[发明专利]在碱金属掺杂的氟氧化镁催化剂存在下将1,1,1,2-四氟-2-氯丙烷脱氯化氢为2,3,3,3-四氟丙烯的方法以及制备该催化剂的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年5月30日提交的美国临时申请61/057,477的优先权。

背景技术

1.发明领域

本发明涉及在催化剂存在下将1，1，1，2-四氟-2-氯丙烷(244bb)脱氯化氢(dehydrochlorinating)以制备2，3，3，3-四氟丙烯(1234yf)的方法。本发明还涉及制备碱金属掺杂的氟氧化镁(magnesium oxyfluoride)催化剂的两种方法。

2.相关技术的描述

含氯化合物，比如氯氟烃(chlorofluorocarbon，CFC)已经被用作制冷剂，发泡剂，清洁剂，溶剂，传热介质，杀菌剂，气溶胶喷射剂，电介质，灭火剂，以及动力循环工作流体。这种含氯化合物可能对地球的臭氧层有害。此外，用作CFC替代品的很多氢氟烃(hydrofluorocarbon，HFC)，也被发现导致全球变暖。因为这些原因，需要发展更加环境友好的新化合物。2，3，3，3-四氟丙烯(1234yf)，一种具有低全球变暖潜能(GWP)的化合物，是一种这样的环境友好化合物。

1234yf可以通过1，1，1，2-四氟-2-氯丙烷(244bb)(一种CFC)的脱氯化氢(dehydrochlorination)生产。希望获得在这样的反应中提供高转化度和/或选择性的催化剂体系。进一步希望获得可类似用于将CFC转化成HFC的其它脱氯化氢过程中的催化剂体系。

发明概述

根据本发明，存在一种制备氟化烯烃的方法。所述方法具有在催化有效量的催化剂组合物的存在下，对在相邻碳原子上具有至少一个氢原子和至少一个氯原子的氢氯氟烃脱氯化氢的步骤。所述催化剂组合物由以下表示：nwt.％MX/M′O_yF_z，其中0＜y＜1和0＜z＜2和其中y+z/2＝1；M是选自Li⁺，Na⁺，K⁺，Rb⁺，和Cs⁺构成的组的碱金属离子；X是选自F^-，Cl^-，Br^-，和I^-构成的组的卤素离子；M′为二价金属离子；其中n是基于MX和M′O_yF_z的总重量，约0.05％至约50％的MX重量百分数，和其中y和z分别是M′O_yF_z中氧和氟的摩尔分数。

进一步地，根据本发明，存在一种制备固体催化剂组合物的方法。所述方法具有如下步骤：(A)(i)在有效量的溶剂中溶解碱金属卤化物或者(ii)在卤化氢水溶液中溶解碱金属的一种或者多种氢氧化物、氧化物或者碳酸盐，以形成碱金属卤化物溶液；(B)在所述碱金属卤化物溶液中混合有效量的二价金属氟氧化物以形成浆液和任选地挤压(extruding)所述浆液(slurry)以形成压出物(extrudate)；(C)从所述浆液或所述压出物基本上除去所述溶剂以形成固体剩余物；(D)在足以实现实质煅烧的条件煅烧所述固体剩余物组合物；(E)将经煅烧的样品研磨成细粉末；和(F)粒化(pelletizing)所述细粉末以形成所述催化剂组合物的丸粒(pellets)。

进一步地，存在另一种制备所述催化剂组合物的方法。所述方法具有如下步骤：(A)(i)在有效量的溶剂中溶解碱金属卤化物或者(ii)在卤化氢水溶液中溶解碱金属的一种或者多种氢氧化物、氧化物或者碳酸盐，以形成碱金属卤化物溶液；(B)将二价金属的一种或多种氢氧化物、氧化物或者碳酸盐与所述碱金属卤化物溶液混合以形成浆液；(C)从所述浆液基本上除去所述溶剂以形成所述碱金属卤化物和所述二价金属的所述一种或多种氢氧化物、氧化物或者碳酸盐的固体剩余物；(D)在足以实现实质煅烧的条件煅烧所述固体剩余物组合物；(E)将经煅烧的样品研磨成细粉末；(F)粒化所述细粉末以形成丸粒；和(G)使所述丸粒在足以将二价金属的所述一种或者多种氢氧化物、氧化物或者碳酸盐转化成二价金属氟氧化物的条件下与HF接触，以形成所述催化剂组合物的丸粒。

本发明的详细描述

本发明的方法可用于制备氟化烯烃。在催化有效量的催化剂组合物的存在下，在相邻碳原子上具有至少一个氢原子和至少一个氯原子的氢氯氟烃被脱氯化氢。所述催化剂组合物由以下表示：

    n wt.％MX/M′O_yF_z