Procedimiento de preparación de 1,1,1-trifluoropropano.

Un procedimiento de la preparación de una composición que comprende 1,1,1-trifluoropropano

(263fb) que comprende la reacción de 3,3,3-trifluoropropeno (1243zf) o 3-cloro-1,1,1-trifluoropropano (253fb) con hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado y en presencia de 263fb para producir 1,1,1-trifluoropropano (263fb), en el que el 263fb se introduce en el recipiente o zona de reacción en la que se realiza la reacción antes del inicio de la reacción.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2012/051717.

Solicitante: Mexichem Fluor S.A. de C.V.

Nacionalidad solicitante: México.

Dirección: Eje 106, Zona Industrial, C.P. 78395 San Luis Potosi, S.L.P. MÉXICO.

Inventor/es: SHARRATT, ANDREW, PAUL, MCGUINNESS,CLAIRE ELIZABETH, HODGSON,EMMA JANE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos acíclicos saturados que contienen átomos... > C07C19/08 (que contiene flúor)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Métodos de preparación de hidrocarburos halogenados > C07C17/23 (por deshalogenación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Métodos de preparación de hidrocarburos halogenados > C07C17/354 (por hidrogenación)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de preparación de 1, 1, 1-trifluoropropano La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una composición que comprende 1, 1, 1trifluoropropano.

El 1, 1, 1-trifluoropropano se conoce también como HFA-263fb, HFC-263fb o simplemente 263fb. En lo sucesivo en este documento, a menos que se indique lo contrario, el 1, 1, 1-trifluoropropano se denominará 263fb. Los procedimientos conocidos para la preparación de 263fb sufren típicamente de desventajas tales como bajos rendimientos y/o el manejo de reactivos tóxicos y/o caros y/o el uso de condiciones extremas y/o la producción de subproductos tóxicos. Los procedimientos para la preparación de 263fb se han descrito en, por ejemplo, Journal of the American Chemical Society, Vol. 9, Nº 4, 1947, páginas 944 -947. En este trabajo, el 263fb se prepara mediante la hidrofluoración en fase líquida de 1, 1, 1-tricloropropano, 260fb, con un catalizador de antimonio. Sin embargo, este procedimiento es solamente de interés académico debido a la escasez de la alimentación del 260fb, los peligros implicados en el manejo de los reactivos y los bajos rendimientos asociados con el procedimiento. Además de abordar las desventajas de los procedimientos conocidos, sería deseable proporcionar un nuevo procedimiento para la preparación de 263fb que utilice solamente las materias primas fácilmente disponibles. La presente invención busca abordar una o más de estas cuestiones.

La preparación de 1, 1, 1-trifluoropropano (263fb) mediante la hidrogenación de 3, 3, 3-trifluoropropeno en presencia de níquel Raney se describe en Journal of the Chemical Society, 1952, páginas 2504 a 2513.

La enumeración o discusión de un documento previamente publicado en esta memoria descriptiva no debe necesariamente tomarse como un reconocimiento de que el documento es parte del estado de la técnica o es un conocimiento general común.

La presente invención proporciona un procedimiento para la producción de una composición que comprende 263fb mediante el uso de 3, 3, 3 trifluoropropeno (1243zf) o 3-cloro-1, 1, 1-trifluoropropano (253fb) como material de partida. Ambos materiales se producen comercialmente usando tecnología bien conocida. El 1243zf se usa como monómero y como un fluido de trabajo en, por ejemplo, refrigeración.

La presente invención proporciona un procedimiento para la producción de una composición que comprende 263fb mediante la hidrogenación de 1243zf.

CF3CH=CH2 + H2 CF3CH2CH3

En la presente invención la hidrogenación de 1243zf puede realizarse de forma discontinua o continua, preferentemente de forma continua. Puede utilizarse cualquier aparato adecuado, tal como un mezclador estático, un reactor tubular, un reactor de tanque agitado o un recipiente de desacoplamiento agitado vapor-líquido. Preferentemente, el aparato está fabricado de uno o más materiales que sean resistentes a la corrosión, por ejemplo, aceros inoxidables, Hastelloy® o Inconel®.

Los productos de la reacción de hidrogenación pueden someterse a una o más etapas de purificación. La purificación puede conseguirse, por ejemplo, mediante la separación del producto o productos deseados o reactivos mediante una o más etapas de destilación, de condensación o de separación de fases y/o mediante el lavado con agua o con base acuosa y el secado con, por ejemplo, tamices moleculares, zeolitas u otros desecantes. Cualquier cantidad de 1243zf sin reaccionar se puede reciclar al reactor en el que en última instancia será convertido a 263fb.

La reacción de hidrogenación convierte típicamente al menos aproximadamente el 50 % del 1243zf de partida en 263fb, preferentemente al menos aproximadamente el 75 %, por ejemplo aproximadamente el 90 %.

La reacción de hidrogenación 1243zf263fb puede realizarse en fase líquida o de vapor, preferentemente en fase de vapor. En la fase de vapor puede utilizarse una temperatura de aproximadamente -40 a 150 ºC, por ejemplo, de aproximadamente -25 a aproximadamente 100 ºC. Pueden utilizarse temperaturas más bajas y más altas, pero a expensas de la velocidad y la selectividad, es decir, la relación entre producto deseado y subproductos. Las temperaturas preferidas para la hidrogenación en fase líquida son de aproximadamente 0 a aproximadamente 180 ºC, por ejemplo de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 ºC.

Si la reacción se realiza en fase líquida puede utilizarse cualquier disolvente adecuado o la reacción puede realizarse en ausencia de disolvente, es decir, libre de disolventes. Por adecuado se entiende un disolvente en el que los reactantes se disuelven y, en el caso de los catalizadores homogéneos, el catalizador se disuelve. El disolvente debe ser estable a la hidrogenación y no debe reaccionar con los reactantes ni con los productos dentro de los intervalos que se indican de temperatura, presión etc. Si hay un disolvente presente, se prefiere que la reacción de hidrogenación se realice en ausencia de ciclohexano. Esto significa que preferentemente el disolvente no es ciclohexano o no comprende ciclohexano. Los disolventes adecuados incluyen, pero sin limitación, alcoholes tales como metanol y otros disolventes adecuados incluyendo THF.

La reacción de hidrogenación se realiza en presencia de 263fb. El 263fb puede estar presente como un diluyente en la reacción en fase gaseosa o en fase líquida. Por ejemplo, en fase gaseosa el 263fb puede utilizarse como un diluyente en combinación con nitrógeno o en lugar de nitrógeno. Por ejemplo, en fase líquida la reacción puede tener lugar en presencia de 263fb como disolvente solo o en combinación con otro disolvente, tal como los disolventes descritos anteriormente. Esto puede lograrse por cualquier medio conveniente. El 263fb se introduce en el recipiente o zona de reacción antes del inicio de la reacción. Pueden mezclarse uno o más de los materiales de partida con el 263fb antes del inicio de la reacción. Por ejemplo, el 263fb y el 1243zf pueden pre-mezclarse e introducirse en el recipiente o zona de reacción o el 1243zf puede introducirse en un recipiente o zona de reacción pre-cargada con el 263fb.

Se ha descubierto sorprendente e inesperadamente que la realización de la reacción de hidrogenación en presencia de 263fb puede dar como resultado un rendimiento mejorado de 263fb. El uso de 263fb puede ser ventajoso ya que evita la necesidad de introducir otras especies en la reacción de hidrogenación y, por lo tanto, puede evitar la necesidad de etapas de separación y recuperación del diluyente. Esto también puede reducir la probabilidad de posibles reacciones secundarias y, por lo tanto, mejorar la conversión de la alimentación en el producto deseado.

La reacción de hidrogenación 1243zf263fb puede realizarse a presión atmosférica, sub-o sobre-atmosférica, preferentemente a presión sobre-atmosférica. Por ejemplo, la hidrogenación puede realizarse a una presión de aproximadamente 0 a aproximadamente 4 MPa (a) , tal como de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 3 MPa (a) por ejemplo, de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 2 MPa (a) .

La relación de hidrógeno:1243zf es adecuadamente de aproximadamente 0, 1:1 a aproximadamente 40:1, tal como de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 20:1, preferentemente de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 10:1, por ejemplo de 1, 5:1 a aproximadamente 5:1.

Preferentemente, la reacción se realiza en ausencia de dióxido de carbono.

Puede utilizarse cualquier catalizador de hidrogenación adecuado. Los catalizadores adecuados incluyen aquellos que comprenden un metal de transición. Los catalizadores de hidrogenación de metal de transición preferidos incluyen aquellos que comprenden níquel (Ni) , paladio (Pd) , platino (Pt) , renio (Re) , rodio (Rh)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de la preparación de una composición que comprende 1, 1, 1-trifluoropropano (263fb) que comprende la reacción de 3, 3, 3-trifluoropropeno (1243zf) o 3-cloro-1, 1, 1-trifluoropropano (253fb) con hidrógeno en presencia de un catalizador adecuado y en presencia de 263fb para producir 1, 1, 1-trifluoropropano (263fb) , en el que el 263fb se introduce en el recipiente o zona de reacción en la que se realiza la reacción antes del inicio de la reacción.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 que se realiza en fase de vapor.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende (i) proporcionar una

mezcla de 263fb y 1243zf; y (ii) poner en contacto la mezcla de (i) con hidrógeno en presencia de un catalizador 10 adecuado.

4. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la reacción se realiza a una temperatura de aproximadamente -25 a aproximadamente 300 ºC y una presión de aproximadamente 0 a aproximadamente 40 barias.

5. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la reacción se realiza en

fase de vapor a una temperatura de aproximadamente 0 a aproximadamente 300 ºC, preferentemente de aproximadamente 20 a aproximadamente 200 ºC, más preferentemente de aproximadamente 50 a 150 ºC.

6. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende la reacción del 1243zf con hidrógeno, en el que la relación hidrógeno:1243zf es de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 40:1.

7. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende la reacción del 20 253fb con hidrógeno, en el que la relación hidrógeno:253fb es de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 40:1.

8. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el catalizador comprende un metal de transición soportado o no soportado seleccionado entre Ni, Pd, Pt, Re, Rh, Ru y mezclas de los mismos.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el catalizador está soportado sobre alúmina, titania, sílice, zirconia (o fluoruros de los anteriores) , fluoruro de calcio, sulfato de carbono y/o bario.

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el catalizador es platino soportado sobre alúmina (Pt/Al2O3) o clorotris (trifenilfosfina) rodio (I) .

11. Un procedimiento en fase líquida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 3, 4 y 6 a 10 en el que el catalizador es clorotris (trifenilfosfina) rodio (I) (catalizador de Wilkinson) y que se realiza en un disolvente que comprende 263fb.