Procesos para la separación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno del fluoruro de hidrógeno por destilación azeotrópica.

Un proceso para separar una mezcla que comprende HF y HFC-1234yf,

comprendiendo dicho proceso:

a. alimentar la composición que comprende HF y HFC-1234yf a una primera columna de destilación;

b. eliminar una composición de azeótropo que comprende HF y HFC-1234yf como un primer destilado y, i) HF o ii) HFC-1234yf como una composición de cola de la primera columna;

c. condensar el primer destilado para formar 2 fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y

d. reciclar una primera fase líquida enriquecida en el mismo compuesto que se elimina como las colas de la primera columna, siendo dicha primera fase líquida i) la fase rica en HF o ii) la fase rica en HFC-1234yf-rica, de vuelta a la primera columna de destilación.

Procesos para la separación de 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno del fluoruro de hidrógeno por destilación azeotrópica Información de los antecedentes Campo de la descripción Esta descripción se refiere en general a procesos para separar HF de olefinas fluoradas. En particular, la descripción se refiere a procesos para separar HF de 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno por destilación azeotrópica.

Descripción de la técnica relacionada La fabricación química de olefinas fluoradas puede producir mezclas de las olefinas fluoradas deseadas y de fluoruro de hidrógeno (HF) . La separación de las olefinas fluoradas y del HF no siempre es fácil de lograr. Los métodos existentes de destilación y decantación son a menudo muy ineficaces para la separación de estos compuestos. El lavado acuoso puede ser eficaz, pero requiere del uso de grandes cantidades de disoluciones de lavado y produce excesivo residuo, así como un producto húmedo que luego se debe secar. Por lo tanto, existe una necesidad de nuevos métodos de separación del HF de olefinas fluoradas.

Resumen En una realización se proporciona un proceso para separar una mezcla que comprende HF y HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso: a) alimentar la composición que comprende HF y HFC-1234yf a una primera columna de destilación; b) eliminar una composición de azeótropo que comprende HF y HFC-1234yf como un primer destilado y, i) HF o ii) HFC-1234yf como una composición de cola de la primera columna; c) condensar el primer destilado para formar 2 fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y d) reciclar una primera fase líquida enriquecida en el mismo compuesto que se elimina como la cola de la primera columna, siendo dicha primera fase líquida i) la fase rica en HF o ii) la fase rica en HFC-1234yf, devuelta a la primera columna de destilación.

En otra realización, se proporciona un proceso para separar HFC-1234yf de una mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf, en donde dicho HFC-1234yf está presente en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para el fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso a) alimentar dicha mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf a una primera columna de destilación; b) eliminar una composición de azeótropo que comprende fluoruro de hidrógeno y HFC-1234yf como un primer destilado de la primera columna de destilación; c) recuperar HFC-1234yf esencialmente libre de fluoruro de hidrógeno de la parte inferior de la primera columna de destilación; d) condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en fluoruro de hidrógeno y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y e) reciclar la fase rica en HFC-1234yf a la primera columna de destilación.

En otra realización, se proporciona un proceso para separar fluoruro de hidrógeno de una mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y HFC-1234yf, en donde el fluoruro de hidrógeno está presente en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para el fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso a) alimentar dicha mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y HFC-1234yf a una primera columna de destilación; b) eliminar una composición de azeótropo o similar a la del azeótropo que comprende HFC-1234yf y HF como un destilado de la primera columna de destilación; c) recuperar fluoruro de hidrógeno esencialmente libre de HFC-1234yf de la parte inferior de la primera columna de destilación; d) condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, siendo una fase rica en HFC-1234yf y una fase rica en fluoruro de hidrógeno; y e) reciclar la fase rica en HF a la primera columna de destilación.

En otra realización, se proporciona un proceso para la purificación de HFC-1234yf procedente de una mezcla que comprende HFC-1234yf y HF, en donde dicho HFC-1234yf está presente en dicha mezcla en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para dicho HFC-1234yf y HF, comprendiendo dicho proceso a) añadir un agente adicional a la mezcla que comprende HFC-1234yf y HF formando de este modo una segunda mezcla; b) destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF, HFC-1234yf, y agente adicional, y una primera composición de cola que comprende HFC-1234yf; c) condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF, y ii) una fase rica en agente adicional; y d) opcionalmente reciclar la fase rica en agente adicional de nuevo a la primera etapa de destilación.

En otra realización se proporciona un proceso para la purificación de HF de una mezcla que comprende HFC-1234yf y HF, en donde HF está presente en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para el HF y dicho HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso a) añadir un agente adicional a la mezcla que comprende HFC-1234yf y HF formando de este modo una segunda mezcla; b) destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende un HF, agente adicional, y HFC1234yf, y una primera composición de cola que comprende HF; c) condensar dicha primera composición de

destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en agente adicional y ii) una fase rica en HF, y d) opcionalmente reciclar la fase rica en HF de nuevo a la primera etapa de destilación.

En otra realización, se proporciona un proceso para la separación de HFC-1234yf de una mezcla de HFC-1234yf, HF, y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso a) someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación, en donde se alimenta HFC-1234yf adicional desde una segunda etapa de destilación, para formar un primer destilado que comprende un azeótropo de HFC-1234yf y HF y una primera composición de cola que comprende al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb; b) alimentar dicho primer destilado a una segunda etapa de destilación para formar un segundo destilado que comprende un azeótropo de HFC-1234yf y HF y una segunda composición de cola que comprende HFC-1234yf esencialmente libre de HF; c) condensar dicho segundo destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y d) reciclar la fase rica en HFC-1234yf de c) de nuevo a la primera etapa de destilación.

En otra realización se proporciona un proceso para separar HF de una mezcla que comprende HFC-1234yf, HF, y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso a) añadir un agente adicional a la mezcla que comprende HFC-1234yf, HF, y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb formando de este modo una segunda mezcla; b) destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF y agente adicional y una primera composición de cola que comprende HFC-1234yf y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb; c) condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo (i) una fase rica en agente adicional y (ii) una fase rica en HF; y d) reciclar la fase rica en agente adicional de nuevo a la primera etapa de destilación.

La descripción general anterior y la descripción detallada siguiente son sólo ejemplares y explicativas, y no son restrictivas de la invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos Las realizaciones se ilustran en las figuras que se acompañan para mejorar la comprensión de los conceptos tal como se presentan en la presente memoria.

La Figura 1 es una ilustración de una realización de una destilación azeotrópica para la separación de HF y HFC1234yf sin agente adicional añadido.

La Figura 2 es una ilustración de una realización de una destilación azeotrópica para la separación de HF y HFC1234yf con un agente adicional añadido.

La Figura 3 es una ilustración de una realización de un proceso para separar al menos uno de HFC-245eb o HFC245cb de una mezcla que comprende HFC-1234yf, HF y dicho al menos uno de HFC-245eb o HFC-245cb a través de destilación azeotrópica en donde HFC-1234yf actúa como un agente adicional, seguido por un proceso en donde HFC-1234yf y HF se separan de una mezcla que comprende HFC-1234yf y HF, pero ahora sustancialmente libres de HFC-245eb y/o HFC-245cb, por destilación azeotrópica sin la adición de otro compuesto químico para que actúe como agente adicional.

La Figura 4 es una ilustración de una realización de un proceso para separar HFC-1234yf y al menos uno de HFC245eb o HFC-245cb de una mezcla que comprende HFC-1234yf,... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para separar una mezcla que comprende HF y HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso:

a. alimentar la composición que comprende HF y HFC-1234yf a una primera columna de destilación;

b. eliminar una composición de azeótropo que comprende HF y HFC-1234yf como un primer destilado y, i) HF o ii) HFC-1234yf como una composición de cola de la primera columna;

c. condensar el primer destilado para formar 2 fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y

d. reciclar una primera fase líquida enriquecida en el mismo compuesto que se elimina como las colas de la primera columna, siendo dicha primera fase líquida i) la fase rica en HF o ii) la fase rica en HFC-1234yf-rica, de vuelta a la primera columna de destilación.

2. El proceso de la reivindicación 1, que comprende además alimentar una segunda fase líquida no reciclada en la etapa (d) , siendo dicha segunda fase líquida i) la fase rica en HF o ii) la fase rica en HFC-1234yf, a una segunda columna de destilación, y recuperar el compuesto que no se ha recuperado en la etapa (b) como la composición de cola de la primera columna como la composición de cola de la segunda columna.

3. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 1 para separar HFC-1234yf de una mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf, en donde dicho HFC-1234yf está presente en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para el fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso:

a. alimentar dicha mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf a una primera columna de destilación;

b. eliminar una composición de azeótropo que comprende fluoruro de hidrógeno y HFC-1234yf como un primer destilado procedente de la primera columna de destilación;

c. recuperar HFC-1234yf conteniendo menos de 100 ppm de fluoruro de hidrógeno de la parte inferior de la primera columna de destilación;

d. condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en fluoruro de hidrógeno y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y

e. reciclar la fase rica en HFC-1234yf a la primera columna de destilación.

4. El proceso de la reivindicación 3 que comprende además:

a. alimentar la fase rica en fluoruro de hidrógeno a una segunda columna de destilación, y

b. recuperar fluoruro de hidrógeno que contiene menos de 100 ppm de HFC-1234yf de la parte inferior de la segunda columna de destilación.

5. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 1 para separar fluoruro de hidrógeno de una mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y un HFC-1234yf, en donde el fluoruro de hidrógeno está presente en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para el fluoruro de hidrógeno y dicho HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso:

a. alimentar dicha mezcla que comprende fluoruro de hidrógeno y HFC-1234yf a una primera columna de destilación;

b. eliminar un azeótropo o una composición similar a la del azeótropo que comprende HFC-1234yf y HF como un destilado de la primera columna de destilación;

c. recuperar fluoruro de hidrógeno que contiene menos de 100 ppm de HFC-1234yf de la parte inferior de la primera columna de destilación;

d. condensar la composición de azeótropo para formar dos fases líquidas, siendo una fase rica en HFC-1234yf y una fase rica en fluoruro de hidrógeno; y

e. reciclar la fase rica en HF a la primera columna de destilación.

6. El proceso de la reivindicación 5, que comprende además:

a. alimentar la fase rica en HFC-1234yf a una segunda columna de destilación; y

b. recuperar HFC-1234yf que contiene menos de 100 ppm de fluoruro de hidrógeno de la parte inferior de la segunda columna de destilación.

7. Un proceso para la purificación de HFC-1234yf de una mezcla que comprende HFC-1234yf y HF, en donde dicho HFC-1234yf está presente en dicha mezcla en una concentración mayor que la concentración del azeótropo para dicho HFC-1234yf y HF, comprendiendo dicho proceso:

a. añadir un agente adicional a la mezcla que comprende HFC-1234yf y HF formando de este modo una segunda mezcla;

b. destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF, HFC-1234yf, y agente adicional, y una primera composición de cola que comprende HFC-1234yf;

c. condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase de agente adicional; y

d. opcionalmente reciclar la fase rica en agente adicional de nuevo a la primera etapa de destilación.

8. Un proceso para la purificación de HF procedente de una mezcla que comprende un HFC-1234yf y HF, en donde el HF está presente en una concentración mayor que la concentración del azeótropo de HF y dicho HFC-1234yf, comprendiendo dicho proceso:

a. añadir un agente adicional a la mezcla que comprende HFC-1234yf y HF formando de este modo una segunda mezcla;

b. destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF, agente adicional, y HFC-1234yf, y una primera composición de cola que comprende HF;

c. condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en agente adicional y ii) una fase rica en HF; y

d. opcionalmente reciclar la fase rica en HF de nuevo a la primera etapa de destilación.

9. El proceso de la reivindicación 8 que comprende además alimentar la fase rica en agente adicional de la etapa (c) a una segunda etapa de destilación y formar una segunda composición de destilado que comprende un azeótropo de agente adicional y HF y una segunda composición de cola que comprende HF que contiene menos de 100 ppm de agente adicional.

10. Un proceso para la separación de HFC-1234yf procedente de una mezcla de HFC-1234yf, HF, y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso:

a. someter dicha mezcla a una primera etapa de destilación, en donde el HFC-1234yf adicional se alimenta desde una segunda etapa de destilación, para formar un primer destilado que comprende un azeótropo de HFC-1234yf y HF y una primera composición de cola que comprende al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb;

b. alimentar dicho primer destilado a una segunda etapa de destilación para formar un segundo destilado que comprende un azeótropo de HFC-1234yf y HF y una segunda composición de cola que comprende HFC-1234yf que contiene menos de 100 ppm de HF;

c. condensar dicho segundo destilado para formar dos fases líquidas, siendo i) una fase rica en HF y ii) una fase rica en HFC-1234yf; y

d. reciclar la fase rica en HFC-1234yf procedente de (c) de nuevo a la primera etapa de destilación.

11. Un proceso para separar HF de una mezcla que comprende HFC-1234yf, HF, y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb, comprendiendo dicho proceso:

a. añadir un agente adicional a la mezcla que comprende HFC-1234yf, HF, y al menos uno de HFC-245cb o HFC245eb, para de este modo formar una segunda mezcla;

b. destilar dicha segunda mezcla en una primera etapa de destilación para formar una primera composición de destilado que comprende HF y agente adicional y una primera composición de cola que comprende HFC-1234yf y al menos uno de HFC-245cb o HFC-245eb;

c. condensar dicha primera composición de destilado para formar dos fases líquidas, siendo (i) una fase rica en agente adicional y (ii) una fase rica en HF;

d. reciclar la fase rica en agente adicional de nuevo a la primera etapa de destilación; y

e. opcionalmente alimentar la fase rica en HF a una segunda etapa de destilación y formar una segunda composición de destilado que comprende un azeótropo de agente adicional y HF y una segunda composición de cola que comprende HF que contiene menos de 100 ppm de agente adicional.

12. El proceso de la reivindicación 11 que comprende además reciclar dicha segunda composición de destilado de nuevo a las dos fases líquidas.

13. El proceso de la reivindicación 7, 8, u 11, en donde dicho agente adicional se selecciona del grupo que consiste en:

a. agentes adicionales del tipo hidrocarburos que comprenden al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: metano, etano, etileno, acetileno, vinilacetileno, n-propano, propileno, propino, ciclopropano, ciclopropeno, propadieno, n-butano, isobutano, 1-buteno, isobuteno, 1, 3-butadieno, 2, 2-dimetilpropano, cis-2-buteno, trans-2-buteno, 1-butino, n-pentano, isopentano, neopentano, ciclopentano, 1-penteno, 2-penteno, y mezclas de los mismos;

b. agentes adicionales de tipo clorocarburos seleccionados del grupo que consiste en cloruro de metileno, cloruro de metilo, y mezclas de los mismos;

c. agentes adicionales de tipo clorofluorocarburos (CFC) que comprenden al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: diclorodifluorometano (CFC-12) , 2-cloro-1, 1, 2-trifluoroetileno, cloropentafluoroetano (CFC115) , 1, 2-dicloro-1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (CFC-114) , 1, 1-dicloro-1, 2, 2, 2-tetrafluoroetano (CFC-114a) , 1, 1, 2-tricloro1, 2, 2-trifluoroetano (CFC-113) , 1, 1, 1-tricloro-2, 2, 2-trifluoroetano (CFC-113a) , 1, 1, 2-tricloro-1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropano (CFC-215bb) , 2, 2-dicloro-1, 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoropropano (CFC-216aa) , 1, 2-dicloro-1, 1, 2, 3, 3, 3hexafluoropropano (CFC-216ba) , 2-cloro-1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropano (CFC-217ba) , 2-cloro-1, 1, 3, 3, 3pentafluoropropeno (CFC-1215xc) , y mezclas de los mismos;

d. agestes adicional del tipo hidroclorofluorocarburos (HCFC) que comprenden al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: diclorofluorometano (HCFC-21) , 1, 1-dicloro-3, 3, 3-trifluoroetano (HCFC-123) , 1, 1-dicloro1-fluoroetano (HCFC-141b) , 2-cloro-1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HCFC-124) , 1-cloro-1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (HCFC124a) , 2-cloro-1, 1, 1-trifluoroetano (HCFC-133a) , 1-cloro-1, 1-difluoroetano (HCFC-142b) , 2-cloro-1, 1-difluoretileno (HCFC-1122) , y mezclas de los mismos;

e. agentes adicionales del tipo hidrofluorocarburos (HFC) que comprenden al; menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (HFC-1234yf) , 1, 1, 2-trifluoroetileno (HFC-1123) , 1, 1difluoroetileno (HFC-1132a) , y mezclas de los mismos;

f. agentes adicionales de tipo perfluorocarburos (PFC) que comprenden al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: hexafluoroetano (PFC-116) , octafluoropropano (PFC-218) , 1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-butino (PFBY-2) , hexafluoropropileno (HFP, PFC-1216) , hexafluorociclopropano (PFC-C216) , octafluorociclobutano (PFC-C318) , decafluobutano (PFC-31-10, todos los isómeros) , 2, 3-dicloro-1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-buteno (PFC1316mxx) , octafluoro-2-buteno (PFC-1318my, cis y trans) , hexafluorobutadieno (PFC-2316) , y mezclas de los mismos;

g. agentes adicionales de tipo fluoroéter que comprenden al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: trifluorometil-difluorometil éter (CF3OCHF2, HFOC-125E) , 1, 1-difluorodimetil-éter, tetrafluorodimetil-éter (HFOC-134E) , difluorometil-metil-éter (CHF2OCH3, HFOC-152aE) , pentafluoroetil-metil-éter, y mezclas de los mismos; y

h. otros compuestos varios seleccionados del grupo que consiste en HFPO, SF6, cloro, hexafluoroacetona, PMVE (perfluorometil-vinil-éter) , PEVE (perfluoroetil-vinil-éter) , y mezclas de los mismos.

14. El proceso de la reivindicación 7, 8, u 11, en donde el agente adicional se elige del grupo que consiste en metano, etano, etileno, acetileno, vinilacetileno, n-propano, propileno, propino, ciclopropano, ciclopropeno, propadieno, cloruro de metilo (CH3Cl) , diclorodifluorometano (CFC-12) , 2-cloro-1, 1, 2-trifluoroetileno, cloropentafluoroetano (CFC-115) , 2-cloro-1, 1, 3, 3, 3-pentafluoropropeno (CFC-1215xc) , 2-cloro-1, 1-difluoroetileno (HCFC-1122) , 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno (HFC-1234yf) , 1, 1, 2-trifluoroetileno (HFC-1123) , 1, 1-difluoroetileno (HFC1132a) , hexafluoroetano (PFC-116) , octafluoropropano (PFC-218) , 1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-butino (PFBY-2) , hexafluoropropileno (HFP, PFC-1216) , hexafluorociclopropano (PFC-C216) , trifluorometil-difluorometil-éter (CF3OCHF2, HFOC-125E) , 1, 1-difluorodimetil-éter, tetrafluorodimetil-éter (HFOC-134E) , difluorometil-metil-éter (CHF2OCH3, HFOC-152aE) , pentafluoroetil-metil-éter, HFPO, cloro (Cl2) , hexafluoroacetona, PMVE (perfluorometilvinil-éter) , PEVE (perfluoroetil-vinil-éter) , y cualquiera de sus mezclas.