Procedimiento para la producción de 1,1,1,2-tetrafluorpropeno,

que comprende las etapas de:

a) hidrogenar una materia prima de hexafluorpropeno junto con 1,1,1,2,3-pentafluorpropeno en presencia de uncatalizador de reducción para obtener una mezcla de reacción que contiene 1,1,1,2,3,3-5 hexafrluorpropano y1,1,1,2,3-pentafluorpropano;

b) someter la mezcla de reacción obtenida en la etapa a) a una reacción de deshidrofluoración para obtener unamezcla de reacción que contiene 1,1,1,2,3-pentafluorpropeno y 1,1,1,2-tetrafluorpropeno;

c) someter la mezcla de reacción obtenida en la etapa b) a destilación para separarla en una fracción 1A quecontiene 1,1,1,2-tetrafluorpropeno y una fracción 2A que contiene 1,1,1,2,3-pentafluorpropeno; y

d) emplear 1,1,1,2,3-pentafluorpropeno contenido en la fracción 2A para la etapa a),con lo cual se obtiene 1,1,1,2-tetrafluorpropeno en la fracción 1A

Procedimiento para la producción de 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno.

Estado de la técnica

Los CFCs (clorofluorcarburos) y HCFCs (hidroclorofluorcarburos) fueron utilizados tradicionalmente como refrigerantes. Dado que estas sustancias pueden causar el agotamiento de la capa de ozono, como refrigerantes sustitutos se han utilizado ampliamente HFCs (hidrofluorcarburos) en particular HFC-125 (pentafluoretano) y HFC-32 (difluormetano) . Sin embargo, los HFC-125 y HFC-32 son potentes sustancias para el calentamiento global y causan un problema en cuanto a la difusión de estas sustancias que afectan de manera adversa al calentamiento global. Aunque estas sustancias son recuperadas de aparatos que están en desuso con la finalidad de prevenir su difusión y en consecuencia el calentamiento global, todas estas sustancias pueden no ser recuperadas. Igualmente, la difusión causada por fugas o similar no puede ser despreciada. Como consecuencia, se ha estudiado el CO2 y compuestos hidrocarbonados para su uso como otros refrigerantes sustitutos. Sin embargo, el CO2 refrigerante tiene una pobre eficiencia y requiere un dispositivo más grande, de manera que surge una cantidad de problemas a la hora de reducir la emisión total de gases de invernadero incluyendo el consumo de energía del dispositivo. Igualmente, los compuestos hidrocarbonados presentan problemas respecto a seguridad debido a su alta combustibilidad.

Recientemente, se ha mostrado un intenso interés hacia, como un refrigerante sustituto capaz de solucionar estos problemas, 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno (o 2, 3, 3, 3-tetrafluorpropeno, CF3CF=CH2, referido también de aquí en adelante como “HFC-1234yf”) , que es un HFC de una olefina que tiene un bajo coeficiente de calentamiento.

Hasta ahora se han descrito algunos procedimientos para la producción de HFC-1234yf. El Documento de Patente 1 indicado más abajo describe un procedimiento de uso de CF3CF=CH2 como una materia prima, halogenación del mismo y luego sometimiento a una reacción de deshidrofluoración para obtener HFC-1234yf. El Documento de Patente 2 indicado más abajo describe un procedimiento de hidrogenación de una olefina fluorada que tiene de 3 a 6 átomos de carbono a través de al menos dos etapas de reacción para proporcionar un alcano, y deshidrofluoración del alcano para producir una olefina fluorada tal como HFC-1234yf. El Documento de Patente 3 indicado más abajo describe un procedimiento de obtención directa de HFC-1234yf a partir de una mezcla de CF3CF2CHCl2 (HCFC225ca) y CClF2CF2CHClF (HCFC-225cb) empleando un catalizador de Pd/C. El Documento de Patente 4 indicado más abajo describe un procedimiento de acoplamiento de un alcano que tiene 1 átomo de carbono con un alcano que tiene 2 átomos de carbono para producir una olefina que tiene 3 átomos de carbono tal como HFC-1234yf. El Documento de Patente 5 indicado más abajo describe un procedimiento de síntesis de un alcano que tiene 3 átomos de carbono por reacción de un alcano que tiene 1 átomo de carbono con un alcano que tiene 2 átomos de carbono, y deshidrohalogenación del alcano sintetizado para producir una olefina fluorada tal como HFC-1234yf. El Documento de Patente 6 indicado más abajo describe un procedimiento para pasar CF3CHFCHF2 (HFC-236ea) y CF3CHFCH2F (HFC-245eb) simultáneamente a través de una capa de catalizador y someterlos a deshidrofluoración para producir de forma directa una mezcla de HFC-1225ye (1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno) y HFC-1234yf. El Documento de Patente 7 indicado más abajo describe un procedimiento de fluoración de CX3CXYCH3 con HF de manera simultánea con una reacción de deshidrofluoración para producir HFC-1234yf.

Documento de Patente 1: WO 2007/056194 Documento de Patente 2: Solicitud de Patente US No. de publicación 2007/0179324 Documento de Patente 3: WO 2007/086972 Documento de Patente 4: WO 2007/056127 Documento de Patente 5: WO 2007/056128 Documento de Patente 6: WO 2007/117391 Documento de Patente 7: WO 2007/056148 Documento de Patente 8: WO 93/25510

Descripción de la invención

Sin embargo, estos procedimientos pueden producir con frecuencia, además del HFC-1234yf como el producto buscado y HFC-245eb como un precursor del mismo, subproductos que no pueden ser convertidos a HFC-1234yf. Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento capaz de producir HFC-1234yf con una mayor selectividad que aquella de los métodos convencionales.

Los presentes inventores han estudiado acerca del uso de hexafluorpropeno (HFP) como una materia prima para la producción de HFC-1234yf, y también han estudiado de manera intensiva acerca del procedimiento adecuado para llevar a cabo la deshidrogenación, deshidrofluoración y destilación, llegando finalmente al desarrollo de la presente invención.

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para la producción de 1, 1, 1, 25 tetrafluorpropeno (HFC-1234yf) que comprende las etapas de:

a) hidrogenar una materia prima de hexafluorpropeno (HFP) junto con 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno (HFC-1225ye) en presencia de un catalizador de reducción para obtener una mezcla de reacción que contiene 1, 1, 1, 2, 3, 3hexafrluorpropano (HFC-236ea) y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropano (HFC-245eb) ; b) someter la mezcla de reacción obtenida en la etapa a) a una reacción de deshidrofluoración para obtener una

mezcla de reacción que contiene 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno (HFC-1225ye) y 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno (HFC1234yf) ; c) someter la mezcla de reacción obtenida en la etapa b) a destilación para separarla en una fracción 1A que contiene 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno (HFC-1234yf) y una fracción 2A que contiene 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno (HFC1225ye) ; y

d) emplear 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno (HFC-1225ye) contenido en la fracción 2A para la etapa a) , con lo cual se obtiene 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno en la fracción 1A.

Se estima que, en el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, para producir HFC1234yf a partir de HFP, proceden sucesivamente las siguientes reacciones por vía de HFC-1225ye.

Los presentes inventores han comprobado que la reacción de hidrogenación que produce HFC-236ea a partir de HFP y la reacción de hidrogenación que produce HFC-245eb a partir de HFC-1225ye pueden proceder bajo las mismas condiciones, y también que la reacción de deshidrofluoración que produce HFC-1225ye a partir de HFC236ea y que la reacción de deshidrofluoración que produce HFC-1234yf a partir de HFC-245eb pueden proceder bajo las mismas condiciones. De este modo, las hidrogenaciones y las deshidrofluoraciones se efectúan

respectivamente en los mismos tiempos (en otras palabras, mediante “doblado” de las sucesivas reacciones anteriores) , y entonces se lleva a cabo la destilación para obtener HFC-1234yf. De acuerdo con este procedimiento de la presente invención, llega a ser posible producir HFC-1234yf con una mayor selectividad.

En el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto anterior de la presente invención, la fracción 2A obtenida a partir de la etapa c) puede contener, además de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno (HFC-1225ye) , al menos uno de

1, 1, 2, 3-pentafluorpropano (HFC-245eb) y 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluorpropano (HFC-236ea) ; y la etapa d) puede comprender someter la fracción 2A a destilación adicional para separarla en una fracción 3A que contiene al menos uno de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropano (HFC-245eb) y 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluorpropano (HFC-236ea) y una fracción 4A que contiene 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno (HFC-1225ye) , someter la fracción 3A a la reacción de deshidrofluoración de la etapa b) y someter la fracción 4A a la reacción de hidrogenación de la etapa a) .

Por tanto, se puede emplear al menos uno de HFC-245eby HFC-236ea como compuestos intermedios y HFC1225ye retornándolos a cada una de las etapas de reacción adecuadas.

Sin embargo, el primer aspecto de la presente invención no queda limitado a lo anterior. Por ejemplo, la totalidad de la fracción 2A se puede someter a la reacción de hidrogenación de la etapa a) .

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama esquemático para explicar un procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno, que comprende las etapas de:

a) hidrogenar una materia prima de hexafluorpropeno junto con 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno en presencia de un

catalizador de reducción para obtener una mezcla de reacción que contiene 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafrluorpropano y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropano; b) someter la mezcla de reacción obtenida en la etapa a) a una reacción de deshidrofluoración para obtener una mezcla de reacción que contiene 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno y 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno; c) someter la mezcla de reacción obtenida en la etapa b) a destilación para separarla en una fracción 1A que

contiene 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno y una fracción 2A que contiene 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno; y d) emplear 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno contenido en la fracción 2A para la etapa a) , con lo cual se obtiene 1, 1, 1, 2-tetrafluorpropeno en la fracción 1A.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la fracción 2A obtenida a partir de la etapa c) contiene, además de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropeno, al menos uno de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropano y 1, 1, 1, 2, 3, 3

hexafluorpropano; y la etapa d) comprende someter la fracción 2A a destilación adicional para separarla en una fracción 3A que contiene al menos uno de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropano y 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluorpropano y en una fracción 4A que contiene 1, 1, 1, 2, 3-pentafluorpropano, someter la fracción 3A a la reacción de deshidrofluoración de la etapa b) y someter la fracción 4A a la reacción de hidrogenación de la etapa a) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el catalizador de reducción es un catalizador 20 de Pd, Pt, Rh, Ru o Re soportado sobre carbón activo, un óxido metálico o un fluoruro metálico.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la proporción de metal soportado es de 0, 1 a 20% en peso, con preferencia de 0, 1 a 10% en peso y más preferentemente de 0, 5 a 5% en peso.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la temperatura de reacción de la etapa (a) es de 30 a 400º C, con preferencia de 30 a 300º C y más preferentemente de 30 a 180º C.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el catalizador en la etapa

(b) es un oxifluoruro metálico, un fluoruro metálico basado en carbón activo.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la temperatura de reacción de la etapa (b) es de 200 a 600º C y con preferencia de 250 a 450º C.