MXPA99010401A - Proceso para la preparacion de hidrofluorocarburos - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere:Un proceso para la producción de hidrofluorocarburos (HFC) que comprende:(a) suministrar un reactor forrado con fluoropolímeros;(b) agregar un compuesto orgánico clorinado en fase líquida y un agente de fluorinación al reactor;y (c) hacer reaccionar al menos una parte del compuesto orgánico clorinado con al menos una parte del agente de fluorinación para producir el HFC.

Description

I PROCESO PARA LA PREPARACIÓN DE HIDROFLUOROCARBUROS CAMPO DE LA INVENCIÓN La "presente invención se refiere generalmente a la preparación de hidrofluorocarburos (HFCs)*. Más específicamente, esta invención se refiere a un proceso de fluorinación que minimiza la corrosión del reactor y mejora el rendimiento y la pureza de los HFCs producidos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Puesto que los hidrofluorocarburos (HFCs) no afectan la capa de ozono, se está volviendo sustitutos populares para los clorofluorocarburos (CFCs) e hidroclorofluorocarburos (HCFCs) para su uso como agentes de transferencia de calor, agentes de expansión, e impulsores. Los HFCs se preparan típicamente mediante la fluorinación de un compuesto orgánico clorinado con un agente de fluorinación como, por ejemplo, fluoruro de hidrógeno en presencia de un catalizador de fluorinación. Esta reacción puede llevarse a cabo ya sea en fase liquida o bien en fase de gas. En general, se prefiere la fluorinación en fase liquida porque la reacción es controlada a temperaturas relativamente más bajas lo que resulta en la formación de menos subproductos por descomposición. La fluorinación en fase liquida, sin embargo, emplea y genera compuestos corrosivos como, por ejemplo, fluoruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, y catalizadores, que forman superácidos. Estos superácidos tienden a corroer el reactor en el cual se lleva a cabo la reacción, hasta reactores que consisten de materiales resistentes a la corrosión como, por ejemplo, Inconel 600, NAR25-50MII, Hastelloy C, Hastelloy G-30, acero inoxidable dúplex, y Hastelloy C-22. La corrosión del reactor compromete la integridad estructural del reactor y reduce su vida útil. Por consiguiente, existe la necesidad de minimizar la corrosión del reactor. Un método para reducir dicha corrosión se presenta en la Solicitud de Patente Japonesa Kokai Publicada NO. 233102 (1995) . En esta publicación, se presenta un método para la fluorinación en fase liquida de un compuesto orgánico clorinado en un reactor fabricado o bien forrado con una resina de flúor. El método incluye alimentaciones gaseosas de fluoruro de hidrógeno y compuesto orgánico clorinado. Puesto que el proceso es restringido a corrientes de alimentación gaseosas, es limitado en cuanto al tipo de HFCs que puede producir. Compuestos orgánicos clorinados que tienen dos o más átomos de carbono tienden a descomponerse antes de alcanzar su estado gaseoso. Por ejemplo, el pentacloropropano tiende a descomponerse significativamente a una temperatura mayor que 90°C mientras que su punto de ebullición es de aproximadamente 190 °C. Asi, como asunto práctico, el proceso presentado en esta publicación puede emplearse solamente para producir metanos fluorinados. La publicación Japonesa antes mencionada establece también que, cuando se requiere de una transferencia de calor a través del reactor, lo que es habitualmente el caso en la fluorinación de fase liquida, el forro de resina de flúor debe ser aplicado empleando un método de moldeo. El único método de moldeo identificado ahi es el moldeo en horneada rotatoria. En general, los reactores que tienen un forro moldeado, como por ejemplo un forro horneado de manera rotatoria o bien rociado, no son adecuados para una producción comercial a gran escala. Los reactores que tienen forros de este tipo deben ser horneados en grandes hornos, que son costosos y frecuentemente no disponibles. De hecho, la aplicación de un forro horneado en un gran reactor, por ejemplo, mayor que aproximadamente 1,000 galones, es impráctica. Un forro moldeado no solamente implica limitaciones prácticas en cuanto al reactor, sino que introduce también limitaciones estructurales. Se ha encontrado que los forros moldeados tienden a ser permeables y, bajo altas presiones y con el paso del tiempo, los reactivos tienden a penetrar en el forro y desarrollar una presión entre el forro y la pared del reactor. Esta presión provoca que el forro forme ampollas, y eventualmente el forro se desprende. El problema de la penetración del forro es exacerbado por la ausencia de hendiduras de desagüe en un reactor forrado moldeado. Habitualmente, las hendiduras permiten que los reactivos penetren en el forro para salir del reactor. Un forro moldeado, sin embargo, generalmente no puede ser empleado en un reactor con hendiduras de desagüe. Cuando se aplica un forro moldeado, se aplica un fluoropolimero fluido sobre la pared del reactor y, por consiguiente, los orificios en la pared del reactor resultarán en orificios en el forro moldeado. Orificios en el forro comprometen evidentemente la capacidad de presurizar el reactor. Por consiguiente, mientras que un forro de resina de flúor, horneado de manera rotatoria puede minimizar la corrosión del reactor, sus limitaciones estructurales sin embargo limitan la vida útil del reactor. Por consiguiente, existe la necesidad de un método comercialmente viable para producir un amplio rango de HFCs mientras se minimiza la corrosión del reactor. La presente invención cumple esta necesidad, entre otras cosas. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Y MODALIDAD PREFERIDA La presente invención se enfoca hacia un proceso de fluorinación que emplea un reactor forrado con fluoropolimero duradero y comercialmente viable, de conformidad con lo descrito a continuación, con el objeto de producir una amplia gama de hidrofluorocarburos (HFCs) , incluyendo los que tienen dos o más átomos de carbono. En una modalidad, el proceso comprende: (a) suministrar- un medio de reactor para efectuar la fluorinación en donde al menos una parte del medio reactor se encuentra forrado con fluoropolimero; (b) agregar un agente de fluorinación y un compuesto orgánico clorinado liquido al medio de reactor; y (c) hacer reaccionar en la fase liquida al menos una parte de los materiales iniciales con el objeto de producir un HFC. Puesto que esta modalidad agrega el compuesto orgánico clorinado al reactor en la fase liquida en vez de agregarlo en la fase de gas, compuestos que tienen dos o más átomos de carbono pueden emplearse sin descomposición. Otra modalidad del proceso comprende: (a) suministrar un reactor con un forro de fluoropolimero, suelto; y (b) hacer reaccionar al menos una parte de un compuesto orgánico clorinado con al menos una parte de un agente de fluorinación en el reactor con el objeto de producir un HFC. Un forro de fluoropolimero, suelto, de conformidad con lo descrito a continuación, ofrece un reactor con una barrera resistente a las sustancias químicas que es más duradero que los forros de fluoropolimero, de tipo moldeado. Más específicamente, un forro suelto tiende a ser menos poroso que un forro moldeado y, por consiguiente tiende a mantener un sello durante un tiempo mayor. Otra modalidad del proceso comprende: (a) suministrar un reactor forrado con fluoropolimero que tiene hendiduras de desagüe; y (b) hacer reaccionar al menos una parte de un compuesto orgánico clorinado con al menos una parte de un agente de fluorinación en el reactor con el objeto de producir un HFC. Las hendiduras de desagüe permiten que los reactivos que per ean el reactor forrado con fluoropolimero puedan ser ventilados o bien removidos de otra forma. Esto evita que los reactivos acumulen una presión entre el forro y la pared del reactor y formen ampollas en el forro. En una modalidad preferida, el proceso comprende una combinación de las modalidades anteriores. Un aspecto importante de la presente invención es el uso de un forro de fluoropolimero en al menos una parte del medio de reactor. Como se emplea aqui, los términos "polímero fluorinado" y "fluoropolimero" se emplean de manera equivalente y se refieren en términos generales a cualquier polímero, copolimero o bien mezcla de polímeros que tiene un átomo de flúor en al menos uno de los monómeros. Los materiales preferidos incluyen, por ejemplo, politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, polímero de etileno-tetrafluoroetileno, polímero de etileno-hexafluoropropileno, polímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, cualquier versión modificada de los polímeros anteriores, y mezclas de dos o más de ellos. El forro de politetrafluoroetileno o su versión modificada se prefiere especialmente. El medio de reactor, para facilitar la fluorinación, puede comprender cualquier aparato convencionalmente empleado para preparar HFCs por fluorinación en fase liquida. Un ejemplo de un aparato satisfactorio para este propósito es un aparato que consiste de un recipiente de reacción único, como por ejemplo un autoclave, al cual se puede agregar los materiales iniciales, en forma liquida o gaseosa, y calentado o enfriado suficientemente para mantener la temperatura de reacción a una temperatura establecida. El recipiente de reacción debe promover el contacto entre los reactivos por medio de un método de mezclado adecuado y poder sostener presiones de reacción de hasta aproximadamente 300 psi o bien lo que se espera que sea la presión de reacción máxima. Puesto que la reacción se realiza típicamente bajo presión, el recipiente de reactor consiste generalmente de metal o bien de otro material estructuralmente rígido. Materiales adecuados incluyen, por ejemplo, acero al carbono, acero inoxidable, aleación Incone, aleación Monel, Hastelloy, o bien otro tipo de aleación estructuralmente disponible. En la modalidad preferida, la pared del reactor tiene al menos una hendidura de desagüe, y de preferencia varias hendiduras de desagüe. Las hendiduras de desagüe permiten que los reactivos que per ean el forro puedan ser ventilados o bien removidos de otra forma de la parte entre el forro y la pared del reactor. El número y tamaño de las hendiduras de desagüe pueden variar según el tamaño del reactor y otras variables, aun cuando se prefiere generalmente una hendidura de desagüe que tiene un diámetro comprendido entre aproximadamente 1/8 y aproximadamente 1/2 pulgada. Un reactor que tiene una o varias hendiduras de desagüe requiere que el forro tenga una resistencia adecuada para abarcar la hendidura de desagüe en las presiones de reacción. El med-o de reacción puede comprender también un separador de catalizador conectado operativamente al recipiente de reacción. Un separador de catalizador consiste típicamente de un condensador y una columna empacada, y se instala típicamente arriba del reactor. El separador sirve para mantener el catalizador y cantidades en exceso del agente de fluorinación dentro del reactor, mientras permite que el producto, subproducto y HCL sean removidos del reactor conforme se formen. El reactor y/o separador pueden estar forrados con el fluoropolimero empleando técnicas de aplicación tradicionales como por ejemplo rociado y moldeo horneado. Se ha encontrado, sin embargo, que la inserción de un forro de fluoropolimero suelto ofrece resultados mejorados e inesperados. Como se emplea aqui, la expresión "forro de fluoropolimero, suelto" se refiere en términos generales a un forro que cubre al menos una parte de una parte metálica del reactor y que es instalado a partir de una película o lámina de material de fluoropolimero . De preferencia, la lámina tiene un espesor no menor que aproximadamente 0.7 mm que es más grueso generalmente que los forros moldeados. Como antes mencionado, este método de aplicación del forro se prefiere puesto que tiende a producir un forro menos poroso en comparación a los métodos de moldeo como, por ejemplo, el horneado rotatorio. Un forro suelto se prefiere también porque no es limitado en cuanto a su espesor y se pueden emplear forros pesados. Los forros más gruesos no solamente disminuyen la porosidad sino que incrementan también la resistencia. Por consiguiente, un forro de fluoropolimero suelto tiende a tener una resistencia suficiente para abarcar las hendiduras de desagüe del reactor bajo la presión de reacción. Por ejemplo, un forro de un espesor no menor que aproximadamente 0.7 mm tiene una resistencia suficiente para abarcar al menos una hendidura de desagüe de 1/4 pulgada. Con el objeto de proteger el forro y mejorar su confiabilidad, se puede instalar tabiques de carburo de silicio o carbono resistente a la corrosión, en el reactor. Estos materiales son físicamente más duraderos que un forro de fluoropolimero, y por consiguiente resisten más a la abrasión, a los impactos y a la agitación. Al llevar a cabo la reacción, un agente de fluorinación y un compuesto orgánico clorinado se agregan al reactor en presencia de un catalizador de fluorinación. Un intercambio de halógeno ocurre después donde átomos de flúor reemplazan los átomos de cloro del compuesto orgánico clorinado con el objeto de producir un hidrofluorocarburo deseado. Como se emplea aqui, el término "agente de fluorinación" se refiere, en términos generales, a cualquier material adecuado que ofrece flúor para la reacción de fluorinación. Un agente de fluorinación preferido es sustancialmente fluoruro de hidrógeno anhidro (HF) . El agua presente en la reacción tenderá a reaccionar con el catalizador de fluorinación y desactivarlo. Por consiguiente, se prefiere un fluoruro de hidrógeno sustancialmente anhidro. El término "sustancialmente anhidro" como se emplea aqui indica que el fluoruro de hidrógeno contiene menos que aproximadamente 0.1% en peso de agua y de preferencia contiene menos que aproximadamente 0.05% en peso de agua. Se entenderá, sin embargo, que la presencia de agua en la reacción pueda ser compensada mediante el incremento de la cantidad de catalizador que se emplea. Como se emplea aqui, el término "compuesto orgánico clorinado" se refiere, en términos generales, a cualquier hidrocarburo que tenga al menos un átomo de cloro. Compuestos orgánicos clorinados adecuados incluyen hidroclorofluorocarburos (compuestos que contienen carbono, cloro, flúor e hidrógeno) , hidroclorocarburos (compuestos que contienen carbono, cloro e hidrógeno) y clorofluorocarburos (compuestos que contienen carbono, cloro y flúor) o mezclas de ellos. En una modalidad preferida, el compuesto orgánico clorinado tiene una fórmula de CnHmFxCly, donde lDnD7, ODmDlß, lDxüld, ODyDlß, y (m+x+y) D(2n+2), con mayor preferencia, 2DnD5, 0DmD12, 1DXD12, 0DyD12, y con preferencia todavía mayor, n=3, 0DmD8, 1DXD8, 0DyD8. Se entenderá que conforme se eleva el número de átomos de carbono en la molécula de compuesto orgánico clorinado, baja la temperatura a la cual se descompone, en términos generales. Compuestos orgánicos clorinados que tienen dos o más átomos de carbono tienden a descomponerse a temperaturas cercanas o inferiores a su punto de ebullición. Para tales compuestos, es por consiguiente preferible mantenerlos y hacerlos reaccionar en su estado liquido. El término "catalizador de fluorinación", como se emplea aqui, se refiere a cualquier catalizador de metal inorgánico empleado para la sustitución de flúor por cloro en el compuesto orgánico clorinado. Los catalizadores de fluorinación empleados son haluros de metales como por ejemplo Sb (V) , Ta (V) , Mo (V) , Nb (V) , Sn(IV), Ti (IV), Sb(III) y B(III) y mezclas de dos o más de ellos. Los catalizadores preferidos incluyen SbCl5, SbF5, SbCl3, TaCl5, SnCl4, NbCl5, TiCl4, M0CI5, y mezclas de dos o más de los mismos. El pentacloruro de antimonio es el más preferido debido a su bajo costo y a su disponibilidad. Los catalizadores de fluorinación empleados en esta invención tienen de preferencia una pureza de al menos aproximadamente el 97%.

La cantidad de catalizador que se emplea puede variar ampliamente y puede ser determinada por parte de un experto en la materia sin experimentación exagerada. La cantidad depende de varios factores, incluyendo el catalizador empleado, los reactivos y otras variables de proceso. Aun cuando concentraciones de catalizador relativamente bajas son efectivas (por ejemplo menos que 0.05 mol por mol orgánico agregado), cantidades más elevadas (de 0.1 a 0.5 mol de catalizador por mol de orgánico) pueden ser deseables con el objeto de incrementar la velocidad de reacción y por consiguiente mejorar el rendimiento. En un proceso en lotes, la cantidad más preferida de catalizador empleada es 0.1 a 0.25 mol de catalizador por mol de compuesto orgánico. El compuesto orgánico clorinado y el agente de fluorinación se agregan al reactor, que es de preferencia cargado con un catalizador de fluorinación. Es preferible que el compuesto orgánico clorinado sea alimentado al reactor en fase líquida puesto que hidroclorocarburos con 2 o más átomos de carbono tienden a descomponerse a temperaturas cercanas a su punto de ebullición. Una vez que la reacción ha empezado, los materiales iniciales pueden ser agregados bajo presión con el objeto de suministrar reactivos adicionales para un proceso continuo . La cantidad de agente de fluorinación suministrada al reactor debe ser al menos estequiométrica en relación al flúor al cloro, por ejemplo, aproximadamente 6 moles de HF por mol de CCI3, CH2 CCI3 o bien . al menos aproximadamente 8 moles de HF por mol de CCI3, CH2 CCI2-CH2 CCI3. Generalmente, un exceso estequiométrico de HF se prefiere de tal manera que HF actúe esencialmente como solvente para la reacción de fluorinación. Cantidades excesivas de HF, sin embargo, limitan el rendimiento del producto para un proceso en lotes. La proporción molar HF/compuesto orgánico es de preferencia dentro de un rango de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 30:1; con mayor preferencia, dentro de un rango de aproximadamente 8:1 a aproximadamente 20:1; y con preferencia aún mayor dentro de un rango de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 15:1. Puede ser provechoso regenerar periódicamente el catalizador debido a la desactivación del catalizador con el paso del tiempo. Por ejemplo, si el catalizador es pentavalente, es preferible oxidar el catalizador a partir de su estado trivalente a su estado pentavalente más activo. Esto puede lograrse por cualquier medio conocido en_ la técnica. Cuando se emplean haluros de Sb (V) como catalizador, el cloro puede ser coalimentado en una cantidad suficiente para mantener las sales de antimonio en el estado de oxidación +5 lo que equivale generalmente a aproximadamente 0.06-0.1 libra de cloro por cada libra de catalizador de SbCl5. El cloro puede ser agregado continuamente cuando se operan en un modo continuo, o bien puede agregarse periódicamente cuando se opera en un modo de lotes. Una persona con ciertos conocimientos en la materia puede determinar fácilmente sin experimentos exagerados con una cantidad de cloro a agregar con el objeto de optimizar el uso del catalizador. De preferencia, el agente de fluorinación y el material inicial de compuesto orgánico clorinado se alimentan simultáneamente al reactor después que el reactor alcance la temperatura deseada. La. temperatura en la cual la reacción de fluorinación se lleva a cabo y el periodo de reacción dependerán del material inicial y del catalizador empleado. Una persona con ciertos conocimientos en la materia podrá optimizar fácilmente las condiciones de la reacción sin requerir de experimentos exagerados para obtener los resultados deseados. Las temperaturas se ubicarán generalmente dentro de un rango de aproximadamente 30° a aproximadamente 200°C, de preferencia de aproximadamente 50°C a aproximadamente 150 °C, y con mayor preferencia de aproximadamente 70 a aproximadamente 130 °C. Para agregar calor a la reacción, puede ser benéfico sobrecalentar el agente de fluorinación y/o precalentar las alimentaciones de compuesto orgánico clorinado. La temperatura del separador de catalizador superior debe mantenerse de tal manera que la mayor parte del agente de fluorinación sin reaccionar y catalizador sean regresados al reactor lo que depende de condiciones tales como temperatura de reacción, presión, tipo de compuestos orgánicos, y tipo de catalizador. La presión de reacción puede variar y presiones óptimas pueden ser determinadas por una persona con ciertos conocimientos en la materia sin tener que realizar experimentos exagerados. Una presión de operación conveniente se encuentra dentro de un rango de aproximadamente 30 a aproximadamente 300 psi, de preferencia de aproximadamente 60 a aproximadamente 275 psi, y con mayor preferencia de aproximadamente 70 a aproximadamente 260 psi. Los tiempos de reacción dependen _ de varios factores que incluyen concentración de catalizador, tipo de catalizador, y temperatura. En el caso de un proceso en lotes, el progreso de la reacción puede ser monitoreado convenientemente mediante un incremento de la presión debido a la formación de HCL como subproducto. Tiempos de reacción típicos se ubican dentro de un rango de aproximadamente 1 a aproximadamente 25 horas, y de preferencia de aproximadamente 2 a aproximadamente 8 horas. En el caso de un proceso continuo, los tiempos de reacción se ubican dentro de un rango de aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 5 horas y, de preferencia, de aproximadamente 10 segundos a aproximadamente 1 hora. De conformidad con esta invención, se pueden producir HFCs con altos rendimientos y pureza con una corrosión baja del reactor mediante el uso de un reactor forrado con fluoropolímero. En la modalidad preferida, se producen HFCs que tienen 2 o más átomos de carbono, y en una modalidad más preferida, se producen HFC propanos. En una modalidad todavía más preferida, se produce pentafluoropropano y hexafluoropropano, y la modalidad más preferida produce 1,1,1,3, 3-pentafluoropropano, 1,1,1, 3, 3, 3-hexafluoropropano, y 3, 3, 3-trifluoropropeno . EJEMPLOS Los siguientes ejemplos son ilustrativos de la práctica de la presente invención. Ej emplo 1 Este ejemplos muestra un proceso para la producción de un hidrofluorocarburo, específicamente 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (245fa) , mediante el uso de un reactor forrado con fluoropolímero, específicamente un reactor forrado de 2.5 gal. El reactor fue cargado con aproximadamente 19 libras de catalizador de pentacloruro de antimonio y aproximadamente 3 libras de un agente de fluorinación reactivo HF anhidro liquido. El reactor fue calentado subsecuentemente a una temperatura de aproximadamente 83°C. Después, el líquido de alimentación orgánico 1, 1, 1, 3, 3-pentacloropropano y HF anhidro líquido adicional se alimentaron continuamente al reactor a razón de 0.18 libra/hora y 0.14 libra/hora, respectivamente. Ambos reactivos fueron alimentados a temperatura ambiente. La presión del reactor fue ajustada a 150 psi. Para recuperar el HFC, se empleó un "separador de catalizador. El separador de catalizador consiste de una columna empacada y un condensador instalados sobre el reactor para mantener el catalizador y cantidades en exceso de HF dentro del reactor mientras se remueve el producto, subproducto y HCl del reactor conforme se forman. La temperatura del separador de catalizador se mantuvo a aproximadamente 29°C. En 245fa que sale del separador de catalizador presentó una pureza de aproximadamente 95%. La productividad de 245fa fue de aproximadamente 0.12 libras/hora. Se evitó la corrosión mediante el uso de un reactor forrado con PTFE. Ejemplo 2 Este ejemplo muestra también un proceso para la producción de 245fa mediante el uso de un reactor forrado con PTFE, pero con cantidades más altas de producto y bajo condiciones de operación diferentes. Se cargó un reactor forrado con PTFE de 50 galones con aproximadamente 350 libras de catalizador de pentacloruro de antimonio. Se elevó la temperatura del reactor a 95°C. Se agregaron 1, 1, 1, 3, 3-pentacloropropano (HCC-240) líquido precalentado a aproximadamente 90°C y HF líquido sobrecalentado a 100-150°C al reactor a un régimen de 605 libras/día y 332 libras/día, respectivamente. Además, se alimentaron continuamente 36 libras/dia de cloro al reactor para mantener el catalizador activo. La presión en el reactor se mantuvo a aproximadamente 150 psig. A partir de la corriente de producto, el catalizador recuperó HFC-245fa, HF, HCl y subproductos orgánicos como por ejemplo 1, 3, 3-tetrafluoropropeno, l-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno, y 1-cloro-l, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno . Se recuperaron aproximadamente 21 libras/hora de HCl puro a partir de la corriente de producto mediante destilación a baja temperatura. El rendimiento de 245fa fue de aproximadamente el 90%. Se evitó la corrosión del reactor mediante el uso de un forro suelto de PTFE. Ejemplo 3 Este ejemplo muestra un proceso para la producción de HFC-236a empleando un reactor forrado con PTFE. En este ejemplo, las condiciones y el equipo empleados fueron los mismos que en el ejemplo 2, excepto que el compuesto orgánico clorinado fue cambiado a 1, 1, 1, 3, 3, 3-hexacloropropano (HCC-230) y la cantidad de HF fue ajustada a 400 libras/día. La corriente de producto consistía de HCl, 1, 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoropropano (HFC-236fa), 1-cloro-l, 1, 3, 3, 3-pentafluoropropano (HCHC-235fa) , y 1, 1, 3, 3, 3-pentafluoropropeno entre otros componentes. Los últimos dos componentes pueden ser reciclados para producir más HFC-236a. El rendimiento global de 236fa fue de aproximadamente 90%. Otra vez se impidió la corrosión mediante el uso un reactor forrado con PTFE.

Ejemplo 4 Este ejemplo ilustra el uso de un forro suelto de fluoropolímero para llevar a cabo una reacción en la cual se alimenta reactivo gaseoso a la reacción. A un reactor forrado con PTFE de 4-galones, se cargaron 4.3 libras de catalizador de pentacloruro de antimonio y aproximadamente 15 libras de cloruro de metileno. El reactor fue llevado a una temperatura de 110 °C con alimentación de cloro a razón de aproximadamente 0.1 libra/hora. Después se alimentaron HF anhidro gaseoso y cloruro de metileno gaseoso al reactor a razón de 0.4 y 0.9 libras/hora, respectivamente. Ambos reactivos fueron vaporizados antes que alcanzaran el reactor. La presión del reactor fue mantenida a 135 psig. El producto dentro consistió de trifluorometano (0.19%), difluorometano (96%), y clorofluorometano (3.6%). ~~La productividad de difluorometano fue de aproximadamente 0.5 libras/hora. Se evitó la corrosión mediante el uso de un reactor de 4 galones forrado con PTFE. Ejemplo de comparación Este ejemplo compara las velocidades de corrosión de los metales de los reactores de la técnica anterior con el reactor forrado con fluoropolímero de la presente invención. En vez de generar datos de velocidad de corrosión en base a la corrosión real del reactor, se emplearon muestras representativas de las aleaciones de la técnica anterior.

Estas muestras fueron expuestas a las mismas condiciones de reacción que las descritas en los ejemplos 1-4 arriba. El espesor de las muestras se midió antes y después de cada reacción y se calculó la diferencia. La diferencia en cuanto al espesor de la muestra fue después convertida en milésimas de pulgada por año (MPY) de corrosión (se conoce aqui como "la velocidad de corrosión") en base a una operación de 8000 horas por año. Las velocidades de corrosión para las muestras sometidas a las condiciones de los ejemplos 1 y 2 aparecen en las tablas 1 y 2, respectivamente. Las velocidades de corrosión para las muestras sometidas a las condiciones de los ejemplos 3 y 4 son sustancialmente similares a las presentadas en las tablas 2 y 1, respectivamente y no se repiten aquí. TABLA 1 - Velocidades de corrosión bajo las condiciones del ejemplo 1 Material MPY promedio Acero al carbono 1018 190 Acero inoxidable 316 130 Monel 400 180 Inconel-600 210 20CB3 260 Hastelloy C-276 180 TABLA 2 - Velocidades de corrosión bajo las condiciones del ejemplo 2 Material MPY promedio Acero al carbono 101 341 Acero inoxidable 316 256 Aleación 20 652 Incoloy 825 652 Inconel-600 701 Hastelloy C-276 190 Monel 400 368 Estas tablas indican velocidades de corrosión muy altas para los metales que fueron expuestos a las mismas condiciones que el reactor forrado con fluoropolímero de la presente invención que presentó poca o ninguna corrosión. En general, una velocidad de corrosión de más que aproximadamente 10 milésimas de pulgada por año se considera inaceptable para su uso comercial. Por consiguiente, ninguna de las aleaciones probadas es aceptable para uso comercial bajo las condiciones de reacción de los ejemplos.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Un proceso para la producción de hidrofluorocarburo (HFC), que comprende los pasos de: proporcionar un medio de reactor para llevar a cabo una reacción de fluorinación donde al menos una parte de dicho medio de reacción se encuentra forrada con _ un fluoropolímero; agregar un compuesto orgánico clorinado en fase líquida y un agente de fluorinación a dicho reactor; y hacer reaccionar al menos una parte de dicho compuesto orgánico clorinado con al menos una parte de dicho agente de fluorinación para producir dicho HFC. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, donde dicho agente de fluorinación es fluoruro de hidrógeno, y dicho compuesto orgánico clorinado tiene la fórmula CnHmClxFy, donde lDnD7, 0DmD16, lDxDlß, ODyDld, y (m+x+y) D(2n+2), y donde se mantiene un exceso estequiométrico de dicho HF. El proceso de la reivindicación 2, donde 30nD5. El proceso de la reivindicación 1, donde dicho medio de reactor comprende un reactor que tiene un forro de fluoropolímero suelto. El proceso de la reivindicación 1, donde dicho fluoropolímero se selecciona dentro del grupo que consiste de politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, polímero de etileno-tetrafluoroetileno, polímero de etileno-hexafluoropropileno, polímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, y cualquier versión modificada de los mismos, y mezclas de dos o más de ellos. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, donde dicho agente de fluorinación es sobrecalentado y dicho compuesto orgánico clorinado es precalentado antes de la adición al reactor. 7. Un proceso para la producción de hidrofluorocarburo (HFC) que comprende los pasos de: proporcionar un reactor que tiene al menos una hendidura de desagüe y un forro de fluoropolímero; y hacer reaccionar al menos una parte de un compuesto orgánico clorinado con al menos una porción de un agente de fluorinación en dicho reactor para producir dicho HFC. 8. El proceso de la reivindicación 7, donde dicho forro de fluoropolímero es un forro de fluoropolímero suelto, que comprende un material seleccionado dentro del grupo que consiste de politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, polímero de etileno-tetrafluoroetileno, polímero de etileno-hexafluoropropileno, polímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, cualquier versión modificada de los mismos, y mezclas de dos o más de ellos. 9. Un proceso para la producción de hidrofluorocarburo (HFC) que comprende los pasos de: suministrar un reactor con un forro de fluoropolímero suelto; y hacer reaccionar al menos una parte de un compuesto orgánico clorinado con al menos una porción de un agente de fluorinación en dicho reactor para producir dicho HFC. 10. El proceso de la reivindicación 9, donde dicho fluoropolímero se selecciona dentro del grupo que consiste de politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, polímero de etileno-tetrafludroetileno, polímero de etileno-hexafluoropropileno, polímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, cualquier versión modificada de los mismos, y mezclas de dos o más de ellos. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10 donde dicho fluoropolímero es politetrafluoroetileno o su versión modificada. 12. El proceso de la reivindicación 9, donde dicho compuesto orgánico clorinado tiene la fórmula CnHmClxFy/ donde lDnD7, ODmDlß, lDxDlß, 0DyD16, y (m+x+y) D(2n+2), y donde un exceso estequiométrico de dicho HF se mantiene en dicho reactor. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, donde dicho reactor tiene un tamaño físico de al menos 1000 galones. 14. Un proceso para ampliar la vida útil de un reactor en un método para producir un hidrofluorocarburo (HFC) , dicho método comprende el paso de: llevar a cabo una reacción de fluorinación mediante la reacción de un compuesto orgánico clorinado y un agente de fluorinación en presencia de un catalizador de fluorinación; dicho proceso comprende: el uso de un reactor con un forro de fluoropolímero, suelto para llevar a cabo dicha reacción de fluorinación. 15. El proceso de la reivindicación 14, donde la velocidad de corrosión en dicho reactor es menor que aproximadamente 10 milésimas de pulgada por año en base a aproximadamente 8,000 horas de operación por año. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, donde dicha reacción de fluorinación comprende además: cargar dicho reactor con un catalizador de fase líquida seleccionado dentro del grupo que consiste de haluros de Sb, Ta, Sn, Nb, Ti y Mo, y combinaciones de dos o más de ellos; alimentar dicho reactor con un compuesto orgánico clorinado en estado liquido y fluoruro de hidrógeno (HF) , donde dicho compuesto orgánico clorinado tiene la fórmula CnHmClxFy, donde lDnD5, 0DmD12, 10x012, 0DyD12, y (m+x+y) ü(2n+2), y donde se mantiene un exceso estequiométrico de HF; calentar dicho reactor a una temperatura comprendida entre aproximadamente 300 °C y aproximadamente 200°C; presurizar dicho reactor entre aproximadamente 30 psig y aproximadamente 300 psig; y recuperar dicho HFC a partir de dicho reactor mediante el uso de un separador de catalizador. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, donde dicho reactor tiene al menos una hendidura de desagüe. 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, donde dicha reacción de fluorinación comprende además: agregar cloro a dicho reactor para regenerar dicho catalizador. 19. El proceso de conformidad con la reivindicación 18, donde la proporción molar entre HF y un compuesto orgánico clorinado es de aproximadamente 30:1 a aproximadamente 1:1. 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, donde dicho fluoropolímero se selecciona dentro del grupo que consiste de politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, polímero de etileno-tetrafluoroetileno, polímero de etileno-hexafluoropropileno, polímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, cualquier versión modificada de los mismos, y mezclas de dos o más de ellos.