E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno de alta pureza y métodos para fabricar el mismo.

Un método para producir E-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno de mezcla de 1,1,1,3,3-pentacloropropano y/o 1,1,3,3- tetracloropropeno y/o 1,1,1,3-tetracloropropeno, que comprende las etapas de:

(a) alimentar al menos una corriente de alimentación del reactor que contiene mezcla de 1,1,1,3,3-pentacloro- propano y/o 1,1,3,3-tetracloropropeno y/o 1,1,1,3-tetracloropropeno a al menos un reactor de fluoración y

(b) asegurar que al menos dicha corriente de alimentación contiene no más de 0,2% en peso de mezcla de 1,1,1,2,3- pentacloropropano y/o 1,1,2,3-tetracloropropeno y/o 2,3,3,3-tetracloropropeno.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/020035.

Solicitante: HONEYWELL INTERNATIONAL INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 101 Columbia Road P.O. Box 2245 Morristown, NJ 07962-2245 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: TUNG, HSUEH, SUNG, SINGH, RAJIV, RATNA, SHANKLAND,IAN, Pokrovski,Konstantin A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Métodos de preparación de hidrocarburos halogenados > C07C17/20 (de átomos de halógeno por otros átomos de halógeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos acíclicos saturados que contienen átomos... > C07C19/10 (y cloro)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > C07B39/00 (Halogenación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos acíclicos insaturados que contienen átomos... > C07C21/18 (que contienen flúor)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Métodos de preparación de hidrocarburos halogenados > C07C17/25 (por eliminación de haluros de hidrógeno de hidrocarburos halogenados)

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Fragmento de la descripción:

E-1-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno de alta pureza y métodos para fabricar el mismo.

Antecedentes de la invención El compuesto E-1-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno (1233zd (E) ) es un agente formador de burbujas de espuma de bajo potencial de calentamiento global (LGWP, por sus siglas en inglés) , líquido, de última generación. Este compuesto tiene la siguiente estructura:

** (Ver fórmula) **

El compuesto 1233zd (E) es un compuesto conocido. Se puede producir en una reacción de fase vapor como se explicó en la Patente de EE.UU. Nº 5.710.352 o se puede producir en una reacción de fase líquida como se explicó en la Patente de EE.UU. Nº 6.844.475. La patente internacional WO 2010059496A1 explica un procedimiento para la producción de 1233zd (E) en una reacción de fase líquida o vapor. Dicho procedimiento comprende además la separación del isómero E y el Z y la isomerización del isómero Z al E.

Los métodos y las composiciones de la presente invención son parte de una búsqueda continuada de la próxima generación de materiales de bajo potencial de calentamiento global. Dichos materiales deben presentar bajo impacto medioambiental, cuando se mide por bajo potencial de calentamiento global y/o bajo potencial de reducción de ozono.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a composiciones y métodos mejorados para la producción de 1233zd (E) de alta pureza. Más en particular, la presente invención describe métodos para fabricar 1233zd (E) esencialmente exento de impurezas, en particular las impurezas tóxicas; 2-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno (1233xf) y clorotetrafluoropropeno (1224) y la impureza explosiva 3, 3, 3-trifluoropropino; que pueden estar presentes en otros métodos de producción. La presencia de estas y otras impurezas (por ejemplo, 244bb y otras) reduce el rendimiento total de producción de 1233zd (E) y considerando impurezas tóxicas o explosivas, tales compuestos pueden hacer el proceso más complejo para operar con seguridad.

Por ejemplo, en el procedimiento que comprende la fluoración de 240fa para formar 1233zd (E) , se ha encontrado que incluso una pequeña cantidad de algunas impurezas en la alimentación del reactor, y en particular en la materia prima de 240fa, puede tener un impacto significativamente negativo sobre la conveniencia de la corriente de producto de reacción y/o producto 1233zd (E) , resultante, incluyendo en particular la pureza del 1233zd (E) resultante.

La presente invención proporciona además métodos para fabricar 1233zd (E) de alta pureza en los que la concentración de las impurezas 1233xf y/o 1224 esté en o por debajo de 200 partes por millón (ppm) y la impureza de 3, 3, 3-trifluoropropino esté en o por debajo de 20 ppm.

En una realización, se descubrió que la formación de la impureza 1233xf se puede evitar si se usa 1, 1, 1, 3, 3pentacloropropano (240fa) puro como material de partida.

En otra realización, se descubrió que la formación de la impureza 1233xf se puede evitar si se usa un procedimiento de fabricación de fase líquida.

Se ha encontrado que uno de los subproductos en el procedimiento de fabricación de 1233zd (E) es 1233xf, que tiene la siguiente estructura:

** (Ver fórmula) **

Debido a la toxicidad de 1233xf se desea reducir la concentración de 1233xf en el producto final (1233zd (E) ) a los niveles de o por debajo de 200 partes por millón (200 ppm) . La presencia de 1233xf en 1233zd (E) bruto puede dar 10

como resultado pérdidas de rendimiento significativas durante la purificación del producto debido al hecho de que 1233xf y 1233zd (E) son compuestos de ebullición próxima.

En la presente memoria se describe una composición que comprende 1233zd (E) a una pureza mayor que 99, 6 por ciento en peso y que contiene menos de 400 partes por millón de 1233xf. Preferiblemente, la composición contiene menos de 300 partes por millón de la impureza 1233xf. Más preferiblemente, la composición contiene menos de 200 partes por millón de 1233xf.

En la presente memoria se describe una composición que comprende 1233zd (E) a una pureza de mayor que 99, 6 por ciento en peso y que contiene menos de 50 partes por millón de la impureza 3, 3, 3-trifluoropropino. Preferiblemente, la composición contiene menos de 20 partes por millón de 3, 3, 3-trifluoropropino.

En la presente memoria se describe una composición que comprende 1233zd (E) a una pureza mayor que 99, 6 por ciento en peso y que contiene menos de 400 partes por millón de la impureza 1224. Preferiblemente, el producto contiene menos de 200 partes por millón de 1224.

En la presente memoria se describe una composición que comprende 1233zd (E) a una pureza mayor que 99, 6 por ciento en peso y que contiene menos de 400 partes por millón de la impureza 244bb. Preferiblemente, la composición contiene menos de 200 partes por millón de 244bb.

En la presente memoria se describe la composición que comprende 1233zd (E) a una pureza mayor que 99, 6 por ciento en peso y que contiene menos de 400 partes por millón de 244fa. Preferiblemente, la composición contiene menos de 200 partes por millón de 244fa.

Otra realización de la presente intención es un método para producir 1233zd (E) a partir de 240fa que comprende las etapas de:

(a) alimentar al menos una corriente de alimentación del reactor que contiene 240fa a al menos un reactor de fluoración y

(b) asegurar que al menos dicha corriente de alimentación contiene no más de 0, 2% en peso de 240db.

Aquí se debe observar que la corriente de alimentación también puede incluir uno o más derivados de deshidrocloración de 240fa y/o 240db. Por ejemplo, la deshidrocloración de 240fa proporciona 1, 1, 3, 3tetracloropropeno y 1, 3, 3, 3-tetracloropropeno. Los derivados de 240db son 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y 2, 3, 3, 3tetracloropropeno. Estos compuestos pueden estar presentes en las corrientes de reacción y el uso de las denominaciones 240fa y/o 240db en la presente memoria, a menos que se especifique de otro modo, se destina a incluir las mezclas de esos compuestos con uno o más de sus respectivos derivados de deshidrocloración.

En este método, la corriente de alimentación de 240fa contiene preferiblemente al menos 99, 8% en peso de 240fa. Preferiblemente, la corriente de alimentación de 240fa contiene no más de 0, 1% en peso de 240db. Más preferiblemente, la corriente de alimentación de 240fa no contiene más de 0, 08 % de 240db.

Descripción detallada de la invención Como se describió anteriormente, la presente invención describe 1233zd (E) de alta pureza y métodos para producir el mismo. Más específicamente, la presente invención describe los métodos para fabricar 1233zd (E) esencialmente exento de impurezas tóxicas y otras impurezas que afecten al rendimiento, que se forman durante diversas etapas del procedimiento de los materiales de partida y/o las reacciones del procedimiento.

La producción de 1233xf por fluoración de 240db con HF se describe en la Publicación de Patente de EE.UU. Nº 20090030244. Las Patentes de EE.UU. Nº 6.844.475 y 5.710.352 describen procedimientos para producir 1233zd (E) por fluoración catalítica de 240fa con fluoruro de hidrógeno anhidro (HF) . Mientras estas patentes describen procedimientos que tienen niveles de conversión relativamente altos, los presentes autores han llegado a apreciar que estas reacciones se pueden mejorar como se explica en la presente memoria.

En realizaciones particulares, los presentes autores han encontrado que incluso pequeñas cantidades de 240db en la alimentación del reactor presentan un impacto sorprendente e inesperadamente negativo sobre la pureza del producto de reacción y en particular el producto 1233zd (E) resultante.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para producir E-1-cloro-3, 3, 3-trifluoropropeno de mezcla de 1, 1, 1, 3, 3-pentacloropropano y/o 1, 1, 3, 3tetracloropropeno y/o 1, 1, 1, 3-tetracloropropeno, que comprende las etapas de:

(a) alimentar al menos una corriente de alimentación del reactor que contiene mezcla de 1, 1, 1, 3, 3-pentacloro5 propano y/o 1, 1, 3, 3-tetracloropropeno y/o 1, 1, 1, 3-tetracloropropeno a al menos un reactor de fluoración y (b) asegurar que al menos dicha corriente de alimentación contiene no más de 0, 2% en peso de mezcla de 1, 1, 1, 2, 3pentacloropropano y/o 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y/o 2, 3, 3, 3-tetracloropropeno.

2. El método según la reivindicación 1, en el que la corriente de alimentación de mezcla de 1, 1, 1, 3, 3

pentacloropropano y/o 1, 1, 3, 3-tetracloropropeno y/o 1, 1, 1, 3-tetracloropropeno contiene al menos 99, 8% en peso de 10 mezcla de 1, 1, 1, 3, 3-pentacloropropano y/o 1, 1, 3, 3-tetracloropropeno y/o 1, 1, 1, 3-tetracloropropeno.

3. El método según la reivindicación 1, en el que la corriente de alimentación de mezcla de 1, 1, 1, 3, 3pentacloropropano y/o 1, 1, 3, 3-tetracloropropeno y/o 1, 1, 1, 3-tetracloropropeno contiene no más de 0, 1% en peso de mezcla de 1, 1, 1, 2, 3-pentacloropropano y/o 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y/o 2, 3, 3, 3-tetracloropropeno.

4. El método según la reivindicación 1, en el que la corriente de alimentación de mezcla de 1, 1, 1, 3, 3

pentacloropropano y/o 1, 1, 3, 3-tetracloropropeno y/o 1, 1, 1, 3-tetracloropropeno contiene no más de 0, 08 % de mezcla de 1, 1, 1, 2, 3-pentacloropropano y/o 1, 1, 2, 3-tetracloropropeno y/o 2, 3, 3, 3-tetracloropropeno.