含氯烴氣相氟化中催化劑壽命的提高制造技術

本發明專利技術實現了用于在一種催化劑和氧進料存在下含氯烴的催化氣相氟化的催化劑壽命的提高。具體地說，在一個非限制的實施方案中，本發明專利技術提供了通過向氟化反應器導入催化劑和氧共進料，將1，1，2，3-四氯丙烯和/或1，1，1，2，3-五氯丙烷轉化為2-氯-3，3，3-三氟丙烯。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在含氯烴氣相氟化期間提高催化劑壽命的方法，所述含氯烴的氣相氟化例如，但不限于，將1,1,2,3-四氯丙烯(HC0-1230xa)和/或1，1，1，2，3-五氯丙烷(HCC-240db)氟化成 2-氯-3，3，3，-三氟丙烯(HCF0-1233xf)。 專利技術背景 已經發現基于氟碳化合物的流體在工業上許多應用中具有廣泛的用途，包括作為制冷劑、氣溶膠噴射劑、發泡劑、傳熱介質和氣體電介質。由于與某些這類流體的使用相關的疑似環境問題，包括與其相關的較高的全球變暖趨勢，因而期待使用具有最低可能的溫室暖化趨勢和零臭氧損耗趨勢的流體。因此，在開發用于上述應用的環境更友好材料的方面存在相當大的興趣。四氟丙烯，具有基本上零臭氧損耗和低全球變暖趨勢，已被認定為可能滿足這個要求。然而，這類化合物的毒性、沸點以及其它物理性能，即使在化合物的不同異構體之間，變化也很大。一種具有有價值性能的四氟丙烯是2，3，3，3_四氟丙烯(HF0-1234yf)。該化合物已被發現是有效的制冷劑、傳熱介質、推進劑、發泡劑、起泡劑、氣體電介質、殺菌劑載體、聚合介質、粉塵去除流體、載體流體、拋光研磨劑、置換干燥劑和動力循環工作流體。存在大量的生產四氟丙烯的已知方法。例如，一種方法包括在轉化為期望的C3化合物中使用四氯丙烯作為反應物(US 2007/0197842A1)。其它方法包括公開在美國專利No. 4，900, 874(描述了通過使氫氣與氟化醇接觸制備含氟烯烴的方法)，美國專利No. 2，931，840(描述了通過氯代甲烷和四氟乙烯或二氟一氯甲烷的高溫分解制備含氟烯烴的方法)，美國專利No. 5，162，594(公開了在液相中四氟乙烯與另一氟化乙烯反應生產聚氟代烯經產品的方法)，和 Banks, et al. , Journal of Fluorine Chemistry, Vol. 82,Iss. 2，p. 171-174(1997)(公開了用三氟乙酰丙酮和四氟化硫制備HF0_1234yf)中的那些。特別的是，生產2，3，3，3_四氟丙烯(1234yf)的生產方法要求用氟化氫氟化1，1，2,3-四氯丙烯或者1，1，1，2，3_五氯丙烷(HCC-240db)以形成2-氯-3，3，3-三氟丙烯(HCF0-1233xf)，其是2，3，3，3_四氟丙烯(HF0_1234yf)生產中眾所周知的中間體且描述于美國申請20070007488、20070197842和20090240090中，這些申請的內容并入本文作為參考。該反應利用部分氟化的Cr2O3為氟化催化劑在氣相中進行。雖然最初的反應研究發現，與其它加入相同催化劑的氟化反應相比，該催化劑壽命非常短，但是美國專利申請No. 20090030244(其內容并入本文作為參考)說明了向該反應加入穩定劑使該催化劑壽命延長了最少8倍。即使考慮到前述參考文獻，仍然存在提高此類反應的成本效率的需要。例如，許多前述參考文獻公開了包括分離步驟以及不同的反應條件、試劑和催化劑的方法。此類多步方法的效率被每個單獨步驟的效率所限制。一個低效的步驟，例如必不可少的催化劑的縮短的壽命，會使整個方法更加資源密集，在將中間體轉化為期望的氟碳化合物產品中更低效，生產力更低，以及由于增加的雜質形成而遭受減產。面對這樣的背景，仍然需要耗費資源更少的方法，其特別是由于顯著提高的催化劑壽命，在較長時期內呈現出提高的中間體到最終產品鹵化烯烴的轉化。為此，仍然需要高效制備某些氫鹵烴中間體(特別是在四氟丙烯，例如2，3，3，3_四氟丙烯(HF0-1234yf)的制備中作為中間體在某種程度上是有用的化合物)的方法。本專利技術和在此提供的實施方案滿足了這樣的要求。
技術實現思路
本專利技術涉及一種制備氟化有機化合物的方法，其包括在有效生產C3鹵代烯烴的條件下，使至少一種含氯烴例如四氯丙烯或五氯丙烷，與鹵化劑在至少一種催化劑和含氧進料存在下接觸。在一個實施方案中，含氯烴是1，1，2，3_四氯丙烯、1，1，1，2，3-五氯丙烷，或其組合，以及最終的C3鹵代烯烴是2-氯-3，3，3，-三氟丙烯。鹵化劑可以包括任何氟化劑，例如但不限于氟化氫。鹵化劑與含氯烴的摩爾比大于或等于3 1，在某些實施方案中所述摩·爾比在5 : I至20 : I之間。氧進料與含氯烴的摩爾比可以通過原料流設置為小于或等于O. I : 1，在某些實施方案中所述摩爾比在O. 07 I至O. 005 I之間或O. 01 I至O.05 I 之間。在這些方法的某些實施方案中，氧的來源可以選自氧氣、干燥空氣、或用惰性氣體例如但不限于氮氣、氬氣或氦氣稀釋的氧氣。用于本反應的催化劑可以是一種氟化催化劑或氟化催化劑的組合。適合的催化劑包括，但不限于，鉻、鋁、鈷、錳、鎳和鐵的氧化物、氫氧化物、齒化物、齒氧化物、其無機鹽和它們的混合物。此類催化劑的例子包括，但不限于，Cr203、FeCl3/C、Cr2O3> Cr203/Al203、Cr2O3AlF3> Cr2O3/ 碳、CoCl2/Cr203/Al203> NiCl2/Cr203/Al203> CoC12/A1F3、NiCl2/AlF3、SnCl4/C、TaCl5/C、SbCl3/C、A1C13/C、A1F3/C和其組合。在某些實施方案中，氟化催化劑是Cr203。所有列舉的催化劑可以用無水HF部分地或全部地氟化。在一個優選的方法中，催化劑包含一種或多種鉻(III)氧化物。優選，該催化劑包含無定形氧化鉻。在最優選的實施方案中，催化劑即使不是完全氟化的，至少是部分氟化的。在另一個實施方案中，至少部分使含氯烴與鹵化劑接觸的步驟在氣相中進行。在另一個實施方案中，使含氯烴與鹵化劑接觸的步驟在約150°C至約450°C的溫度下和/或約O至約200psig的壓力下進行。本專利技術是有利的，因為氧進料的存在驚人地使催化劑的壽命比不存在氧進料時延長了一段時間。因此，本專利技術允許更高轉化成最終C3鹵化烯烴。在又一實施方案中，有氧進料存在的催化劑比不存在氧進料的催化劑，大體上可工作長至少約兩倍。基于本專利技術中公開的內容，本專利技術的其它實施方案和優點對本領域普通技術人員來說是顯而易見的。 附圖簡述圖I說明了在催化劑Cr2O3和氧共進料存在下HC0_1230xa與氟化氫的溫度反應。圖2說明了在催化劑Cr2O3存在下沒有氧共進料時HC0_1230xa與氟化氫的溫度反應。 專利技術詳述本專利技術涉及，至少在某種程度上，發現了在一種或多種含氯烴與鹵化劑反應期間的催化劑失活速度與催化劑床內部溫度變化速度之間的相互關系。更具體地說，相對于外部反應器加熱器，活性的催化劑呈現出大的放熱。由于催化劑失活，放熱減少，失活催化劑床內部溫度趨近于外加熱器的溫度。令人驚訝地發現，如果將氧共進料與原料進料一起導入氟化反應器，氟化期間催化劑的壽命就可以提高至少兩倍。具有氧共進料的減慢的催化劑失活使由于需要離線再生催化劑的生產時間上的損失最小。在一個實施方案中，本專利技術的方法包括使一種含氯烴或混合的含氯烴進料與氟化劑反應，以生產氟化鹵代烯烴，優選C3氟化鹵代烯烴。不限于此，在一個實施方案中，含氯 烴可以是四氯丙烯和/或五氯丙烷化合物，以及C3氟化鹵代烯烴是三氟丙烯化合物。在又本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·C·默克爾，K·A·波克羅夫斯基，童雪松，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：
國別省市：