Composiciones de azeótropos que comprenden 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno y fluoruro de hidrógeno y su uso.

Una composición aze6tropa o casi aze6tropa, que comprende de 61,

0 por ciento en moles a 78, 4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye (Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno) y de 39, 0 por ciento en moles a 21, 6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que dicha composición se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión del punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo.

Composiciones de aze6tropos que comprenden 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y fluoruro de hidr6geno y su uso Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención En la presente memoria descriptiva se describen composiciones de aze6tropos que comprenden Z-1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno y fluoruro de hidr6geno. Las composiciones de aze6tropos son utiles en procedimientos para preparar y en procedimientos para purificar Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno.

2. Descripción de la tecnica relacionada Los compuestos que contienen cloro, como los clorofluorocarburos (SFC) se considera que son perjudiciales para la capa de ozono de la Tierra. Muchos de los hidrofluorocarburos (HFC) usados para sustituir CSC se ha encontrado que contribuyen al calentamiento global. Por lo tanto, hay una necesidad de identificar nuevos compuestos que no deterioren el medio ambiente, pero que posean tambien las propiedades necesarias para funcionar como refrigerantes, disolventes, agentes quelantes, agentes espumantes, propelentes para aerosoles, medios de transferencia de calor, dielectricos, agentes para extinguir fuego, esterilizantes y fluidos de funcionamiento para ciclos combinados. Las olefinas fluoradas, que contienen uno o mas atomos de hidr6geno en la molecula, estan siendo consideradas para ser usadas en algunas de las aplicaciones como, por ejemplo, en refrigeración.

El documento US-A-6.369.284 describe una mezcla equimolar de 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y fluoruro de hidr6geno en el contexto de un procedimiento para fabricar pentafluoropropenos.

Breve sumario de la invención Un aspecto se refiere a un composición aze6tropa o casi aze6tropa que comprende Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno (Z-HFC-1225-ye) y fluoruro de hidr6geno (HF) .

Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para la separación de Z-HFC-1225-ye de 1, 1, 1.2.3.3hexafluropropano (HFC-236ea) que comprende: a) formar una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno; y b) someter dicha mezcla a una etapa de destilación formando una composición destilada de la columna que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa de fluoruro de hidr6geno y Z-HFC-1225-ye esencialmente exenta de HFC-236ea.

Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para la separación de Z-HFC-1225-ye de una mezcla que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa de Z-HFC-1225-ye y HF, comprendiendo dicho procedimiento: a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación en la que una composición enriquecida 30 con (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye es separada como una primera composición destilada con una primera composición de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii) ; y b) someter dicha primera composición destilada a una segunda etapa de destilación realizada a una presión diferente de la primera etapa de destilación, en la que el componente enriquecido como la primera composición de cola en el apartado (a) es separada en una segunda composición destilada con una segunda composición de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la primera composición destilada.

Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para la purificación de Z-HFC-1225-ye a partir de una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno, comprendiendo dicho procedimiento: a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación para formar un primer destilado que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno y un primer producto de cola que comprende 40 HFC-236ea; b) someter dicho primer destilado a una segunda etapa de destilación a partir de la cual se separa una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye como una segunda composición destilada con una segunda composición de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii) ; y c) someter dicha segunda composición destilada a una tercera etapa de destilación realizada a una presión diferente de la segunda etapa de destilación, en la que se separa el componente enriquecido en la segunda composición de cola en 45 el apartado (b) y una tercera composición destilada con una tercera composición de cola enriquecida en el mismo componente, que estaba enriquecida en la segunda composición destilada.

Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para producir Z-HFC-1225-ye que comprende: a) alimentar HFC236ea a una zona de reacción para una deshidrofluoración para formar una composición de producto de reacción que comprende Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea sin reaccionar y fluoruro de hidr6geno; b) someter dicha composición 50 de producto de reacción a una primera etapa de destilación para formar una primera composición destilada que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno y una primera composición de cola que comprende HFC-236ea; c) someter dicha primera composición destilada a una segunda etapa de destilación a partir de la cual se separa una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye, como una segunda composición destilada con una segunda composición de cola que esta 55 enriquecida en el otro de dichos componentes (I) o (ii) ; y d) someter dicha segunda composición destilada a una

tercera etapa de destilación realizada a una presión diferente de la segunda etapa de destilación en la que se separa el componente enriquecido en la segunda composición de cola en el apartado (c) , en una tercera composición destilada con una tercera composición de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composición destilada.

Breve descripción de los dibujo La Figura 1 es un diagrama de flujo esquematico que ilustra una realización para poner en practica un procedimiento de destilación aze6tropa de dos columnas.

La Figura 2 es un diagrama de flujo esquematico que ilustra una realización para poner en practica un procedimiento para la preparación de Z-HFC-1225-ye.

Descripción detalla de la invención Un aspecto se refiere a composiciones que contienen 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno (HFC-1225ye, CF3CF=CHF) . El HFC-1225ye puede existir como uno de dos is6meros configuracionales, E o Z. El Z-HFC-1225-ye, como se usa en la presente memoria descriptiva, se refiere a una mezcla de los is6meros E- HFC-1225ye (nO de registro CAS 559510-8) y Z-HFC-1225-ye (nO de registro CAS 5528-43-8) de los que el is6mero predominante es Z-HFC-1225-ye. El ZHFC-1225-ye puede ser preparado mediante metodos conocidos en la tecnica como los descritos en las patentes de EE.UU. nO 5.396.000, 5.679.875, 6.031.141 y 6.369.284, todos los cuales se incorporan como referencia a la presente memoria descriptiva.

Como se usa en la presente memoria descriptiva, el is6mero predominante esta previsto que sea el is6mero que este presente en la composición a una concentración mayor que 50 por ciento en moles, preferentemente mayor que 60 por ciento en moles, mas preferentemente mayor que 70 por ciento en moles, incluso mas preferentemente mayor que 80 por ciento en moles, y lo mas preferentemente mayor que 90 por ciento en moles.

El fluoruro de hidr6geno (HF) anhidro tiene un nO de registro CAS 7664-393 y esta disponible en el comercio.

Tambien es util en el procedimiento descrito en la presente memoria descriptiva el 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano (HFC-236ea, nO de registro CAS 431-63-0) . El HFC-236ea puede ser preparado mediante metodos conocidos en la tecnica.

En lo que se refiere a un procedimiento para la deshidrofluoración de HFC-236ea para dar Z-HFC-1225-ye y HF y el aislamiento de Z-HFC-1225-ye a partir de este procedimiento, se ha descubierto sorprendentemente que la hidrofluoroolefina Z-HFC-1225-ye forma un aze6tropo con HF.

Un aspecto proporciona una composición que comprende de 61, 0 por ciento en moles a 78, 4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 39, 0 por ciento en moles a 21, 6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno (HF) , dando lugar a la formación de una mezcla de aze6tropos o casi aze6tropos. Como se reconoce en la tecnica, una composición aze6tropa o casi aze6tropa es una mezcla de dos o mas componentes diferentes que, cuando estan en forma ldquida bajo una presión dada, entraran en ebullición a una temperatura sustancialmente constante, temperatura que puede ser superior o inferior a las temperaturas de ebullición de los componentes individuales y que proporcionara una composición de vapores esencialmente igual a la composición ldquida que esta experimentando... [Seguir leyendo]

1. Una composición aze6tropa o casi aze6tropa, que comprende de 61, 0 por ciento en moles a 78, 4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye (Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno) y de 39, 0 por ciento en moles a 21, 6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que dicha composición se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión del punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo.

2. La composición aze6tropa o casi aze6tropa de la reivindicación 1, que comprende de 61, 0 por ciento en moles a 78, 4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 39, 0 por ciento en moles a 21, 6 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que la presión de vapor es de 88 kPa a 3792 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.

3. La composición aze6tropa o casi aze6tropa de la reivindicación 1, en que dicha composición consiste esencialmente en 61, 0 por ciento en moles a 78, 4 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 39, 0 por ciento en moles a 21, 6 por ciento en moles de fluoruro de hidrogeno, en que la presión de vapor es de 88 kPa a 3792 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.

4. La composición aze6tropa de la reivindicación 1, que comprende de 64, 5 por ciento en moles a 69, 0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 35, 5 por ciento en moles a 31, 0 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que la presión de vapor es de 88, 3 kPa a 3797 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.

5. La composición aze6tropa de la reivindicación 1, en que dicha composición consiste esencialmente en 64, 5 por ciento en moles a 69, 0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye y de 35, 5 por ciento en moles a 31, 0 por ciento en moles de fluoruro de hidr6geno, en que la presión de vapor es de 88, 3 kPa a 3797 kPa a una temperatura de -25OC a 100OC.

6. Un procedimiento para la separación de Z-HFC-1225-ye (Z -1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno) de HFC-236ea (1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano) , que comprende:

a) formar una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno; y b) someter dicha mezcla a una etapa de destilación a partir de la cual se forma una composición destilada de la columna que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa de fluoruro de hidr6geno y Z-HFC-1225ye, esencialmente exenta de HFC-236ea, en que dicha composición destilada de la columna se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión del punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicha etapa de destilación forma adicionalmente una composición de cola de la columna que comprende HFC-236ea.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicha composición de cola de la columna comprende HFC236ea esencialmente exento de fluoruro de hidr6geno.

9. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicha mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno comprende cantidades equimolares de cada componente.

10. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicha mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea y fluoruro de hidr6geno comprende Z-HFC-1225-ye en exceso.

11. El procedimiento para la separación de Z-HFC-1225-ye (Z-1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno) de una mezcla que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa de Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno, en que dicha composición se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión del punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo, comprendiendo dicho procedimiento :

a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación en la que una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye se separa como una primera composición destilada con una primera composición de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii) ; y b) someter dicha primera composición destilada a una segunda etapa de destilación realizada a una presión diferente, en la que el componente enriquecido como la primera composición de cola en el apartado (a) se separa en una segunda composición destilada con una segunda composición de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la primera composición destilada.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicha primera composición de cola comprende Z-HFC-1225ye esencialmente exento de fluoruro de hidr6geno.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha segunda composición de cola comprende fluoruro de hidr6geno sustancialmente exento de Z-HFC-1225-ye.

14. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicha primera etapa de destilación se lleva a cabo a una

temperatura mayor que la presión de la segunda etapa de destilación.

15. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicha mezcla consiste esencialmente en Z-HFC-1225-yeen combinación con una cantidad de fluoruro de hidr6geno eficaz para formar una composición aze6tropa o casi aze6tropa, conteniendo dicha composición aze6tropa o casi aze6tropa 64, 5 por ciento en moles a 69, 0 por ciento en moles de Z-HFC-1225-ye.

16. Un procedimiento para la purificación de Z-HFC-1225-ye (Z-1, 2, 3, 3, 3-pentefluoropropeno) a partir de una mezcla de Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea (1, 1, 1, 2, 3, 3 -hexafluoropropano) y fluoruro de hidr6geno, comprendiendo dicho procedimiento:

a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación para formar un primer destilado que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa que contiene Z-HFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno, en que dicho primer destilado se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión de punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo, y una primera composición de producto de cola que comprende HFC-236ea;

b) someter dicho primer destilado a una segunda etapa de destilación a partir de la cual se separa una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye como una segunda composición destilada con una segunda composición de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii) ; y c) someter dicha segunda composición destilada a una tercera etapa de destilación realizada a una presión diferente de la segunda etapa de destilación, en la que el componente enriquecido en la segunda composición de cola en el apartado (b) se separa de una tercera composición destilada con una tercera composición de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composición destilada.

17. Un procedimiento para producir Z-HFC-1225-ye (Z-1, 2, 3, 3, 3-pentefluoropropeno) , que comprende:

a) alimentar HFC-236ea (1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano) a una zona de reacción para una deshidrofluoración para formar una composición de producto de reacción que comprende Z-HFC-1225-ye, HFC-236ea sin reaccionar y fluoruro de hidr6geno;

b) someter dicha composición de producto de reacción a una primera etapa de destilación para formar una primera composición destilada que comprende una composición aze6tropa o casi aze6tropa que contiene ZHFC-1225-ye y fluoruro de hidr6geno, en que dicha composición se caracteriza por una diferencia entre la presión del punto de rocdo y la presión de punto de burbujeo que es menor o igual a 3º, basada en la presión del punto de burbujeo, y una primera composición de cola que comprende HFC-236ea;

c) someter dicha primera composición destilada a una segunda etapa de destilación a partir de la cual una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidr6geno o (ii) Z-HFC-1225-ye, se separa como una segunda composición destilada con una segunda composición de cola que esta enriquecida en el otro de dichos componentes (I) o (ii) ; y d) someter dicha segunda composición destilada a una tercera etapa de destilación realizada a una presión diferente de la segunda etapa de destilación en la que el componente enriquecido en la segunda composición de cola en el apartado (c) , se separa en una tercera composición destilada con una tercera composición de cola enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la segunda composición destilada.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha primera composición de cola a dicha zona de reacción.

19. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha segunda composición de cola o tercera composición de cola a dicha zona de reacción.

20. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente recuperar al menos una parte de dicha segunda composición de cola o tercera composición de cola como Z-HFC-1225-ye esencialmente exento de HFC236ea y fluoruro de hidr6geno.

21. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente reciclar al menos una parte de dicha segunda composición de cola o tercera composición de cola a dicha primera etapa de destilación.