Procesos de producción catalítica para preparar 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno.

Un proceso que comprende: (a) poner en contacto 1,1,1,2,2,3-hexafluoropropano con un catalizador de oxifluoruro de cromo que tiene un contenido de metal alcalino de 2000 ppm o menos en un reactor para obtener una mezcla producto que comprende 1,

2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC-1225ye) que incluye Z-HFC-1225ye y E-HFC- 1225ye y (b) recuperar dicho 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno a partir de dicha mezcla producto.

Procesos de producción catalítica para preparar 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno Antecedentes

1. Campo de la Descripción.

La descripción de la presente memoria se refiere a procesos para la la deshldrofluoración catalizada por oxlfluoruro de cromo de hidrocarburos para preparar hldrofluorooleflnas. Más particularmente, la descripción de la presente memoria se refiere a deshldrofluoración catalizada por oxlfluoruro de cromo de hidrofluoropropanos para preparar hldrofluoropropenos.

2. Descripción de la Técnica Relacionada.

Como resultado del Protocolo de Montreal que elimina por etapas los clorofluorocarburos (CFCs) y los hidrofluorocarburos (HCFCs) que agotan el ozono, la industria ha venido trabajando durante las últimas décadas para encontrar refrigerantes de sustitución. La solución para la mayoría de los productores de refrigerantes ha sido la comercialización de refrigerantes de hidrofluorocarburos (HFC). Los nuevos refrigerantes de hidrofluorocarburos, siendo HFC-134a el más ampliamente usado en este momento, tienen un potencial nulo de agotamiento de ozono y, de este modo, no se ven afectados por la normativa actual de eliminación por etapas como resultado del Protocolo de Montreal. La producción de otros hidrofluorocarburos para su uso en aplicaciones tales como disolventes, agentes de soplado, agentes limpiadores, propulsores de aerosol, medios de transferencia de calor, dieléctricos, agentes de extinción de fuego y fluidos de trabajo de ciclos energéticos también ha sido objeto de considerable interés.

Existe también un interés considerable a la hora de desarrollar nuevos refrigerantes con un potencial reducido de calentamiento global para el mercado de acondicionamiento de aire móvil.

Los tetrafluoropropenos y pentafluoropropenos, que presentan ambos un agotamiento de ozono nulo y un potencial bajo de calentamiento global, se han identificado como refrigerantes potenciales. La solicitud de patente europea EP 726 243 describe un proceso para la fabricación de 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC-1225ye) por medio de la deshldrofluoración de 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano (HFC-236ea). La deshldrofluoración se lleva a cabo en fase de vapor en presencia de un óxido de cromo trivalente o catalizador de óxido de cromo trivalente parcialmente fluorado.

La solicitud de patente europea EP 234 2 describe la conversión de 1,1,1-trifluoro-alcanos para dar lugar a 1,1- difluoroalcanos sobre un catalizador que puede incluir oxifluoruro de cromo.

La patente de EE.UU. N°. US 5.396. describe una reacción de deshidrohalogenación catalítica en fase de vapor que produce CF3CF=CHF y HF, en la que el catalizador puede incluir cromo y/o ser un oxihaluro.

La patente de EE.UU. N°. US 5.679.875 describe un método de preparación de CF3CF=CHF que usa un óxido de cromo parcialmente fluorado.

La patente de EE.UU. N°. US 2.461.523 describe la deshidrofluoración catalítica de polifluoroalcanos sobre trifluoruro de cromo.

Existe la necesidad de nuevos procesos de fabricación para la producción de tetrafluoropropenos y pentafluoropropenos.

HFC-1225ye puede existir como uno de los dos Isómeros configuraciones, E ó Z, que experimentan ebullición a temperaturas diferentes. Se ha identificado que el isómero Z es preferido como refrigerante. De este modo, son necesarios procesos de fabricación para las producciones de HFC-1225ye con una proporción elevada de Z/E.

Sumario

Se proporciona un proceso para producir HFC-1225ye. El proceso comprende: (a) poner en contacto 1,1,1,2,2,3- hexafluoropropano con un catalizador de oxifluoruro de cromo que tiene un contenido de metal alcalino de 2 ppm o menos en un reactor para obtener una mezcla de productos que comprende 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC- 1225ye) que incluye Z-HFC-1225ye y E-HFC-1225ye y (b) recuperar dicho 1,2,3,3,3-pentrafluoropropeno de dicha mezcla de productos.

La siguiente descripción general y la siguiente descripción detallada son explicativas de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Descripción detallada

Antes de abordar los detalles de las realizaciones que se describen a continuación, se definen o aclaran algunos términos.

HFC-1225ye puede existir como uno de los dos isómeros configuracionales, E ó Z. HFC-1225ye según se usa en la presente memoria se refiere a los isómeros, E-HFC-1225ye (n°. de registro CAS 5595-1-8) o Z-HFC-1225ye (n°. de registro CAS 5528-43-8), así como también cualesquiera combinaciones o mezclas de dichos isómeros.

Se pretende que la expresión "un catalizador de oxifluoruro de cromo" signifique un oxifluoruro de cromo representado por medio de la fórmula Cr2OxFy en la que x+y/2 = 3.

Se pretende que el término "amorfo" signifique que no existe un pico sustancial en el patrón de difracción de rayos-x del sólido de referencia.

Los catalizadores de oxifluoruro de cromo se pueden preparar por medio de tratamiento de Cr23 con HF, CCI3F o hidrofluorocarburos. En una realización de la presente invención, se prepara un catalizador de oxifluoruro de cromo por medio de tratamiento de Cr23 seco con un agente de fluoración tal como CCI3F o HF. Este tratamiento se puede conseguir colocando el Cr23 en un recipiente apropiado (que puede ser el reactor a usar para llevar a cabo la reacción de deshidrofluoración) y posteriormente hacer pasar HF sobre Cr23 seco durante un período de tiempo apropiado (por ejemplo, aproximadamente de 15 a 3 minutos) a una temperatura apropiada (por ejemplo, de aproximadamente 2 °C a 45 °C), tal como se describe en el Ejemplo 1.

En otra realización de la presente invención, se prepara un catalizador de oxifluoruro de cromo por medio de tratamiento de Cr23 con hidrofluorocarburo a una temperatura elevada.

En otra realización de la presente invención, se prepara un catalizador de oxifluoruro de cromo in situ. Por ejemplo, el reaccionante HFC-236cb, HFC-236ea, HFC-245fa o HFC-245cb se pueden emplear en la formación de un catalizador de oxifluoruro de cromo por medio de calentamiento junto con Cr23 en el reactor.

Cr23 se encuentra disponible comercialmente en Engelhard Corporation (11 Wood Avenue, P.O. Box 77, Iselin, NJ 883-7). Cr23 también se puede preparar por medio de pirólisis de dicromato de amonio como se describe en la patente de EE.UU. N° US 5.36.36.

Cr23 también se puede preparar por medio de la reacción de óxido de cromo (VI) con un disolvente reductor, tal como metanol, como se describe en la patente de EE.UU. N°. 4.828.818.

Cr23 también se puede preparar por medio de reducción de óxido de cromo (VI) en agua con un agente reductor apropiado, tal como etanol, como se describe en la patente de EE.UU. N°. US 3.258.5.

La cantidad de potasio y otros metales alcalinos en Cr23 se puede reducir por medio de una etapa de lavado con agua como se describe en la patente de EE.UU. N°. US 5.36.36.

En una realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo tiene áreas superficiales de 2 m2/g a 5 m2/g.

En otra realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo tiene áreas superficiales de 4 m2/g a 35 m2/g.

En otra realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo tiene áreas superficiales de 6 m2/g a 3 m2/g.

En otra realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo tiene áreas superficiales de 1 m2/g a 3 m2/g.

En otra realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo incluye un contenido de metal alcalino de 3 ppm o menos.

En otra realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo incluye un contenido de metal alcalino de 1 ppm o menos.

En una realización de la presente invención, el catalizador de oxifluoruro de cromo es amorfo.

En otra realización de la presente invención, se prepara el catalizador de oxifluoruro de cromo a partir de a-Cr23 cristalino.

En otra realización de la presente invención, la proporción molar de Z-HFC-1225 ye con respecto a E-HFC-1225ye en la mezcla producto es de al menos 6,.

En otra realización de la presente invención, la proporción molar de Z-HFC-1225ye con respecto a E-HFC-1225ye en la mezcla producto es de al menos 7,.

En otra realización de la presente invención, la proporción molar de Z-HFC-1225ye con respecto a E-HFC-1225ye en la mezcla producto es de al menos 8,.

En una realización de la presente invención, HFC-1225ye presente en la mezcla producto se puede separar de los otros componentes de la mezcla producto y los materiales de partida que no han reaccionado por medio de destilación fraccionada. Cuando HF también está... [Seguir leyendo]

1.- Un proceso que comprende: (a) poner en contacto 1,1,1,2,2,3-hexafluoropropano con un catalizador de oxifluoruro de cromo que tiene un contenido de metal alcalino de 2 ppm o menos en un reactor para obtener una mezcla producto que comprende 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFC-1225ye) que incluye Z-HFC-1225ye y E-HFC- 1225ye y (b) recuperar dicho 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno a partir de dicha mezcla producto.

2. El proceso de la Reivindicación 1, en el que la proporción molar de Z-FIFC-1225ye con respecto a E-FIFC-1225ye en dicha mezcla producto es de al menos 6,.

3. El proceso de la Reivindicación 1, en el que la proporción molar de Z-HFC-1225ye con respecto a E-HFC-1225ye en dicha mezcla producto es de al menos 7,.

4. El proceso del a Reivindicación 1, en el que la proporción molar de Z-HFC-1225ye con respecto a E-HFC-1225ye en dicha mezcla producto es de al menos 8,.

5. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador tiene un área superficial de 2 m2/g a 5 m2/g.

6. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador tiene un área superficial de 4 m2/g a 35 m2/g.

7. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador tiene un área superficial de 6 m2/g a 3 m2/g.

8. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador tiene un área superficial de 1 m2/g a 3 m2/g.

9. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador incluye un contenido de metal alcalino de 3 ppm o menos.

1. El proceso de la Reivindicación 1, en el que el dicho catalizador incluye un contenido de metal alcalino de 1 ppm o menos.

11. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho contacto se lleva a cabo a una temperatura de 2 °C a 5 °C.

12. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho contacto se lleva a cabo a una temperatura de 3 °C a 4

°C.

13. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizadores amorfo.

14. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador se prepara a partir de a-Cr2Ü3 cristalino.

15. El proceso de la Reivindicación 1, en el que dicho catalizador se produce in situ.

16. El proceso de la Reivindicación 1, en el que un gas inerte también se alimenta en dicho reactor.

17. El proceso de la Reivindicación 16, en el que dicho gas inerte es nitrógeno.

18. El proceso de la Reivindicación 1, en el que también se alimenta un gas que comprende oxígeno en dicho reactor.

19. El proceso de la Reivindicación 18, en el que dicho gas es aire.