JP6216832B2 - Process for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene - Google Patents

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Description

本発明は、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)の調製に関する。より具体的には、本発明は、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン(HCC−240db)及び/又は1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパン(HCC−240aa)を含むペンタクロロプロパンを最初にフッ化水素(HF)と接触させ、この第1の工程(a)が2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)を提供し、ついで、分離後にこれを第2の反応工程(c)でHFO−1234yfに変換する2反応工程法に関する。   The present invention relates to the preparation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf). More specifically, the present invention relates to a penta comprising 1,1,1,2,3-pentachloropropane (HCC-240db) and / or 1,1,2,2,3-pentachloropropane (HCC-240aa). Chloropropane is first contacted with hydrogen fluoride (HF) and this first step (a) provides 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xf), which is then separated after separation. Relates to a two-reaction process method in which is converted to HFO-1234yf in a second reaction step (c).

所望の生成物、HFO−1234yfは、発泡剤、冷媒、エアロゾル噴霧剤、伝熱媒体、消火器等としての有用性を有することが知られている。更に、HFO−1234yfは、オゾン破壊係数(ODP)がゼロであり、地球温暖化係数(GWP)が150よりずっと小さく極めて低いことが知られている。   The desired product, HFO-1234yf, is known to have utility as a blowing agent, refrigerant, aerosol propellant, heat transfer medium, fire extinguisher and the like. Furthermore, HFO-1234yf is known to have an ozone depletion potential (ODP) of zero and a global warming potential (GWP) of much less than 150 and very low.

オゾン層の保護に関するモントリオール議定書は、クロロフルオロカーボン(CFC)の使用の終了をもたらした。ハイドロフルオロカーボン(HFC)、例えば、HFC−134aなどのオゾン層への攻撃性が小さい化合物がクロロフルオロカーボンに取って代わった。これら後者の化合物は、実際、温室効果ガスをもたらすことが示された。低いODP(オゾン破壊係数)及び低いGWP(地球温暖化係数)を示す技術の開発が必要とされている。オゾン層に影響を及ぼさない化合物であるハイドロフルオロカーボン(HFC)は興味深い候補物質と認識されたが、これらは比較的高いGWP値を示す。低いGWP値を示す化合物を見出すことが依然として必要とされている。ハイドロフルオロオレフィン(HFO)が極めて低いODP及びGWP値を有する可能な代替物であると認識された。   The Montreal Protocol on the protection of the ozone layer has led to the end of the use of chlorofluorocarbons (CFCs). Hydrofluorocarbons (HFCs), such as HFC-134a, have replaced chlorofluorocarbons with compounds that are less aggressive to the ozone layer. These latter compounds have in fact been shown to produce greenhouse gases. There is a need to develop technologies that exhibit low ODP (ozone depletion potential) and low GWP (global warming potential). Hydrofluorocarbons (HFCs), compounds that do not affect the ozone layer, have been recognized as interesting candidate substances, but they exhibit relatively high GWP values. There is still a need to find compounds that exhibit low GWP values. Hydrofluoroolefin (HFO) has been recognized as a possible alternative with very low ODP and GWP values.

HFO化合物、特にプロペンを製造するいくつかの方法が開発された。   Several methods of producing HFO compounds, particularly propene, have been developed.

米国特許出願公開第2009/240090号明細書は、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン(HCC−240db)の生成物2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)への気相反応を開示している。実施例3は、フッ化Crで構成された触媒を使用している。ついで、こうして製造した生成物HCFO−1233xfを液相反応で生成物2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン(HCFC−244bb)に変換する。ついで、この生成物HCFC−244bbを所望のHFO−1234yfに変換する。この方法は3つの反応工程を含む。 US 2009/240090 describes the product of 1,1,1,2,3-pentachloropropane (HCC-240db) 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xf). ) To the gas phase reaction. Example 3 uses a catalyst composed of Cr 2 O 3 fluoride. The product HCFO-1233xf thus produced is then converted to the product 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane (HCFC-244bb) by a liquid phase reaction. The product HCFC-244bb is then converted to the desired HFO-1234yf. This method involves three reaction steps.

国際公開第2005/108334号パンフレットの実施例3は、HCC−240dbを1/8インチのCr触媒床50g上で5モル過剰のHFの存在下、約250〜400℃で約5〜50秒間接触時間にわたってフロー反応器に通過させてHCFC−244db(2−クロロ−1,1,1,3−テトラフルオロプロパン)を得ることを開示している。ついで、HCFC−244dbを、25〜30秒の接触時間、425〜550℃でCr触媒(50g)上を通過させることにより脱塩化水素化して生成物HFO−1234ze(1,3,3,3−テトラフルオロプロペン)を得ることが更に示されている。 Example 3 of WO 2005/108334 is about 5 to about 5 ° C. at about 250-400 ° C. in the presence of a 5 molar excess of HF over 50 g of 1/8 inch Cr 2 O 3 catalyst bed of HCC-240db. It is disclosed to pass HCFC-244db (2-chloro-1,1,1,3-tetrafluoropropane) through a flow reactor over a contact time of 50 seconds. The HCFC-244db was then dehydrochlorinated by passing over Cr 2 O 3 catalyst (50 g) at 425-550 ° C. with a contact time of 25-30 seconds to produce the product HFO-1234ze (1, 3, 3 , 3-tetrafluoropropene) is further shown to be obtained.

この文献は、一般的にHCFC−244経路を通したHFO−1234yfの調製を含むスキームに関するものである。   This document relates generally to a scheme involving the preparation of HFO-1234yf through the HCFC-244 pathway.

HFO−1234yfを製造するための更なる方法が依然として必要とされている。   There remains a need for additional methods for producing HFO-1234yf.

本発明は、ペンタクロロプロパンから始めて化合物HFO−1234yfを調製することが可能であるという知見に基づく。本発明による方法は、中間に分離工程を伴う2つの反応工程を含む。   The present invention is based on the finding that it is possible to prepare the compound HFO-1234yf starting from pentachloropropane. The process according to the invention comprises two reaction steps with a separation step in between.

本発明は、本方法が長時間、原材料利用及び生成物収率を最大化する能力を含むという点で、先行技術に記載されている方法に対して有利である。本方法はまた、商業的に価値がある副産物を処理及び回収する能力を特徴とする。更に、本方法は、中間段階で生成物HCFC−244bb(2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン)を調製することなく行われる。   The present invention is advantageous over methods described in the prior art in that the method includes the ability to maximize raw material utilization and product yield for extended periods of time. The method is also characterized by the ability to process and recover commercially valuable by-products. Furthermore, the process is carried out without preparing the product HCFC-244bb (2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane) in an intermediate stage.

従って、本発明は、以下の工程:
(a)1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン及び/又は1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパンとHFのHCl、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、未反応HF及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む反応混合物への触媒反応;
(b)反応混合物をHCl及び2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含む第1の流れとHF、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む第2の流れに分離する工程;
(c)第2の流れの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、HCl、未反応2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、未反応HF及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む反応混合物への触媒反応;及び
(d)工程(c)の反応混合物を分離することなく工程(a)に直接供給する工程
を含む、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン及び/又は1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパンから2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを調製する方法を提供する。
Accordingly, the present invention comprises the following steps:
(A) 1,1,1,2,3-pentachloropropane and / or 1,1,2,2,3-pentachloropropane and HF HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 2 , 3,3,3-tetrafluoropropene, catalytic reaction to a reaction mixture comprising unreacted HF and optionally 1,1,1,2,2-pentafluoropropane;
(B) The reaction mixture is mixed with a first stream comprising HCl and 2,3,3,3-tetrafluoropropene and HF, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene and optionally 1,1,1, Separating into a second stream comprising 2,2-pentafluoropropane;
(C) Second stream 2,3,3,3-tetrafluoropropene, HCl, unreacted 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene, unreacted HF and optionally 1,1,1, A catalytic reaction to a reaction mixture comprising 2,2-pentafluoropropane; and (d) a step of directly feeding the reaction mixture of step (c) to step (a) without separation, 1,1,1, Provided is a method for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene from 2,3-pentachloropropane and / or 1,1,2,2,3-pentachloropropane.

「有機物」という用語は、本明細書において、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン、1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパン、1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンなどの炭素原子、水素原子並びに塩素原子及び/又はフッ素原子を含む任意の化合物として定義される。   In the present specification, the term “organic substance” refers to 1,1,1,2,3-pentachloropropane, 1,1,2,2,3-pentachloropropane, 1,1,1,2,2-pentafluoro. Defined as any compound containing carbon, hydrogen and chlorine and / or fluorine atoms such as propane and 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene.

実施態様は、以下の通りである:
− 工程(a)及び/工程(c)は気相で行われる。
− 本方法は酸素又は塩素の存在下で行われる。
− 工程(a)において有機物に対する酸素のモル比は0.005〜2、好ましくは0.01〜1.5である。
− 工程(c)において有機物に対する酸素のモル比は0.005〜2、好ましくは0.01〜1.5である。
− 工程(a)及び/又は工程(c)はクロム系触媒の存在下、気相で行われる。
− 1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパンは最大40mol%の異性体1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパンを含有する。
− 本方法は連続的である。
− 工程(a)及び/又は工程(c)は0.1〜50bar絶対圧力、好ましくは0.3〜15bar絶対圧力で行われる。
− 工程(a)及び/又は工程(c)は100〜500℃、好ましくは200〜450℃の温度で行われる。
− 工程(a)及び/又は工程(c)は4:1〜100:1、好ましくは5:1〜50:1のHF:有機物のモル比で行われる。
− 工程(a)において接触時間は1〜50秒の間、好ましくは2〜40秒の間である。
− 工程(c)において接触時間は1〜100秒の間、好ましくは5〜50秒の間である。
Embodiments are as follows:
-Step (a) and / or step (c) are carried out in the gas phase.
The process is carried out in the presence of oxygen or chlorine.
-The molar ratio of oxygen to organic matter in step (a) is 0.005 to 2, preferably 0.01 to 1.5.
The molar ratio of oxygen to organic matter in step (c) is 0.005 to 2, preferably 0.01 to 1.5.
-Step (a) and / or step (c) is carried out in the gas phase in the presence of a chromium-based catalyst.
1,1,1,2,3-pentachloropropane contains up to 40 mol% of the isomer 1,1,2,2,3-pentachloropropane.
The method is continuous.
Step (a) and / or step (c) is carried out at 0.1 to 50 bar absolute pressure, preferably 0.3 to 15 bar absolute pressure.
-Step (a) and / or step (c) is carried out at a temperature of 100 to 500C, preferably 200 to 450C.
Step (a) and / or step (c) is carried out at a molar ratio of HF: organics of 4: 1 to 100: 1, preferably 5: 1 to 50: 1.
The contact time in step (a) is between 1 and 50 seconds, preferably between 2 and 40 seconds;
The contact time in step (c) is between 1 and 100 seconds, preferably between 5 and 50 seconds;

方法の概略図である。FIG.

本発明は、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン及び/又は1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパンから2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造する方法に関する。本方法は一般に2つの別々の反応工程を含む。第1の工程(a)では、1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン及び/又は1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパンを含む原材料が、触媒の存在下、好ましくは気相で、過剰の無水HFと反応して、HCl、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの混合物をもたらす。第1の反応工程は、単一反応器で行うことができる。反応器に存在する流出流は、場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン(HFC−245cb)及び未反応HFなどの追加の成分を含み得る。   The present invention relates to a process for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene from 1,1,1,2,3-pentachloropropane and / or 1,1,2,2,3-pentachloropropane. The method generally comprises two separate reaction steps. In the first step (a), the raw material comprising 1,1,1,2,3-pentachloropropane and / or 1,1,2,2,3-pentachloropropane is preferably in the gas phase in the presence of a catalyst. To give a mixture of HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoropropene. The first reaction step can be performed in a single reactor. The effluent stream present in the reactor may optionally contain additional components such as 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (HFC-245cb) and unreacted HF.

ついで、第1の工程(a)の生成物流が分離工程(b)、好ましくは蒸留に送られてHCl及びHFO−1234yfを含む第1の流れとHF、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む第2の流れが得られる。ついで、第2の流れが、未反応HCFO−1233xf及びHFと共にHFO−1234yf、HFC−245cbを含む生成物流を得るのに十分な条件下、場合により新鮮なHFと共に第2の反応器に供給される。この生成物流は工程(a)に直接送られる。   The product stream of the first step (a) is then sent to a separation step (b), preferably a distillation, containing a first stream comprising HCl and HFO-1234yf and HF, 2-chloro-3,3,3- A second stream comprising trifluoropropene and optionally 1,1,1,2,2-pentafluoropropane is obtained. The second stream is then fed to the second reactor under conditions sufficient to obtain a product stream comprising HFO-1234yf, HFC-245cb with unreacted HCFO-1233xf and HF, optionally with fresh HF. The This product stream is sent directly to step (a).

工程(a)
本方法の工程(a)は、主にHCFO−1233xf及びHFO−1234yfを含むフッ化生成物を得るのに十分な条件下、好ましくは気相で、触媒の存在下、反応帯において、新鮮なHCC−240db及び/又はHCC−240aa並びに工程(c)からの反応生成物をHFと接触させることを含む。
Step (a)
Step (a) of the process is carried out under conditions sufficient to obtain a fluorinated product comprising mainly HCFO-1233xf and HFO-1234yf, preferably in the gas phase, in the presence of a catalyst, in the reaction zone. Contacting HCC-240db and / or HCC-240aa and the reaction product from step (c) with HF.

典型的には、工程(a)は4:1〜100:1、好ましくは5:1〜50:1のHF:有機物のモル比で行われる。   Typically, step (a) is performed at a HF: organic molar ratio of 4: 1 to 100: 1, preferably 5: 1 to 50: 1.

典型的には、本発明の方法は、0.1〜50bar絶対圧力、好ましくは0.3〜15bar絶対圧力の圧力で行われる。   Typically, the process of the invention is carried out at a pressure of 0.1 to 50 bar absolute pressure, preferably 0.3 to 15 bar absolute pressure.

典型的には、本発明の方法は、100〜500℃、好ましくは200〜450℃の温度で行われる。   Typically, the process of the present invention is carried out at a temperature of 100 to 500 ° C, preferably 200 to 450 ° C.

接触時間(操作圧力及び温度に調節した、反応物質及び共供給物(co−feed;コフィード)の全流量で割った触媒体積)は、典型的には1〜50秒、好ましくは2〜40秒である。   Contact time (catalyst volume divided by total flow of reactant and co-feed adjusted to operating pressure and temperature) is typically 1-50 seconds, preferably 2-40 seconds. It is.

酸素共供給物を使用して触媒寿命を延ばすことができ、典型的には酸素/有機物のモル比は0.005〜2、好ましくは0.01〜1.5である。   An oxygen co-feed can be used to extend catalyst life, and typically the oxygen / organic molar ratio is 0.005 to 2, preferably 0.01 to 1.5.

酸素は、空気、純粋な酸素又は酸素/窒素混合物などの酸素含有気体として導入することができる。   Oxygen can be introduced as an oxygen-containing gas such as air, pure oxygen or an oxygen / nitrogen mixture.

(同じ操作条件で)酸素共供給物の代わりに塩素共供給物を使用してもよい。   Chlorine co-feed may be used instead of oxygen co-feed (under the same operating conditions).

塩素は、純粋な塩素又は塩素/窒素混合物などの塩素含有気体として導入することができる。   Chlorine can be introduced as a chlorine-containing gas such as pure chlorine or a chlorine / nitrogen mixture.

触媒
触媒は、例えば、遷移金属酸化物もしくは誘導体又はこのような金属のハロゲン化物もしくはオキシハロゲン化物を含む金属に基づく触媒である。触媒は、例えば、FeCl、オキシフッ化クロム、酸化クロム(場合によりフッ化処理に供することができる)、フッ化クロム及びこれらの混合物である。他の可能な触媒は、炭素に担持された触媒、アンチモンに基づく触媒、アルミニウムに基づく触媒(AlF及びAl及びアルミナのオキシフッ化物及びフッ化アルミニウムとして)である。一般的に、使用することができる触媒は、オキシフッ化クロム、フッ化及びオキシフッ化アルミニウム、並びにCr、Ni、Fe、Zn、Ti、V、Zr、Mo、Ge、Sn、Pb、Mg、Sbなどの金属を含有する担持又は非担持触媒である。全て参照により本明細書に組み込まれている、国際公開第2007/079431号パンフレット、7頁1〜5行及び28〜32行、欧州特許第939071号明細書、[0022]段落、国際公開第2008/054781号パンフレット、9頁22行〜10頁34行、国際公開第2008/040969号パンフレット、請求項1を挙げることもできる。
Catalysts Catalysts are, for example, catalysts based on metals including transition metal oxides or derivatives or halides or oxyhalides of such metals. The catalyst is, for example, FeCl 3 , chromium oxyfluoride, chromium oxide (optionally subjected to a fluorination treatment), chromium fluoride and a mixture thereof. Other possible catalysts are carbon supported catalysts, antimony based catalysts, aluminum based catalysts (as AlF 3 and Al 2 O 3 and alumina oxyfluorides and aluminum fluoride). In general, the catalysts that can be used are chromium oxyfluoride, fluoride and aluminum oxyfluoride, and Cr, Ni, Fe, Zn, Ti, V, Zr, Mo, Ge, Sn, Pb, Mg, Sb, etc. Is a supported or unsupported catalyst containing any metal. WO 2007/079431 pamphlet, page 7, lines 1-5 and lines 28-32, EP 939071, paragraph [0022], WO 2008/2008, all incorporated herein by reference. / 054781 pamphlet, 9 pages 22 lines to 10 pages 34 lines, International Publication No. 2008/040969 pamphlet, and claim 1.

触媒を、使用前に、空気、酸素もしくは塩素及び/又はHFによる活性化に供する。   The catalyst is subjected to activation with air, oxygen or chlorine and / or HF before use.

触媒を、使用前に、好ましくは100〜500℃、好ましくは250〜500℃、より好ましくは300〜400℃の温度で酸素もしくは空気及びHFによる活性化工程に供する。活性化の期間は、好ましくは1〜200時間、より好ましくは1〜50時間である。   Prior to use, the catalyst is subjected to an activation step with oxygen or air and HF, preferably at a temperature of 100-500 ° C, preferably 250-500 ° C, more preferably 300-400 ° C. The period of activation is preferably 1 to 200 hours, more preferably 1 to 50 hours.

この活性化に、酸化剤、HF及び有機物の存在下での最終フッ化活性化工程が続くことができる。HF/有機物のモル比は好ましくは2〜40であり、酸化剤/有機物のモル比は好ましくは0.04〜25である。最終活性化の温度は、好ましくは300〜400℃及びより好ましくは約6〜100時間である。   This activation can be followed by a final fluorination activation step in the presence of oxidant, HF and organics. The molar ratio of HF / organic substance is preferably 2 to 40, and the molar ratio of oxidizer / organic substance is preferably 0.04 to 25. The temperature of final activation is preferably 300-400 ° C. and more preferably about 6-100 hours.

触媒は、好ましくはクロム系触媒、より好ましくはクロムを含む混合触媒である。   The catalyst is preferably a chromium-based catalyst, more preferably a mixed catalyst containing chromium.

好ましい実施態様は、クロムとニッケルの両方を含有する混合触媒である特定の触媒を使用する。金属元素に関してCr:Niモル比は、一般的に0.5〜5の間、例えば0.7〜2の間(1に近いを含む)である。触媒は、0.5〜20重量%のクロム及び0.5〜20重量%のニッケル、好ましくは2〜10重量%の間の各金属を含有し得る。   A preferred embodiment uses a specific catalyst that is a mixed catalyst containing both chromium and nickel. For metal elements, the Cr: Ni molar ratio is generally between 0.5 and 5, for example between 0.7 and 2 (including close to 1). The catalyst may contain 0.5-20% by weight chromium and 0.5-20% by weight nickel, preferably between 2-10% by weight of each metal.

金属は、金属型で又は酸化物、ハロゲン化物もしくはオキシハロゲン化物を含む誘導体として存在し得る。ハロゲン化物及びオキシハロゲン化物を含む誘導体は、触媒金属の活性化により得られる。金属の活性化は必要ではないが、好ましい。   The metal can be present in metallic form or as a derivative comprising an oxide, halide or oxyhalide. Derivatives containing halides and oxyhalides are obtained by activation of the catalytic metal. Activation of the metal is not necessary but is preferred.

担体は好ましくはアルミニウムから作られている。アルミナ、活性化アルミナ又はアルミニウム誘導体などのいくつかの可能な担体が存在する。これらの誘導体には、例えば、米国特許第4902838号明細書に記載されている又は以下に記載する活性化法により得られるハロゲン化アルミニウム及びアルミニウムの酸化ハロゲン化物が含まれる。   The support is preferably made from aluminum. There are several possible supports such as alumina, activated alumina or aluminum derivatives. These derivatives include, for example, aluminum halides and aluminum oxide halides described in US Pat. No. 4,902,838 or obtained by the activation method described below.

触媒は、活性化に供された又は供されていない担体上に非活性化又は活性化型のクロム及びニッケルを含むことができる。   The catalyst can include non-activated or activated chromium and nickel on a support that has been or has not been activated.

参照により本明細書に組み込まれている、国際公開第2009/118628号パンフレット、とりわけ4頁30行〜7頁16行の触媒の開示を挙げることができる。   Mention may be made of the disclosure of WO 2009/118628, especially page 4, line 30 to page 7, line 16, which is incorporated herein by reference.

別の好ましい実施態様は、クロムと少なくともMg及びZnから選択される元素とを含有する混合触媒を使用する。Mg又はZn/Crの原子比は好ましくは0.01〜5である。   Another preferred embodiment uses a mixed catalyst containing chromium and at least an element selected from Mg and Zn. The atomic ratio of Mg or Zn / Cr is preferably 0.01-5.

工程(b)
HCl、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、未反応HF及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む工程(a)の生成物流は、分離装置、例えば、蒸留塔に入って、HCl及び2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含む第1の流れとHF、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む第2の流れをもたらす。工程(b)は、好ましくは−90〜150℃、より好ましくは−85〜100℃の温度及び好ましくは0.1〜50bar abs、より好ましくは0.3〜5bar absの圧力で行うことができる。
Step (b)
Process comprising HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoropropene, unreacted HF and optionally 1,1,1,2,2-pentafluoropropane The product stream of (a) enters a separator, for example a distillation column, with a first stream comprising HCl and 2,3,3,3-tetrafluoropropene and HF, 2-chloro-3,3,3. Providing a second stream comprising trifluoropropene and optionally 1,1,1,2,2-pentafluoropropane; Step (b) can be carried out at a temperature of preferably -90 to 150 ° C, more preferably -85 to 100 ° C and preferably a pressure of 0.1 to 50 bar abs, more preferably 0.3 to 5 bar abs. .

第1の流れは、反応系を出て、酸産生装置に入って塩酸及びHFO−1234yfを産生する。   The first stream exits the reaction system and enters the acid generator to produce hydrochloric acid and HFO-1234yf.

HFO−1234yf及び中間体生成物は、スクラビング、洗浄、抽出、デカンテーション及び好ましくは蒸留などの当技術分野で既知の任意の手段により容易に回収される。いずれの流れも蒸留技術により更に精製することができる。   HFO-1234yf and intermediate products are easily recovered by any means known in the art such as scrubbing, washing, extraction, decantation and preferably distillation. Either stream can be further purified by distillation techniques.

工程(c)
本発明の工程(c)は、触媒の存在下での、HFによる工程(b)の第2の流れの、好ましくは気相でのフッ化反応であり、工程(c)は主に工程(a)で得られた2−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペンの所望の生成物2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペンへのフッ化を含む。
Step (c)
Step (c) of the present invention is a fluorination reaction, preferably in the gas phase, of the second stream of step (b) with HF in the presence of a catalyst, and step (c) fluorination of the 2-chloro-3,3,3-trifluoro-1-propene obtained in a) to the desired product 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene.

工程(c)は、単一又は複数気相反応器で行うことができる。   Step (c) can be carried out in a single or multiple gas phase reactor.

本発明の方法のこの工程ならび方法全体を、好ましくは連続的に実行する。   This step of the method of the invention and the entire method are preferably carried out continuously.

この工程は、主にHCFO−1233xfをHFO−1234yf及びHFC−245cbを含むフッ化生成物に変換するのに十分な条件下、気相で、反応帯においてHCFO−1233xfをHFと接触させることを含む。このような条件を以下に示す。フッ化生成物に加えて、微量で存在し得る未反応HCFO−1233xf、未反応HF及び他の共生成(co−produced)低フッ化(underfluorinated)中間体が工程(a)に直接送られる。   This process involves contacting HCFO-1233xf with HF in the reaction zone in the gas phase, primarily under conditions sufficient to convert HCFO-1233xf to a fluorinated product comprising HFO-1234yf and HFC-245cb. Including. Such conditions are shown below. In addition to the fluorinated product, unreacted HCFO-1233xf, unreacted HF and other co-produced underfluorinated intermediates that may be present in trace amounts are sent directly to step (a).

典型的には、この工程は、4:1〜100:1、より好ましくは5:1〜50:1のHF:有機物のモル比で行われる。   Typically, this step is performed at a HF: organic molar ratio of 4: 1 to 100: 1, more preferably 5: 1 to 50: 1.

典型的には、この工程は、0.1〜50bar、好ましくは0.3〜15bar絶対圧力の圧力で行われる。   Typically, this step is performed at a pressure of 0.1 to 50 bar, preferably 0.3 to 15 bar absolute pressure.

典型的には、この工程は、100〜500℃、好ましくは200〜450℃の温度で行われる。   Typically, this step is performed at a temperature of 100 to 500 ° C, preferably 200 to 450 ° C.

接触時間(操作圧力及び温度に調節した、反応物質及び共供給の全流量で割った触媒体積)は、典型的には1〜100秒、好ましくは5〜50秒である。   Contact time (catalyst volume divided by total flow of reactants and cofeeds adjusted to operating pressure and temperature) is typically 1 to 100 seconds, preferably 5 to 50 seconds.

酸素共供給を使用して触媒寿命を延ばすことができ、典型的には酸素/有機物のモル比は0.005〜2、好ましくは0.01〜1.5である。   Oxygen co-feeding can be used to extend catalyst life, typically the oxygen / organic molar ratio is 0.005 to 2, preferably 0.01 to 1.5.

酸素は、空気、純粋な酸素又は酸素/窒素混合物などの酸素含有気体として導入することができる。   Oxygen can be introduced as an oxygen-containing gas such as air, pure oxygen or an oxygen / nitrogen mixture.

(同じ操作条件で)酸素共供給の代わりに塩素共供給を使用してもよい。   Chlorine co-feed may be used instead of oxygen co-feed (under the same operating conditions).

塩素は、純粋な塩素又は塩素/窒素混合物などの塩素含有気体として導入することができる。   Chlorine can be introduced as a chlorine-containing gas such as pure chlorine or a chlorine / nitrogen mixture.

上記触媒をこの工程に使用することができる。これは工程(a)に使用するものと類似であっても異なっていてもよい。   The catalyst can be used for this step. This may be similar to or different from that used in step (a).

反応工程(a)及び(c)は、ハロゲンを伴う反応のための専用反応器で実施される。このような反応器は当業者に知られており、例えば、Hastelloy(登録商標)、Inconel(登録商標)、Monel(登録商標)又はフルオロポリマーに基づく裏張りを含むことができる。反応器はまた、必要に応じて、熱交換の手段を含んでもよい。   Reaction steps (a) and (c) are carried out in a dedicated reactor for reactions involving halogens. Such reactors are known to those skilled in the art and can include, for example, a Hastelloy®, Inconel®, Monel® or fluoropolymer backing. The reactor may also include means for heat exchange, if desired.

上記利点に加えて、臨界工程である反応工程(c)を、第1の工程で生成した大量のHClの非存在下で行うことができ、また工程(c)の反応器を工程(a)の反応器よりも上に配置するようないくつかの実施態様では、触媒の充填及び取り出し(unloading)が容易である。更に、工程(c)から来る未反応HCFO−1233xfも工程(a)で反応するので、ペンタクロロプロパンに基づくHFO−1234yfの収率が高くなる。   In addition to the above advantages, the reaction step (c), which is a critical step, can be performed in the absence of a large amount of HCl produced in the first step, and the reactor of step (c) In some embodiments, such as placing above the reactor, catalyst loading and unloading is easy. Furthermore, since the unreacted HCFO-1233xf coming from step (c) also reacts in step (a), the yield of HFO-1234yf based on pentachloropropane is increased.

本発明は、1つの分離サイクルしか必要でなく、エネルギー消費が低いので、小型プラントで実施することができる。   The present invention can be implemented in a small plant because only one separation cycle is required and energy consumption is low.

図1は、本発明の一実施態様で行われる方法を表している。第1の気相反応器(3)に新鮮なHCC−240db(2)及び場合により新鮮なHF(1)が供給される。反応器を出た反応混合物(4)は、HCl、HCFO−1233xf、未反応HF、HFO−1234yf及び場合によりHFC−245cbを含む。この反応流は、蒸留(5)により、場合により少量のHF並びに微量のHFC−245cb及びHFO−1233xfを含むHCl、HFO−1234yfを含む第1の流れ(6)に分離される。第2の重い流れ(7)は、蒸留塔の底部で得られ、HF、HCFO−1233xf、HFC−245cbを含む。HFO−1234yfは、適当な既知の方法を使用して流れ(6)から分離及び精製することができる。   FIG. 1 represents the method performed in one embodiment of the present invention. The first gas phase reactor (3) is fed with fresh HCC-240db (2) and optionally fresh HF (1). The reaction mixture (4) exiting the reactor contains HCl, HCFO-1233xf, unreacted HF, HFO-1234yf and optionally HFC-245cb. This reaction stream is separated by distillation (5) into a first stream (6) containing HCl, HFO-1234yf, optionally with a small amount of HF and trace amounts of HFC-245cb and HFO-1233xf. The second heavy stream (7) is obtained at the bottom of the distillation column and contains HF, HCFO-1233xf, HFC-245cb. HFO-1234yf can be separated and purified from stream (6) using any suitable known method.

第2の反応器(11)に、場合により新鮮なHF(8)及び酸素(9)と共に、第2の流れ(7)からなる流れ(10)が供給される。反応器に存在する反応混合物(12)は、HCl、未反応HCFO−1233xf、未反応HF、HFO−1234yf、HFC−245cbを含む。この反応は、いかなる分離にも供されることなく、第1の反応器に直接送られる。   The second reactor (11) is fed with a stream (10) consisting of a second stream (7), optionally with fresh HF (8) and oxygen (9). The reaction mixture (12) present in the reactor contains HCl, unreacted HCFO-1233xf, unreacted HF, HFO-1234yf, HFC-245cb. This reaction is sent directly to the first reactor without being subjected to any separation.

Claims (7)

以下の工程:
(a)1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン及び/又は1,1,2,2,3−ペンタクロロプロパンとHFのHCl、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、未反応HF及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む反応混合物への触媒反応と;
(b)前記反応混合物をHCl及び2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含む第1の流れとHF、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む第2の流れに分離する工程と;
(c)前記第2の流れの2,3,3,3−テトラフルオロプロペン、HCl、未反応2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及びHF及び場合により1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンを含む反応混合物への触媒反応と;
(d)工程(c)の前記反応混合物を工程(a)に直接供給する工程と
を含む、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを調製する方法であって、
工程(a)及び/又は工程(c)が酸素又は塩素の存在下で行われる、方法。
The following steps:
(A) 1,1,1,2,3-pentachloropropane and / or 1,1,2,2,3-pentachloropropane and HF HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 2 , 3,3,3-tetrafluoropropene, catalytic reaction to a reaction mixture comprising unreacted HF and optionally 1,1,1,2,2-pentafluoropropane;
(B) combining the reaction mixture with a first stream comprising HCl and 2,3,3,3-tetrafluoropropene and HF, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene and optionally 1,1,1 Separating into a second stream comprising 1,2,2-pentafluoropropane;
(C) 2,3,3,3-tetrafluoropropene, HCl, unreacted 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene and HF of the second stream and optionally 1,1,1,2 Catalyzing a reaction mixture comprising 1,2-pentafluoropropane;
(D) a process for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene comprising the step of directly supplying the reaction mixture of step (c) to step (a),
A method wherein step (a) and / or step (c) is performed in the presence of oxygen or chlorine.
前記触媒が混合触媒であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the catalyst is a mixed catalyst. 前記触媒が担持触媒であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。 The process according to claim 1 or 2 , characterized in that the catalyst is a supported catalyst. 工程(a)及び/又は工程(c)が100〜500℃の温度で行われることを特徴とする、請求項1からの何れか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that step (a) and / or step (c) is carried out at a temperature of 100 to 500 ° C. 工程(a)及び/又は工程(c)が4:1〜100:1のHF:有機物のモル比で行われることを特徴とする、請求項1からの何れか一項に記載の方法。 Process according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that step (a) and / or step (c) is carried out in a molar ratio of HF: organic matter of 4: 1 to 100: 1 . 工程(a)及び/又は工程(c)の酸素:有機物のモル比が0.005〜2であることを特徴とする、請求項1からの何れか一項に記載の方法。 Oxygen steps (a) and / or step (c): the molar ratio of organic material characterized in that it is a 0.005 to 2, the method according to any one of claims 1 to 5. 工程(b)が−90〜150℃の温度及び0.1〜50bar絶対圧力の圧力で行われ得ることを特徴とする、請求項1からの何れか一項に記載の方法。 Process according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that step (b) can be carried out at a temperature of -90 to 150 ° C and a pressure of 0.1 to 50 bar absolute pressure.
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