Azeótropo fluoruro de hidrógeno-HFC-254eb y sus usos.

Un proceso para separar 1,1,1,2-tetrafluoropropano de una mezcla que comprende 1,

1,1,2- tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, que comprende:

someter dicha mezcla de 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno a un paso de destilación, formando una composición de destilado de columna que comprende una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de dichos 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, y una composición de colas de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano que contiene menos de 100 ppm (base molar) de fluoruro de hidrógeno, en donde dicha composición cuasi-azeotrópica se caracteriza por una diferencia entre la presión en el punto de rocío y la presión en el punto de burbuja que es menor que o igual a 3%, basada en la presión en el punto de burbuja.

Azeótropo fluoruro de h¡drógeno-HFC-254eb y sus usos Información de antecedentes

Campo de la Descripción

Esta descripción se refiere en general a métodos de síntesis de hidrofluoroolefinas.

Descripción de la Técnica Afín

La industria de la refrigeración ha estado trabajando durante las últimas décadas para encontrar fluidos refrigerantes de reemplazamiento para los clorofluorocarbonos (CFCs) e hidroclorofluorocarbonos (FICFCs) agotadores del ozono que están siendo suprimidos gradualmente como resultado del Protocolo de Montreal. La solución para la mayoría 1 de los productores de fluidos refrigerantes ha sido la comercialización de fluidos refrigerantes de hidrofluorocarbonos (HFC). Los nuevos fluidos refrigerantes de HFC, de los cuales el más ampliamente utilizado en este momento es FIFC-134a, tienen potenciales nulos de agotamiento del ozono y por tanto no se ven afectados por la supresión gradual reguladora actual como resultado del Protocolo de Montreal.

Además de problemas en cuanto al agotamiento del ozono, el calentamiento global es otro problema ambiental. En 15 el futuro no demasiado lejano, los hidrofluorocarbonos con potencial de calentamiento global celulado alto serán suprimidos también gradualmente. Así pues, existe necesidad de composiciones de transmisión de calor que satisfagan a la vez ambos potenciales de agotamiento del ozono y de calentamiento global bajos. Ciertas hidrofluoroolefinas satisfacen ambas metas. Así pues, existe necesidad de procesos de fabricación que proporcionen hidrocarburos halogenados y fluorooleflnas que no contengan cantidad alguna de cloro y tengan 2 también un potencial Inferior de calentamiento global.

WO 29/9347 y WO 29/15517 dan a conocer mezclas de 1,1,1,2-tetrafluoropropano con 1,1,1,2,3- pentafluoropropano y 3,3,3-trlfluoropropeno, respectivamente, Incluyendo también las últimas mezclas HF.

Sumario

La presente invención describe composiciones azeotrópicas y semejantes a azeótropos de 1,1,1,2- 25 tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno. Se describen en esta memoria procesos para separación de 1,1,1,2- tetrafluoropropano de una mezcla que comprende 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno que comprenden someter dicha mezcla de 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno a un paso de destilación, formar una composición de destilado de columna que comprende una composición azeotróplca o cuasi-azeotróplca de dichos 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, y una 3 composición de colas de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano esencialmente exenta de fluoruro de hidrógeno.

Se describen también en esta memoria procesos para la separación de 1,1,1,2-tetrafluoropropano a partir de una mezcla que comprende una composición azeotróplca o cuasl-azeotrópica de 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, comprendiendo dicho proceso someter dicha mezcla a un primer paso de destilación en el cual una composición enriquecida en (I) fluoruro de hidrógeno o (¡I) 1,1,1,2-tetrafluoropropano se separa como primera 35 composición de destilado con una primera composición de colas que está enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y someter dicha primera composición de destilado a un segundo paso de destilación conducido a una presión diferente de la del primer paso de destilación, en la cual el componente enriquecido como primera composición de colas en la primera destilación se separa en un segundo destilado con una segunda composición de colas enriquecida en el mismo componente que se había enriquecido en la primera composición de 4 destilado.

La descripción general que antecede y la descripción detallada que sigue son ilustrativas y explicativas únicamente y no son limitantes a la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

En las figuras que se adjuntan se ilustran realizaciones para mejorar la comprensión de los conceptos que se 45 exponen en esta memoria.

FIG. 1 incluye una ilustración de un proceso de destilación para la separación de 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoro-2-cloropropano y otros compuestos.

FIG. 2 incluye una ilustración para la separación de 1,1,1,2-tetrafluoropropano del azeótropo de 1,1,1,2- tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno por destilación a presión oscilante.

Los operarios expertos aprecian que los objetos en las figuras se ilustran por sencillez y claridad y no han sido dibujados necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los objetos en las figuras pueden estar exageradas con relación a otros objetos a fin de ayudar a mejorar la comprensión de las realizaciones.

Descripción detallada

Se describen en esta memoria composiciones azeotrópicas y semejantes a azeótropos de 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno. Se describen en esta memoria procesos para separación de 1,1,1,2-tetrafluoropropano de una mezcla que comprende 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno que comprenden someter dicha mezcla de 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno a un paso de destilación, formar una composición de destilado de columna que comprende una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de dichos 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, y una composición de colas de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano, esencialmente exenta de fluoruro de hidrógeno.

Se describen también en esta memoria procesos para la separación de 1,1,1,2-tetrafluoropropano de una mezcla que comprende una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, comprendiendo dicho proceso someter dicha mezcla a un primer paso de destilación en el cual una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidrógeno o (ii) 1,1,1,2-tetrafluoropropano se separa como una primera composición de destilado, enriqueciéndose una primera composición de colas en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y someter dicha primera composición de destilado a un segundo paso de destilación conducido a una presión diferente que el primer paso de destilación en el cual el componente enriquecido como primera composición de colas en la primera destilación se separa en un segundo destilado con una segunda composición de colas enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la primera composición de destilado. En algunas realizaciones, la composición a separar contiene 1,1,1,2-tetrafluoropropano adicional, o fluoruro de hidrógeno, más allá de la cantidad necesaria a partir de la composición azeotrópica o semejante a azeótropo.

Muchos aspectos y realizaciones han sido descritos arriba y son meramente ilustrativos y no limitantes. Después de la lectura de esta memoria descriptiva, los profesionales expertos apreciarán que son posibles otros aspectos y realizaciones sin desviarse del alcance de la invención.

Otras características y ventajas de una cualquiera o más de las realizaciones serán evidentes a partir de la descripción detallada que sigue, y de las reivindicaciones. La descripción detallada aborda primeramente Definiciones y Clarificación de Términos.

Como se utiliza en esta memoria, una composición azeotrópica es una mezcla líquida de dos o más sustancias que hierve a temperatura constante en la cual la mezcla destila sin cambio sustancial de composición y se comporta como una composición de punto de ebullición constante. Las composiciones de ebullición constante, que se caracterizan como azeótropos, exhiben un punto de ebullición máximo o mínimo, en comparación con el de las mezclas no azeotrópicas de las mismas sustancias. Las composiciones azeotrópicas como se utilizan en esta memoria incluyen azeótropos homogéneos que son mezclas líquidas de dos o más sustancias que se comportan como una sustancia simple, en las cuales el vapor, producido por evaporación o destilación parcial del líquido, tiene la misma composición que el líquido. Las composiciones azeotrópicas como se utilizan en esta memoria Incluyen también azeótropos heterogéneos en los cuales la fase líquida se divide en dos o más fases líquidas. En estas realizaciones, en el punto azeotróplco la fase vapor está en equilibrio con dos fases líquidas, y las tres fases tienen composiciones diferentes. Si las dos fases líquidas en equilibrio de un azeótropo heterogéneo se combinan y se calcula la composición de la fase líquida global, esta sería idéntica a la composición de la fase vapor.

Para el propósito de esta exposición, la composición cuasi-azeotrópica... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para separar 1,1,1,2-tetrafluoropropano de una mezcla que comprende 1,1,1,2- tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, que comprende:

someter dicha mezcla de 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno a un paso de destilación, formando una composición de destilado de columna que comprende una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de dichos 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, y una composición de colas de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano que contiene menos de 1 ppm (base molar) de fluoruro de hidrógeno, en donde dicha composición cuasi-azeotrópica se caracteriza por una diferencia entre la presión en el punto de rocío y la presión en el punto de burbuja que es menor que o igual a 3%, basada en la presión en el punto de burbuja.

2. El proceso de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente separar 1,1,1,2-tetrafluoropropano de una mezcla de 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno.

3. Un proceso para separar 1,1,1,2-tetrafluoropropano de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano que comprende formar una mezcla que comprende 1,1,1,2-tetrafluoropropano, 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y fluoruro de hidrógeno; y someter dicha mezcla de 1,1,1,2-tetrafluoropropano/1,1,1,2,3-pentafluoropropano/fluoruro de hidrógeno a un paso de destilación, formando una composición de destilado de columna que comprende una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica de dichos 1,1,1,2-tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, en donde dicha composición cuasi- azeotrópica se caracteriza por una diferencia entre la presión en el punto de rocío y la presión en el punto de burbuja que es menor que o igual a 3%, basada en la presión en el punto de burbuja.

4. El proceso de la reivindicación 3, en el cual dicho paso de destilación forma adicionalmente una composición de colas de columna que comprende 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

5. El proceso de la reivindicación 4, en el cual dicha composición de colas de columna comprende 1,1,1,2,3- pentafluoropropano que contiene menos de 1 ppm (base molar) de fluoruro de hidrógeno.

6. Un proceso para la separación de 1,1,1,2-tetrafluoropropano a partir de una mezcla que comprende 1,1,1,2- tetrafluoropropano y fluoruro de hidrógeno, comprendiendo dicho proceso:

a) someter dicha mezcla a un primer paso de destilación en el cual una composición enriquecida en (i) fluoruro de hidrógeno o (ii) 1,1,1,2-tetrafluoropropano se retira como una primera composición de destilado con una primera composición de colas que está enriquecida en el otro de dichos componentes (i) o (ii); y

b) someter dicha primera composición de destilado a un segundo paso de destilación a una presión diferente de la del primer paso de destilación en el cual el componente enriquecido como primera composición de colas en (a) se separa en un segundo destilado con una segunda composición de colas enriquecida en el mismo componente que estaba enriquecido en la primera composición de destilado.

7. Una composición azeotrópica o cuasi-azeotrópica constituida por 35,2% molar a 78,4% molar de 1,1,1,2- tetrafluoropropano, y fluoruro de hidrógeno, en la cual la presión de vapor es desde 2,6 psia a 345,2 psia (17,9 kPa a 2,38 MPa) a una temperatura de -4°C a 1°C, y dicha composición cuasi-azeotrópica se caracteriza por una diferencia entre la presión en el punto de rocío y la presión en el punto de burbuja que es menor que o igual a 3%, basada en la presión en el punto de burbuja.

8. La composición azeotrópica de la reivindicación 7, en la cual dicha composición está constituida por 4,7% molar a 62,2% molar de 1,1,1,2-tetrafluoropropano, y fluoruro de hidrógeno, en la cual la presión de vapor es desde 2,6 psia a 345 psia (17,9 kPa a 2,38 MPa) a una temperatura de -4°C a 1°C.