Un procedimiento para la producción de difluorometano (HFC-32),

comprendiendo el procedimiento:

(a) proporcionar un recipiente de reacción;

(b) proporcionar en el recipiente de reacción carbono activado impregnado con un catalizador de fluoración de ácido de Lewis fuerte en el que el catalizador de ácido de Lewis fuerte se selecciona de los haluros de Sb;

(c) activar el catalizador por pase por el carbono activado impregnado con el catalizador de fluoración de ácido de Lewis fuerte, fluoruro de hidrógeno anhidro gas y cloro gas;

(d) poner en contacto, en un estado de vapor en el recipiente de reacción que contiene el catalizador activado, fluoruro de hidrógeno y diclorometano a una temperatura en el intervalo de 60°C a 200°C para producir una corriente de producto que comprende difluorometano (HFC-32) y uno o más de cloruro de hidrógeno, agente(s) reaccionante(s) hidrocarbonado(s) clorado(s) no reaccionado(s), compuestos intermedios poco fluorados y fluoruro de hidrógeno no reaccionado y

(e) separar difluorometano (HFC-32) de la corriente de producto.

Método para fabricar difluorometano.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un método para la fabricación de difluorometano (HFC-32) .

Antecedentes de la invención

Sistemas de refrigeración mecánica y dispositivos de transferencia de calor relacionados tales como bombas de calor y sistemas de aire acondicionado, usando líquidos refrigerantes son conocidos en la técnica para usos industrial, comercial y doméstico. Los clorofluorocarbonos (CFC) se desarrollaron en los años 30 como refrigerantes para tales sistemas. Sin embargo, desde los años 80 el efecto de los CFC sobre la capa de ozono estratosférico ha llegado a ser el foco de atención. En 1.987 una serie de gobiernos firmó el Protocolo de Montreal para proteger el medio ambiente global detallando un programa para eliminar gradualmente los productos de CFC. Las enmiendas posteriores a este protocolo aceleraron la eliminación gradual de estos CFC y también planificaron la eliminación gradual de los HCFC. Así, se requiere una alternativa no tóxica, no inflamable, para reemplazar los CFC y los HCFC. En respuesta a tal demanda, la industria ha desarrollado una serie de hidrofluorocarbonos (los HFC) , que presentan un potencial de reducción del ozono de cero.

Los hidrofluorocarbonos tales como difluorometano (HFC-32) , 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC-143a) y 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) no presentan esencialmente potencial de reducción de ozono (ODP, por sus siglas en inglés) y presentan bajo potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) , y por lo tanto, se ha encontrado que son refrigerantes aceptables y, en algunos casos, como potenciales agentes formadores de burbujas en la producción de espumas plásticas.

Yahaymétodos conocidos en la bibliografía para producir HFC-32. Las patentes de EE.UU. Nº 2.749.374 y 2.749.375 desvelan un procedimiento en el que se hace reaccionar diclorometano (HCC-30) con HF en una fase líquida a una temperatura dentro del intervalo de 110° a 175°C en presencia de un catalizador de haluro de antimonio que contiene flúor para obtener HFC-32. En este procedimiento, sin embargo, una gran cantidad de compuestos de series R-40 tales como monoclorometano y fluorometano, que son impurezas no deseadas distintas de compuestos de series R-30 (HFC-32, HCFC-31 y HCC-30) , se forman como subproductos. También se conoce en la técnica que el HF licuado y las mezclas de haluro de antimonio son muy corrosivas para metales y aleaciones.

La patente de EE.UU. Nº 2.745.886 desvela un procedimiento en fase vapor para fluorar una variedad de halohidrocarburos incluyendo HCC-30, que utiliza un catalizador de fluoruro de cromo hidratado activado con oxígeno. De manera similar, la patente de EE.UU. Nº 2.744.148 desvela un procedimiento de fluoración de halohidrocarburos en que se usa un catalizador de alúmina activado con HF. La patente de EE.UU. Nº 3.862.995 desvela la producción en fase vapor de HFC-32 haciendo reaccionar cloruro de metileno y HF en presencia de un catalizador derivado de vanadio soportado sobre carbono. La patente de EE.UU. Nº 4.147.733 desvela una reacción en fase vapor para la producción de HFC-32 por HCC-30 con HF en presencia de un catalizador de fluoruro de metal. La patente de EE.UU. Nº 5.672.786 desvela una reacción en fase vapor para la producción de HFC-32 poniendo en contacto HCC-30 con HF en presencia de un catalizador de fluoración seleccionado del grupo que consiste en el óxido, fluoruro u oxifluoruro de al menos uno de: cromo, aluminio, cinc, níquel, cobalto, cobre y magnesio para producir una corriente de producto que comprende HFC-32, HCFC-31 y materias primas no reaccionadas.

En la patente de EE.UU. Nº 5.208.395 se describe una reacción en fase vapor para la producción de HFC-32 poniendo en contacto HCC-30 con HF en presencia de ciertos catalizadores ácidos de Lewis relativamente débiles, tal como sales de estaño (IV) y bismuto (III) , preferiblemente cloruros, y especialmente tetrafluoruro de estaño, sobre carbono activado.

Hay diversas desventajas con estos procedimientos. Todos estos procedimientos requieren temperaturas relativamente altas de entre 200°C y aproximadamente 600°C para fabricar cantidades apreciables de producto. En la práctica, estos procedimientos para la producción de HFC-32 experimentan una serie de problemas incluyendo bajo rendimiento de producto y selectividad del producto deficiente, así como dificultades operacionales tales como descomposición de la alimentación y la mezcla de reacción y el entorno pueden ser muy corrosivos.

La patente de EE.UU. A-6080899 describe una fase líquida, un procedimiento de hidrofluoración catalítica para preparar hidrofluorocarbonos e hidroclorofluorocarbonos a partir de sus precursores más clorados. Tales procesos se pueden usar, por ejemplo, para preparar difluorometano, 1, 1, 1-trifluoroetano y difluoroclorometano. El procedimiento emplea un disolvente de reacción de hidrofluorocarbono con un punto de ebullición mayor que el del producto fluorado deseado y esto permite un uso más eficaz de catalizadores super-ácidos completamente fluorados, tales como los pentafluoruros de antimonio, niobio y/o tántalo.

La patente europea EP-A-0712826 describe un procedimiento en fase vapor para preparar 1, 1, 1-trifluoroetano haciendo reaccionar 1, 1-difluoro-1-cloroetano en presencia de un catalizador seleccionado de sales de antimonio (V) , titania (IV) y estaño (IV) . El procedimiento se puede llevar a cabo sin gas cloro alimentado conjuntamente a la reacción para activar el catalizador y el catalizador puede estar no soportado o soportado sobre carbono activado.

La patente de EE.UU. B1 -6242659 describe la fluoración en fase vapor de cloruro de metileno para formar difluorometano usando fluoruro de hidrógeno anhidro, donde se introduce cloro en el reactor al mismo tiempo que los agentes reaccionantes. La temperatura de reacción está en general entre 200 y 450°C y los catalizadores adecuados incluyen óxido de cromo (III) y derivados de metales tales como: níquel, hierro, vanadio (III) , manganeso, cobalto o cinc, opcionalmente junto con cromo.

Hay necesidad de un procedimiento para la producción de difluorometano (HFC-32) con buen rendimiento y selectividad incluso a temperaturas relativamente bajas, que minimice el problema de descomposición de la alimentación y corrosión.

Sumario de la invención

La invención comprende un procedimiento para la producción de difluorometano (HFC-32) , en el que el procedimiento es un procedimiento en fase vapor que comprende:

(a) proporcionar un recipiente de reacción;

(b) proporcionar en el recipiente de reacción carbono activado impregnado en un catalizador de fluoración de ácido de Lewis fuerte en el que el catalizador de ácido de Lewis fuerte se selecciona de haluros de Sb;

(c) activar el catalizador por pase por el carbono activado impregnado con el catalizador de fluoración de ácido de Lewis fuerte fluoruro de hidrógeno anhidro gas y cloro gas;

(d) poner en contacto, en un estado de vapor en el recipiente de reacción que contiene el catalizador activado, fluoruro de hidrógeno y diclorometano a una temperatura en el intervalo de 60°C a 200°C para producir una corriente de producto que comprende difluorometano y uno o más de cloruro de hidrógeno, agente (s) reaccionante (s) hidrocarbonado (s) clorado (s) no reaccionado (s) , compuestos intermedios poco fluorados y fluoruro de hidrógeno no reaccionado y

(e) separar difluorometano de la corriente de producto.

Descripción detallada de la invención

Y realizaciones preferidas

En general, el procedimiento de esta invención comprende proporcionar un catalizador de fluoración en fase vapor impregnando carbono activado con un catalizador de fluoración de ácido de Lewis fuerte. El catalizador de fluoración soportado preparado se carga después en cualquier recipiente de reacción adecuado, tal como un tubo de metal o reactor de tubo, para fabricar un lecho catalítico. El recipiente de reacción se construye preferiblemente de materiales que son resistentes a los efectos corrosivos de fluoruro de hidrógeno, tal como níquel y aleaciones que contienen níquel tales como Hastelloy®, Inconel® y Monel®. Alternativamente, un recipiente de reacción revestido con fluoropolímeros también sería adecuado. Se activa entonces el lecho de carbono activado... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la producción de difluorometano (HFC-32) , comprendiendo el procedimiento:

(a) proporcionar un recipiente de reacción;

(b) proporcionar en el recipiente de reacción carbono activado impregnado con un catalizador de fluoración 5 de ácido de Lewis fuerte en el que el catalizador de ácido de Lewis fuerte se selecciona de los haluros de Sb;

(c) activar el catalizador por pase por el carbono activado impregnado con el catalizador de fluoración de ácido de Lewis fuerte, fluoruro de hidrógeno anhidro gas y cloro gas;

(d) poner en contacto, en un estado de vapor en el recipiente de reacción que contiene el catalizador activado, fluoruro de hidrógeno y diclorometano a una temperatura en el intervalo de 60°C a 200°C para producir

una corriente de producto que comprende difluorometano (HFC-32) y uno o más de cloruro de hidrógeno, agente (s) reaccionante (s) hidrocarbonado (s) clorado (s) no reaccionado (s) , compuestos intermedios poco fluorados y fluoruro de hidrógeno no reaccionado y

(e) separar difluorometano (HFC-32) de la corriente de producto.