システムは、出発材料を気化させる蒸発器を備え、蒸発器は、断熱反応ゾーンと流体連通している。
図面の詳細な説明
図１は、脱ハロゲン化水素プロセスの先行技術の反応システムを示すフロー図であり、反応システム１００は、単一のマルチチューブ式反応器１０５を有し、複数のチューブは、反応器内の複数のラインで示されている。反応ゾーン１０１は、反応器１０５からなり、点線で囲まれた影付き領域によって識別される。ヒドロハロアルカンを含む出発材料１１０は、蒸発器１１５に入り、そこで、出発材料は、気化した出発材料１２０になり、それは、熱交換機１２５を通過して、加熱された出発材料１３０を生成する。熱交換器１２５から、加熱された出発材料１３０は、過熱器１３５を通過し、そこから過熱された出発材料１４０。過熱された出発材料１４０は、マルチチューブ式反応器１０５に導入される。反応器１０５から、反応生成物１４５が、熱交換器１２５を通過して、冷却された反応生成物１５０をもたらす。次いで、冷却された反応生成物１５０は、熱交換器１５５を通過することによって更に冷却されて、生成物１６０をもたらす。
図２は、反応システム２００が、直列の３つの断熱反応器からなる断熱反応ゾーン２０５を含む、本開示の脱ハロゲン化水素プロセスを示すフロー図である。断熱反応ゾーン２０５は、断熱反応器２６０、２６１、及び２６２、並びに熱交換器２５０、２８０、及び２８１からなり、点線で囲まれた影付き領域によって識別される（工程（ａ））。ヒドロハロアルカンを含む出発材料２１０は、蒸発器２１５に入り、そこで、出発材料は気化した出発材料２２０になり、それは、熱交換機２２５を通過して、加熱された出発材料２３０を生成する。熱交換器２２５から、加熱された出発材料２３０は、過熱器２３５を通過し、過熱された出発材料２４０を生成する。過熱された出発材料２４０は、断熱反応ゾーン２０５に入り、熱交換器２５０を通過して、第１の断熱反応器２６０の出発材料２５１を生成する（工程（ａ’））。出発材料２５１は、第１の断熱反応器２６０に導入される（工程（ｂ））。第１の断熱反応器２６０から、反応生成物２７０は、熱交換器２８０を通過し、そこで、反応生成物２７０は、加熱され、中間生成物２７１として出る（工程（ｃ））。中間生成物２７１は、後続する（第２の）断熱反応器２６１に導入され、そこで、反応生成物２７２が生成される（工程（ｄ））。第２の断熱反応器２６１から、反応生成物２７２は、熱交換器２８１を通過し、そこで、反応生成物２７２は、加熱され、中間生成物２７３として出る（工程（ｅ）、繰り返し工程（ｃ））。中間生成物２７３は、後続する（第３の、かつ最終）断熱反応器２６２に導入され、そこで、反応生成物２７４が生成される（工程（ｅ）、繰り返し工程（ｄ））。第３の反応器２６２から、反応生成物２７４が、熱交換器２２５を通過して、冷却された反応生成物２７５をもたらす。次いで、冷却された反応生成物２７５は、熱交換器２５５を通過することによって更に冷却されて、回収され得る生成物２７６をもたらす（工程（ｅ））。
図２は、気化した出発材料２２０と反応生成物２７４との間で熱が交換される際の、熱交換流体としてのプロセス流（反応生成物２７４）の使用を示す。
選択された実施形態
実施形態（１）は、断熱反応ゾーン内でのヒドロハロアルカンの脱ハロゲン化水素のためのプロセスを提供し、プロセスは、（ａ）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｂ）ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、直列接続された反応器のうちの第１の断熱反応器内に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｃ）反応生成物を、先行する反応器から熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、（ｄ）中間生成物を、熱交換器から後続する断熱反応器に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｅ）任意選択的に、工程（ｃ）及び（ｄ）を、順番に１回以上繰り返す工程と、（ｆ）ハロオレフィンを含む最終生成物を回収する工程と、を含み、最終生成物は、最終断熱反応器内で生成された反応生成物であり、最終断熱反応器は、最終断熱反応器の下流の断熱反応ゾーン内に後続する断熱反応器を有しない後続する断熱反応器である。
実施形態（２）は、ヒドロハロアルカンが、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し、式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであり、Ｙiの各々は、独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ、アルキル基、又はハロアルキル基であり、式中、ｉは、１、２、３、及び４であり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、Ｈではないか、又は少なくとも１つのＹiは、ハロアルキル基である、実施例（１）に記載のプロセスである。
実施形態（３）は、ヒドロハロアルカンが、ヒドロハロエタンである、実施形態（２）に記載のプロセスである。
実施形態（４）は、ヒドロハロアルカンが、１－クロロ－１，１－ジフルオロエタン（ＣＦ2ＣｌＣＨ3）である、実施形態（２）に記載のプロセスである。
実施形態（５）は、ヒドロハロアルカンが、ヒドロハロプロパンであり、ハロオレフィンが、ハロプロペンである、実施形態（２）に記載のプロセスである。
実施形態（６）は、ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｈ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ3、ＣＣｌ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＨ2ＣｌＣＣｌ2ＣＨＣｌ2、及びこれらの２つ以上の混合物から選択される、実施形態（２）に記載のプロセスである。
実施形態（７）は、ヒドロハロプロパンが、ヒドロクロロフルオロプロパンを含み、ハロプロペンが、ヒドロフルオロプロペンを含む、実施形態（５）に記載のプロセスである。
実施形態（８）は、ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3であり、ハロプロペンが、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2である、実施形態（５）に記載のプロセスである。
実施形態（９）は、工程（ｂ）の上流に、以下の工程：（ｗ）１，１，２，３－テトラクロロプロペン（１２３０ｘａ）を含む組成物を提供する工程と、（ｘ）１２３０ｘａを含む組成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、任意選択的に、（ｚ）工程（ｙ）の生成物から２４４ｂｂを分離する工程と、を更に含み、工程（ｙ）の生成物、又は任意選択的な工程（ｚ）が実施される場合、工程（ｚ）の生成物は、工程（ｂ）において出発材料である、実施形態（８）に記載のプロセスである。
実施形態（１０）は、工程（ｂ）の上流に、以下の工程：（ｗ’）ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ（２４３ｄｂ）を含む組成物を提供する工程と、（ｘ’）２４３ｄｂを含む組成物を、脱ハロゲン化水素剤又は脱ハロゲン化水素触媒と接触させて、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨ2（１２３３ｘｆ）を含む生成物を生成する工程と、（ｙ’）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3（２４４ｂｂ）を含む生成物を生成する工程と、任意選択的に、（ｚ’）工程（ｙ’）の生成物から２４４ｂｂを分離する工程と、を更に含み、工程（ｙ’）の生成物、又は任意選択的な工程（ｚ’）が実施される場合、工程（ｚ’）の生成物は、工程（ｂ）における出発材料である、実施形態（８）に記載のプロセスである。
実施形態（１１）は、工程（ｗ’）の前に、（ｔ’）ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（１２４３ｚｆ）を含む生成物を生成する条件下で、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ（２５０ｆｂ）を、ＨＦ及び触媒と接触させる工程と、（ｕ’）１２４３ｚｆを含む生成物を塩素化して、触媒の存在下又は不在下で、１２４３ｚｆを塩素と接触させることによって、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ（２４３ｄｂ）を含む生成物を生成する工程と、を更に含む、実施形態（１０）に記載のプロセスである。
実施形態（１２）は、工程（ｂ）の上流に、以下の工程：（ｗ’’）ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ（２４３ｄｂ）を含む組成物を提供する工程と、（ｘ’’）２４３ｄｂを含む組成物を、脱ハロゲン化水素剤又は脱ハロゲン化水素触媒と接触させて、断熱反応ゾーン内で、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨ2（１２３３ｘｆ）を含む生成物を生成する工程と、（ｙ’’）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3（２４４ｂｂ）を含む生成物を生成する工程と、任意選択的に、（ｚ’’）工程（ｙ’’）の生成物から２４４ｂｂを分離する工程と、を更に含み、工程（ｙ’’）の生成物、又は任意選択的な工程（ｚ’’）が実施される場合、工程（ｚ’’）の生成物は、工程（ｂ）における出発材料である、実施形態（８）に記載のプロセスである。
実施形態（１３）は、工程（ｗ’’）の前に、（ｔ’’）ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨ2（１２４３ｚｆ）を含む生成物を生成する条件下で、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ（２５０ｆｂ）を、ＨＦ及び触媒と接触させる工程と、（ｕ’’）１２４３ｚｆを含む生成物を塩素化して、触媒の存在下又は不在下で、１２４３ｚｆを塩素と接触させることによって、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ（２４３ｄｂ）を含む生成物を生成する工程と、を更に含む、実施形態（１２）に記載のプロセスである。
実施形態（１４）は、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨ2（１２３３ｘｆ）を含む生成物を処理して、１２３３ｘｆを含む生成物から１２３３ｘｆを分離することを更に含む、実施形態（９）、（１０）、（１１）、（１２）、又は（１３）のいずれかに記載のプロセスである。
実施形態（１５）は、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3（２４４ｂｂ）を含む生成物を処理して、２４４ｂｂを含む生成物から２４４ｂｂを分離することを更に含む、実施形態（９）、（１０）、（１１）、（１２）、又は（１３）のいずれかに記載のプロセスである。
実施形態（１７）は、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3（２４４ｂｂ）を含む生成物を処理して、２４４ｂｂを含む生成物から２４４ｂｂを分離することを更に含む、実施形態（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、又は（１４）のいずれかに記載のプロセスである。
実施形態（１８）は、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨ2（１２３３ｘｆ）を含む生成物を処理して、１２３３ｘｆを含む生成物から１２３３ｘｆを分離することを更に含む、実施形態（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、又は（１５）のいずれかに記載のプロセスである。
上記に数多くの態様及び実施形態が記述されているが、これらは単に例示であり、限定するものではない。本明細書を読んだ後、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の態様及び実施形態が可能であることを理解するであろう。
比較例
この比較例では、単一の反応器を、４８０℃の温度及び７０ｐｓｉｇの圧力で等温操作する。反応器は、吸熱反応によって消費されるエネルギーを伝達するために、反応器を取り囲むシェルを通って流動する熱伝導流体を有する複数の空チューブを有する。反応器は、耐腐食性を提供するために、Ｉｎｃｏｎｅｌ ６００で作製されている。２４４ｂｂ出発材料の連続流動を反応器に供給する。反応生成物は、１時間後に分析され、２４４ｂｂの１２３４ｙｆへの変換を、（生成された１２３４ｙｆのモル数）／（供給された２４４ｂｂのモル数）として定義される、１６．３％として測定される。（１２３４ｙｆ生成率）／（総反応器容積）として定義される、単一の等温反応器の生産性は、実施例１及び２と比較するために、１００の値が与えられる。Ａｓｐｅｎ Ｉｎ－Ｐｌａｎｔ Ｃｏｓｔ Ｅｓｔｉｍａｔｏｒ（商標）８．８版（Ａｓｐｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．、Ｎｅｗｔｏｗｎ、ＰＡから入手可能）を使用して設計された商業規模の反応器のＩｎｃｏｎｅｌ ６００の重量及び製作コストも、実施例１及び２と比較するために１００に設定される。
（実施例１）
この実施例１では、断熱反応ゾーンは、断熱的に直列に動作する等しい容積の２つの反応器からなる。第１の断熱反応器への入口温度は、４８０℃であり、圧力は、７０ｐｓｉｇである。断熱反応器は、Ｉｎｃｏｎｅｌ ６００で作製された空パイプを含む。２４４ｂｂ出発材料の連続流動を、比較例にあるように、同じ供給速度で第１の断熱反応器に導入する。第１の断熱反応器からの反応生成物を、第２の断熱反応器に入る前に、熱交換器内で４８０℃に加熱する。第２の断熱反応器からの反応生成物は、１時間後に分析され、２４４ｂｂの１２３４ｙｆへの変換は、１６．３％として測定される。直列の２つの断熱反応器の生産性は、単一の等温反応器と比較して３９である。両方の反応器に対するＩｎｃｏｎｅｌ ６００の総重量は、比較例で必要とされる重量の５０％である。総製作コストは、比較例で使用される単一の等温反応器のコストの４１％である。
（実施例２）
この実施例２では、断熱反応ゾーンは、断熱的に直列に動作する等しい容積の３つの反応器からなる。第１の断熱反応器への入口温度は、４８０℃であり、圧力は、７０ｐｓｉｇである。反応器は、実施例１で使用されたものと同じ直径であり、空のＩｎｃｏｎｅｌ ６００パイプから作製される。２４４ｂｂ出発材料の連続流動を、比較例及び実施例１にあるように、同じ供給速度で第１の断熱反応器に導入する。第１及び第２の断熱反応器からの反応生成物を、第２及び第３の断熱反応器にそれぞれ入る前に、熱交換器内で４８０℃に加熱する。第３の断熱反応器からの反応生成物は、１時間後に分析され、２４４ｂｂの１２３４ｙｆへの変換を、１６．３％として測定される。直列の３つの断熱反応器の生産性は、単一の等温反応器と比較して５５である。両方の反応器に対するＩｎｃｏｎｅｌ ６００の総重量は、比較例で必要とされる重量の３５％である。総製作コストは、比較例で使用される単一の等温反応器のコストの２８％である。

Claims (44)

  1. 断熱反応ゾーン内でのヒドロハロアルカンの脱ハロゲン化水素のためのプロセスであって、（ａ）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｂ）ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、前記直列接続された反応器のうちの第１の断熱反応器内に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｃ）前記反応生成物を、先行する反応器から熱交換器に通過させて、中間生成物を生成する工程と、（ｄ）前記中間生成物を、前記熱交換器から後続する断熱反応器に導入して、反応生成物を生成する工程と、（ｅ）任意選択的に、工程（ｃ）及び（ｄ）を、順番に１回以上繰り返す工程と、（ｆ）ハロオレフィンを含む最終生成物を回収する工程と、を含み、前記最終生成物が、最終断熱反応器内で生成された前記反応生成物であり、前記最終断熱反応器が、前記最終断熱反応器から下流の前記断熱反応ゾーン内に後続する断熱反応器を有しない後続する断熱反応器である、プロセス。
  2. 前記ヒドロハロアルカンが、式Ｙ1Ｙ2ＣＨ－ＣＸＹ3Ｙ4を有し、式中、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであり、Ｙiの各々は、独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ、アルキル基、又はハロアルキル基であり、式中、ｉは、１、２、３、及び４であり、ハロは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであるが、ただし、少なくとも１つのＹiは、Ｈではないか、又は少なくとも１つのＹiは、ハロアルキル基である、請求項１に記載のプロセス。
  3. 前記ヒドロハロアルカンが、ヒドロハロエタンである、請求項２に記載のプロセス。
  4. 前記ヒドロハロアルカンが、１－クロロ－１，１－ジフルオロエタン（ＣＦ2ＣｌＣＨ3）である、請求項２に記載のプロセス。
  5. 前記ヒドロハロアルカンが、ヒドロハロプロパンであり、前記ハロオレフィンが、ハロプロペンである、請求項２に記載のプロセス。
  6. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｈ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨＣｌ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ3、ＣＣｌ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｃｌ、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＨ2ＣｌＣＣｌ2ＣＨＣｌ2、及びこれらの２つ以上の混合物から選択される、請求項２に記載のプロセス。
  7. 前記ヒドロハロプロパンが、ヒドロクロロフルオロプロパンを含み、前記ハロプロペンが、ヒドロフルオロプロペンを含む、請求項５に記載のプロセス。
  8. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3であり、前記ハロプロペンが、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2である、請求項５に記載のプロセス。
  9. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌであり、前記ハロプロペンが、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2である、請求項５に記載のプロセス。
  10. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3であり、前記ハロプロペンが、Ｅ－及び／又はＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦを含む、請求項５に記載のプロセス。
  11. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌであり、前記ハロプロペンが、Ｅ－及び／又はＺ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦを含む、請求項５に記載のプロセス。
  12. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ2Ｆであり、前記ハロプロペンが、Ｅ－及び／又はＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦを含む、請求項５に記載のプロセス。
  13. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ３ＣＨＦＣＨＦＣｌであり、前記ハロプロペンが、Ｅ－及び／又はＺ－ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨＦを含む、請求項５に記載のプロセス。
  14. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨＦ2であり、前記ハロプロペンが、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ2である、請求項５に記載のプロセス。
  15. 前記ヒドロハロプロパンが、ＣＦ3ＣＨＦＣＨＦＣｌであり、前記ハロプロペンが、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ2である、請求項５に記載のプロセス。
  16. 前記断熱反応ゾーンが、第１の断熱反応器及び最終断熱反応器からなる、請求項１に記載のプロセス。
  17. 前記断熱反応ゾーンが、少なくとも３つの断熱反応器を備える、請求項１に記載のプロセス。
  18. 少なくとも１つの断熱反応器が、熱分解反応器として動作する、請求項１に記載のプロセス。
  19. 前記プロセスが、工程（ｂ）の前に、ヒドロハロアルカンを含む出発材料を、前記第１の断熱反応器の上流の前記断熱反応ゾーン内の熱交換器内に導入して、加熱された出発物質を生成する工程（ａ’）を更に含み、工程（ａ’）からの前記加熱された出発物質が、工程（ｂ）での前記第１の断熱反応器に導入される前記出発物質である、請求項１に記載のプロセス。
  20. 不活性希釈ガスが、前記ヒドロクロロフルオロプロパン用のキャリアガスとして使用される、請求項７に記載のプロセス。
  21. 前記プロセスが、脱塩化水素プロセスであり、少なくとも１つの断熱反応器が、熱分解反応器として動作し、前記熱分解反応器が、約３００℃～約７００℃の温度で動作する、請求項７に記載のプロセス。
  22. 少なくとも１つの断熱反応器が、断熱触媒反応器として動作し、前記断熱触媒反応器が、触媒で充填される、請求項１に記載のプロセス。
  23. 前記触媒が、金属ハロゲン化物、金属酸化物、ハロゲン化金属酸化物、中性（若しくはゼロ酸化状態）金属若しくは金属合金、又はバルク若しくは担持形態の炭素から選択される、請求項２２に記載のプロセス。
  24. 前記触媒が、金属ハロゲン化物、又は金属酸化物、又は金属オキシハライド触媒から選択される、請求項２３に記載のプロセス。
  25. 前記触媒が、アルミナ、フッ化アルミナ、フッ化アルミニウム、アルミニウムクロロフルオライド；アルミナ、フッ化アルミナ、フッ化アルミニウム、又はアルミニウムクロロフルオライド上に担持された金属化合物；酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、フッ化クロム酸化物、及び立方晶三フッ化クロム；マグネシウム、亜鉛、及びマグネシウムと亜鉛及び／又はアルミニウムとの混合物の酸化物、フッ化物、及びオキシフッ化物；酸化ランタン、及びフッ化ランタン酸化物、又はこれらの混合物から選択される、請求項２２に記載のプロセス。
  26. 前記触媒が、中性金属、金属合金、又はこれらの混合物から選択される、請求項２２に記載のプロセス。
  27. 前記触媒が、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、及び合金又は混合物としてのこれらの組み合わせを含む、請求項２２に記載のプロセス。
  28. 前記触媒が、担持されている、請求項２７に記載のプロセス。
  29. 前記触媒が、担持されていない、請求項２７に記載のプロセス。
  30. 前記触媒が、ステンレス鋼、オーステナイトニッケル系合金などから選択される合金である、請求項２７に記載のプロセス。
  31. 前記触媒が、酸洗浄炭素、活性炭、及び三次元マトリックス炭素質材料から選択される、請求項２２に記載のプロセス。
  32. 前記触媒反応器が、約１５０℃～約５５０℃の温度で動作し、好適な反応圧力が、約０～約１５０ｐｓｉｇの範囲であり得る、請求項２２に記載のプロセス。
  33. 前記最終生成物が、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2、Ｅ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ、Ｚ－ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦ、又はこれらの混合物を含む、請求項１に記載のプロセス。
  34. 前記出発材料が、ＣＣｌ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｃｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＦＣＨ2Ｆ、ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2Ｈ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ3、又はこれらの２つ以上の混合物から選択される、請求項１に記載のプロセス。
  35. 前記出発物質が、ＣＦ3ＣＦＣｌＣＨ3を含み、前記最終生成物が、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＨ2を含む、請求項１に記載のプロセス。
  36. 前記出発物質が、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ2ＣＨＦＣｌ、ＣＦ3ＣＨＣｌＣＨ2Ｆ、又はこれらの２つ以上の混合物を含み、前記最終生成物が、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＦを含む、請求項１に記載のプロセス。
  37. １２３４ｙｆの調製のためのプロセスであって、以下の工程：（ｖ）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｗ）１，１，２，３－テトラクロロプロペン（１２３０ｘａ）を含む組成物を提供する工程と、（ｘ）１２３０ｘａを含む前記組成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、（ｚ）２４４ｂｂを含む生成物を、脱塩化水素して、前記断熱反応ゾーン内で、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を含む、プロセス。
  38. １２３４ｙｆの調製のためのプロセスであって、以下の工程：（ｖ’）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｗ’）２４３ｄｂを含む組成物を提供する工程と、（ｘ’）２４３ｄｂを含む前記組成物を、脱ハロゲン化水素剤又は脱ハロゲン化水素触媒と接触させて、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ’）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、（ｚ’）２４４ｂｂを含む生成物を、脱塩化水素して、前記断熱反応ゾーン内で、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を含む、プロセス。
  39. 工程（ｖ’）の前に、（ｔ’）１２４３ｚｆを含む生成物を生成する条件下で、２５０ｆｂを、ＨＦ及び触媒と接触させる工程と、（ｕ’）１２４３ｚｆを含む生成物を塩素化して、触媒の存在下又は不在下で、１２４３ｚｆを塩素と接触させることによって、２４３ｄｂを含む生成物を生成する工程と、を更に含む、請求項３８に記載のプロセス。
  40. １２３４ｙｆの調製のためのプロセスであって、以下の工程：（ｖ’’）少なくとも２つの直列接続された断熱反応器を備え、かつ順番に配置されて、直列の各２つの反応器間で流体連通している熱交換器を有する、断熱反応ゾーンを提供する工程と、（ｗ’’）２４３ｄｂを含む組成物を提供する工程と、（ｘ’’）２４３ｄｂを含む前記組成物を、脱ハロゲン化水素剤又は脱ハロゲン化水素触媒と接触させて、前記断熱反応ゾーン内で、１２３３ｘｆを含む生成物を生成する工程と、（ｙ’’）１２３３ｘｆを含む生成物を、ＨＦなどのフッ素化剤と接触させて、液相又は気相反応器内で、２４４ｂｂを含む生成物を生成する工程と、（ｚ’’）２４４ｂｂを含む生成物を、脱塩化水素して、１２３４ｙｆを含む生成物を生成する工程と、を含む、プロセス。
  41. 工程（ｖ’’）の前に、（ｔ’’）１２４３ｚｆを含む生成物を生成する条件下で、２５０ｆｂを、ＨＦ及び触媒と接触させる工程と、（ｕ’’）１２４３ｚｆを含む生成物を塩素化して、触媒の存在下又は不在下で、１２４３ｚｆを塩素と接触させることによって、２４３ｄｂを含む生成物を生成する工程と、を更に含む、請求項４０に記載のプロセス。
  42. １２３３ｘｆを含む前記生成物を処理して、１２３３ｘｆを含む前記生成物から１２３３ｘｆを分離することを更に含む、請求項３７、３８、３９、４０、及び４１に記載のプロセス。
  43. ２４４ｂｂを含む前記生成物を処理して、２４４ｂｂを含む前記生成物から２４４ｂｂを分離することを更に含む、請求項３７、３８、３９、４０、及び４１に記載のプロセス。
  44. （ａ）出発材料源と流体連通している前記第１の断熱反応器であって、前記第１の断熱反応器を通してヒドロハロアルカンを含む出発材料を前記第１の断熱反応器に流し、前記出発材料が反応生成物に変換される、第１の断熱反応器と、（ｂ）前記第１の断熱反応器と流体連通し、かつ前記第１の断熱反応器の下流にあり、かつ前記反応生成物を流す熱交換器であって、反応生成物が加熱されて、中間生成物をもたらす、熱交換器と、（ｃ）前記熱交換器と流体連通し、かつ前記熱交換器の下流にあり、かつ前記中間生成物を前記熱交換器から流す、後続する断熱反応器であって、前記中間生成物が反応して、反応生成物を形成する、後続する断熱反応器と、任意選択的に、（ｄ）直列で、（ｃ）の前記後続する断熱反応器と流体連通している、熱交換器と後続する反応器との１つ以上の組み合わせであって、各熱交換器に関して、反応生成物が加熱されて、中間生成物を形成し、各断熱反応器に関して、前記中間生成物が反応して、反応生成物を形成する、熱交換器と後続する反応器との１つ以上の組み合わせと、を備える、反応ゾーン。
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