Procedimiento para la fabricación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno.

Un procedimiento para la fabricación de CF3CF≥CH2 (HFC-1234yf) que comprende alimentar CF3CF2CH3 (HFC- 245cb) a una zona de reacción de deshidrofluoración en presencia de un catalizador de deshidrofluoración seleccionado del grupo que consiste en fluoruro de aluminio,

alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio, metales sobre alúmina fluorada; óxidos, fluoruros y oxifluoruros de magnesio, cinc y mezclas de magnesio y cinc 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 con ácido, carbón activado, materiales carbonosos de matriz tridimensional; y compuestos metálicos soportados sobre carbono para producir una mezcla de reacción que comprende CF3CF≥CH2 (HFC-1234yf).

Procedimiento para la fabricación de 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno Antecedentes de la invención Descripción de la técnica relacionada Se considera que los compuestos que contienen cloro, tales como los clorofluorocarbonos (CFCs) , son perjudiciales para la capa de ozono terrestre. Se ha encontrado que muchos de los hidrofluorocarbonos (HFCs) , usados para reemplazar a los CFCs, contribuyen al calentamiento global. Por lo tanto, hay una necesidad de identificar nuevos compuestos que no dañen el medio ambiente, pero posean también las propiedades necesarias para hacer la función de refrigerantes, disolventes, agentes de limpieza, agentes de soplado de espumas, propelentes de aerosoles, medios de transferencia de calor, dieléctricos, agentes de extinción de fuegos, esterilizantes y fluidos de trabajo para ciclos de energía. Se están considerando olefinas fluoradas, que contienen uno o más hidrógenos en la molécula, para el uso en algunas de las aplicaciones, como por ejemplo en refrigeración.

Breve compendio de la invención Un aspecto se refiere a un procedimiento para la fabricación de CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) que comprende alimentar CF3CF2CH3 (HFC-245cb) a una zona de reacción de deshidrofluoración en presencia de un catalizador para producir una mezcla de reacción que comprende CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) .

Un aspecto adicional se refiere a un procedimiento para producir HFC-1234yf, que comprende: a) alimentar HFC245cb a una zona de reacción para la deshidrofluoración, como se ha definido anteriormente, para formar una composición producto de reacción que comprende HFC-1234yf, HFC-245cb sin reaccionar y fluoruro de hidrógeno; b) someter dicha composición producto de reacción a una primera etapa de destilación para formar una primera composición destilada que comprende una composición azeotrópica o casi azeotrópica que contiene HFC-1234yf y una primera composición de colas que comprende HFC-245cb; c) someter dicha primera composición destilada a una segunda etapa de destilación a partir de la cual una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidrógeno o bien (ii) HFC-1234yf es retirada como segunda composición destilada, con una segunda composición de colas que está 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 que la segunda etapa de destilación, en la que el componente enriquecido en la segunda composición de colas en (c) es retirado como tercera composición destilada con una tercera composición de colas enriquecida en el mismo componente que fue enriquecido en la segunda composición destilada.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra una realización para poner en práctica un procedimiento de destilación azeotrópica de dos columnas.

La Figura 2 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra una realización para poner en práctica un procedimiento para la producción de HFC-1234yf.

Descripción detallada de la invención El compuesto 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (HFC-1234yf, CF3CF=CH2, nº de reg. CAS 754-12-1) . El HFC-1234yf se puede preparar por métodos conocidos en la técnica o como se describe en la presente memoria.

El fluoruro de hidrógeno anhidro (HF) tiene el nº de reg. CAS 7664-39-3 y está disponible en el mercado.

También es útil en los procedimientos descritos en la presente memoria el 1, 1, 1, 2, 2-pentafluoropropano (HFC245cb, CF3CF2CH3, nº de reg. CAS 1814-88-6) . El HFC-245cb está disponible en el mercado o se puede preparar por métodos conocidos en la técnica.

La invención proporciona un procedimiento para la fabricación de CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) que comprende alimentar CF3CF2CH3 (HFC-245cb) a una zona de reacción de deshidrofluoración en presencia de un catalizador para producir una mezcla de reacción que comprende CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) .

En esta realización, la deshidrofluoración en fase de vapor de CF3CF2CH3 (HFC-245cb) en una zona de reacción se puede llevar a cabo adecuadamente usando catalizadores de deshidrofluoración típicos. De manera general, la presente deshidrofluoración se puede llevar a cabo usando cualquier catalizador de deshidrofluoración conocido en la técnica. Estos catalizadores se seleccionan entre fluoruro de aluminio, alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio, metales sobre alúmina fluorada; óxidos, fluoruros y oxifluoruros de magnesio, cinc y mezclas de magnesio y cinc 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 con ácido, carbón activado, materiales carbonosos de matriz tridimensional; y compuestos metálicos soportados sobre carbono. Los compuestos metálicos son óxidos, fluoruros y oxifluoruros de al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en sodio, potasio, rubidio, cesio, ytrio,

lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, cromo, hierro, cobalto, rodio, níquel, cobre, cinc y mezclas de los mismos.

Los catalizadores de deshidrofluoración incluyen fluoruro de aluminio, alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio y metales sobre alúmina fluorada, como se describe en la patente de EE.UU. Nº 5.396.000. La alúmina fluorada y el fluoruro de aluminio se pueden preparar como se describe en la patente de EE.UU. Nº 4.902.838. Los metales adecuados incluyen cromo, magnesio (p.ej., fluoruro de magnesio) , metales del Grupo VIIB (p.ej., manganeso) , metales del Grupo IIIB (p.ej., lantano) , y cinc. En el uso, tales metales están presentes normalmente como haluros (p.ej., fluoruros) , como óxidos y/o como oxihaluros. Los metales sobre fluoruro de aluminio y los metales sobre alúmina fluorada se pueden preparar por procedimientos como los descritos en la patente de EE.UU. Nº 4.766.260. En una realización, cuando se usan metales soportados, el contenido total de metal del catalizador es de aproximadamente 0, 1 a 20 por ciento en peso, típicamente de aproximadamente 0, 1 a 10 por ciento en peso. En una realización, los catalizadores 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, cinc y mezclas de magnesio y cinc y/o aluminio. Un catalizador adecuado se puede preparar, por ejemplo, secando óxido de magnesio hasta que esencialmente todo el agua ha sido retirada, p.ej., durante aproximadamente 18 horas a aproximadamente 100 ºC. Después, el material seco se transfiere al reactor que se va a usar. Después, se aumenta gradualmente la temperatura hasta aproximadamente 400 ºC a la vez que se mantiene un flujo de nitrógeno a través del reactor para retirar cualesquiera trazas de humedad remanentes del óxido del magnesio y del reactor. Después, se disminuye la temperatura hasta aproximadamente 200 ºC y se hace pasar a través del reactor un agente de fluoración, tal como HF, u otros compuestos vaporizables que contienen flúor tales como SF4, CCl3F, CCl2F2, CHF3 o CCl2FCClF2, opcionalmente diluidos con un gas inerte tal como nitrógeno. El gas inerte o nitrógeno puede ser reducido gradualmente hasta que sólo se esté haciendo pasar a través del reactor HF u otros compuestos vaporizables que contienen flúor. En este punto, la temperatura puede ser aumentada hasta aproximadamente 450 ºC y mantenida a esa temperatura para convertir el óxido de magnesio hasta un contenido de fluoruro correspondiente al menos a 40 por ciento en peso, p.ej., durante 15 a 300 minutos, dependiendo del caudal del agente de fluoración y el volumen del catalizador. Los fluoruros están en la forma de fluoruro de magnesio u oxifluoruro de magnesio; el resto del catalizador es óxido de magnesio. Se entiende en la técnica que se pueden ajustar las condiciones de fluoración tales como el tiempo y la temperatura para proporcionar más que 40 por ciento en peso de material que contiene fluoruro.

Otro procedimiento adecuado para la preparación del catalizador es añadir hidróxido de amonio a una disolución de nitrato de magnesio y, si están presentes, nitrato de cinc y/o nitrato de aluminio. El hidróxido de amonio se añade a la disolución de nitrato hasta un pH de aproximadamente 9, 0 a 9, 5. Al final de la adición, se filtra la disolución, el sólido obtenido se lava con agua, se seca y se calienta lentamente hasta 500 ºC, donde se calcina. Después, el producto calcinado se trata con un compuesto que contiene flúor adecuado como se describe anteriormente.

Aún otro procedimiento para la preparación de catalizadores de fluoruro metálico (es decir, magnesio, conteniendo opcionalmente también cinc... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la fabricación de CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) que comprende alimentar CF3CF2CH3 (HFC245cb) a una zona de reacción de deshidrofluoración en presencia de un catalizador de deshidrofluoración seleccionado del grupo que consiste en fluoruro de aluminio, alúmina fluorada, metales sobre fluoruro de aluminio,

metales sobre alúmina fluorada; óxidos, fluoruros y oxifluoruros de magnesio, cinc y mezclas de magnesio y cinc 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 con ácido, carbón activado, materiales carbonosos de matriz tridimensional; y compuestos metálicos soportados sobre carbono para producir una mezcla de reacción que comprende CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicha zona de reacción se mantiene a una temperatura en el intervalo de 200ºC a 500ºC.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, donde dicha zona de reacción se mantiene a una temperatura en el intervalo de 300ºC a 450ºC.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dichos compuestos metálicos soportados sobre carbono son

compuestos de al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en sodio, potasio, rubidio, cesio, ytrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, cromo, hierro, cobalto, rodio, níquel, cobre, cinc y mezclas de los mismos.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dichos compuestos metálicos soportados sobre carbono se seleccionan del grupo que consiste en óxidos, fluoruros y oxifluoruros.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho catalizador para deshidrofluoración es alúmina fluorada.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho catalizador para deshidrofluoración es un material carbonoso de matriz tridimensional poroso.