Una composición de tipo azeotrópico que consiste en 1 a 20 por ciento en peso de difluorometano (HFC-32) y de 80 a 99 por ciento en peso de HCl,

y que tiene una presión de vapor de 310 a 379 kPa (45 psia a 55 psia) a una temperatura de -59,3ºC.

Composiciones de tipo azeotrópico de difluorometano y HCl

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a nuevas composiciones que comprenden difluorometano.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen muchas técnicas para la producción de hidrofluorocarburos (HFCs) y, en particular, de difluorometano (HFC-32) . Determinados métodos previos implican fluorar uno o más compuestos orgánicos clorados para producir difluorometano. La corriente del producto de reacción también contiene típicamente subproductos y uno o más materiales de partida que no han reaccionado. El difluorometano deseado se recupera entonces a partir de la corriente del producto de reacción a través de uno o más procedimientos de separación tal como destilación. Por ejemplo, en determinados procedimientos de producción de difluorometano, un compuesto orgánico clorado tal como, por ejemplo, diclorometano (HCC-30) y un agente fluorante tal como, por ejemplo, fluoruro de hidrógeno (HF) se hacen reaccionar, habitualmente después del precalentamiento, en presencia de un catalizador de fluoración para generar una corriente del producto de reacción.

La destilación es bien conocida en la técnica para separar los componentes de corrientes de productos de reacción de este tipo y, típicamente, implica el uso de medios de destilación tales como una columna empaquetada o una con bandejas, hecha funcionar a presiones y temperaturas seleccionadas para separar la corriente del producto de reacción en una corriente relativamente rica en el compuesto deseado y en una corriente relativamente rica en compuestos que no son deseados en el producto acabado tales como componentes que no han reaccionado y subproductos indeseados. Sin embargo, técnicas de destilación convencionales son generalmente ineficaces para separar los componentes de mezclas azeotrópicas. Composiciones binarias azeotrópicas que consisten en HFC-32 y cloro se describen en la patente de EE.UU. nº 6.099.694, cedida al cesionario de la presente invención.

El documento US-A-6635790 describe un procedimiento continuo para la fabricación de HFC-32 a partir de cloruro de metileno (HCC-30) y fluoruro de hidrógeno. Se describe que el producto de reacción de la reacción comprende principalmente fluoruro de hidrógeno, HCC-30, clorofluorometano (HCFC-31) , HFC-32 y cloruro de hidrógeno. El cloruro de hidrógeno se puede separar de esta mezcla mediante destilación y luego se puede separar HFC-32 o, alternativamente, los dos se pueden separar en forma de una mezcla.

El documento US-A-5707497 describe un procedimiento para la separación de fluoruro de hidrógeno y HFC-32 mediante destilación fraccionada y/o condensación, y en el que el fluoruro de hidrógeno y HFC-32 forman un azeótropo. El documento describe también la fabricación de HFC-32 mediante reacción de cloruro de metileno (HCC-30) con fluoruro de hidrógeno en la fase gaseosa para producir una mezcla gaseosa de HFC-32, cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno, clorofluorometano (HCFC-31) y HFC-32, que se somete a una destilación convencional para obtener una corriente de la parte superior que consiste esencialmente en cloruro de hidrógeno y HFC-32 y una corriente del fondo que consiste esencialmente en fluoruro de hidrógeno y en materiales orgánicos sub-fluorados.

El documento EP-A-1253127 describe un método para aislar HFC-32 a partir de una mezcla bruta que contiene cloruro de hidrógeno, que tiene como su primera etapa una destilación de la mezcla bruta para generar una parte superior de la columna de cloruro de hidrógeno, y un producto del fondo que implícitamente contiene HFC-32.

El deseo de un procedimiento de fluoración está generalmente ligado al rendimiento y a la pureza del producto que resulta del procedimiento. Por ejemplo, si el producto deseado es el difluorometano, la cantidad de dicho producto que se recupera del producto de reacción debería ser habitualmente lo más elevada posible, y el tipo y cantidad de las impurezas contenidas en las corrientes de productos finales deberían ser lo más bajos posibles. Mientras que procedimientos anteriores han alcanzado un cierto nivel de éxito, medido por el rendimiento y la pureza del producto, la solicitante ha descubierto que determinados rasgos de la técnica anterior pueden levantar barreras contra la mejora continua del rendimiento y pureza del producto.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La solicitante ha descubierto que difluorometano y cloruro de hidrógeno forman una composición de tipo azeotrópico binaria. Este descubrimiento es particularmente importante, ya que en la producción de difluorometano a partir de reaccionantes clorados y, particularmente, cuando se utiliza cloro como un regenerador y/o activador del catalizador, difluorometano, cloruro de hidrógeno y cloro están presentes en el producto de reacción. Además del descubrimiento de la composición de tipo azeotrópico, la solicitante ha descubierto, por lo tanto, procedimientos mejorados para la producción de difluorometano, que incluyen métodos para eliminar o reducir los niveles de cloruro de hidrógeno a partir de la corriente de producto de reacción, y/o para recuperar una cantidad incrementada de cloruro de hidrógeno a partir de la corriente del producto de reacción.

El procedimiento describe hacer reaccionar un compuesto clorado, preferiblemente diclorometano (HFCC-30) con un agente fluorante, preferiblemente HF, para producir una mezcla de productos que comprende HFC-32 y cloruro de hidrógeno. En determinadas realizaciones, especialmente cuando se utiliza cloro como un agente activante, el cloro está también presente en la corriente del producto de reacción. En una realización de los aspectos del método de la presente invención, una o más de las presentes composiciones azeótropas y de tipo azeotrópico se separan de la mezcla de reacción, y las partes componentes de las mismas se separan después de ello para producir composiciones enriquecidas en HFC-32 y/o enriquecidas en HCl. Tal como se utiliza en esta memoria, la referencia a enriquecido se refiere al componente con una concentración más elevada en la composición enriquecida con relación a la concentración de ese componente en la composición azeótropa o de tipo azeotrópico.

Las composiciones de tipo azeotrópico son útiles también en procedimientos para la separación de impurezas a partir de HFC-32.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS

LAS COMPOSICIONES

Las presentes composiciones son composiciones de tipo azeotrópico. Tal como se utiliza en esta memoria, la expresión "tipo azeotrópico" pretende incluir, en su sentido más amplio, tanto composiciones que son estrictamente azeotrópicas como composiciones que se comportan como mezclas azeotrópicas. A partir de principios fundamentales, el estado termodinámico de un fluido se define por la presión, temperatura, composición del líquido y composición del vapor. Una mezcla azeotrópica es un sistema de dos o más componentes en el que la composición del líquida y la composición del vapor son iguales a la presión y temperatura establecidas. En la práctica, esto significa que los componentes de una mezcla azeotrópica se encuentran en constante ebullición y no pueden ser separados durante la destilación.

Tal como se utiliza la expresión en esta memoria, composiciones "de tipo azeotrópico" se comportan como mezclas azeotrópicas, es decir, están en constante ebullición o esencialmente en constante ebullición. En otras palabras, para composiciones de tipo azeotrópico, la composición del vapor formado durante la ebullición o evaporación es idéntica o esencialmente idéntica a la composición líquida original. Así, con la ebullición o evaporación la composición del líquido cambia, en todo caso, sólo en una medida mínima o despreciable. Esto está en contraposición con composiciones de tipo no azeotrópico en las que, durante la ebullición o evaporación, la composición del líquido cambia en un grado sustancial.

Las composiciones de tipo azeotrópico de la invención pueden incluir componentes adicionales que no forman nuevos sistemas azeotrópicos o de tipo azeotrópico, ni componentes adicionales que no se encuentran en el primer corte de la destilación. El primer corte de la destilación es el primer corte tomado una vez que la columna de destilación exhibe un funcionamiento en estado estacionario bajo condiciones de reflujo total. Un modo de determinar si la adición de un componente forma... [Seguir leyendo]

1. Una composición de tipo azeotrópico que consiste en 1 a 20 por ciento en peso de difluorometano (HFC-32) y de 80 a 99 por ciento en peso de HCl, y que tiene una presión de vapor de 310 a 379 kPa (45 psia a 55 psia) a una 5 temperatura de -59, 3ºC.

2. La composición de la reivindicación 1, que consiste en 1 a 10 por ciento en peso de HFC-32 y 90 a 99 por ciento en peso de HCl.

3. La composición de la reivindicación 1, que consiste en 1 a 5 por ciento en peso de HFC-32 y 95 a 99 por ciento en peso de HCl.

4. Un procedimiento para separar difluorometano (HFC-32) de una composición de tipo azeotrópico de HFC-32 y HCl según se define en la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento las etapas de (A) destilar una mezcla que comprende HFC-32 y HCl a una primera presión para producir una composición de tipo azeotrópico de HFC-32 y HCl; y (B) redestilar dicha composición de tipo azeotrópico de HFC-32 y HCl a una segunda presión para producir una corriente enriquecida en HFC-32.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la primera presión de destilación es de 414 a 1380 kPa (60 psia a 200 psia) , y la segunda presión de destilación es de 103 a 207 kPa (15 a 30 psia) .

6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la etapa de destilación (A) se realiza en una primera columna de destilación, y dicha etapa de redestilación (B) se realiza en una segunda columna de destilación.

2.

7. Un procedimiento para separar difluorometano (HFC-32) de una mezcla que contiene HFC-32 y al menos una impureza, comprendiendo el procedimiento añadir HCl a una mezcla que contiene HFC-32 y al menos una impureza en una cantidad suficiente para formar una composición de tipo azeotrópico del HFC-32 y el HCl según se define en la reivindicación 1 y, después de ello, separar la composición de tipo azeotrópico de la impureza, en donde la impureza comprende un carburo halogenado.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que la impureza comprende metano con al menos un sustituyente de halógeno.

9. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que la impureza es miscible con HFC-32.