MX2013008287A - Metodos para producir 2,3,3,3-tetrafluoro-2-propeno. - Google Patents

Abstract

Se da a conocer un proceso para la fabricación de 1234yf a partir de 1,1,2,3-tetracloro-propeno, abreviado en este documento como "TCP", en tres etapas integradas: (a) la R-1 hidrofluoración de TCP para formar 1233xf en la fase de vapor; (b) la R-2 hidrofluoración de 1233xf para formar 244bb, ya sea en la fase líquida ó en la fase líquida seguida de la fase de vapor, y (c) la R-3 deshidrocloración de la 244bb, ya sea en el líquido ó la fase de vapor a producir 1234yf; la hidrofluoración en el que la fase de vapor de TCP en la etapa (a) se lleva a cabo a una presión inferior a la hidrofluoración en fase líquida de 123xf, y en el que el HCl generado durante estas etapas se lava con agua para formar una solución ácida y los componentes orgánicos se lavan con una solución cáustica y después se secan antes del procesamiento adicional.

Description

METODOS PARA PRODUCIR 2,3,3, 3-TETRAFLUORO-2-PROPENO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reivindica la prioridad nacional de propiedad común, en trámite, la Solicitud de Patente Provisional US serie No. 61/434, 005, presentada el 19 de Enero de 2011, cuya descripción se incorpora aquí como referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Los fluorocarburos , olefinas particularmente fluoradas, como una clase, tienen muchos y variados usos, incluso como productos químicos intermedios y monómeros. En particular, los productos hidrogenados son útiles como refrigerantes, monómeros ó productos intermedios para la preparación de refrigerantes, en particular las mencionadas como con bajo potencial de calentamiento global.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere especialmente a mejoras en la producción de 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-2-propeno, también conocido como 1234yf, y que tiene la fórmula química: CF3-CF=CH2.

Este compuesto químico tiene cero potencial de agotamiento del ozono y bajo potencial de calentamiento global de tal manera que puede ser útil y deseable como un reemplazo de los materiales existentes utilizados en la refrigeración, soplado de espumas y otras aplicaciones en las que fluorocarburos tales como 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano, también conocido como 134a, y conocido también por la fórmula química; CH2F-CF3, se utilizan actualmente.

El documento WO 2009/138764 describe un procedimiento para la preparación de 1234yf que comprende cuatro pasos; (1) poner en contacto 1, 1, 2, 3, 3, 3-hexafluoropropeno (1216) con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenacion para producir 1,1 , 2, 3, 3, 3-hexafluoropropano (236ea) ; (2) des hidrofluoración 236ea para producir 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (1225ye) ; (3) poner en contacto 1225ye con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenacion para producir 1 , 2 , 3 , 3 , 3-pentafluoropropano (245eb), y (4) des hidrofluoración (245eb) para producir (1234yf) . Parte del proceso incluye el uso de H2SO4 en una torre de secado para la eliminación de agua de los reactantes.

Es conocido en la técnica para producir 1234yf a partir de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno (TCP ó CCl2=CCl-CH¾Cl) utilizando una ruta no integrada de tres pasos; véase por ejemplo la patente de EE.UU. Pub. No. 2007/0197842, cuya descripción se incorpora en este documento por referencia: TCP + 3HF ? 1233xf + 3HC1 (donde 1233xf es CH2=CC1-CF3) 1233xf ? 244bb (donde 244bb es CF3-CFCI-CH3) 244bb ? 1234yf + HC1 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención proporciona un proceso integrado en el que disminuye la cantidad de equipo de procesamiento requerido para el proceso, reduciendo de este modo la inversión de capital y el costo de operación, cuando se compara con un enfoque de diseño convencional que requiere equipo separado para producir y aislar cada proceso individual intermedio antes de someterlo a una reacción adicional. Por lo tanto, esta invención proporciona un proceso mucho más económico, tanto desde puntos de vista operativos y de capital para la producción de 2,3,3,3-tetrafluoro-2-propeno (1234yf).

Una modalidad de esta invención es un proceso para la fabricación de 1234yf desde TCP, es decir, 1,1,2,3-tetracloropropeno, en tres pasos integrados que incluye: (a) la R-l hidrofluoración de TCP para formar 1233xf en la fase de vapor; (b) la R-2 hidrofluoración de 1233xf para formar 244bb, ya sea en la fase liquida ó en la fase liquida seguida de la fase de vapor; y (c) la R-3 deshidrocloración de la 244bb, ya séá en el fase liquida ó la fase de vapor para producir 1234yf; en el que la hidrofluoración en fase vapor de TCP en el paso (a) se lleva a cabo a una presión inferior a la hidrofluoración en fase liquida de 123xf; y en el que el HC1 generado durante estos pasos se lava con agua para formar una solución ácida y los componentes orgánicos se lavan con una solución cáustica y después se seca antes del procesamiento adicional.

Como se describió anteriormente, el HC1 generado durante el proceso se depura con agua para formar una solución y los restantes componentes orgánicos se lavan con una solución de sosa cáustica y se seca antes de ser recogido. Hay varias opciones para el secado de los componentes orgánicos: (1) hacer pasar la corriente a través de una torre de relleno que circula con ácido sulfúrico; (2) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno empacado de alúmina; (3) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno empacado de un tamiz molecular apropiado, tal como 3A; (4) hacer pasar la corriente a través de un lecho relleno de gel de sílice; (5) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno de empacado sulfato de calcio y/ó cloruro de calcio; y (6) combinaciones de estas técnicas de secado.

Como se describió anteriormente, este proceso incluye ventajosamente los pasos para eliminar- HC1 no deseados formados durante las etapas de reacción mediante lavado con soluciones acuosas, seguido por las etapas de secado para eliminar el agua de las corrientes de reacción. Este lavado y secado proporciona beneficios para la reacción global, incluyendo la prevención de la corrosión mediante la eliminación de la humedad y la acidez que podría inhibir las reacciones en etapas de procesamiento posteriores.

Preferiblemente, la hidrofluoración de TCP para 1233xf se produce en la fase de vapor en presencia de un catalizador de fluoración en un reactor seleccionado de entre el grupo que consiste de; un solo reactor, un reactor de etapas múltiples, o una serie de reactores, utilizando una combinación de corrientes de recirculación, el HF fresco y el TCP fresco. El catalizador de fluoración es al menos uno de los siguientes seleccionados de entre el grupo que consiste de Cr?03 , Sb/C, FeCl3, Cr203/Al203 , Cr203/A1 F3 , Cr203/C, CoCl2/Cr2C>3/Al203 , NlCl2/Cr203/Al203, C0CI2/AIF3.

Preferiblemente, la hidrofluoración de 1233xf a 244bb en la fase liquida (ó en la fase líquida seguida de la fase de vapor) y, además incluye el tratamiento de cualquier reactor de efluentes que contienen 1233xf, HC1, exceso de HF y cualquier TCP sin reaccionar además de los intermediarios, por la alimentación de esta corriente en una columna de enfriamiento rápido/recirculación para la separación de TCP sin reaccionar y el exceso de HF para el uso de recirculación en el paso R-l del proceso.

Preferiblemente, el 1233xf, HC1 y HF se alimenta a un reactor en fase líquida que contiene un catalizador seleccionado del SbCl3, SbCls, SbFs, TÍCI4, SnCl4 y combinaciones de los mismos para la idrofluoración de 1233xf a 244bb. Preferiblemente, una mezcla de 244bb, HC1, HF sin reaccionar 1233xf y salen del sistema de reactor líquido a través de un separador de catalizador que se utiliza de tal manera que la mayor parte del HF sin reaccionar y el catalizador se somete a reflujo de nuevo al reactor.

Preferiblemente, el efluente del separador de catalizador se puede hacer pasar a través de una cama de catalizador que contiene SbCls/Carbón para la conversión adicional de 1233xf a 244bb.

Venta osamente, el efluente procedente del separador de catalizador ó el efluente de la cama de SbCls/C se alimentan a una columna de HC1 para separar HC1 esencialmente puro en la parte de arriba de la mezcla de 244bb, 1233xf, HF y HC1.

Ventajosamente, la mezcla de 244bb, 1233xf, HF se alimenta a una sección de recuperación de HF para la recuperación y recirculación de una corriente rica en HF y otra corriente que es rica en 244bb y 1233xf. Uno de estos métodos se está enfriando la mezcla de 244bb, 1233xf, HF y someter a separación de fases para separar una capa orgánica y una capa de HF. Otro método es el tratamiento de la mezcla de 244bb, 1233xf, HF con una solución de H2SO4, como se describe en la Patente de EE.UU. No. 7,371,363, que se incorpora en este documento por referencia.

Preferiblemente, la capa orgánica que contiene la cantidad mínima de HF se alimenta también directamente a un reactor de deshidrocloracion ó tratarse adicionalmente para eliminar el HF residual. Preferiblemente, la corriente de 244bb cruda se de'shidroclora usando un reactor en fase de vapor que contiene catalizador de deshidrocloracion. El catalizador se selecciona de Cr203, Sb/C, FeCl3 , Cr203/Al203 , Cr203/A1 F3 , Cr203/C, CoCl2/Cr203/Al203, NiCl2/Cr203/Al203 , CoCl2/Al F3 y combinaciones de los mismos. Opcionalmente, la corriente 244bb cruda se deshidroclora en un reactor en fase liquida en la presencia de una solución de base acuosa. La solución de base acuosa es preferentemente NaOH o KOH, pero otras soluciones de base acuosa se pueden usar asimismo en este documento. Véase el Esquema 2 en la Figura.

Preferiblemente, los efluentes que contienen 1234yf, HC1 y 244bb sin reaccionar se desacidifica en el equipo de absorción, se seca, se comprimen y se alimentan a un tren de destilación en donde 123yf se recupera y el 244bb sin reaccionar se recircula al reactor de deshidrocloracion. Ventajosamente, una parte de cualquier 244bb sin reaccionar se recircula al reactor en fase líquida con el fin de purgar 1233xf. Ventajosamente, el efluente que contiene 1234yf, 244bb que no ha reaccionado y el vapor de agua se seca, se comprime y alimentan a un tren de destilación, donde se recupera 1234yf y 244bb que no reacciona se recircula al reactor de deshidrocloración .

Preferiblemente, una porción de la 244bb sin reaccionar se recicla al reactor en fase liquida con el fin de purgar 1233xf .

Las operaciones de secado que se requieren durante la tercera etapa del proceso pueden llevarse a cabo utilizando varias opciones: (1) hacer pasar la corriente a través de una torre de relleno empacada que circula con ácido sulfúrico; (2) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno empacado de alúmina; (3) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno empacado de un tamiz molecular apropiado, tal como 3A; (4) hacer pasar la corriente a través de un lecho relleno empacado de gel de sílice; (5) hacer pasar la corriente a través de un lecho relleno empacado de CaS04 y/ó CaCl2; y (6) combinaciones de estas técnicas de secado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura muestra dos diagramas de flujo de bloques (Esquema 1 y el Esquema 2) con pasos de procesamiento utilizadas para la producción de 1234yf a partir de TCP, 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVERSIÓN La presente invención puede describirse generalmente como un proceso integrado para la producción de 1234yf a partir de TCP, 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno, en tres etapas de reacción en el que la primera reacción se lleva a cabo a una presión más alta que la segunda reacción.

Las principales características del proceso integrado de la presente invención incluyen el funcionamiento . del primer paso el reactor de la fluoración en fase vapor a una presión suficientemente alta de tal manera que no se requiere la compresión ó el aislamiento de productos intermedios para el reactor de fluoración en fase liquida subsiguiente. Además, el gas HC1 generado en el primer paso se alimenta directamente a la segunda etapa -tanto para promover la mezcla y para suprimir el exceso- de fluoración en el segundo reactor de fluoración en fase líquida. Los dos reactores de fluoración son operados con un gran exceso de HF, típicamente del orden de 20 moles de HF a 1 mol orgánico que, en el primer paso mejora la vaporización de TCP, y minimiza la formación de subproductos y en el segundo paso, minimiza la formación de subproducto. El término "proceso integrado" se describe cómo se coordinan los pasos del proceso de tal manera que no se requiere el aislamiento de los reactivos intermedios.

Esto proporciona un mejor rendimiento de los procesos no integrados, y reduce los costes operativos del proceso.

El esquema 1 en la figura describe un procedimiento para la fabricación de 1234yf a partir de TCP, 1 , 1 , 2 , 3-tetracloro-propeno, en tres pasos integrados que incluyen: (a) la R-l hidrofluoración de TCP para formar 1233xf en la fase de vapor; (b) la R-2 hidrofluoración de 1233xf para formar 244bb en la fase liquida (ó en la fase liquida seguida de la fase de vapor) ; y (c) la R-3 deshidrocloración de 244bb, ya sea en la fase liquida ó en la fase de vapor para producir 1234yf.

Preferiblemente, en el proceso del Esquema 1, la hidrofluoración en fase de vapor se lleva a cabo a una presión más alta que la hidrofluoración en fase liquida. Ventajosamente, en el proceso del Esquema 1, el TCP, HF y la recirculación se alimenta a un reactor en fase de vapor que contiene un catalizador seleccionado del grupo que consiste de Cr2Ü3, Sb/C, FeCl3, Cr203/Al203, Cr2Ü3/AlF3, CÍÍ2O3/C, CoCl2/Cr203/Al203, NiCl2/Cr203/Al203, C0CI2/AIF3, o una mezcla de tales catalizadores. El reactor utilizado para la hidrofluoración de TCP a 1233xf en la fase de vapor es un reactor seleccionado entre el grupo que consiste en; un solo reactor, un reactor de etapas múltiples, ó una serie de reactores, utilizando una combinación de corrientes de recirculación, HF fresco y TCP fresco.

Como se ilustra, la hidrofluoración de 1233xf a 244bb en la fase liquida incluye además, el tratamiento de cualquier reactor de efluentes que contienen 1233xf, HC1, exceso de HF y cualquier TCP sin reaccionar más compuestos intermedios, por la alimentación de esta corriente en una columna enfriamiento rápido/recirculación para la separación de TCP que no ha reaccionado y exceso de HF para el uso de reciclaje usar la etapa (R-l) del proceso. El 1233xf, HC1 y HF se alimenta a un reactor en fase liquida que contiene catalizador seleccionado del SbCl3, SbCls, SbFs, TiCl4, y SnCl4 para hidrofluoración de 1233xf a 1 , 1 , 1 , 2-tetrafluoro-2-cloropropano (244bb) . La hidrofluoración de 1233xf a 244bb en la fase liquida incluye además, el tratamiento de cualquier efluente del reactor que contiene 1233xf y 244bb, por la alimentación de esta corriente en una columna de enfriamiento rápido/recirculación para la separación de 1233xf para el reciclaje usar la etapa (R-2) del proceso .

Como se ilustra, una mezcla de 244bb, HC1, 1233xf sin reaccionar y HF sale del sistema de reactor liquido a través de un separador de catalizador que se utiliza de tal manera que la mayor parte del HF sin reaccionar y el catalizador se somete a reflujo de nuevo al reactor. El efluente del separador de catalizador se puede hacer pasar a través de un lecho que contiene el catalizador para la conversión adicional de 1233xf a 244bb.

Un catalizador preferido para esta conversión se SbCl5 soportado sobre carbón. Preferiblemente, el efluente del separador de catalizador o el efluente del lecho que contiene SbCls soportado sobre carbón se alimenta a una columna de HC1 para separar HC1 esencialmente puro en lo alto de la mezcla de 244bb, 1233xf, HF y HC1.

El producto HC1 esencialmente puro ó bien se recupera como ó se pasa a través de gel de sílice para la eliminación de HF residual y se absorbe en agua. HF se recupera a partir de una mezcla de 244bb, 1233xf, y HF. Un método para la recuperación de HF es por enfriamiento y separación de fases para separar una capa rica en materia orgánica y una capa rica en HF. Este método incluye además la recuperación de HF por separación de fases y una destilación azeotrópica. Sin embargo, otro método para la recuperación de HF es a través de la absorción en ácido sulfúrico. Cada una de estas opciones para la recuperación de HF se puede usar, solo ó en conjunción con la otra.

En el proceso de la presente invención, la capa orgánica que contiene una cantidad mínima de HF se alimenta directamente a un reactor de deshidrocloración ó se desacidifica.

Cuando se deshidroclora la corriente 244bb cruda, un reactor en fase vapor que contiene un catalizador de deshidrocloración seleccionado de Cr2Ü3, Sb/C, y FeCl3, Cr203 /Al203 , Cr203/A1F3, Cr203 / C , CoC l2 /Cr203 /Al 203 , N iC l2 /Cr203 /Al203 , C0C I2/AIF3 y combinaciones de los mismos se emplea .

Como se ilustra en el Esquema 2 de la Figura, cuando la corriente de 244bb cruda se deshidroclora en un reactor en fase líquida, se emplea una solución de base acuosa. La solución de base acuosa es preferentemente NaOH o KOH. Cuando los efluentes que contienen 1234yf, HC1 y 244bb sin reaccionar se desacidifican en un equipo de absorción, se seca, se comprime y se alimenta a un tren de destilación, 1234yf se recupera y 244bb sin reaccionar se recircula al reactor de deshidrocloración . Preferiblemente, una porción de cualquier 244bb sin reaccionar se recircula al reactor en fase líquida con el fin de purgar 1233xf. Cuando el efluente que contienen 1234yf, 244bb sin reaccionar y vapor de agua se seca, se comprimen y se alimentan a un tren de destilación, el 1234yf se recupera y 244bb sin reaccionar se recircula al reactor de deshidrocloración. Preferiblemente, una porción de la 244bb sin reaccionar se recircula al reactor en fase líquida con el fin de purgar 1233xf.

Una descripción detallada de una realización preferida del procedimiento integrado de la presente invención es como sigue : (1) Hidrofluoración de TCP, 1 , 1 , 2 , 3-tetracloro- propeno, para formar 1233xf usando un solo reactor ó un reactor de múltiples etapas ó una serie de reactores en la fase de vapor que contiene el catalizador con una combinación de corriente (s) de recirculación, HF fresco y TCP fresco como se ilustra en la figura (en el Esquema 1) como "R-l, Paso 1 del reactor". En la realización preferida, la reacción se lleva a cabo en condiciones eficaces para proporcionar al menos 50% de conversión, preferiblemente 80% a 85% de conversión de TCP a 1233xf en donde la relación molar de HF a TCP es aproximadamente 20:1, la temperatura de reacción es de aproximadamente 300°C y la presión es de aproximadamente 120 psig (8.43 kg/cm2) . (2) Se enfria el efluente del reactor anteriormente ( 1 ) que contienen 1233xf, HC1, exceso de HF y cualquier TCP sin reaccionar además de productos intermedios y alimentar esta corriente en una columna de enfriamiento rápido/Recircular para la separación de TCP sin reaccionar más intermedios y el exceso de HF para su recirculación a (1) y; 1233xf, HC1 y HF al reactor en fase liquida (3), como se ilustra en la Figura (en el Esquema 1) como "Reactor R-2 Paso 2". (3) La alimentación 1233xf, HC1 y HF a un reactor en fase liquida que contiene catalizador (ver las opciones de catalizadores antes mencionados) para hidrofluoración de 1233xf a 244bb. En la realización preferida, la reacción se lleva a cabo en condiciones eficaces para proporcionar al menos 96% de conversión, preferiblemente 98% de conversión de 1233xf a 244bb donde la relación molar de HF a TCP es aproximadamente 20:1, la temperatura de reacción es de aproximadamente 85°C y la presión es de aproximadamente 100 psig (7.03 Kg/cm2) . (4) Una mezcla de 244bb, HC1, HF, 1233xf sin reaccionar salen del sistema de reactor liquido a través de un separador de catalizador que se utiliza de tal manera que la mayor parte del HF sin reaccionar y el catalizador se somete a reflujo de nuevo al reactor. (5) El efluente del separador de catalizador se puede hacer pasar a través de un lecho que contiene catalizador de SbCl5/Carbón para la conversión adicional de 1233xf a 244bb con el fin de lograr una total conversión de 98% como se indica en el estado (3) anteriormente. (6) El efluente del separador de catalizador (4) ó el efluente del lecho (5) de SbCls/C se alimenta a una columna de HC1 para separar HC1 esencialmente puro en lo alto de la mezcla de 244bb, 1233xf, HF y HC1. (7) El producto HC1 esencialmente puro a partir de (6) anterior puede ser recuperado como está ó se pasa a través de gel de sílice para la eliminación de HF residual y se absorbe en agua. (8) La mezcla de 244bb, 1233xf, HF a partir de (6) anterior se alimenta a un sistema de recuperación de HF para separar una corriente rica en orgánico y una corriente rica en HF. Tales métodos incluyen la separación de fases y la absorción preferencial de HF en ácido sulfúrico. (9) La corriente orgánica que contiene una cantidad mínima de HF se alimenta directamente a un reactor de deshidrocloración ó además desacidificado antes de ser alimentado al reactor (10) de deshidrocloración a continuación. (10) La corriente 244bb se deshidroclora usando un reactor de fase de vapor que contiene catalizador de deshidrocloración. En la realización preferida, la reacción se lleva a cabo en condiciones eficaces para proporcionar al menos 20% de conversión, preferiblemente la conversión de al menos 50% de 244bb a 1234yf en donde la temperatura de reacción es de aproximadamente 400°C y la presión es de aproximadamente 15 psig (1.05 kg/cm2) . Opcionalmente, esta corriente se puede deshidroclorar en un reactor en fase líquida en presencia de una solución de base acuosa tal como NaOH ó KOH a temperaturas de aproximadamente 50 °C. Véase el Esquema 2 en la Figura. (11) Si se utiliza un reactor de deshidrocloración en fase de vapor, el efluente desde (10) anterior que contiene 1234yf, HC1 y 244bb sin reaccionar se desacidifican en equipos de absorción (lavado de KOH ó NaOH) , se seca con 3? moles de tamices u otro agente de secado adecuado tal como se describe en este documento, comprimido y se alimenta a un tren de destilación en donde se recupera 1234yf y 244bb sin reaccionar recirculados al reactor (10) de deshidrocloración anterior. Una porción de la 244bb sin reaccionar se puede recircular al reactor (3) de fase liquida a fin de purgar esta sección de 1233xf. (12) Si se utiliza un reactor de deshidrocloración en fase liquida, el efluente de (10) anterior que contiene 1234yf, 244bb sin reaccionar y vapor de agua se seca con un agente de secado adecuado, se comprime y se alimenta a un tren de destilación en donde se recupera 1234yf y 244bb se recircula al reactor (10) de deshidrocloración anterior. Una porción de la 244bb sin reaccionar se puede recircular al reactor (3) en fase liquida a fin de purgar esta sección de 1233xf. (13) El secado puede ser realizado por cualquier método de secado adecuado, tal como, por ejemplo, con ácido sulfúrico ó un desecante en partículas. El término desecante significa cualquier material que absorberá" agua sin disolverse en ó de otro modo contaminar el fluorocarbono que se está secando. Tales desecantes incluyen alúmina, gel de sílice, tamices moleculares (por ejemplo, 3A) , sulfato de calcio (CaS04) y CaCl2, y similares (14) En una forma de realización, una torre de relleno se utiliza y un ácido sulfúrico fuerte se hace circular sobre la columna como una corriente gaseosa del material de alimentación de fluorocarbono, se alimenta a la columna y la humedad en la corriente se elimina por reacción con el ácido sulfúrico. (15) En otra forma de realización, el desecante en partículas se envasa en un recipiente de secado y el fluorocarbono líquido ó gaseoso se hace pasar sobre el material de tal manera que la humedad en la corriente se elimina por el desecante.

EJEMPLO El ejemplo no limitativo siguiente es prospectivo y representa los resultados obtenidos a partir de la simulación de procesos normales y procedimientos de predicción de las propiedades físicas con el fin de ilustrar la invención. En la tabla siguiente: "R-l de Entrada" es la corriente alimenta al primer reactor de hidrofluoración .

"R-l Salida" es el efluente resultante con el reactor que opera en condiciones preferentes.

"Enfriamiento rápido desde arriba" y "R-l. de recirculación", respectivamente, son las corrientes de arriba y los fondos que salen de una torre de destilación, cuyo propósito principal es separar TCP y HF a partir de los productos de la reacción para recircular de nuevo al primer reactor de hidrofluoración .

Tabla 1: R-l Porcentajes de Composición, % en peso para varias corrientes En la tabla siguiente: "R-2 de entrada" es la corriente que alimenta al segundo reactor de hidrofluoración .

"R-2 de Salida" es el efluente resultante con el reactor que opera en condiciones preferentes.

"HC1 Recuperado" es la corriente de cabeza de una torre de destilación cuyo propósito principal es la separación de HC1 a partir de una mezcla de los productos de reactivos y productos de reacción.

"R-2 de recirculación" es la corriente que resulta de la sección de recuperación de HF del proceso. Es la corriente que resulta de someter las partes inferiores de la torre de destilación anterior a la recuperación de HF.

Tabla 2: R-2 Porcentajes de Composición, % en peso para varias corrientes En la tabla siguiente: "R-3 de entrada" es la corriente alimentada al reactor de deshidrocloración .

"R-3 de Salida" es el efluente resultante con un reactor operativo en condiciones preferidas.

"Producto 1234yf" es el producto recuperado de un tren de "Producto 1234yf" es el producto recuperado de un tren de purificación .

."R-3 de recirculación" es una corriente resultante del tren de purificación. En este ejemplo, esta corriente se recircula a la reacción de deshidrocloración. Opcionalmente, una porción de él (o la totalidad de ella) puede ser recirculada al segundo reactor de hidrofluoración para reducir el contenido 1233xf.

Tabla 3: R-3 Porcentajes de Composición, % en peso para varias corrientes En la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el" incluyen plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Por otra parte, cuando una cantidad, concentración, u otro valor ó parámetro .se da como cualquiera de un intervalo, el intervalo preferido ó una lista de valores superiores preferibles y valores inferiores preferibles, esto debe entenderse como la revelación específicamente de todos los intervalos formados a partir de cualquier par de cualquier límite superior del intervalo ó valor preferido y cualquier límite inferior del intervalo ó valor preferido, sin importar si los intervalos se revelan por separado.

Cuando un intervalo de valores numéricos se recita en este documento, a menos que se indique lo contrario, el intervalo está destinado a incluir los puntos finales del mismo, y todos los números enteros y fracciones dentro del intervalo. No se pretende que el alcance de la invención se limite a los valores específicos citados cuando se define un intervalo.

Si bien la presente invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a realizaciones preferidas, se apreciará fácilmente por aquellos de habilidad ordinaria en la técnica que varios cambios y modificaciones pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Se prétende que las reivindicaciones se interpreten para cubrir la realización descrita, aquellas alternativas que han sido discutidas anteriormente y todos los equivalentes de las mismas*?¦

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para la fabricación de 1234yf a partir de 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno (TCP) en tres pasos integrados, caracterizado en que incluye: (a) la R-l hidrofluoración de TCP para formar 1233xf en la fase de vapor; (b) la R-2 hidrofluoración de 1233xf para formar 244bb, ya sea en la fase liquida ó en la fase liquida seguida de la fase de vapor; y (c) la R-3 deshidrocloración de la 244bb, ya sea en el liquido ó la fase de vapor para producir 1234yf; en donde la hidrofluoración en la fase de vapor de TCP en la etapa (a) se lleva a cabo a una presión inferior que la etapa (b) la hidrofluoración de 1233xf en la fase liquida, y en donde el HCl generado durante las etapas (a) , (b) , y/ó (c) se lava con agua para formar una solución ácida y componentes orgánicos generados durante las etapas (a) , (b) , y/ó (c) se lavan con una solución cáustica y después se secó antes del procesamiento adicional.

2. El proceso de la reivindicación 1, caracterizado en que las etapas de secado empleadas para los componentes orgánicos se seleccionan del grupo que consiste en: (a) hacer pasar la corriente a través de una torre de relleno que circula con ácido sulfúrico; (b) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno de alúmina; (c) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno de un tamiz molecular; (d) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno de gel de sílice; (e) hacer pasar la corriente a través de un lecho de relleno de sulfato de calcio y/ó cloruro de calcio; (f) y combinaciones de los mismos.

3. El proceso de la reivindicación 1, caracterizado en que el TCP, HF y la recirculación se alimenta a un reactor en fase vapor que contiene un catalizador seleccionado del grupo que consiste de Cr203, Sb/C, FeCl3, Cr203/Al203, Cr203/A1F3, Cr203/C, CoCl3/Cr203/Al203 , NiCl2/Cr203/Al2 U 3 y C0CI2/AIF3.

4. El proceso de la reivindicación 1, caracterizado en que la hidrofluoración de TCP a 1233xf en la fase de vapor se produce en un reactor seleccionado entre el grupo que consiste en; un solo reactor, un reactor de etapas múltiples, ó una serie de reactores, utilizando una combinación de corrientes de recirculación, HF fresco y TCP fresco.

5. El proceso de la reivindicación 1, caracterizado en que la hidrofluoración de 1233xf a 244bb en la fase líquida incluye además, el tratamiento de cualquier reactor de efluentes que contienen 1233xf, HC1, exceso de HF y cualquier TCP sin reaccionar además de productos intermedios, p¡or la alimentación de esta corriente en una columna de enfriamiento rapido/recirculación para la separación de los TCP sin reaccionar y el exceso de HF para el usar la recirculación en la etapa (a) del proceso.

6. El proceso de la reivindicación 1, caracterizado en que el 1233xf, HC1 y HF se alimenta a un reactor en fase liquida que contiene catalizador seleccionado del SbCl3, SbCls, SbFs, TiCl4, SnCl4 para la hidrofluoración de 1233xf a 1,1,1,2-tetrafluoro-2-cloropropano (244bb) .

7. El procedimiento de la reivindicación 6, caracterizado en que la hidrofluoración de 1233xf a 244bb en la fase liquida incluye, además, el tratamiento de cualquier efluente del reactor que contienen 1233xf y 244bb, por la alimentación de esta corriente en una columna de enfriamiento rápido/recirculación para la separación de 1233xf para usar la recirculación en la etapa (b) del proceso.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, caracterizado en que una mezcla de 244bb, HC1, 1233xf sin reaccionar' y HF salen del sistema de reactor liquido a través de un separador de catalizador que se utiliza de tal manera que la mayor parte del HF sin reaccionar y el catalizador se somete a reflujo de nuevo al reactor.

9. El proceso de la reivindicación 8, caracterizado en que el efluente del separador de catalizador se puede -hacer pasar a través de un lecho que contiene el catalizador para la conversión adicional de 1233xf a 244bb.

10. El proceso de la reivindicación 9, caracterizado en que el catalizador es SbCls soportado sobre carbón. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se da a conocer un proceso para la fabricación de 1234yf a partir de 1, 1, 2, 3-tetracloro-propeno, abreviado en este documento como "TCP", en tres etapas integradas: (a) la R-l hidrofluoración de TCP para formar 1233xf en la fase de vapor; (b) la R-2 hidrofluoración de 1233xf para formar 244bb, ya sea en la fase liquida ó en la fase liquida seguida de la fase de vapor, y (c) la R-3 deshidrocloracion de la 244bb, ya sea en el liquido ó la fase de vapor a producir 1234yf; la hidrofluoración en el que la fase de vapor de TCP en la etapa (a) se lleva a cabo a una presión inferior a la hidrofluoración en fase liquida de 123xf, y en el que el HC1 generado durante estas etapas se lava con agua para formar una solución ácida y los componentes orgánicos se lavan con una solución cáustica y después se secan antes del procesamiento adicional.