Procedimiento de preparación de compuestos fluorados.

Procedimiento de preparación de 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno que comprende los pasos siguientes:

(i) hidrogenación de hexafluoropropileno en 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano;

(ii) deshidrofluoración del 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano obtenido en el paso anterior en 1,2,3,3,3- pentafluoropropeno-1 usando una mezcla agua e hidróxido de potasio;

(iii) hidrogenación del 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno-1 obtenido en el paso anterior en 1,1,1,2,3-pentafluoropropano; (iv) deshidrofluoración del 1,1,1,2,3-pentafluoropropano obtenido en el paso anterior en 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno usando una mezcla agua e hidróxido de potasio caracterizado porque la deshidrofluoración en el paso (ii) y (iv) se efectúa a una temperatura comprendida entre 110 y 180 ºC y el hidróxido de potasio representa entre un 58 y un 86 % en peso de la mezcla.

Procedimiento de preparación de compuestos fluorados Campo de la invención La invención tiene por objeto un procedimiento de preparación de compuestos fluorados, es decir el compuesto fluorado 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno.

Antecedentes de la técnica Los hidrofluorocarbonos (HFC) y en particular las hidrofluoroolefinas, tales como el 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno (HFO 1234yf) , son compuestos conocidos por sus propiedades como refrigerantes y fluidos caloportadores, extintoras, propelentes, agentes espumantes, agentes de soplado, dieléctricos gaseosos, medio de polimerización o monómero, fluidos de soporte, agentes para abrasivos, agentes de secado y fluidos para unidad de producción de energía. A diferencia de los CFC y de los HCFC, que son potencialmente peligrosos para la capa de ozono, los HFOs no contienen cloro y, por lo tanto, no plantean problema para la capa de ozono.

Se conocen varios procedimientos de fabricación del 1234yf.

El documento WO2008/002499 describe un procedimiento de producción de una mezcla de 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1propeno (HFO-1234yf) y de 1, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234ze) mediante pirólisis de 1, 1, 1, 2, 3pentafluoropropano (HFC-245eb) .

El documento WO2008/002500 describe un procedimiento de producción de una mezcla de 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1propeno (HFO-1234yf) y de 1, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234ze) mediante conversión catalítica de 1, 1, 1, 2, 3pentafluoropropano (HFC-245eb) sobre un catalizador de deshidrofluoración.

Estas dos solicitudes anteriormente citadas se refieren, por lo tanto, a la producción de una mezcla que contiene una parte sustancial de producto HFO-1234ze.

El documento WO2007/056194 describe la preparación de HFO-1234yf mediante deshidrofluoración de HFC-245eb, ya sea con potasa, típicamente una solución acuosa de como máximo un 50 % en peso de KOH, ya sea en fase gaseosa en presencia de un catalizador, concretamente catalizador a base de níquel, de carbono o una combinación de estos.

El documento de Knunyants et al., Journal of the USSR Academy of Sciences, Chemistr y Department, "reactions of fluoro-olefins", informe 13., "catalytic hydrogenation of perfluoro-olefins", 1960, describe de manera distinta diversas reacciones químicas sobre compuestos fluorados. Este documento describe la hidrogenación esencialmente cuantitativa de HFP sobre un catalizador a base de paladio soportado sobre alúmina, pasando la temperatura de 20 ºC a 50 ºC, a continuación manteniéndose en este valor. Este documento describe la deshidrofluoración del 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano (HFC-236ea) mediante paso a través de una suspensión de KOH en éter de dibutilo, para producir 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno-1 (HFO-1225ye) con un rendimiento de un 60 % solamente. Este documento describe la hidrogenación del 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno-1 (HFO-1225ye) en 1, 1, 1, 2, 3pentafluoropropano (HFC-245eb) sobre un catalizador paladio soportado sobre alúmina. Durante esta hidrogenación, se produce también una reacción de hidrogenólisis, produciéndose una cantidad significativa de 1, 1, 1, 2tetrafluoropropano. Este documento describe la deshidrofluoración de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano (HFC-245eb) en 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234yf) mediante paso por una suspensión de KOH en polvo en éter de dibutilo con un rendimiento de un 70 % solamente. Estas reacciones se describen independientemente unas de otras, aunque se indica que es posible combinarlas para sintetizar una gama de derivados de etileno, propileno e isobutileno que contiene cantidades variables de flúor.

El documento de los Estados Unidos US-P-5396000 describe la preparación de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano mediante deshidrofluoración catalítica de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano (HFC-236ea) en 1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno-1 (HFO-1225ye) , seguido de una hidrogenación para producir el compuesto buscado. La deshidrohalogenación del HFC-236ea en HFO-1225ye se efectúa en fase gaseosa, el producto de la reacción El documento de Sianisi Dario et al. Annali du Chimica, Societa Chimica, Italia, Roma, vol. 55, n° 8-9, 1 de enero de 1965, páginas 850-861 describe la preparación del pentafluoropropeno a partir de un hexafluoropropeno con hidróxido de potasio.

El documento de Knunyants et al., Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR, Division of Chemical Sciences, 1 de enero de 1960, páginas 1.312-1.317, describe en cuatro pasos la preparación del 2, 3, 3, 3 tetrafluoropropeno a partir del perfluoropropeno, enviándose, en un ejemplo, directamente al reactor siguiente en el que tiene lugar la hidrogenación del compuesto HFO-1225ye en compuesto HFC-245eb. En este documento se indica también que el

compuesto HFC-236ea puede obtenerse mediante hidrogenación de hexafluoropropileno (HFP) .

El documento de los Estados Unidos US-P-5679875 describe la preparación de 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano mediante deshidrofluoración catalítica de 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano (HFC-236ea) en 1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno-1 (HFO-1225ye) , seguido de una hidrogenación para producir el compuesto buscado. Las reacciones se efectúan en fase de gas. En este documento también se indica que el compuesto HFC-236ea puede obtenerse mediante hidrogenación de hexafluoropropileno (HFP) .

El documento WO 2008/030440 describe la preparación del HFO-1234yf a partir del HFO-1225ye haciendo reaccionar el HFO-1225ye con hidrógeno en presencia de un catalizador para dar el HFC-245eb, a continuación haciendo reaccionar el HFC-245eb con una solución acuosa básica en presencia de un catalizador de transferencia de fase y un disolvente no acuoso, no alcohólico.

El documento WO 2008/075017 ilustra la reacción de deshidrofluoración del 1, 1, 1, 2, 3, 3 hexafluoropropano (HFC236ea) en 1, 1, 1, 2, 3 pentafluoropropeno (HFO-1225ye) a 150 ºC en presencia de una solución acuosa de un 50 % en peso de KOH. En ausencia de un catalizador de transferencia de fase, la conversión al cabo de 3 horas y media es de un 57, 8 % y la selectividad para HFO-1225ye es de un 52, 4 % (ensayo 1) . En presencia de un catalizador de transferencia de fase, esta conversión se alcanza al cabo de 2, 5 horas solamente y la selectividad no cambia prácticamente (ensayo 4) . Como se indica en la tabla 2 de este documento, para incrementar la selectividad para HFO-1225ye, se requiere la utilización de un disolvente orgánico.

Existe la necesidad de un procedimiento de preparación de 1234yf a partir de un producto de partida que sea accesible de manera cómoda, y que lleve al producto deseado con una selectividad elevada, preferentemente un rendimiento elevado y ventajosamente una productividad elevada.

Resumen de la invención Por lo tanto, la invención proporciona un procedimiento de preparación de 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno que comprende los pasos siguientes:

(i) hidrogenación de hexafluoropropileno en 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano;

(ii) deshidrofluoración del 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano obtenido en el paso anterior en 1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno-1 usando una mezcla agua e hidróxido de potasio con el hidróxido de potasio representando entre un 58 y un 86 % en peso de la mezcla y a una temperatura comprendida entre 110 y 180 ºC;

(iii) hidrogenación del 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno-1 obtenido en el paso anterior en 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano;

(iv) deshidrofluoración del 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano obtenido en el paso anterior en 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno usando una mezcla agua e hidróxido de potasio con el hidróxido de potasio representando entre un 58 y un 86 % en peso de la mezcla y a una temperatura comprendida entre 110 y 180 ºC;

Según unos modos de realización:

- los pasos de hidrogenación (i) y (iii) se llevan a cabo en el mismo reactor, preferentemente con el mismo catalizador, estando presente eventualmente un paso de separación.

- los pasos de hidrogenación (i) y/o (iii) se llevan a cabo en un reactor de múltiples etapas o en al menos dos reactores en serie, estando presente eventualmente un paso de separación.

- los pasos de deshidrofluoración (ii) y/o (iv) se llevan a cabo en al menos dos reactores en serie, estando presente eventualmente un paso de separación.

- el flujo del paso (i) que comprende el 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano se envía directamente al paso (ii) sin separación de los reactivos.

- el flujo del paso (i) que comprende el 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano se envía al paso (ii) , tras separación de los reactivos que no han reaccionado que se reciclan eventualmente en el paso (i) .

- el flujo del paso (ii) que comprende el 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno-1... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno que comprende los pasos siguientes:

(i) hidrogenación de hexafluoropropileno en 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano;

(ii) deshidrofluoración del 1, 1, 1, 2, 3, 3-hexafluoropropano obtenido en el paso anterior en 1, 2, 3, 3, 35 pentafluoropropeno-1 usando una mezcla agua e hidróxido de potasio;

(iii) hidrogenación del 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno-1 obtenido en el paso anterior en 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano;

(iv) deshidrofluoración del 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano obtenido en el paso anterior en 2, 3, 3, 3-tetrafluoro-1-propeno usando una mezcla agua e hidróxido de potasio caracterizado porque la deshidrofluoración en el paso (ii) y (iv) se efectúa a una temperatura comprendida entre 110 y 180 ºC y el hidróxido de potasio representa entre un 58 y un 86 % en peso de la mezcla.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el hidróxido de potasio representa entre un 60 y un 75 % en peso de la mezcla agua-hidróxido de potasio del paso (ii) y/o (iv) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que el paso (ii) y/o el paso (iv) es o son llevado (s) a cabo a una temperatura superior a 150 ºC, preferentemente comprendida entre 152 y 165 ºC.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el flujo procedente del paso (i) y/o el paso (iii) es o son enviado (s) directamente al paso siguiente.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el flujo procedente del paso (ii) se somete a un paso de purificación antes de ser enviado al paso (iii) .

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se lleva a cabo en 20 continuo.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el paso (ii) y/o el paso (iv) es o son llevado (s) a cabo en al menos dos reactores en serie.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el paso (i) y/o el paso

(iii) es o son llevado (s) a cabo en un reactor de múltiples etapas o en al menos dos reactores en serie.