Procesos para la separación de 1,3,3,3-tetrafluoropropeno del fluoruro de hidrógeno por medio de destilación azeotrópica.

Un proceso para separar una mezcla que comprende HF y E-HFC-1234ze, comprendiendo el proceso:

a. alimentar la composición que comprende HF y E-HFC-1234ze en una primera columna de destilación;

b. retirar una composición de azeótropo que comprende HF y E-HFC-1234ze en forma de primer destilado y bien i) HF o ii) E-HFC-1234ze como composición de parte inferior de la primera columna;

c. condensar el primer destilado para formar 2 fases líquidas

, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en EHFC- 1234ze; y

d. reciclar una primera fase líquida enriquecida en el mismo compuesto que se retira como parte inferior de la primera columna, siendo dicha primera fase líquida bien i) una fase rica en HF o bien ii) una fase rica en E-HFC- 1234ze, de nuevo a la primera columna de destilación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/034492.

Solicitante: E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1007 MARKET STREET WILMINGTON, DE 19898 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KNAPP,JEFFREY P.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Métodos de preparación de hidrocarburos halogenados > C07C17/383 (por destilación)
  • 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 > C07C17/386 (con compuestos auxiliares)

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Fragmento de la descripción:

Procesos para la separación de 1,3,3,3-tetrafluoropropeno del fluoruro de hidrógeno por medio de destilación azeotrópica

Información de antecedentes

Campo de la divulgación

La presente divulgación se refiere en general a procesos para separar HF de fluoroolefinas.

Descripción de la técnica relacionada

La fabricación química de fluoroolefinas puede producir mezclas de fluoroolefinas deseadas y ácido fluorhídrico (HF). La separación de fluoroolefinas y HF no siempre se logra de forma sencilla. Con frecuencia los métodos existentes de destilación y decantación son muy ineficaces para la separación de estos compuestos. El lavado acuoso puede resultar eficaz, pero requiere el uso de grandes cantidades de disoluciones de lavado y produce residuos excesivos así como un producto húmedo que posteriormente se debe secar. Por tanto, son necesarios nuevos métodos de separación de HF a partir de fluoroolefinas.

Sumario

En una realización, la presente divulgación proporciona un proceso para separar una mezcla que comprende HF y E-HFC-1234ze, comprendiendo dicho proceso a) alimentar la composición que comprende HF y E-HFC-1234ze a una primera columna de destilación; b) retirar una composición azeótropa que comprende HF y E-HFC-1234ze como primer destilado y éter i) HF o ii) E-HFC-1234ze como primera composición de parte inferior de columna; c) condensar el primer destilado para formar 2 fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en E- HFC-1234ze; y d) reciclar una primera fase enriquecida en el mismo compuesto que se retira en forma de parte inferior de la primera columna, enviándose dicha primera fase líquida bien i) una fase rica en HF o ii) una fase rica en E-HFC-1234ze, de nuevo a la primera columna de destilación.

En otra realización, la presente divulgación proporciona un proceso para separar una E-HFC-1234ze de una mezcla que comprende ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze, en el que dicha E-HFC-1234ze está presente en una concentración mayor que la concentración de azeótropo en cuanto a ácido fluorhídrido y dicha E-HFC-1234ze, comprendiendo dicho proceso a) alimentar dicha mezcla que comprende ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze en una primera columna de destilación; b) retirar una composición de azeótropo que comprende ácido fluorhídrico y E-HFC-1234ze en forma de primer destilado de la primera columna de destilación; c) recuperar E-HFC-1234ze esencialmente libre de ácido fluorhídrico de la parte inferior de la primera columna de destilación; d) condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en ácido fluorhídrico y ii) una fase rica en E-HFC-1234ze; y e) reciclar la fase rica en E-HFC-1234ze a la primera columna de destilación.

En otra realización, la presente divulgación proporciona un proceso para separar ácido fluorhídrico de una mezcla que comprende ácido fluorhídrico y E-HFC-1234ze, en el que el ácido fluorhídrico está presente en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze, comprendiendo dicho proceso a) alimentar dicha mezcla que comprende ácido fluorhídrico y E-HFC-1234ze a una primera columna de destilación; b) retirar una composición de azeótropo o de tipo azeótropo que comprende E-HFC- 1234ze y HF en forma de destilado de la primera columna de destilación; c) recuperar ácido fluorhídrico esencialmente libre de E-HFC-1234ze de la parte inferior de la primera columna de destilación; d) condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, siendo una fase rica en E-HFC-1234ze y una fase rica en ácido fluorhídrico; y e) reciclar la fase rica en HF a la primera columna de destilación.

En otra realización, la presente divulgación proporciona un proceso para la purificación de una E-HFC-1234ze a partir de una mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF, en la que E-HFC-1234ze está presente en dicha mezcla en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para dicha E-HFC-1234ze y HF, comprendiendo dicho proceso a) añadir un agente de separación a la mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF y, de este modo, formar una segunda mezcla; b) destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF, E-HFC-1234ze y un agente de separación, y una primera composición de parte inferior que comprende E-HFC-1234ze; c) condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en el agente de separación; y d) opcionalmente reciclar la fase rica en el agente de separación de nuevo a la primera etapa de destilación.

En otra realización, la presente divulgación proporciona un proceso para la purificación de HF a partir de una mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF, en la que HF está presente en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para HF y dicha E-HFC-1234ze, comprendiendo dicho proceso i) añadir un agente de separación a la mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF, formando de este modo una segunda mezcla; b) destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilación que comprende HF, un agente de separación, y E-HFC-1234ze, y una primera composición de parte inferior que comprende HF; c) condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una

fase rica en el agente de separación y ii) una fase rica en HF; y d) opcionalmente reciclar la fase rica en HF de nuevo hasta la primera etapa de destilación.

En otra realización, la presente divulgación proporciona un proceso para la separación de E-HFC-1234ze a partir de una mezcla de E-HFC-1234ze, HF y al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso: a) 5 someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación, en la que se alimenta E-HFC-1234ze adicional a partir de una segunda etapa de destilación, para formar un primer destilado que comprende un azeótropo de E-HFC-1234ze y HF y una primera composición de parte inferior que comprende al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb; b) alimentar dicho primer destilado a una segunda etapa de destilación para formar un segundo destilado que comprende un azeótropo de E-HFC-1234ze y HF y una segunda composición de parte inferior que comprende E- 1 HFC-1234ze esencialmente libre de HF; c) condensar dicho destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en E-HFC-1234ze; y d) reciclar la fase rica en E-HFC-1234ze de (c) de nuevo a la primera etapa de destilación. En otra realización, la presente divulgación proporciona un proceso para separar HF de una mezcla que comprende E-HFC-1234ze, HF, y al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso a) añadir un agente de separación a la mezcla que comprende E-HFC-1234ze, HF y al menos uno de HFC- 15 245fa o HFC-245eb, formando de este modo una segunda mezcla; b) destilar dicha segunda mezcla en una primera

etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF y un agente de separación y una primera composición de parte inferior que comprende E-HFC-1234ze y al menos uno de HFC- 245fa o HFC-245eb; c) condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo (i) una fase rica en agente de separación y (ii) una fase rica en HF; y d) reciclar la fase rica en agente de separación de 2 nuevo a la primera etapa de destilación.

La anterior descripción general y la siguiente descripción detallada son únicamente ejemplares y explicativas, y no restringen la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Un proceso para separar una mezcla que comprende HF y E-HFC-1234ze, comprendiendo el proceso:

a. alimentar la composición que comprende HF y E-HFC-1234ze en una primera columna de destilación;

b. retirar una composición de azeótropo que comprende HF y E-HFC-1234ze en forma de primer destilado y bien i) HF o ii) E-HFC-1234ze como composición de parte inferior de la primera columna;

c. condensar el primer destilado para formar 2 fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en E- HFC-1234ze; y

d. reciclar una primera fase líquida enriquecida en el mismo compuesto que se retira como parte inferior de la primera columna, siendo dicha primera fase líquida bien i) una fase rica en HF o bien ii) una fase rica en E-HFC- 1234ze, de nuevo a la primera columna de destilación.

2 - El proceso de la reivindicación 1, que además comprende alimentar una segunda fase líquida no reciclada en la etapa (d), siendo dicha segunda fase líquida bien i) una fase rica en HF o bien ii) una fase rica en E-HFC-1234ze, a una segunda columna de destilación, y recuperar el compuesto no recuperado en la etapa (b) en forma de composición de parte inferior de la primera columna como composición de la parte inferior de la segunda columna.

3.- Un proceso como el de la reivindicación 1, para separar E-HFC-1234ze de una mezcla que comprende ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze, en el que dicha E-HFC-1234ze está presente en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze, comprendiendo dicho proceso:

a. alimentar dicha composición que comprende ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze a una primera columna de destilación;

b. retirar una composición de azeótropo que comprende ácido fluorhídrico y E-HFC-1234ze en forma de primer destilado a partir de la primera columna de destilación;

c. recuperar E-HFC-1234ze esencialmente libre de ácido fluorhídrico a partir de la parte inferior de la primera columna de destilación;

d. condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, que son i) una fase rica en ácido fluorhídrico y ii) una fase rica en E-HFC-1234ze; y

e. reciclar la fase rica en E-HFC-1234ze a la primera columna de destilación.

4.- El proceso de la reivindicación 3 que además comprende:

a. alimentar la fase rica en ácido fluorhídrico a una segunda columna de destilación, y

b. recuperar de ácido fluorhídrico que contiene menos que 1 ppm de E-HFC-1234ze a partir de la parte inferior de la segunda columna de destilación.

5. Un proceso como el de la reivindicación 1 para separar ácido fluorhídrico a partir de una mezcla de ácido fluorhídrico y E-HFC-1234ze, en el que el ácido fluorhídrico está presente en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze, comprendiendo el proceso:

a. alimentar dicha mezcal que comprende ácido fluorhídrico y dicha E-HFC-1234ze en una primera columna de destilación;

b. retirar una composición de azeótropo o de tipo azeótropo que comprende E-HFC-1234ze y HF en forma de destilado a partir de la primera columna de destilación;

c. recuperar ácido fluorhídrico que contiene menos que 1 ppm de E-HFC-1234ze a partir de la parte inferior de la primera columna de destilación;

d. condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, que son una fase rica en E-HFC-1234ze y una fase rica en ácido fluorhídrico; y

e. reciclar la fase rica en HF a la primera columna de destilación.

6. El proceso de la reivindicación 5, que además comprende:

a. alimentar la fase rica en E-HFC-1234ze en una segunda columna de destilación; y

b. recuperar E-HFC-1234ze que contiene menos que 1 ppm de ácido fluorhídrico a partir de la parte inferior de la segunda columna de destilación.

7. Un proceso para la purificación de E-HFC-1234ze a partir de una mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF, en el que dicha E-HFC-1234ze está presente en dicha mezcla en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para dicha E-HFC-1234ze y HF, comprendiendo dicho proceso:

a. añadir un agente de separación a la mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF formando de este modo una segunda mezcla;

b. destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF, E-HFC-1234ze, un agente de separación, y una composición de parte inferior que comprende EHFC-1234ze;

c. condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en agente de separación; y

d. opcionalmente reciclar la fase rica en agente de separación de nuevo a la primera etapa de destilación.

8. Un proceso para la purificación de HF a partir de una mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF, en la que HF está presente en una concentración mayor que la concentración de azeótropo para HF y E-HFC-1234ze, comprendiendo dicho proceso:

a. añadir un agente de separación a la mezcla que comprende E-HFC-1234ze y HF formando de este modo una segunda mezcla;

b. destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF, un agente de separación y E-HFC-1234ze y una composición de parte inferior que comprende HF;

c. condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en agente de separación y ii) una fase rica en HF; y

d. opcionalmente reciclar la fase rica en HF de nuevo a la primera etapa de destilación.

9. El proceso de la reivindicación 8 que además comprende alimentar la fase rica en agente de separación de la etapa (c) a la segunda etapa de destilación y formar una segunda composición de destilado que comprende un azeótropo de agente de separación y HF y una segunda composición de parte inferior que comprende HF que contiene menos que 1 ppm de agente de separación.

1. Un proceso para la preparación de E-HFC-1234ze a partir de una mezcla de E-HFC-1234ze y al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso:

a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación, en la que se alimenta HFC-1234ze adicional desde una segunda etapa de destilación, para formar un primer destilado que comprende un azeótropo de E-HFC-1234ze y HF y una primera composición de parte inferior que comprende al menos uno de HR-245fa y HFC-245eb;

b) alimentar dicho primer destilado en una segunda etapa de destilación para formar un segundo destilado que comprende un azeótropo de E-HFC-1234ze y HF y una segunda composición de parte inferior que comprende E- HFC-1234ze que contiene menos que 1 ppm de HF;

c) condensar dicho segundo destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en E-HFC-1234ze; y

d) reciclar dicha fase rica en E-HFC-1234ze a partir de (c) de nuevo en la primera etapa de destilación.

11. Un proceso para separar HF de una mezcla que comprende E-HFC-1234ze, HF y al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso:

a. añadir un agente de separación a la mezcla que comprende E-HFC-1234ze, HF y al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb formando de este modo una segunda mezcla;

b. destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF y un agente de separación y una primera composición de parte inferior que comprende E-HFC-1234ze y al menos uno de HFC-245fa o HFC-245eb;

c. condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en agente de separación y ii) una fase rica en HF; y

d. reciclar la fase rica en agente de separación de nuevo a la primera etapa de destilación.

12. El proceso de la reivindicación 11, que además comprende reciclar dicha segunda composición de destilado de nuevo a las dos fases líquidas.

13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7, 8 ó 11, en el que dicho agente de separación está seleccionado entre el grupo que consiste en:

a. agentes de separación de hidrocarburos que comprenden al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: metano, etano, etileno, acetileno, vinilacetileno, n-propano, propileno, propino, ciclopropano, ciclopropeno, propadieno, n-butano, isobutano, 1-buteno, isobuteno, 1,3-butadieno, 2,2-dimetilpropano, cis-2-buteno, trans-2-buteno, 1-butino, n-pentano, isopentano, neopentano, ciclopentano, 1-penteno, 2-penteno y sus mezclas;

b. agentes de separación de clorocarburos seleccionados entre el grupo que consiste en cloruro de metileno, cloruro de metilo y sus mezclas;

c. agentes de separación de clorofluorocarburos (CFC) que comprenden al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en diclorodifluorometano (CFC-12), 2-cloro-1,1,2-trifluoroetileno, cloropentafluoroetano (CFC- 115), 1,2-dicloro-1,1,2,2-tetrafluoroetano (CFC-114), 1,1-dicloro-1,2,2,2,-tetrafluoroetano (CFC-114a), 1,1,2-tricloro-

1.2.2- trifluoroetano (CFC-113), 1,1,1-tricloro-2,2,2-trifluoroetano (CFC-113a), 1,1,2-tricloro-1,2,3,3,3-

pentafluoropropano (CFC-215bb), 2,2-dicloro-1,1,1,3,3,3,-hexafluoropropano (CFC-216aa), 1,2-dicloro-1,1,2,3,3,3- hexafluoropropano (CFC-216ba), 2-cloro-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (CFC-217ba), 2-cloro-1,1,3,3,3-

pentafluoropropeno (CFC-121xc) y sus mezclas;

d. agentes de separación de hidroclorofluorocarburos (HCFC) que comprenden al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: diclorofluorometano (HCFC-21), 1,1-dicloro-3,3,3-trifluoroetano (HCFC- 123), 1,1-dicloro-1-fluoroetano (HCFC-141b), 2-cloro-1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-124), 1-cloro-1,1,2,1- tetrafluoroetano (HCFC-124a), 2-cloro-1,1,1-trifluoretano (HCFC-133a), 1-cloro-1,1-difluoroetano (HCFC-142b), 2- cloro-1,1-difluoroetileno (HCFC-1122) y sus mezclas;

e. agentes de separación de hidrofluorocarburos (HCF) que comprenden al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: 1,1,2-trifluoroetileno (HFC-1123), 1,1-difluoroetileno (HFC-1132a), 1,1,3,3,3- pentafluoropropeno (HFC-1225zc), 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC-1224ye), 3,3,3-trifluoropropeno (HFC- 1234zf), 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFC-1234yf) y sus mezclas;

f. agentes de separación de perfluorocarburo (PFC) que comprenden al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en hexafluoroetano (PFC-116), octafluoropropano (PFC-218), 1,1,1,4,4,4,-hexafluoro-2-butino (PFBY-2), hexafluoroproplleno (HFP, PFC-1216), hexafluorociclopropano (PFC-C216), octafluorociclobutano (PFC- C318), decafluorobutano (PFC-31-1, todos los Isómeros), 2,3-cloro-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (PFC- 1316mxx), octafluoro-2-buteno (PFC-1318my, cls ytrans), hexafluorobutadieno (PFC-2316) y sus mezclas.

g. agentes de separación de fluoroéter que comprenden al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: etér trifluorometil-dlfluorometllíco (CF3OCHF2, HFOC-125E), éter 1,1 -difluorodimetílico, éter tetrafluorodlmetílico (HFOC-134E), éter difluorometil metílico (CHF2OCH3, HFOC-152aE), éter pentrafluorometil metílico y sus mezclas; y

h. otros compuestos diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en HFPO, SF6, cloro, hexafluoroacetona, PMVE (éter pentafluorometilvinílico), PEVE (éter perfluoroetllvlníllco) y sus mezclas.

14. El proceso de la reivindicación 13, en el que el agente de separación se escoge entre el grupo que consiste en CFC-115 (cloropentafluoroetano), CFC-114 (1,2-dicloro-1,1,2,2-tetrafluoroetano), CFC-1114a (1,1-dicloro-1,2,2,2- tetrafluoroetano), HCFC-21 (diclorofluorometano), HCFC-124 (1-cloro-1,2,2,2-tetrafluoroetano), HCFC-124a (1-cloro-

1.1.2.2- tetrafluoroetano), HCFC133a (1-cloro-2,2,2-trlfluoroetano), HCFC-142b (1-cloro-1,1-difluoroetano), HCFC- 1122 (1 -cloro-2,2-difluoroetlleno), 1,1,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC-1255zc), 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC- 1225ye), 3,3,3-trifluoropropeno (HFC-1243zf), 2,3,3,3-tetrafluoropeno (HFC-1234yf), HFC-1123 (trifluoroetileno), PFC-218 (octafluoropropano), PFC-C216 (hexafluorociclopropano), cis- y trans-PFC-1318 (octafluoro-2-buteno), PFC-1216 (hexafluoropropeno, HFP), PFC-C318 (octafluorociclobutano), PFC-31-1my (decafluorobutano), PFC- 2316 (hexafluorobutadieno), PEVE (éter perfluoroetilvinílico), PMVE (éter perfluorometilvinílico), SF6 (hexafluoruro de azufre), Cl2 (cloro), ciclopropano, C2H6 (etano), propano, n-butano, isobutano, 2,2-dimetilpropano, 1-buteno, Isobuteno, 1,3-butadleno, cls- y trans-2-buteno, 1-butino, vinilacetileno, hexafluoroacetona, éter 1,1-difluorometílico, éter pentafluoroetilmetílico, étertetrafluorodimetílico, y cualesquiera de sus mezclas.