WO2011010023A1 - Procede de preparation de composes fluores olefiniques - Google Patents

Procede de preparation de composes fluores olefiniques Download PDF

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WO2011010023A1
WO2011010023A1 PCT/FR2010/050970 FR2010050970W WO2011010023A1 WO 2011010023 A1 WO2011010023 A1 WO 2011010023A1 FR 2010050970 W FR2010050970 W FR 2010050970W WO 2011010023 A1 WO2011010023 A1 WO 2011010023A1
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reaction medium
potassium hydroxide
potassium
weight
compound
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PCT/FR2010/050970
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Inventor
Jean-Michel Bossoutrot
Pierre-Marie Sedat
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Arkema France
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/25—Preparation of halogenated hydrocarbons by splitting-off hydrogen halides from halogenated hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/20—Halides
    • C01F11/22—Fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Definitions

  • the subject of the invention is a process for the preparation of olefinic fluorinated compounds. It relates more particularly to a process for preparing hydrofluoropropenes.
  • Hydrofluorocarbons and in particular hydrofluoroolefins (HFOs), such as 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (HFO-1234yf), are compounds known for their properties as refrigerants and fluids. coolants, fire extinguishers, propellants, foaming agents, blowing agents, gaseous dielectrics, polymerization medium or monomer, carrier fluids, abrasive agents, drying agents and fluids for power generation units. Unlike CFCs and HCFCs, which are potentially hazardous to the ozone layer, HFOs do not contain chlorine and therefore do not pose a problem for the ozone layer.
  • 1,2,3,3,3-Pentafluoropropene (HFO-1225ye) is a synthetic intermediate in the manufacture of 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (HFO-1234yf).
  • HFC-245fa is contacted with an aqueous solution of 50% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 24 hours at room temperature and under pressure.
  • KOH potassium hydroxide
  • This document also teaches a reaction temperature of between -20 ° C. and 80 ° C.
  • WO 2008/075017 illustrates the dehydrofluorination reaction of
  • WO 2007/056194 describes the preparation of HFO-1234yf by dehydrofluorination of 1,1,1,2,3-pentafluoropropane (HFC-245eb) either with an aqueous solution of KOH or in the gaseous phase in the presence of a catalyst, especially on catalyst based on nickel, carbon or a combination thereof.
  • the present invention provides a process for the continuous or semi-continuous manufacture of a (hydro) fluoroolefinic compound making it possible to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the subject of the present invention is therefore a process for the continuous or semi-continuous manufacture of a (hydro) fluoroolefinic compound comprising (i) contacting in a stirred reactor provided with at least one inlet for the reagents and at least one outlet of at least one compound comprising from three to six carbon atoms, at least two fluorine atoms and at least one hydrogen atom, with the proviso that at least one atom of hydrogen and a fluorine atom are located on adjacent carbon atoms, with potassium hydroxide in an aqueous reaction medium, to give the (hydro) fluoroolefinic compound, which is separated from the reaction medium in gaseous form, and fluoride of potassium, (ii) contacting the potassium fluoride formed in (i) with calcium hydroxide in an aqueous medium in
  • the present invention thus makes it possible to obtain an advantageous process because, on the one hand, potassium hydroxide is more reactive than calcium hydroxide in the dehydrofluorination reaction and, on the other hand, the conversion of calcium hydroxide in calcium fluoride, valuable byproduct is high.
  • the process according to the present invention makes it possible to obtain a mean size at 50% by weight of the particle size distribution of calcium fluoride crystals greater than 10 ⁇ m, or even greater than 20 ⁇ m and more. particularly between 20 and 60 microns and thus facilitate washing, filtration and recycling of potassium hydroxide.
  • reaction medium of step (i) is stirred so as to ensure a dispersion of the gas in the liquid medium.
  • the method according to the present invention preferably provides a compound
  • Y represents a hydrogen or halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine or iodine and X represents a halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine or iodine;
  • the present invention is particularly suitable for the manufacture of a compound of formula (Ia)
  • Z represents a hydrogen or fluorine atom from a compound of formula CF 3 CFRCHR'Z in which Z has the same meaning as in formula (Ia) and R represents a fluorine atom when R 'represents a hydrogen atom or R represents a hydrogen atom when R 'represents a fluorine atom.
  • the 1,2,3,3,3-pentafluoropropene may be in the form of cis and / or trans isomer.
  • the present invention may further be used for the manufacture of 1,3,3,3-tetrafluoropropene by dehydrofluorination of 1,1,3,3,3-pentafluoropropane with KOH.
  • the potassium hydroxide may represent between 20 and 75% by weight relative to the weight of the water and KOH mixture present in the aqueous reaction medium, preferably between 55 and 70%. Depending on the content, the potassium hydroxide may be in the form of an aqueous solution or in the molten state.
  • Stage (i) is generally carried out at a temperature such that the water formed during the dehydrofluorination reaction is removed, partly or wholly, from the reaction medium by entrainment of the gas stream comprising the compound (hydro) fluorolefinic acid, from the stirred reactor.
  • This temperature is preferably between 80 and 180 ° C, advantageously between 125 and 180 ° C, and especially between 145 and 165 ° C.
  • the dehydrofluorination reaction of step (i) can be carried out at atmospheric pressure but it is preferred to work at a pressure higher than atmospheric pressure.
  • this pressure is between 1.1 and 2.5 bar.
  • step (ii) can be carried out in a stirred or fluidized bed reactor by reacting calcium hydroxide, preferably in suspension in water, with potassium fluoride from the water. step (i).
  • the reaction temperature may vary within wide limits but for economic reasons it is preferably between 50 and 150 ° C, preferably between 70 and 120 ° C and more preferably between 70 and 100 ° C.
  • the calcium hydroxide represents between 2 and 40% by weight relative to the weight of the suspension.
  • step (ii) is supplied with potassium fluoride by the reaction medium from step (i) comprising water, potassium hydroxide and potassium fluoride.
  • the potassium fluoride in step (i) can be dissolved or suspended.
  • the potassium fluoride preferably represents between 4 and 45% by weight of the reaction medium of stage (i).
  • step (ii) two moles of potassium fluoride react with one mole of calcium hydroxide to give one mole of potassium fluoride and two moles of potassium hydroxide.
  • This generation of potassium hydroxide makes it possible to limit the possible need for re-concentration and thus reduces the addition of potassium hydroxide in the process.
  • a dilution step of the reaction medium may be provided between step (i) and step (ii).
  • the calcium fluoride precipitated in step (ii) is separated from the reaction medium, for example by filtration and / or decantation. Prior to filtration, a settling step can be provided. The calcium fluoride thus separated is then washed with water.
  • the level of calcium fluoride solids present in the reaction medium of step (ii) is between 2 and 30% by weight.
  • reaction medium with or without calcium fluoride washings may be recycled to step (i) after any adjustment of the potassium hydroxide content.
  • the process according to the present invention has the advantage of leading to high yields even in the absence of phase transfer catalyst and / or organic solvent.
  • EXAMPLE 2 The procedure is as in Example 1 except that 1 kg of potassium hydroxide at 25% by weight is introduced.
  • the composition of the solid by weight, after one hour of reaction, is as follows: CaF 2 : 95%
  • the residence time in the reactor is about 1 h.
  • the solid content of the suspension at the outlet of the reactor is 3.6% by weight.
  • the granulometry of the synthesized calcium fluoride is 30 ⁇ m and its purity exceeds 85% by weight.
  • FIG. 1 is a schematic of one embodiment of the present invention.
  • a stirred reactor (1) equipped with a heating / cooling device and a temperature measurement of the reaction medium, containing a mixture of water and KOH in which the KOH is present at 60% by weight in water, is fed with continuously by a solution of molten KOH (2) in which the KOH is present at 65% by weight in water, and by 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (3).
  • the temperature is maintained at 150 ° C. and the pressure in the reactor is 1.2 bars absolute.
  • the gaseous products exit the reactor through an orifice (4) on the lid and the water contained in the gas stream is removed by condensation (13).
  • the outlet (5) of the reactor (1) is diluted in line with water (6) to obtain a KOH titre of 30%.
  • This mixture is sent to the reactor inlet (7) and thus supplies the reactor (7) with potassium fluoride, which can be suspended in the aqueous medium.
  • a suspension of 15% by weight of calcium hydroxide in water is introduced into the reactor (7) by way (8).
  • the reactor (7) is maintained at a temperature between 70 and 80 ° C.
  • the outlet of the reactor (7) is connected to a filter (9) for separating the calcium fluoride from the reaction medium and then washing it with water (10); the aqueous medium separated from the calcium fluoride is then recycled to the reactor (1) after adjusting the concentration of the KOH.
  • the calcium floride washing waters are recycled to the tray (16) for preparing the suspension of calcium hydroxide in water.
  • the molten KOH mixture fed to the reactor (1) is prepared by evaporation (removal of water (15)) of an aqueous solution of 50% by weight of KOH (14) and of the aqueous solution from the filter (9) .
  • the molar conversion ratio of 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane is greater than 98%.
  • the selectivity to 1,1,1,2,3-pentafluoropropene is greater than 99%.
  • the molar conversion rate of the calcium hydroxide is greater than 85%.
  • Example 4 The procedure is as in Example 4 except that the reactor (1) is fed continuously with 1,2,3,3,3-pentafluoropropane instead of 1,1,1,2,3,3- hexafluoropropane.
  • the stirred reactor (1) contains a mixture of water and KOH in which the KOH is present at
  • the molar conversion level of 1,2,3,3,3-pentafluoropropane is greater than 98%.
  • the selectivity in 1,1,1,2 tetrafluoropropene is greater than 99%.
  • a reactor maintained at 80 ° C. and stirred at 500 rpm by a solution of potash resulting from the dehydrofluorination step and titrating after dilution is fed continuously.
  • the solid content of the suspension at the outlet of the reactor is 3.6% by weight.
  • the granulometry of the synthesized calcium fluoride is 30 ⁇ m and its purity exceeds 85% by weight.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de préparation de composés fluorés oléfiniques. Elle concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un composé (hydro)fluorooléfinique comprenant (i) la mise en contact dans un réacteur agité, muni d'au moins une entrée pour les réactifs et d'au moins une sortie, d'au moins un composé comprenant de trois à six atomes de carbone, d'au moins deux atomes de fluor et d'au moins un atome d'hydrogène, à la condition qu'au moins un atome d'hydrogène et un atome de fluor sont situés sur des atomes de carbone adjacent, avec de l'hydroxyde de potassium dans un milieu réactionnel aqueux, pour donner le composé (hydro)fluorooléfinique, qui est séparé du milieu réactionnel sous forme gazeux, et du fluorure de potassium, (ii) la mise en contact en milieu aqueux du fluorure de potassium formé en (i) avec de l'hydroxyde de calcium dans un deuxième réacteur pour donner de l'hydroxyde de potassium et précipiter du fluorure de calcium, (iii) séparation du fluorure de calcium précipité à l'étape (ii) du milieu réactionnel et (iv) éventuellement le milieu réactionnel est recyclé après éventuel ajustement de la concentration en hydroxyde de potassium à l'étape (i) caractérisé en ce que l'hydroxyde de potassium représente dans le milieu réactionnel de l'étape (ii) entre 10 et 35% en poids par rapport au poids du mélange eau et hydroxyde de potassium du milieu.

Description

PROCEDE DE PREPARATION DE COMPOSES FLUORES OLEFINIQUES
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un procédé de préparation de composés fluorés oléfiniques. Elle concerne plus particulièrement un procédé de préparation des hydrofluoropropènes.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les hydrofluorocarbones (HFC) et en particulier les hydrofluorooléfines (HFOs), telles que le 2,3,3,3-tétrafluoro-l-propène (HFO-1234yf) sont des composés connus pour leurs propriétés de réfrigérants et fluides caloporteurs, extinctrices, propulseurs, agents moussants, agents gonflants, diélectriques gazeux, milieu de polymérisation ou monomère, fluides supports, agents pour abrasifs, agents de séchage et fluides pour unité de production d'énergie. A la différence des CFC et des HCFC, qui sont potentiellement dangereux pour la couche d'ozone, les HFOs ne contiennent pas de chlore et donc ne posent pas de problème pour la couche d'ozone.
Le 1,2,3,3,3- pentafluoropropène (HFO-1225ye) est un intermédiaire de synthèse dans la fabrication du 2,3,3,3-tétrafluoro-l-propène (HFO-1234yf).
La plupart des procédés de fabrication des hydrofluorooléfines font appel à une réaction de déhydrohalogénation. Ainsi, le document WO 03/027051 décrit un procédé de fabrication de fluorooléfines de formule CF3CY=CXnHp, dans laquelle X et Y représentent chacun un atome d'hydrogène ou d'halogène choisi parmi le fluor, le chlore, le brome ou l'iode ; n et p sont des nombres entiers et peuvent indépendamment prendre la valeur zéro, 1 ou 2 à condition que (n + p) = 2, comprenant la mise en contact d'un composé de formule CF3C(R1aR2b)C(R3 cR4d) avec R1, R2, R3 et R4 représentant indépendamment un atome d'hydrogène ou d'halogène choisi parmi le fluor, le chlore, le brome ou l'iode à condition qu'au moins un de R1, R2, R3 et R4 est un atome d'halogène et qu'au moins un atome d'hydrogène et un atome d'halogène sont situés sur des atomes de carbone adjacent ; a et b peuvent indépendamment prendre la valeur zéro, 1 ou 2 à condition que (a + b) = 2 ; c et d peuvent indépendamment prendre la valeur zéro, 1, 2 ou 3 à condition que (c + d) = 3, avec au moins un hydroxyde de métal alcalin en présence d'un catalyseur de transfert phase. Ce document enseigne à l'exemple 2, qu'en l'absence d'un catalyseur de transfert de phase, il n'y a pas de réaction lorsque le 1,1,1,3,3-pentafluoropropane
(HFC-245fa) est mis en contact avec une solution aqueuse de 50 % en poids de hydroxyde de potassium (KOH) pendant 24 heures à température ambiante et sous pression.
Ce document enseigne en outre une température de réaction compris entre - 200C et 800C.
Le document WO 2008/075017 illustre la réaction de déhydrofluoration du
1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (HFC-236ea) en 1,2,3,3,3-pentafluoropropène (HFO- 1225ye) à 150° C en présence d'une solution aqueuse de 50 % en poids de KOH. En l'absence d'un catalyseur de transfert de phase, la conversion au bout de 3 heures et demie est de 57,8 % et la sélectivité en HFO-1225ye est de 52,4 % (essai 1). En présence d'un catalyseur de transfert de phase, cette conversion est atteinte au bout de 2,5 heures seulement et la sélectivité est pratiquement inchangée (essai 4). Comme indiqué au tableau 2 de ce document pour accroître la sélectivité en HFO-1225ye, il est nécessaire d'utiliser un solvant organique.
WO 2007/056194 décrit la préparation de HFO-1234yf par déhydrofluoration du 1,1,1,2,3-pentafluoropropane (HFC-245eb) soit avec une solution aqueuse de KOH soit en phase gazeuse en présence d'un catalyseur, notamment sur catalyseur à base de nickel, de carbone ou une combinaison de ceux-ci.
Le document Knunyants et al, Journal of the USSR Academy of Sciences, Chemistry Department, "reactions of fluoro-olefins", report 13., "catalytic hydrogénation of perfluoro-olefins", 1960, décrit de façon distincte diverses réactions chimiques sur des composes fluorés. Ce document décrit la déhydrofluoration du 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (236ea) par passage au travers d'une suspension de KOH en poudre dans l'éther de dibutyle, pour produire du 1,2,3,3,3- pentafluoropropène-1 (HFO-1225ye) avec un rendement de 60 % seulement. Ce document décrit également la déhydrofluoration de 1,1,1,2,3-pentafluoropropane (HFC-245eb) en 2,3,3,3-tétrafluoro-l-propène (HFO-1234yf) par passage dans une suspension de KOH en poudre dans l'éther de dibutyle avec un rendement de 70 % seulement.
Par ailleurs, la figure 2 à la page 51 du deuxième fascicule du nouveau traité de chimie minérale de P. Pascal, Ed. 1963, montre l'allure des équilibres liquide solide du système eau et hydroxyde de potassium et les mesures sont rassemblées dans le tableau à la page 52.
Les réactions de déhydrofluoration telles que décrites ci-dessus conduisent, outre au composé hydrofluorooléfinique recherché, à la formation de l'eau et de fluorure de potassium. Par ailleurs, la mise en œuvre d'une telle réaction en continu n'est pas aisée à l'échelle industrielle car au moins trois phases (gazeuse, liquide et solide) sont mis en jeu.
La présente invention fournit un procédé de fabrication continu ou semi-continu d'un composé (hydro)fluorooléfinique permettant de remédier aux inconvénients précités. La présente invention a donc pour objet un procédé de fabrication continu ou semi-continu d'un composé (hydro)fluorooléfinique comprenant (i) la mise en contact dans un réacteur agité, muni d'au moins une entrée pour les réactifs et d'au moins une sortie, d'au moins un composé comprenant de trois à six atomes de carbone, d'au moins deux atomes de fluor et d'au moins un atome d'hydrogène, à la condition qu' au moins un atome d'hydrogène et un atome de fluor sont situés sur des atomes de carbone adjacent, avec de l'hydroxyde de potassium dans un milieu réactionnel aqueux, pour donner le composé (hydro)fluorooléfinique, qui est séparé du milieu réactionnel sous forme gazeux, et du fluorure de potassium, (ii) la mise en contact en milieu aqueux du fluorure de potassium formé en (i) avec de l'hydroxyde de calcium dans un deuxième réacteur pour donner de l'hydroxyde de potassium et précipiter du fluorure de calcium, (iii) séparation du fluorure de calcium précipité à l'étape (ii) du milieu réactionnel et (iv) éventuellement le milieu réactionnel est recyclé après éventuel ajustement de la concentration en hydroxyde de potassium à l'étape (i) caractérisé en ce que l'hydroxyde de potassium représente dans le milieu réactionnel de l'étape (ii) entre 10 et 35 % en poids par rapport au poids du mélange eau et hydroxyde de potassium du milieu.
La présente invention permet ainsi d'obtenir un procédé avantageux car d'une part, l'hydroxyde de potassium est plus réactive que l'hydroxyde de calcium dans la réaction de déhydrofluoration et d'autre part, la conversion de l'hydroxyde de calcium en fluorure de calcium, sous produit valorisable est élevée.
La demanderesse a observé que le procédé selon la présente invention permet d'obtenir une taille moyenne à 50 % en poids de la distribution granulométrique de cristaux de fluorure de calcium supérieure à 10 μm, voire supérieure à 20 μm et plus particulièrement comprise entre 20 et 60 μm et ainsi faciliter les opérations de lavage, filtration et le recyclage de l'hydroxyde de potassium.
Le milieu réactionnel de l'étape (i) est agité de manière à assurer une dispersion du gaz dans le milieu liquide.
Le procédé selon la présente invention fournit de préférence un composé
(hydro)fluorooléfinique comportant trois atomes de carbone, avantageusement un composé (hydro)fluorooléfinique représenté par la formule (I)
CF3CY=CXnHp (I)
dans laquelle Y représente un atome d'hydrogène ou d'halogène choisi parmi le fluor, le chlore, le brome ou l'iode et X représente un atome d'halogène choisi parmi le fluor, le chlore, le brome ou l'iode ; n et p sont des nombres entiers et peuvent indépendamment prendre la valeur zéro, 1 ou 2 à condition que (n + p) = 2, en mettant en contact un composé de formule CF3CYRCR'XnHp, dans laquelle X, Y, n et p ont la même signification que dans la formule (I) et R représente un atome de fluor lorsque R' représente un atome d'hydrogène ou R représente un atome d'hydrogène lorsque R' représente un atome de fluor, avec l'hydroxyde de potassium dans l'étape
(i).
La présente invention convient tout particulièrement à la fabrication d'un composé de formule (Ia)
CF3-CF=CHZ (Ia)
dans laquelle Z représente un atome d'hydrogène ou fluor à partir d'un composé de formule CF3CFRCHR'Z dans laquelle Z a la même signification que dans la formule (Ia) et R représente un atome de fluor lorsque R' représente un atome d'hydrogène ou R représente un atome d'hydrogène lorsque R' représente un atome de fluor.
Ainsi, le 2,3,3,3-tetrafluoropropène peut être obtenu par déhydrofluoration du
1,2,3,3,3-pentafluoropropane avec le KOH et/ou 1,2,3,3,3-pentafluoropropène par déhydrofluoration du 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane avec le KOH dans l'étape (i). Le 1,2,3,3,3-pentafluoropropène peut être sous la forme d'isomère cis et/ou trans.
La présente invention peut en outre être utilisée pour la fabrication du 1,3,3,3- tetrafluoropropène par déhydrofluoration du 1,1,3,3,3-pentafluoropropane avec le KOH.
Dans l'étape (i) du procédé selon la présente invention l'hydroxyde de potassium peut représenter entre 20 et 75 % en poids par rapport au poids du mélange eau et KOH présent dans le milieu réactionnel aqueux, de préférence comprise entre 55 et 70 %. Suivant la teneur, l'hydroxyde de potassium peut être sous forme de solution aqueuse ou à l'état fondu.
L'étape (i) est en général mise en œuvre à une température telle que l'eau formée en cours de réaction de déhydrofluoration est éliminée, en partie ou en totalité, du milieu réactionnel par entraînement du flux gazeux comprenant le composé (hydro)fluorooléfinique, issu du réacteur agité. Cette température est de préférence comprise entre 80 et 180° C, avantageusement comprise entre 125 et 180° C, et tout particulièrement comprise entre 145 et 165° C.
La réaction de déhydrofluoration de l'étape (i) peut être mise en œuvre à pression atmosphérique mais on préfère travailler à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Avantageusement, cette pression est comprise entre 1,1 et 2,5 bars.
La réaction de l'étape (ii) peut être mise en œuvre dans un réacteur agité ou à lit fluidisé en faisant réagir de l'hydroxyde de calcium, de préférence en suspension dans l'eau, avec le fluorure de potassium en provenance de l'étape (i). La température de réaction peut varier dans des larges limites mais pour des raisons économiques, elle est de préférence comprise entre 50 et 150 ° C, avantageusement entre 70 et 120° C et plus avantageusement entre 70 et 100 ° C.
Lorsqu'une suspension d'hydroxyde de calcium est utilisée à l'étape (ii), l'hydroxyde de calcium représente entre 2 et 40 % en poids par rapport au poids de la suspension.
Avantageusement, l'étape (ii) est alimentée en fluorure de potassium par le milieu réactionnel provenant de l'étape (i) comprenant de l'eau, de l'hydroxyde de potassium et du fluorure de potassium. Le fluorure de potassium dans l'étape (i) peut être dissous ou en suspension. Le fluorure de potassium représente de préférence entre 4 et 45 % en poids du milieu réactionnel de l'étape (i).
Dans l'étape (ii) deux moles de fluorure de potassium réagissent avec un mole d'hydroxyde de calcium pour donner une mole de fluorure de potassium et deux moles d'hydroxyde de potassium. Cette génération d'hydroxyde de potassium permet de limiter le besoin éventuel de re-concentration et diminue ainsi l'ajout d'hydroxyde de potassium dans le procédé.
On peut prévoir une étape de dilution du milieu réactionnel entre l'étape (i) et l'étape (ii). Le fluorure de calcium précipité à l'étape (ii) est séparé du milieu réactionnel, par exemple par filtration et/ou décantation. Préalablement à la filtration, on peut prévoir une étape de décantation. Le fluorure de calcium ainsi séparé est ensuite lavé à l'eau.
Au cours de l'étape de décantation, on peut prévoir le recyclage d'une partie de la suspension concentrée en fluorure de calcium à l'étape (ii). Avantageusement, le taux de solides de fluorure de calcium présent dans le milieu réactionnel de l'étape (ii) est compris entre 2 et 30 % en poids.
Après séparation du fluorure de calcium, le milieu réactionnel avec ou sans eaux de lavage du fluorure de calcium peut être recyclé à l'étape (i) après éventuel ajustement de la teneur en hydroxyde de potassium.
Il peut être avantageux d'utiliser un gaz inerte dans l'étape de déhydrofluoration.
Le procédé selon la présente invention a l'avantage de conduire à des rendements élevés même en l'absence de catalyseur de transfert de phase et/ou de solvant organique.
La présente invention comprend également les combinaisons des formes préférées quel que soit le mode de réalisation. PARTIE EXPERIMENTALE Exemple 1
Dans un réacteur, on introduit 1 Kg de potasse à 50 % en poids contenant 9% en poids de KF et on chauffe à 100° C. On ajoute ensuite sous agitation de 500 tours/min, 109g de Ca(OH)2 titrant 96 % en poids (impureté majeure étant CaCO3).
Au bout d'une heure de réaction, on prélève la suspension. Le taux de solide est de 3,5
% en poids et la composition du solide en poids est la suivante :
CaF2 : 60 %
Ca(OH)2 : 36%
CaCO3 : 4%
Exemple 2 On opère comme à l'exemple 1 sauf que l'on introduit 1 Kg de potasse à 25 % en poids. la composition du solide en poids, au bout d'une heure de réaction, est la suivante : CaF2 : 95 %
Ca(OH)2 : 1%
CaCO3 : 4%.
Exemple 3
On alimente en continu un réacteur maintenu à 100° C et agité à 500 tr/min par une solution de potasse issue de l'étape de déhydrofluoration et titrant après dilution 28% en poids en potasse et 6% en poids KF. La suspension de Ca(OH)2 alimentant le réacteur titre 20 % poids. Le temps de séjour dans le réacteur est d'environ Ih.
La filtrabilité de la suspension obtenue après réaction est très bonne.
Le taux de solide de la suspension en sortie du réacteur est de 3,6% en poids.
La granulométrie du fluorure de calcium synthétisé est de 30 μm et sa pureté supérieure à 85% poids.
Exemple 4
La figure 1 donne le schéma d'un mode de réalisation de la présente invention. Un réacteur agité (1), équipé d'un dispositif de chauffage/refroidissement et de mesure de température du milieu réactionnel, contenant un mélange eau et KOH dans lequel le KOH est présent à 60 % en poids dans l'eau, est alimenté en continu par une solution de KOH fondu (2) dans lequel le KOH est présent à 65 % en poids dans l'eau, et par du 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (3). La température est maintenue à 150° C et la pression dans le réacteur est de 1,2 bars absolus. Les produits gazeux sortent du réacteur par un orifice (4) situé sur le couvercle et l'eau contenue dans le flux gazeux est éliminé par condensation (13).
La sortie (5) du réacteur (1) est diluée en ligne par de l'eau (6) pour obtenir un titre en KOH de 30%. Ce mélange est envoyé à l'entrée du réacteur (7) et assure donc l'alimentation du réacteur (7) en fluorure de potassium, pouvant être en suspension dans le milieu aqueux. Une suspension de 15 % en poids d'hydroxyde de calcium dans l'eau est introduite dans le réacteur (7) par la voie (8). Le réacteur (7) est maintenu à une température comprise entre 70 et 80 ° C.
La sortie du réacteur (7) est reliée à un filtre (9) pour séparer le fluorure de calcium du milieu réactionnel, puis le laver à l'eau (10) ; le milieu aqueux séparé du fluorure de calcium est ensuite recyclé au réacteur (1) après ajustement de la concentration du KOH. Les eaux de lavage du florure de calcium sont recyclées au bac (16) de préparation de la suspension d'hydroxyde de calcium dans l'eau.
Le mélange de KOH fondu alimentant le réacteur (1) est préparé par évaporation ( élimination d'eau (15)) d'une solution aqueuse de 50 % en poids de KOH (14) et de la solution aqueuse provenant du filtre (9).
En sortie du réacteur (1), le taux de conversion molaire du 1,1,1,2,3,3- hexafluoropropane est supérieure à 98 %. La sélectivité en 1,1,1,2,3 pentafluoropropène est supérieure à 99 %.
En sortie du réacteur (7), le taux de conversion molaire de l'hydroxyde de calcium est supérieure à 85 %.
Exemple 5
On opère comme à l'exemple 4 sauf que l'on alimente le réacteur (1) en continu par du 1,2,3,3,3-pentafluoropropane à la place du 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane.
Le réacteur agité (1) contient un mélange eau et KOH dans lequel le KOH est présent à
65 % en poids dans l'eau.
En sortie du réacteur (1), le taux de conversion molaire du 1,2,3,3,3- pentafluoropropane est supérieure à 98 %. La sélectivité en 1,1,1,2 tetrafluoropropène est supérieure à 99 %.
Exemple 6
On alimente en continu un réacteur maintenu à 80° C et agité à 500 tr/min par une solution de potasse issue de l'étape de déhydrofluoration et titrant après dilution
32,8% en poids en potasse et 9,7% en poids KF. La suspension de Ca(OH)2 alimentant le réacteur titre 15% poids. Le temps de séjour dans le réacteur est d'environ Ih.
La filtrabilité de la suspension obtenue après réaction est très bonne.
Le taux de solide de la suspension en sortie du réacteur est de 3,6% en poids.
La granulométrie du fluorure de calcium synthétisé est de 30 μm et sa pureté supérieure à 85% poids.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication continu ou semi-continu d'un composé (hydro)fluorooléfinique comprenant (i) la mise en contact dans un réacteur agité, muni d'au moins une entrée pour les réactifs et d'au moins une sortie, d'au moins un composé comprenant de trois à six atomes de carbone, d'au moins deux atomes de fluor et d'au moins un atome d'hydrogène, à la condition qu' au moins un atome d'hydrogène et un atome de fluor sont situés sur des atomes de carbone adjacent, avec de l'hydroxyde de potassium dans un milieu réactionnel aqueux, pour donner le composé (hydro)fluorooléfinique, qui est séparé du milieu réactionnel sous forme gazeux, et du fluorure de potassium, (ii) la mise en contact en milieu aqueux du fluorure de potassium formé en (i) avec de l'hydroxyde de calcium dans un deuxième réacteur pour donner de l'hydroxyde de potassium et précipiter du fluorure de calcium, (iii) séparation du fluorure de calcium précipité à l'étape (ii) du milieu réactionnel et (iv) éventuellement le milieu réactionnel est recyclé après éventuel ajustement de la concentration en hydroxyde de potassium à l'étape (i) caractérisé en ce que l'hydroxyde de potassium représente dans le milieu réactionnel de l'étape (ii) entre 10 et 35 % en poids par rapport au poids du mélange eau et hydroxyde de potassium du milieu.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le composé
(hydro)fluorooléfinique de formule (I)
CF3CY=CXnHp (I)
dans laquelle Y représente un atome d'hydrogène ou d'halogène choisi parmi le fluor, le chlore, le brome ou l'iode et X représente un atome d'halogène choisi parmi le fluor, le chlore, le brome ou l'iode ; n et p sont des nombres entiers et peuvent indépendamment prendre la valeur zéro, 1 ou 2 à condition que (n + p) = 2, est obtenu par la mise en contact d' un composé de formule CF3CYRCR'XnHp, dans laquelle X, Y, n et p ont la même signification que dans la formule (I) et R représente un atome de fluor lorsque R' représente un atome d'hydrogène ou R représente un atome d'hydrogène lorsque R' représente un atome de fluor, avec l'hydroxyde de potassium dans l'étape (i).
3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le composé (hydro)fluorooléfinique est de formule (Ia) CF3-CF=CHZ (Ia)
dans laquelle Z représente un atome d'hydrogène ou fluor comprend la mise en contact d'un composé de formule CF3CFRCHR'Z, dans laquelle Z a la même signification que dans la formule (Ia) et R représente un atome de fluor lorsque R' représente un atome d'hydrogène ou R représente un atome d'hydrogène lorsque R' représente un atome de fluor, avec l'hydroxyde de potassium dans l'étape (i).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le 2,3,3,3-tetrafluoropropène est obtenu par la mise en contact du 1,2,3,3,3- pentafluoropropane avec de l'hydroxyde de potassium et/ou le 1,2,3,3,3- pentafluoropropène par la mise en contact du 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane avec de l'hydroxyde de potassium dans l'étape (i).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'hydroxyde de potassium peut représenter entre 20 et 75 % en poids par rapport au poids du mélange eau et KOH présent dans le milieu réactionnel aqueux de l'étape (i), de préférence comprise entre 55 et 70 % en poids.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la température de mise en œuvre de l'étape (i) est comprise entre 80 et 180°
C, de préférence comprise entre 125 et 180° C, et avantageusement comprise entre 145 et 165° C.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la température de l'étape (ii) est comprise entre 50 et 150 ° C et de préférence entre 70 et 120° C et avantageusement entre 70 et 100° C.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape (ii) est alimentée en fluorure de potassium par le milieu réactionnel en provenance de l'étape (i).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le fluorure de potassium représente entre 4 et 45 % en poids du milieu réactionnel de l'étape (i) .
10. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'on ajoute de l'eau dans le milieu réactionnel de l'étape (ii) .
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le fluorure de calcium à l'étape (iii) est filtré après une éventuelle étape de décantation.
12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que lors de décantation une partie de la suspension concentrée en fluorure de calcium est recyclé à l'étape (ii) .
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