[发明专利]制备1,1,1－三氟乙烷的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种制备1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)的方法。代替用纯组分如1，1，1-三氯乙烷(HCC-140a)作为原料加入液相反应器系统的常规工业方法，本发明涉及用供选有机原料制备HFC-143a，所述原料包含1，1-二氯乙烯(偏二氯乙烯)与1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)、1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC-142b)及1，1，1-三氯乙烷(HCC-140a)的一种或多种的组合。

发明背景

人们在本领域已熟知利用制冷液的机械制冷系统和相关的热转移装置(如热泵和空调机)可用于工业、商业和家庭应用。二十世纪三十年代开发了氯氟烃(CFC)，将氯氟烃作为制冷剂用于此类系统。然而，二十世纪八十年代以来，CFC对平流层臭氧层的影响已成为更多关注的焦点。1987年，一些政府签定了旨在保护全球环境的MontrealProtocol(蒙特利尔议定书)，为逐步淘汰CFC产品制定了时间表。此议定书的后续修正案加速了淘汰这些CFC产品，也为HCFC的淘汰制定了时间表。因此，需要代替这些CFC和HCFC的不易燃、无毒代替品。为了回应这些要求，在工业上开发了一些具有零臭氧消耗能力的氢氟烃(HFC)。

氢氟烃，如二氟甲烷(HFC-32)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)和1，1-二氟乙烷(HFC-152a)基本上没有臭氧消耗能力(ODP)，因此已将它们认为是可接受的制冷剂，在某些情况下，还在制造塑料泡沫中将它们作为潜在的发泡剂。

1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)为市售不消耗臭氧的制冷剂共混物507A(a.k.a.AZ-50)的一种组分。制备HFC-143a的工业方法之一是通过使1，1，1-三氯乙烷(HCC-140a)直接与HF反应。HCC-140a一度是世界上最受青睐生产的化学品之一。曾经用它作为溶剂，近来还用它作为制备1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)的原料。随着对蒙特利尔议定书规定的CFC和HCFC的逐步淘汰，HCC-140a的产量已戏剧性降低。价格也由于供需“规律”戏剧性上涨。同样，HCFC-141b的大部分用途也被排除在法律规定允许之外；由于禁止其它用途，它的经济影响可能因此导致其作为原料成本更高。因此，需要一种可部分或完全使用供选的有机原料及其组合的制备HFC-143a的供选方法。

美国专利2,478,932，Miller等人，Allied Chemical & Dye，涉及一种用氟化铝或络合碱性氟化铝催化剂使1，1，1-二氯氟乙烷氟化的气相反应。此气相反应非常不合乎需要，因为它们必须在更高温度操作，一般产生更多副产物，具有较低的容积产量，而且催化剂寿命短。

美国专利4,766,258，Komatsu等人，Asahi Kasei，涉及用基于锡的催化剂从单独的氢氯烃液相制备HFC-143a。

美国专利4,968,850，Franklin等人，Solvay & Cie，涉及用基于锡的催化剂和有机磷抑制剂从不饱和的氯烃(如偏二氯乙烯)液相制备HFC-143a。制备出的HFC-143a的量很少，例如2％或更少。

美国专利5,574,191，Balthasart等人，Solvay & Cie，涉及在液相不使用催化剂联合制备HFC-143a与偏二氟乙烯以及1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC-142b)和1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)的至少一种。此专利中的方法实例只制备出6.1％HFC-143a。

美国专利5,770,779，Nappa等人，EI.duPont de Nemours andCompany，涉及用基于锡的催化剂和至少一种选自金属和非金属烷氧化物的化合物制备HFC-143a。

美国专利6,080,899，Bradley等人，AlliedSignal Inc.，涉及制备化合物如HFC-143a的操作条件，其中包含不参加反应的溶剂。

美国专利6,339,178，Lantz等人，Atofina，涉及在氟化催化剂存在下只从HFCF-142b制备HFC-143a。

美国专利6,630,610，Swain等人，AlliedSignal Inc.，涉及从1，1，1-三氯乙烷(HCC-140a)制备HFC-143a的操作条件。

WO96/05156，Swain，AlliedSignal Inc.涉及在没有溶剂存在下只从HCC-140a制备HFC-143a。