Procedimientos de producción de 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno.

Un procedimiento para preparar 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, que comprende:

hacer reaccionar CF3CClFCCl2F con H2 en una zona de reacción en presencia de un catalizador que comprende una cantidad catalíticamente efectiva de paladio soportado sobre un soporte seleccionado del grupo que consiste en alúmina, alúmina fluorada, fluoruro de aluminio y sus mezclas, para producir una mezcla de productos que comprende 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, en el que la relación en moles de H2 a CF3CClFCCl2F alimentados a la zona de reacción está entre 1:1 y 5:1.

Procedimientos de producción de 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno Campo de la invención

La presente invención se refiere a procedimientos que implican la producción de productos hidrocarbonados halogenados que comprenden 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno.

Antecedentes de la invención

Como resultado de la eliminación gradual por el protocolo de Montreal de los clorofluorocarbonos (CFCs) e hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) que reducen el ozono, la industria ha estado trabajando durante las últimas décadas para encontrar refrigerantes substitutos. La solución para la mayoría de los productores de refrigerantes ha sido la comercialización de refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC). Los nuevos refrigerantes de hidrofluorocarbono, siendo FIFC-134a el más ampliamente usado en este momento, tienen cero potencial de reducción del ozono y de este modo no están afectados por la actual regulación de eliminación gradual como resultado del protocolo de Montreal. Fia sido también objeto de considerable interés la producción de otros hidrofluorocarbonos para uso en aplicaciones tales como disolventes, agentes de soplado, agentes de limpieza, propulsores de aerosol, medio de transferencia de calor, dieléctricos, extintores del fuego y fluidos de trabajo del ciclo de potencia.

También hay considerable interés en desarrollar nuevos refrigerantes con reducido potencial de calentamiento global para el mercado de aire acondicionado móvil.

J. Chem. Soc., 1953, pp. 1592-16 describe la preparación de FIFC-1225ye por reacción con 1 -cloro-1,2,2,3,3,3- hexafluoropropano y polvo de cinc.

El FIFC-1225ye, que tiene cero reducción de ozono y bajo potencial de calentamiento global, se ha identificado como refrigerante potencial. La patente de EE.UU. No. 5.396. describe un procedimiento para producir FIFC-1225ye por deshidrofluoración de CF3CFFICF2FI (FIFC-236ea) y hace reaccionar el FIFC-1225ye con H2 para producir CF3CFHCH2F. El documento DE-B-12 37 84 describe la reacción de CF3CCIFCCI2F con HF para producir CF3CCIFCF2CI. Se necesitan nuevos procedimientos de fabricación para la producción de FIFC-1225ye.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para preparar HFC-1225ye. El procedimiento comprende hacer reaccionar CF3CCIFCCI2F (CFC-215bb) con Fl2 en una zona de reacción en presencia de un catalizador que comprende una cantidad catalíticamente efectiva de paladio soportado sobre un soporte seleccionado del grupo que consiste en alúmina, alúmina fluorada, fluoruro de aluminio y sus mezclas, para producir una mezcla de productos que comprende HFC-1225ye, en la que la relación en moles de H2 a CF3CCIFCCI2F alimentados a la zona de reacción está entre 1:1 y 5:1.

La presente invención también proporciona una composición que comprende (a) CF3CCIFCCI2F y (b) HF; en la que HF está presente en una cantidad efectiva para formar una combinación azeotrópica con el CF3CCIFCCI2F.

La presente invención proporciona también una composición que comprende (a) 1,1,1,2,3-pentafluoropropano y (b) HF; en la que el HF está presente en una cantidad efectiva para formar una combinación azeotrópica con el 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

Descripción detallada

La presente invención proporciona un procedimiento para preparar HFC-1225ye a partir de CFC-215bb haciendo reaccionar CFC-215bb con hidrógeno en una zona de reacción sobre un catalizador apropiado. El HFC-1225ye puede existir en forma de uno de dos isómeros configuracionales, E o Z. El HFC-1225ye tal como se usa aquí, se refiere a los isómeros E-HFC-1225ye (CAS reg no 5595-1-8) o Z-HFC-1225ye (CAS reg no. 5528-43-8), así como cualquier combinación o mezcla de tales isómeros.

El CFC-215bb se puede preparar a partir de varios materiales de partida. Por ejemplo, el CF3CCI=CCl2 se puede convertir en CFC-215bb como se describe en las Patentes de EE.UU. Nos. 2.466.189 y 2.437.993.

Los catalizadores apropiados para llevar a cabo el procedimiento de preparación de HFC-1225ye a partir de CFC- 215bb según esta invención comprenden paladio y opcionalmente pueden comprender metales del Grupo VIII adicionales (por ejemplo, Pt, Ru, Rh o Ni). El paladio está soportado sobre alúmina, alúmina fluorada, fluoruro de aluminio o una de sus mezclas. El material que contiene paladio usado para preparar el catalizador es preferentemente una sal de paladio (por ejemplo, cloruro de paladio). Otros metales, cuando se usan, se puede añadir al soporte durante la preparación del catalizador.

Los catalizadores metálicos soportados se pueden preparar por métodos convencionales conocidos en la técnica

tales como por impregnación del portador con una sal soluble del metal catalítico (por ejemplo, cloruro de paladio o nitrato de rodio) como se describe por Satterfield en la página 95 de Heterogenous Catalysis in Industrial Practice, segunda edición (McGraw-Hill, Nueva York, 1991). El paladio soportado sobre alúmina está disponible comercialmente. Otro procedimiento apropiado para preparar un catalizador que contiene paladio sobre alúmina fluorada se describe en la Patente de EE.UU. No. 4.873.381.

Por una cantidad catalíticamente efectiva se entiende la concentración de catalizadores sobre el soporte que es suficiente para llevar a cabo la reacción catalítica. La concentración de paladio en el soporte está típicamente en el intervalo de ,1% a 1% en peso basado en el peso total del catalizador y el peso está preferentemente en el intervalo de ,1% a 5% en peso basado en el peso total del catalizador. La concentración del metal del Grupo VIII adicional, cuando se usa, es 3% en peso, o menos, basado en el peso total del catalizador; pero el paladio es ordinariamente por lo menos el 5% en peso basado en el peso de los metales totales presentes en el soporte, y preferentemente por lo menos el 8% en peso basado en el peso de los metales totales presentes en el soporte.

La cantidad relativa de hidrógeno alimentada durante el contacto del CFC-215bb en una zona de reacción que contiene el catalizador que contiene paladio es de 1 mol de H2 por mol de CFC-215bb a 5 moles de H2 por mol de CFC-215bb, preferentemente de 1 mol de H2 por mol de CFC-215bb a 4 moles de H2 por mol de CFC-215bb y más preferentemente de 1, mol de H2 por mol de CFC-215bb a 3 moles de H2 por mol de CFC-215bb.

La temperatura de la zona de reacción para la hidrogenación catalítica de CFC-215bb está típicamente en el intervalo de 1°C a 4°C, y está preferentemente en el intervalo de 125°C a 35°C. El tiempo de contacto está típicamente en el intervalo de 1 a 45 segundos, y preferentemente está en el intervalo de 1 a 12 segundos. Las reacciones se llevaron a cabo típicamente a presión atmosférica o presión superior a la atmosférica.

El efluente de la zona de reacción incluye típicamente HCI, hidrógeno sin reaccionar, HF, HFC-1225ye, CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) y CF3CHFCH2F (HFC-245eb), productos de mayor punto de ebullición y productos intermedios que incluyen típicamente CF3CHFCH2CI (HCFC-244eb), CF3CCIFCH2F (HCFC-235bb) y CF3CF=CFCI (CFC-1215yb) y cualquier CFC-215bb no convertido.

Por medio de la selección apropiada de las condiciones de operación tales como temperatura, tiempo de contacto y de relaciones de hidrógeno a CFC-215bb, el procedimiento de la invención se puede hacer funcionar para producir predominantemente mezclas de CFC-1215yb y HFC-1225ye. El CFC-1215yb producido por el procedimiento de esta invención es un material de partida útil para la fabricación del hidrofluorocarbono saturado HFC-245eb.

Según esta invención, el HF también se puede alimentar a la zona de reacción. Son dignas de mención las realizaciones en las que dicho HF se alimenta a la zona de reacción en forma de un azeótropo o casi azeótropo que comprende HF y CFC-215bb.

Cuando se co-alimenta HF junto con hidrógeno y CFC-215bb a la zona de reacción que contiene el catalizador que contiene paladio a temperatura elevada (por ejemplo, 25°C o superior), el efluente de la zona de reacción contiene normalmente CF3CFHCF2CI (HCFC-226ea) además de los compuestos presentes en la mezcla de productos cuando no está presente HF en la alimentación a la zona de reacción (por ejemplo CFC-1215yb). Por consiguiente, esta invención proporciona un procedimiento para la preparación de una mezcla de productos que comprende HFC- 1225ye y HCFC-226ea a partir de CFC-215bb haciendo reaccionar CFC-215bb con hidrógeno en presencia de fluoruro de hidrógeno. Son dignas de mención las realizaciones en las que el HFC-226ea está presente en la mezcla de productos; y en las que el HFC-226ea se recupera de la mezcla de productos. El HCFC-226ea se puede procesar adicionalmente para producir productos que no contienen cloro. Son... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, que comprende:

hacer reaccionar CF3CCIFCCI2F con H2 en una zona de reacción en presencia de un catalizador que comprende una cantidad catalíticamente efectiva de paladio soportado sobre un soporte seleccionado del grupo que consiste en alúmina, alúmina fluorada, fluoruro de aluminio y sus mezclas, para producir una mezcla de productos que comprende 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, en el que la relación en moles de H2 a CF3CCIFCCI2F alimentados a la zona de reacción está entre 1:1 y 5:1.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno se recupera de la mezcla de productos.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno está también presente en la mezcla de productos; y en el que se recupera también dicho 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el 1,1,1,2,3-pentafluoropropano está también presente en la mezcla de productos; y en el que se recupera también dicho 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el 1-cloro-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno está también presente en la mezcla de productos; y en el que se recupera también dicho 1 -cloro-1,2,3,3,3-pentafluoropropeno.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se alimenta también HF a la zona de reacción.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el 1-cloro-1,1,2,3,3,3-hexafluoropropano está también presente en la mezcla de productos; y en el que se recupera de la mezcla de productos dicho 1 -cloro-1,1,2,3,3,3- hexafluoropropano.

8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicho HF se alimenta a la zona de reacción en forma de un azeótropo o casi azeótropo que comprende HF y CF3CCIFCCI2F.

9. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el 1,1,1,2,3-pentafluoropropano está también presente en la mezcla de productos; y en el que dicho 1,1,1,2,3-pentafluoropropano se recupera también de la mezcla de productos

1. El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente hidrogenar dicho 1-cloro-1,2,3,3,3- pentafluoropropeno a 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

11. El procedimiento de la reivindicación 2, que comprende adicionalmente hidrogenar dicho 1,2,3,3,3- pentafluoropropeno, opcionalmente en presencia de HF, a 1,1,1,2,3-pentafluoropropano.

12. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente hidrogenar dicho 1-cloro- 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropano a 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropano,

13. Una composición azeotrópica que comprende:

(a) de 1,8 por ciento en moles a 22, por ciento en moles de CF3CCIFCCI2F; y

(b) de 98,2 por ciento en moles a 78, por ciento en moles de HF; en la que la temperatura de ebullición está entre -

2°C y 14°C a una presión entre 3,5 psi (21, kPa) y 951 psi (6.557 kPa).

14. Una composición azeotrópica que comprende:

(c) de 19, por ciento en moles a 45, por ciento en moles de 1,1,1,2,3-pentafluoropropano; y

(d) de 81, por ciento en moles a 55, por ciento en moles de HF; en la que la temperatura de ebullición está entre -

2°C y 135°C a una presión entre 4 psi (27,5 kPa) and 55 psi (3.792 kPa).