Procedimiento para preparar 2,3,3,3-tetrafluoropropeno.

Procedimiento para producir 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, que comprende la deshidrofluoración de 1,

1,1,2,3- pentafluoropropano, en el que se suministran 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,3,3,3-pentafluoropropano junto con 1,1,1,2,3-pentafluoropropano a un reactor que contiene un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado como catalizador a fin de llevar a cabo simultáneamente una deshidrofluoración y una isomerización.

Procedimiento para preparar2,3,3,3-tetrafluoropropeno.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno.

Técnica anterior

El HFC-125 (C2HF5), el HFC-32 (CH2F2) y otros refrigerantes alternativos similares se utilizan ampliamente como alternativas vitales a los CFC, HCFC, etc., que destruyen la capa de ozono. Sin embargo, estos refrigerantes alternativos presentan fuertes efectos invernadero y su difusión puede potenciar los efectos del calentamiento global. Como contrapartida, el HFC-125 (C2HF5), el HFC-32 (CH2F2), etc., se recuperan tras su uso, pero es Imposible recuperarlos por completo. Además, no se puede pasar por alto el hecho de que se pueden difundir debido a fugas, etc. También se baraja como alternativa el uso de C2 o de materiales a base de hidrocarburos. Sin embargo, debido a que los refrigerantes de C2 son ineficientes, los equipos que los utilizan son inevitablemente grandes, lo que causa problemas en la reducción global de las emisiones de gases de efecto Invernadero si se tiene en cuenta también el consumo de energía. Los materiales a base de hidrocarburos son altamente combustibles y, por consiguiente, plantean problemas de seguridad.

El 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf, CF3CF=CH2), que es un HFC olefínlco con un bajo potencial de calentamiento global, está atrayendo interés como sustancia que puede resolver estos problemas.

El HFO-1234yf se puede producir utilizando 1,1,1,2,3-pentafluoropropano (HFC-245eb) como material de partida y sometiendo dicho material a deshidrofluoración en presencia de un catalizador. Este es el método mayorltario para obtener HFO-1234yf con un rendimiento elevado. El documento WO 28/25, por ejemplo, da a conocer un procedimiento para la preparación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), en el que el HFC-245eb se somete a deshidrofluoración en presencia de un catalizador de alúmina.

Sin embargo, cuando el HFC-245eb se somete a la reacción de deshidrofluoración, se producen 1,3,3,3- tetrafluoropropeno (HFO 1234ze), 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa) y sustancias similares como subproductos, además del producto deseado, el 2,3,3,3- tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), y también puede quedar HFC-245eb sin reaccionar. Por consiguiente, a fin de producir 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) de una forma rentable, resulta deseable una utilización eficaz de estos componentes.

El documento WO 27/19335 da a conocer un procedimiento para preparar CF3-CH=CHF y CF3-CF=CH2 utilizando un halopropeno específico como material de partida. Este procedimiento comprende una serie de etapas y, en la tercera etapa, los dos compuestos anteriores se producen mediante una reacción de deshidrofluoración de CF3-CH2-CHF2 y CF3-CHF-CH2F como materiales de partida. Además, el documento WO 27/19335 da a conocer el hecho de que los restos de estos dos compuestos que no han reaccionado se pueden reciclar y devolver al sistema de reacción. Sin embargo, el documento WO 27/19335 no describe ni sugiere ningún procedimiento para separar y retornar al sistema de reacción los subproductos resultantes de una reacción secundarla no deseada.

El documento US 28/58562 A1 se refiere a un procedimiento para la producción de CF3-CF=CH2 por isomerlzaclón de CF3-CH=CHF, y da a conocer la utilización preferida de un catalizador que contiene cromo, más preferentemente un catalizador de fluoruro de óxido de cromo. El documento US 28/58562 no describe ningún procedimiento que incluya pentafluoropropanos como materiales de partida y no menciona la reintroducción en el sistema de reacción de los subproductos no deseados separados.

El documento WO 28/344 da a conocer un procedimiento para producir CF3-CF=CH2 utilizando CF3-CF=CHF como material de partida, que incluye una etapa de deshidrohalogenación del CF3-CHF=CH2F utilizando óxido de cromo (fluorado) como catalizador. Dicho documento WO 28/344 tampoco hace ninguna mención a sistemas de reacción en los que los subproductos no deseados, resultantes de la deshidrohalogenación del CF3-CHF-CH2F, se reciclen hacia el sistema de reacción.

Características de la invención

Problema técnico

La presente invención se ha desarrollado teniendo en cuenta los problemas de la técnica anterior descritos anteriormente. Un objetivo principal de la presente invención consiste en dar a conocer un procedimiento para producir 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) sometiendo 1,1,1,2,3-pentafluoropropano (HFC-245eb) a deshidrofluoración, en el que el 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) se puede producir de manera eficiente mediante la utilización eficaz de los subproductos.

Solución al problema

En el contexto de la presente invención se ha realizado una amplia Investigación para alcanzar este objetivo. De resultas de la misma, se ha descubierto que, durante la deshldrofluoración del 1,1,1,2,3-pentafluoropropano (HFC- 245eb), un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado funciona eficazmente como catalizador de deshidrofluoración y muestra también una elevada actividad catalítica en la producción de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) mediante la reacción de isomerización de un subproducto, el 1,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO- 1234ze), y también en la producción de 1,3,3,3-tetrafluoropropeno (FIFO-1234ze) mediante la reacción de deshidrofluoración de un subproducto, el 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa).

Además, se ha descubierto un nuevo procedimiento para producir eficazmente FIFO-1234yf, en el que, durante la deshidrofluoración del FIFC-245eb, que se lleva a cabo utilizando un reactor que contiene un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado, la deshidrofluoración del FIFC-245eb y la reacción de isomerización del FIFO-1234ze se desarrollan simultáneamente suministrando al reactor FIFO-1234ze, etc., que se obtienen como subproductos, junto con el HFC-245eb (material de partida). La presente invención se ha alcanzado a partir de estos descubrimientos.

Específicamente, la presente invención da a conocer los procedimientos de producción de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno que se detallan a continuación.

Punto 1. Procedimiento para producir 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, que comprende la etapa de deshidrofluoración del

1,1,1,2,3- pentafluoropropano,

en el que se suministran 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,3,3,3-pentafluoropropano junto con 1,1,1,2,3- pentafluoropropano a un reactor que contiene un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado como catalizador, a fin de llevar a cabo simultáneamente una reacción de deshidrofluoración y una reacción de isomerización.

Punto 2. Procedimiento según el punto 1, en el que el 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y el 1,1,3,3,3-pentafluoropropano que se suministran al reactor son subproductos de la reacción de deshidrofluoración de 1,1,1,2,3- pentafluoropropano.

Punto 3. Procedimiento según el punto 1, que comprende las siguientes etapas:

suministrar 1,1,1,2,3-pentafluoropropano a un reactor que contiene un catalizador a fin de llevar a cabo una reacción de deshidrofluoración;

someter el producto de reacción a destilación a fin de separar el producto de reacción en un primer flujo, que contiene 2,3,3,3-tetrafluoroetileno como componente principal, y un segundo flujo, que contiene 1,3,3,3- tetrafluoropropeno y 1,1,3,3,3-pentafluoropropano como componentes principales; y

suministrar al reactor el 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y el 1,1,3,3,3-pentafluoropropano obtenidos a partir del segundo flujo junto con 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

Punto 4. Procedimiento según el punto 1, en el que el catalizador presente en el reactor es un óxido de cromo altamente fluorado con un contenido de flúor no menor del 3% en peso.

A continuación se describe con detalle el procedimiento según la presente invención.

(11 Compuesto de partida

En la presente invención, se utiliza 1,1,1,2,3-pentafluoropropano (FIFC-245eb) como material de partida. El 1,1,1,2,3- pentafluoropropano se puede sintetizar por varios métodos, por ejemplo, por el procedimiento que se da a conocer en la patente japonesa n.° 3.158.44, en el que se utiliza 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropeno como material de partida. A continuación se describe brevemente dicho procedimiento.

El 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropeno que se utiliza en este método es un compuesto fácil de obtener como materia prima para una resina, etc. Mediante la hidrogenación del 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropeno en presencia de un catalizador de Pd/carbono activado dispuesto en un tubo de reacción de Flastelloy C, se puede obtener 1,1,1,2,3,3- hexafluoropropano (HFC-236ea) con un rendimiento elevado, no inferior al 98%.

Dado que la temperatura... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para producir 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, que comprende la deshidrofluoración de 1,1,1,2,3- pentafluoropropano, en el que se suministran 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,3,3,3-pentafluoropropano junto con

1,1,1,2,3-pentafluoropropano a un reactor que contiene un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado como catalizador a fin de llevar a cabo simultáneamente una deshidrofluoración y una isomerizaclón.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y el 1,1,3,3,3-pentafluoropropano suministrados al reactor son subproductos de la reacción de deshidrofluoración de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende las etapas siguientes:

(i) deshidrofluorar 1,1,1,2,3-pentafluoropropano en un reactor que contiene el catalizador;

(ii) destilar el producto de reacción para separar el producto de reacción en

- un primer flujo que contiene 2,3,3,3-tetrafluoropropeno como componente principal, y

- un segundo flujo que contiene 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y 1,1,3,3,3-pentafluoropropano como

componentes principales; y

(iii) suministrar al reactor el 1,3,3,3-tetrafluoropropeno y el 1,1,3,3,3-pentafluoropropano obtenidos a partir del segundo flujo junto con 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador es un óxido de cromo altamente fluorado que

presenta un contenido de flúor no menor de 3% en peso.