Un procedimiento para la cofabricación de 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2,

3, 3, 3-tetrafluoropropeno que comprende:

deshidrofluorar una mezcla de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano en una zona de reacción que tiene un catalizador, formando de este modo una mezcla de productos que comprende dichos 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno, hidrofluorocarburos sin reaccionar y fluoruro de hidrógeno y separar dicha mezcla de 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno del fluoruro de hidrógeno y de dichos hidrofluorocarburos sin reaccionar para producir 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno.

Coproducción de hidrofluoroolefinas.

Antecedentes de la invención

La presente descripción se refiere al campo de la producción y purificación de compuestos hidrofluoroolefínicos. En particular, esta invención se refiere a un método para la cofabricación de 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno (FC-1225ye) y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (FC-1234yf) a través de la deshidrofluoración catalítica de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano.

Descripción de la técnica relacionada

Se considera que los compuestos que contienen cloro como los clorofluorocarburos (CFC) son perjudiciales para la capa de ozono de la Tierra. Se ha encontrado que muchos de los hidrofluorocarburos (HFC) , utilizados para remplazar los CFC, contribuyen al calentamiento global. Por lo tanto, es necesario identificar nuevos compuestos que no dañen el medio ambiente, pero que posean también las propiedades necesarias para funcionar como refrigerantes, disolventes, agentes limpiadores, agentes espumantes, propulsores para aerosoles, medios de transferencia de calor, dieléctricos, agentes para extinción de incendios, agentes esterilizantes y fluidos de trabajo en ciclos de potencia. Se está considerando el uso de las olefinas fluoradas, en especial aquéllas que contienen uno o más hidrógenos en la molécula (denominadas en este texto como hidrofluoroolefinas) en algunas de estas aplicaciones, como en refrigeración, así como en procesos para fabricar fluoropolímeros. Las mezclas de HFC1225ye y HFC-1234yf son útiles como composiciones refrigerantes que tienen un potencial de contribución al calentamiento global más bajo que las composiciones refrigerantes tales como las mezclas de HFC-134a. Especialmente útiles son las mezclas de HFC-1225ye y HFC-1234yf que contienen más de 50 % en peso de HFC1225ye, lo cual hace la mezcla no inflamable.

El documento de la patente de Estados Unidos 6369284 describe un método para preparar HFC-1225ye o HFC1225zc a partir de HFC-236ea o HFC-236fa, respectivamente, mediante deshidrofluoración. El documento de la patente de Estados Unidos 6548719 describe un método de deshidrohalogenar hidrofluorocarburos para producir hidrofluoroolefinas como el compuesto HFC-1234ze utilizando hidróxidos de metales alcalinos con catalizadores de transferencia de fase. Los documentos de las patentes de Estados Unidos 5679875 y 5396000 describen un método para preparar HFC-1225ye a partir de HFC-236ea a través de deshidrofluoración catalítica. El documento de la solicitud de Estados Unidos 2006/0106263 describe la deshidrofluoración de hidrofluorocarburos para producir hidrofluoroolefinas.

Las mezclas de HFC-1225ye y HFC-1234yf son especialmente útiles como composiciones refrigerantes que tienen un potencial de calentamiento global más bajo que el de los hidrofluorocarburos actualmente en uso. Desde una perspectiva de fabricación, sería útil producir directamente una mezcla deseada en un único proceso en lugar de tener que mezclar los dos HFC producidos de manera individual.

Breve compendio de la invención

En una realización, se proporciona un procedimiento para la cofabricación de las hidrofluoroolefinas HFC-1225ye y HFC-1234yf. El procedimiento comprende poner en contacto una mezcla de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano a una temperatura de 200 ºC a 500 ºC con un catalizador, opcionalmente en presencia de un gas inerte. El catalizador incluye uno de los siguientes compuestos, si bien las posibilidades no se limitan a ellos: fluoruro de aluminio, alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio, metales sobre alúmina fluorada; óxidos, fluoruros y oxifluoruros de magnesio, zinc y mezclas de magnesio y zinc y/o aluminio; óxido de lantano y óxido de lantano fluorado; óxidos de cromo, óxidos de cromo fluorados y trifluoruro de cromo cúbico; carbono, carbono lavado al ácido, carbono activado, materiales carbonáceos de matriz tridimensional y compuestos metálicos soportados sobre carbono. Los compuestos metálicos son óxidos, fluoruros y oxifluoruros de al menos un metal escogido en el grupo que consiste en sodio, potasio, rubidio, cesio, itrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, cromo, hierro, cobalto, rodio, níquel, cobre, zinc y sus mezclas. Las hidrofluoroolefinas obtenidas como productos se separan de los hidrofluorocarburos sin reaccionar y del fluoruro de hidrógeno.

En otra realización, los hidrofluorocarburos sin reaccionar se pueden, opcionalmente, hacer recircular en el proceso.

Descripción detallada de la invención

Esta invención proporciona un procedimiento para la producción de una mezcla de cis y trans-1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno (es decir, CF3CF=CFH o HFC-1225ye) (denominado a partir de ahora simplemente 1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno o HFC-1225ye) y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (es decir, CF3CF=CH2 o HFC-1234yf) a partir de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano (es decir, CF3CHFCHF2 o HFC-236ea) y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano (esto es, CF3CHFCH2F o HFC-245eb) . El HFC-236ea y el HFC-245eb se pueden preparar fácilmente mediante métodos conocidos en la técnica. Por ejemplo, el HFC-236cb se puede preparar fácilmente por hidrogenación de hexafluoropropeno en presencia de un catalizador de Pd/C.

De acuerdo con una realización de la invención, se deshidrofluora una mezcla de HFC-236ea y HFC-245eb, formando de este modo una mezcla producto de HFC-1225ye y HFC1234yf, sobre un catalizador escogido.

La deshidrofluoración de un hidrofluorocarburo se puede llevar a cabo en fase de vapor. La deshidrofluoración en fase de vapor de un hidrofluorocarburo se puede llevar a cabo de manera adecuada utilizando catalizadores típicos de deshidrofluoración. Generalmente, la presente deshidrofluoración se puede llevar a cabo utilizando cualquier catalizador de deshidrofluoración conocido en la técnica. Entre estos catalizadores se incluyen, si bien las posibilidades no se limitan a éstos: fluoruro de aluminio, alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio, metales sobre alúmina fluorada; óxidos, fluoruros y oxifluoruros de magnesio, zinc y mezclas de magnesio y zinc y/o aluminio; óxido de lantano y óxido de lantano fluorado; óxidos de cromo, óxidos de cromo fluorados y trifluoruro de cromo cúbico; carbón, carbón lavado al ácido, carbono activado, materiales carbonáceos de matriz tridimensional y compuestos metálicos soportados sobre carbono. Los compuestos metálicos son óxidos, fluoruros y oxifluoruros de al menos un metal escogido en el grupo que consiste en sodio, potasio, rubidio, cesio, itrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, cromo, hierro, cobalto, rodio, níquel, cobre, zinc y sus mezclas.

Los catalizadores de deshidrofluoración incluyen fluoruro de aluminio, alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio y metales sobre alúmina fluorada, según se describe en el documento de la patente de Estados Unidos número 5.396.000. La alúmina fluorada y el fluoruro de aluminio se pueden preparar como se describe en el documento de la patente de Estados Unidos número 4.902.838. Entre los metales adecuados se incluyen cromo, magnesio (por ejemplo, fluoruro de magnesio) , metales del grupo VIIB (por ejemplo, manganeso) , metales del grupo IIIB (por ejemplo, lantano) y zinc. Cuando se usan, tales metales están presentes normalmente como haluros (por ejemplo, fluoruros) , como óxidos y/o como oxihaluros. Los metales sobre fluoruro de aluminio y los metales sobre alúmina fluorada se pueden preparar mediante procedimientos tales como se describen en el documento de la patente de Estados Unidos número 4.766.260. En una realización, cuando se usan metales soportados, el contenido metálico total del catalizador está comprendido entre aproximadamente 0, 1 y 20 por ciento en peso, típicamente entre aproximadamente 0, 1 y 10 por ciento en peso. Entre los catalizadores preferidos se incluyen catalizadores que consisten esencialmente en fluoruro de aluminio y/o alúmina fluorada.

Adicionalmente, los catalizadores de deshidrofluoración incluyen óxidos, fluoruros y oxifluoruros de magnesio, zinc y mezclas de magnesio y zinc y/o aluminio. Por ejemplo, se puede preparar un catalizador adecuado secando óxido de magnesio hasta que esencialmente toda el agua se elimina, por ejemplo, durante 18 horas a aproximadamente 100 ºC. El material secado se transfiere luego al reactor para ser usado. A continuación, se aumenta gradualmente la temperatura hasta aproximadamente 400 ºC mientras se mantiene un flujo de nitrógeno a través del reactor... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la cofabricación de 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno que comprende:

deshidrofluorar una mezcla de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano en una zona de

reacción que tiene un catalizador, formando de este modo una mezcla de productos que comprende dichos 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno, hidrofluorocarburos sin reaccionar y fluoruro de hidrógeno y separar dicha mezcla de 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno del fluoruro de hidrógeno y de dichos hidrofluorocarburos sin reaccionar para producir 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno y 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además recircular los hidrofluorocarburos sin 10 reaccionar a la zona de reacción.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1, que se lleva a cabo a una temperatura de 200 º C a 500 º C.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador se escoge en el grupo que consiste en fluoruro de aluminio, alúmina fluorada y metales sobre alúmina fluorada.

5. Un procedimiento según la reivindicación 4, en el que el catalizador es fluoruro de aluminio.

6. Un procedimiento según la reivindicación 1, que se lleva a cabo en presencia de un gas inerte.

7. Un procedimiento según la reivindicación 6, en el que el gas inerte es nitrógeno.

8. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la proporción molar de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano alimentada a la zona de reacción es de 10 : 1 a 80 : 1.

9. Un procedimiento según la reivindicación 8, en el que la proporción molar de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano 20 y 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano alimentada a la zona de reacción es de 35 : 1 a 80 : 1.

10. Un procedimiento según la reivindicación 1 en el que las hidrofluoroolefinas se separan del fluoruro de hidrógeno y de los hidrofluorocarburos por destilación.