Un método para producir un fluoropropeno de fórmula CF3CX≥CX2,

en la que cada X es F o H, al menos un X esH, y al menos un X es F, que comprende

pirolizar un hidrofluorocloropropano de fórmula CF3CXYCX2Y, en el que cada X es F o H, al menos un X es H, y almenos un X es F, y un Y es Cl y el otro Y es H, en fase gas en un recipiente de reacción, mantenido a temperaturasuficientemente elevada para llevar a cabo la pirólisis de dicho hidrofluorocloropropano hasta dicho fluoropropeno,en el que la selectividad para la producción de fluoropropeno es de al menos 80 %, en ausencia de catalizador.

Conversión de hidrofluorocloropropanos a fluoropropenos

Información de antecedentes

Campo de la invención

La presente descripción se refiere en general a métodos de síntesis de olefinas fluoradas.

Descripción de la técnica anterior

La industria de la fluoración ha venido trabajando durante las pasadas décadas para encontrar refrigerantes de sustitución para los hidrofluorocarbonos (HCFCs) y clorofluorocarbonos que agotan la capa de ozono (CFCs) y que se han ido eliminando de forma progresiva como consecuencia del Protocolo de Montreal. La solución para muchas aplicaciones ha sido la comercialización de compuestos de hidrofluorocarbono (HFC) para su uso como refrigerantes, disolventes, agentes para la extinción de incendios, agentes de soplado y propelentes. Estos nuevos compuestos, tales como refrigerantes de HFC, HFC-134a y HFC-125 que son los más ampliamente usados en la actualidad, presentan un potencial nulo de agotamiento de la capa de ozono y por tanto no se ven afectados por la actual legislación de eliminación progresiva derivada del Protocolo de Montreal.

Además de la preocupación sobre el agotamiento de la capa de ozono, el calentamiento global supone otro problema de interés ambiental en muchas de estas aplicaciones. De este modo, existe necesidad de composiciones que satisfagan tanto los estándares de bajo agotamiento de la capa de ozono así como también que presenten bajo potencial de calentamiento global. Por tanto, resultan necesarios procedimientos de fabricación que proporcionen hidrocarburos halogenados y fluoroolefinas que no contengan cloro y que también presenten un escaso potencial de calentamiento global.

Los procesos para la preparación de fluoroolefinas mediante pirólisis de hidrofluoropropanos se describen en el documento WO 2008/002499 y en el documento US 2006/0094911.

Sumario

Se describe un método para producir fluoropropenos de fórmula CF3CX=CX2, en la que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, que comprende pirolizar un hidrofluorocloropropano de fórmula CF3CXYCX2Y, en el que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, y un Y es Cl y el otro Y es H, en fase gas en un recipiente de reacción, mantenido a temperatura suficientemente elevada para llevar a cabo la pirólisis de dicho hidrofluorocloropropano hasta dicho fluoropropeno, en el que la selectividad para la producción de fluoropropeno es de al menos 80 %, en ausencia de catalizador.

La descripción general siguiente y la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicatorias únicamente y no son restrictivas de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Descripción detallada

Se describe un método para producir fluoropropenos de fórmula CF3CX=CX2, en la que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, que comprende pirolizar un hidrofluorocloropropano de fórmula CF3CXYCX2Y, en el que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, y un Y es Cl y el otro Y es H, en fase gas en un recipiente de reacción, mantenido a temperatura suficientemente elevada para llevar a cabo la pirólisis de dicho hidrofluorocloropropano hasta dicho fluoropropeno, en el que la selectividad para la producción de fluoropropeno es de al menos 80 %, en ausencia de catalizador.

Se han descrito anteriormente muchos aspectos y realizaciones y son meramente ejemplares y no limitantes. Tras la lectura de la presente memoria descriptiva, los expertos artesanos apreciarán que son posibles otros aspectos y realizaciones sin que ello suponga apartarse del alcance de la invención.

Otras características y ventajas de una o más de las realizaciones resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, y a partir de las reivindicaciones.

Antes de abordar los detalles de las realizaciones descritas a continuación, se definen o aclaran algunos términos.

Según se usa en el presente documento, los términos pirolizar y pirólisis se refieren a la descomposición o ruptura de un material o compuesto debido al calor en ausencia de oxígeno y cualesquiera otros reactivos.

Según se usa en el presente documento, recipiente de reacción se refiere a cualquier recipiente en el que se pueda llevar a cabo la reacción bien en modo discontinuo, o en modo continuo. Recipientes apropiados incluyen recipientes de reactor discontinuo o reactores tubulares.

En una realización, el recipiente de reacción está formado por materiales que son resistentes a la corrosión y que incluyen acero inoxidable, Hastelloy, Inconel, Monel, oro, oro revestido o cuarzo.

Según se usa en el presente documento, el porcentajes de selectividad se define como el peso de un producto deseado formado, como fracción de la cantidad total de productos formados en la reacción y excluyendo el clorofluorocarbono de partida.

Según se usa en el presente documento, el porcentaje de conversión se define como 100 %, menos el porcentaje en peso de hidrofluorocloropropano de partida en el efluente del recipiente de reacción.

El hidroclorofluoropropano descrito en el presente documento tiene la fórmula CF3CXYCX2Y, en la que cada X es F

o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, y un Y es Cl y el otro Y es H. El fluoropropeno descrito en el presente documento tiene la fórmula CF3CX=CX2 en el que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F. Hidroclorofluoropropanos representativos incluyen 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-2-cloropropano, 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-3cloropropano, 1, 1, 1, 3-tetrafluoro-2-cloropropano, 1, 1, 1, 3-tetrafluoro-3-cloropropano, 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoro-2cloropropano, 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoro-3-cloropropano, 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoro-2-cloropropano y 1, 1, 1, 3, 3, -pentafluoro-3cloropropano.

Fluoropropenos representativos incluyen 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno, 1, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno, 1, 2, 3, 3, 3pentafluoropropeno y 1, 1, 3, 3, 3-pentafluoropropeno.

En una realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-2-cloropropano y el fluoropropeno es 2, 3, 3, 3tetrafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-3-cloropropano y el fluoropropeno es 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 3-tetrafluoro-2cloropropano y el fluoropropeno es 1, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 3-tetrafluoro-3-cloropropano y el fluoropropeno es 1, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoro-2-cloropropano y el fluoropropeno es 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoro-3-cloropropano y el fluoropropeno es 1, 2, 3, 3, 3-pentafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 3, 3, -pentafluoro-2cloropropano y el fluoropropeno es 1, 1, 3, 3, 3-pentafluoropropeno. En otra realización, el hidroclorofluoropropano es 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoro-3-cloropropano y el fluoropropano es 1, 1, 3, 3, 3-pentafluoropropeno.

En una realización, los fluoropropenos se preparan por medio de deshidrocloración térmica de hidroclorofluoropropanos. Esta reacción tiene lugar de forma selectiva, en ausencia de catalizador. En una realización, se introduce en hidroclorofluoropropano en el interior de un recipiente de reacción en el que se mantiene la temperatura a una temperatura suficientemente elevada para llevar a cabo la deshidrocloración térmica del hidroclorofluoropropano. En una realización, la temperatura es suficientemente elevada como para llevar a cabo la deshidrocloración térmica del hidroclorofluoropropano hasta un porcentaje de conversión de al menos 50 %. En otra realización, la temperatura es suficientemente elevada para llevar a cabo la deshidrocloración térmica del hidroclorofluoropropano hasta un porcentaje de conversión de al menos 65 %. En otra realización, la temperatura es suficientemente elevada como para llevar a cabo la deshidrocloración térmica del hidroclorofluoropropano hasta un porcentaje de conversión de al menos 80 %. En otra realización, la temperatura es suficientemente elevada para llevar a cabo la deshidrocloración térmica del hidroclorofluoropropano hasta un porcentaje de conversión de al menos 70 % durante al menos 12 horas de operación continua.

En una realización,... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir un fluoropropeno de fórmula CF3CX=CX2, en la que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, que comprende

pirolizar un hidrofluorocloropropano de fórmula CF3CXYCX2Y, en el que cada X es F o H, al menos un X es H, y al menos un X es F, y un Y es Cl y el otro Y es H, en fase gas en un recipiente de reacción, mantenido a temperatura suficientemente elevada para llevar a cabo la pirólisis de dicho hidrofluorocloropropano hasta dicho fluoropropeno, en el que la selectividad para la producción de fluoropropeno es de al menos 80 %, en ausencia de catalizador.

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicha selectividad para la producción de dicho fluoropropeno es de al menos 80 % trascurridas aproximadamente 4 horas de operación continua.

3. El método de la reivindicación 1, en el que dicha selectividad para la producción de dicho fluoropropeno es de al menos 70 % trascurridas aproximadamente 12 horas de operación continua.

4. El método de la reivindicación 1 en el que la temperatura del recipiente de reacción se mantiene dentro del intervalo de 500 ºC a 700 ºC.

5. El método de la reivindicación 1, en el que dicha selectividad para la producción de dicho fluoropropeno es de al menos 85 %.

6. El método de la reivindicación 1, en el que dicho hidrofluorocloropropano se pre-calienta en un vaporizador a una temperatura de 30 ºC a 100 ºC.

7. El método de la reivindicación 1, en el que dicho hidrofluorocloropropano alimentado al recipiente de reacción además comprende un gas portador inerte.

8. El método de la reivindicación 7, en el que el gas portador inerte se escoge entre nitrógeno, argón, helio o dióxido de carbono.

9. El método de la reivindicación 1, en el que la temperatura del recipiente de reacción se mantiene dentro del intervalo de 500 ºC a 650 ºC.

10. El método de la reivindicación 1, en el que el hidrofluorocloropropano se escoge entre el grupo que consiste en 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-2-cloropropano, 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-3-cloropropano, 1, 1, 1, 3-tetrafluoro-2-cloropropano, 1, 1, 1, 3tetrafluoro-3-cloropropano, 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoro-2-cloropropano, 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoro-3-cloropropano, 1, 1, 1, 3, 3pentafluoro-2-cloropropano y 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoro-3-cloropropano.

11. El método de la reivindicación 1, en el que el hidrofluorocloropropano es 1, 1, 1, 2-tetrafluoro-2-cloropropano.