Procedimiento para la producción de halopropanos y halopropenos y composiciones azeotrópicas de 2-cloro-3,3,3-trifluoro-1-propeno con HF y de 1,1,2,2-pentafluoropropano con HF.

Un procedimiento para producir al menos un compuesto producto seleccionado entre el grupo constituido por CF3CF2CH3,

CF3CF≥CH2 y CF3CCl≥CH2, que comprende.

hacer reaccionar al menos un material de partida seleccionado entre el grupo constituido por halopropanos de la fórmula CX3CHClH2X,, halopropenos de la fórmula CClX2CCl≥CH2 y halopropenos de la fórmula CX2≥CClCH2X, en las que cada X se selecciona independientemente entre el grupo constituido por F y Cl, con HF en una zona de reacción, opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de productos que comprende HF, HCl, CF3CF2CH3, CF3CF≥CH2 y CF3CCl≥CH2, e el que la relación molar de HF a la cantidad total de material de partida suministrado a la zona de reacción es al menos la cantidad estequiométrica, y

recuperar el al menos compuesto producto de la mezcla de producto.

Procedimiento para la producción de halopropanos y halopropenos y composiciones azeotrópicas de 2-cloro-3,3,3- trifluoro-1-propeno con HF y de 1,1,2,2-pentafluoropropano con HF

Campo de la invención

La presente invención se refiere a procedimientos para la producción de 1,1,2,2,-pentafluoropropano, 2,2,3,3- tetrafluoro-1-propeno, 1,1,3,3-pentafluororopano, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2-cloro-3.3.3-trifluoro-1-propeno y 1-cloro-3,3,3-trifluoro-1-propeno.

Antecedentes de la invención

Como resultado de la puesta al día del Protocolo de Montreal de fluorocarburos (CFCs) e hidrofluorocarburos (CSF) e hidrofluorocarbonos (HCFCs), la industria ha estado trabajando durante las dos últimas décadas para encontrar refrigerantes sustituyentes. La solución para la mayoría de productores de refrigerantes ha sido la comercialización de hidrofluorocarburos refrigerantes (HFC). Los nuevos hidrofluorocarburos refrigerantes, de los que los más ampliamente utilizados en este tiempo son HFC-134a, tienen una zona de empobrecimiento potencial de ozono, por lo que no están afectados por la actual exigencia reguladora del Protocolo de Montreal. La producción de otros hidrofluorocarburos para uso en aplicaciones tales como disolventes, agentes de soplado, agentes de lavado, propulsores de aerosoles, medios de transferencia de calor, dieléctricos, extintores del fuego y fluidos para tratamiento de ciclos de energía ha sido cuestión de considerable interés.

Hay un interés considerable también en el desarrollo de nuevos refrigerantes con un potencial global de calentamiento reducido para el mercado de acondicionamiento móvil de aire.

El 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (CF3H2CHF2 o HFC-245 fa), un refrigerante y agente soplante, se puede preparar porfluoración de 1,1,1,3,3-pentacloropropano (CCI3CH2CHCI2 o HCC-24fa) en la fase líquida (véase, por ejemplo, patente U.S. n°. 6.291.73).

El 1,1,1,2,2-pentapropano (CF3CF2CH3 o HFC-245 cb), útil como refrigerante y agente soplante, se ha preparado por adición de fluoruro de metilo a tetrafluoroetileno en presencia de pentafluoruro de antimonio como se da a conocer en la patente U.S. n°. 6.184.426.

El 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (CF3CF=CH2 o HFC-1234yf), útil como refrigerante e intermedio de polímero se ha preparado por fluoración de CH3CF2CCI3 sobre óxido de cromo como da a conocer Rausch en la patente U.S. 2.996.555. La patente WO 98/42645 discute la adición de hidrofluorocarburos a fluoroolefinas.

El 1-cloro-3,3,3-tricloro-1-propeno (CF3CH=CHCI o HCFC-1234ze) es útil como intermedio químico y se puede preparar por fluoración de HCC-24fa como se discute en la patente U.S. n°. 6.13.846.

1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (CF3CH=CHF o HFC-1234za), útil como refrigerante se ha preparado por deshidrofluoración de HFC-245fa usando una base fuerte en solución acuosa o alcohólica o mediante un catalizador que contiene cromo en presencia de oxígeno a temperatura elevada, como se discute en la patente U.S. n°. 6.124.51 y de HCFC-1233zd, como se describe en la patente U.S. 5.895.825. HFC-1234ze se ha preparado también a partir de HCC-24fa como se discute en la patente U.S. n°. 6.111.15.

El documento US 2787646 describe compuestos orgánicos de halógeno. 2-cloro-3,3,3-trlfluoro-1-propeno (CF3CCI=CH2 o HCFC-1233xf) es útil como intermedio y como monómero para polímeros. CDC-1233xf se ha preparado por deshidrocloración de 1,2-dlcloro-3,3,3-trifluoropropano usando hidróxido potásico como describe Haszeldine en Journal of the Chemical Society (1951) págs. 2495 a 254.

Hay necesidad de procedimientos para la fabricación, de un compuesto del grupo CFC-1233xt, HFC-245fa, HFC- 245cb, HFC-1234ze, CFC-1233zd y HFC-1234yl, en el que también se produzcan otros compuestos del grupo de materiales de partida hidrocarburos halogenados comunes y esos otros compuestos se puedan recuperar, si se desea.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para preparar al menos un producto seleccionado entre el grupo constituido por CF3CF2CH3, CF3CF=CH2, y CF3CCI=CH2. El procedimiento comprende hacer reaccionar al menos un material de partida del grupo constituido por halopropanos de fórmula CX3CHCICH2X, halopropenos de fórmula CCIX2CCI=CH2 y halopropenos de fórmula CX2=CCICH2X, en las que cada X se selecciona independientemente entre el grupo constituido por F y Cl o HF en una zona de reacción opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de producto que comprende HF, HCI,

CF3CF2CH3, CF3CF=CFl2 y CF3CCI=CFl2. siendo la relación molar de HF a la cantidad total del suministro de material de partida a la zona de reacción al menos la estequiométrica; y recuperar de la mezcla de producto el como mínimo compuesto producto.

La presente Invención proporciona también un procedimiento para producir al menos un compuesto producto seleccionado entre el grupo constituido entre el grupo constituido por CF3CH2CHF2, CF3CH=CHF, y CF3CH=CHCI. El procedimiento comprende hacer reaccionar al menos un material de salida seleccionado entre el grupo constituido por CF3CH2CHF2, CF3CH=CHF y CF3CH=CHCI. El procedimiento comprende hacer reaccionar al enos un material de partida seleccionado entre el grupo constituido por halopropanos de fórmula CX3CHCICH2X, halopropenos de fórmula CX3CCI=CH2 y halopropenos de fórmula CX2=CCICH2X, en los que cada X se selecciona independientemente entre el grupo constituido por F y Cl, con HF en una zona de reacción, opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de productos que comprende CF3CH2CHF2, CF3CH=CHF, y CF3CH=CHCI, siendo la relación molar de HF a la cantidad total del suministro de material de partida a la zona de reacción de al menos la estequiométrica; y recuperar de la mezcla de productos al menos un compuesto producto.

La presente invención proporciona también un procedimiento para preparar al menos un compuesto producto seleccionado entre el grupo constituido por CF3CF2CH3 y F3CF=CH2. El procedimiento comprende hacer reaccionar al menos un material de partida seleccionado entre el grupo constituido por halopropanos de fórmula CX3CHCICH2X, halopropenos de fórmula CX3CCI=CH2 y halopropenos de fórmula CX2=CCICH2X, en los que cada X se selecciona independientemente entre el grupo constituido por F y Cl con HF en una zona de reacción, opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de productos que comprende HF, HCI, CF3CF2CH3, y CF3CF=CH2, siendo la relación molar de HF a la cantidad total del suministro de material de partida a la zona de reacción de al menos la estequiométrica; y recuperar de la mezcla de productos al menos un compuesto producto.

La presente invención proporciona también composiciones azeotrópicas. Se proporciona una composición que comprende CF3CCI=CH2 y HF, en la que el HF está presente en una cantidad eficaz para formar una combinación azeotrópica con el CF3CCI=CH2. Se suministra otra composición que comprende CF3CF2CH3 y HF, en la que HF está presente en una cantidad eficaz para formar una combinación azeotrópica con CF3CF2CH3.

Descripción detallada

El término "material de partida", tal como se usa aquí, significa halopropanos o halopropenos que reaccionan con fluoruro de hidrógeno (HF) en una zona de reacción en las realizaciones de esta invención. Como se ha indicado antes, para ciertos procedimientos de esta invención, el material de partida se selecciona entre el grupo constituido por halopropanos de fórmula CX3CHCICH2X, halopropenos de fórmula CCIX2CCI=CH2 y halopropenos de fórmula CX2=CCICH2X, en las que cada X se selecciona independientemente entre el grupo constituido por por F y Cl; y para otros ciertos productos de esta invención, el material de partida se selecciona entre el grupo constituido por halopropanos de fórmula CX3CHCICH2X, halopropenos de fórmula CX3CCI=CH2 y halopropenos de fórmula CX2=CCICH2X, seleccionándose en cada una de ellas cada X entre el grupo constituido por F y Cl.

Los procedimientos de esta invención usan una relación molar de HF a la cantidad total de material de partida que como mínimo es estequiométrica. La relación estequiométrica se determina sustrayendo el valor medio ponderado del número de sustituyentes de flúor del(los) materiales de partida del peso medio ponderado del número de sustituyente de flúor en el(los) producto(s) deseado(s). Por ejemplo, para producir un isómero C3H3F3 a partir de C3H3CÍ5, la relación estequiométrica de HF a C3H3Cls es de 5:1. Otro ejemplo: para producir una mezcla 1:1 de HFC-245cb a HFC-1234yl a partir de CF3CCI=CH2, la relación estequiométrica de HF a CF3CCI=CH2 es 1,5:1.

Ciertos compuestos producidos... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir al menos un compuesto producto seleccionado entre el grupo constituido por CF3CF2CH3, CF3CF=CH2 y CF3CCI=CH2, que comprende.

hacer reaccionar al menos un material de partida seleccionado entre el grupo constituido por halopropanos de la fórmula CX3CHCIH2X, halopropenos de la fórmula CCIX2CCI=CH2 y halopropenos de la fórmula CX2=CCICH2X, en las que cada X se selecciona Independientemente entre el grupo constituido por F y Cl, con HF en una zona de reacción, opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de productos que comprende HF, HCI, CF3CF2CH3, CF3CF=CH2 y CF3CCI=CH2, e el que la relación molar de HF a la cantidad total de material de partida suministrado a la zona de reacción es al menos la cantidad estequiométrica, y

recuperar el al menos compuesto producto de la mezcla de producto.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que CF3F2CH3 de la mezcla de productos se deshidrofluora para producir CF3CF=CH2 adicional; y en el que se recupera CF3CF=CH2.

3 El procedimiento de la reivindicación 1, e el que CF3CCI=CH2 de la mezcla de productos se fluorar para producir al menos uno de CF3CF=CH2 y CF3CF2CH3.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la mezcla de productos comprende además CF3CH2CHF2 y en el que se recupera CF3CH2CHF2 de la mezcla de productos.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la mezcla de productos comprende además CF3CH=CHF y en el que se recupera una mezcla de CF3CF2CH3 y CF3CH=CHF y se hace reaccionar además en condiciones de deshidrofluoración en presencia de un catalizador de deshidrofluoración para producir una mezcla que comprende

cf3ch=chf y cf3cf=ch2.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la mezcla de productos comprende además CF3CH2CHF2 y CF3CH=CHCI, y en el que el CF3CCI=CH2, CF3CH2CHF2 y CF3CH=CHCI de la mezcla de productos se hacen reaccionar además con HF en la fase líquida en condiciones de fluoración en presencia de un catalizador de fluoración para producir una mezcla que comprende CF3CH2CHF2 y CF3CF2CH3.

7. Un procedimiento para producir al menos un compuesto producto seleccionado entre el grupo constituido por CF3CH2CHF2, CF3CH=CHF y CF3CH=CHCI, que comprende:

hacer reaccionar al menos un material de partida seleccionado entre el grupo constituido por halopropanos de la fórmula CX3CHCIH2X halopropenos de la fórmula CCIX2CCI=CH2 y halopropenos de la fórmula CX2=CCICH2X, en las que cada X se selecciona independientemente entre el grupo constituido por F y Cl, con HF en una zona de reacción, opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de productos que comprende HF, HCI, CF3CH2CHF2, CF3CH=CHF y CF3CH=CHCI, en que la relación molar de HF a la cantidad total de material de partida suministrado a la zona de reacción es al menos la cantidad estequiométrica, y

recuperar el al menos compuesto producto de la mecía de producto.

8. El procedimiento de la reivindicación 1 o 7, en el que la mezcla de productos comprende CF3CH=CHF, y en el que se recupera CF3CH=CHF.

9. El procedimiento de la reivindicación 1 o 7, en el que la mezcla de productos comprende CF3CH2CHF2, y en el que CF3CH2CHF2de la mezcla de productos se deshidrofluora para producir CF3CH=CHF adicional.

1. El procedimiento de la reivindicación 1 o 7, en el que la mezcla de productos comprende CF3CH=CHCI, y en el que CF3CH=CHCI de la mezcla de productos se fluora para producir al menos uno de CF3CH=CHF y CF3CH2CHF2..

11 El procedimiento de la reivindicación 1 o 7, en el que la mezcla de productos comprende CF3CF=CH2, y en el que CF3CF=CH2 de la mezcla de productos se recupera.

12. El procedimiento de la reivindicación 1 o 7, en el que el catalizador de fluoración comprende al menos un componente que contiene cromo seleccionado entre el grupo que consiste en óxido de alfa-cromo cristalino en el que de ,5% en átomos a 6% en átomos de los átomos de cromo en la red de óxido de alfa-cromo está reemplazado por átomos de cobalto trivalente, y óxido de alfa-cromo cristalino, estando reemplazado de ,5% en átomos a 6% en átomos de los átomos de cromo en la red de óxido de alfa-cromo por átomos de cobalto trivalente que ha sido tratado con un agente de fluoración.

13. Un procedimiento para producir al menos un producto seleccionado entre el grupo constituido por CF3CF2CH3

y CF3CF=CH2, que comprende:

hacer reaccionar a menos un material de partida del grupo constituido por halopropanos de la fórmula CX3CHCIH2X, halopropenos de la fórmula CCIX2CCI=CH2 y halopropenos de la fórmula CX2=CCICH2X, en las que cada X se selecciona Independientemente entre el grupo constituido por F y Cl, con HF en una zona de reacción, 5 opcionalmente en presencia de un catalizador de fluoración, para producir una mezcla de productos que comprende HF, HCI, CF3CF2CH3y CF3CF=CH2, en el que la relación molar de HF a la cantidad total de material de partida suministrado a la zona de reacción es al menos la cantidad estequiométrica, y

recuperar al menos el compuesto producto de la mezcla de producto.

14 Una composición que comprende:

(a) CF3CCI=CH2 y

(b) HF, en el que el HF está presente en una cantidad efectiva para formar una combinación azeotróplca con el CF3CCI=CH2.

15. Una composición que comprende:

(a) CF3CF2CH3 y

(b) HF, en el que el HF está presente en una cantidad efectiva para formar una combinación azeotrópica con

el CF3CF2CH3.