[发明专利]1,1,1-三氟乙烷和1-氯-2,2,2-三氟乙烷的共沸或类共沸组合物

说明书

发明领域

本发明涉及1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)的组合物，更具体地讲， 涉及1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)和1-氯-2，2，2-三氟乙烷(R-133a)的共沸 或类共沸组合物。

发明背景

已知有许多制备1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)的方法。但是，这些 方法的产物包含反应副产物，其中有1-氯-2，2，2-三氟乙烷(R-133a)。非 常希望能除去这种反应副产物以得到更纯的1，1，1-三氟乙烷或具有较 小范围沸点的1，1，1-三氟乙烷的组合物。

遗憾的是，相关领域的人员已知，形成HFC/非-HFC混合物的两 种或更多种组分的组合通常产生组分相对量变化较小、混合物沸点和 蒸气压变化较大的组合物。例如，使用见述于Praunitz，Lichtenthaler， Azevedo“Molecular Thermodynamics in Fluid-Phase Equilibria(液相平 衡中的分子热动力学)”，第179-190页(第二版)，Prentice-Hall，Inc.的 常规溶液数学模型，可预测许多典型的HFC/非-HFC混合物的沸点和 蒸气压特性，该文献通过引用结合到本文中来。Prausnitz等指出，常 规溶液的蒸气压或沸点与其构成组分之间关系的图倾向于具有明显 的正斜率，这说明在构成组分的较小变化下发生了蒸气压或沸点的较 大变化。因此，构成量仅有较小不同的混合物的沸点仍可有较大变化。 因此，需要确定HFC-143a和R-133a的二元共沸或类共沸混合物，以 完成建模和模拟，用于确定正确的必需的分离设备和方法，以更好地 得到最终的HFC-143a纯产物。

发明概述

申请人已领会具有较恒定沸点(即随着混合物组成量的变化，沸点 变化较小)的混合物难于分离。(由于我们不关注喷雾应用而关注蒸馏 分离方法，因此不作详述)。遗憾的是，具有这种较恒定沸点性质的混 合物不仅罕见，而且不可预测。

本发明人已发现有效量的1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)和1-氯 -2，2，2-三氟乙烷(R-133a)的共沸或类共沸组合物。HFC-143a和R-133a 的共沸或类共沸组合物的发现使这种共沸或类共沸组合物能在蒸馏 塔中从包含HFC-143a和R-133a二者的组合物中蒸馏出来，从而塔顶 R-133a的浓度大于塔底R-133a的浓度。这种蒸馏方法在纯化由1，1- 二氯乙烯和HF反应制备的HFC-143a中具有特定的适用性，因为可 从该反应产物中蒸馏出HFC-143a和R-133a的共沸或类共沸组合物以 纯化所制得的HFC-143a。

发明详述

本发明已发现存在有效量的1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)和1-氯 -2，2，2-三氟乙烷(R-133a)的共沸或类共沸组合物。HFC-143a和R-133a 的共沸或类共沸组合物的发现使这种共沸或类共沸组合物能在蒸馏 塔中从包含HFC-143a和R-133a二者的组合物中蒸馏出来，从而塔顶 R-133a的浓度大于塔底R-133a的浓度。这种蒸馏方法在纯化由1，1- 二氯乙烯和HF反应制备的HFC-143a中具有特定的适用性，因为可 从该反应产物中蒸馏出HFC-143a和R-133a的共沸或类共沸组合物以 纯化所制得的HFC-143a。可将来自塔顶的HFC-143a和R-133a的共 沸或类共沸组合物回收或送回至反应器，用于R-133a向HFC-143a转 化。

进一步发现HFC-143a和R-133a形成了大气压力(14.42psia)下具 有为-46.5±2℃的较小范围沸点的共沸或类共沸组合物。在另一个实施 方案中，所述共沸或类共沸组合物的沸点为约-46.6℃至约-47.2℃。在 又一个实施方案中，所述共沸或类共沸组合物的沸点为约-46.8℃至约 -47.2℃。在再一个实施方案中，所述共沸或类共沸组合物的沸点为约 -47℃至约-47.2℃。在再又一个实施方案中，所述共沸或类共沸组合物 的沸点为约-47.2℃。

这种共沸或类共沸组合物通常为HFC-143a和R-133a的混合物， 其中所述组合物包含并优选基本由以下组分组成：

从约70％高至仅小于约100％重量的HFC-143a，和

从约30％低至仅大于约0％重量的R-133a，

其中所述重量百分比基于组合物的总重量计算。