[发明专利]2,3,3,3-四氟丙烯和3,3,3-三氟丙烯的类共沸物组合物

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月11日提交的美国临时申请No. 61/113,477的优先权，其经此引用并入本文。

发明背景

发明领域：

本发明涉及类共沸物组合物。更特别地，本发明涉及氢氟烯烃的二元类共沸物组合物。

现有技术描述：

氢氟烃（HFCs），即氢氟链烷，具有许多与氯氟烃（CFCs）和氢氯氟烃（HCFCs）相同的物理性质，特别是与如发泡剂、制冷剂、清洁剂、气溶胶推进剂、传热介质、电介质、灭火组合物、动力循环工作流体之类的用途相关的性质。但是，不同于CFCs和HCFCs，HFCs对大气臭氧具有相对较小的影响。相应地，HFCs在许多商业和/或工业用途中用作CFCs和HCFCs的环保替代品。有证据表明HFCs可能有助于全球变暖。因此，希望找到具有短大气寿命并因此不存留在大气中由此将它们的总全球变暖潜势减至最低的HFCs替代分子。

一种这样的化合物2,3,3,3-四氟丙烯（HFO-1234yf）具有相对较低的全球变暖潜势并可以在制冷系统中替代某些碳氟化合物如1,1,1,2-四氟乙烷作为发泡剂，也用于其它商业用途。

许多共沸物具有使它们可用作制冷剂、发泡剂、推进剂、溶剂等的性质。例如，共沸物具有在加工和使用过程中避免沸点温度偏移的恒定沸点。用作推进剂的共沸物即使在推进剂从其来源耗尽时也保持一致组成。此外，共沸推进剂与单化合物推进剂相比常常具有有利性质，如较低的可燃性、改进的操作温度、较低成本等。当用作溶剂时，共沸物表现出恒定物理性质，因为该溶剂的组成在沸腾或回流过程中不变。也可以通过蒸馏便利地回收用作溶剂的共沸物。

但是，由于共沸物的形成不易预测的事实，商业可用的新型环保非分馏混合物的识别复杂。因此，工业上不断寻找新型共沸物和类共沸物混合物，特别是具有低全球变暖潜势（GWP）的化合物的组合。本发明尤其满足这种需要。

发明概述

2,3,3,3-四氟丙烯（HFO-1234yf）和3,3,3-三氟丙烯（HFO-1243zf）的某些混合物已被发现具有共沸物和/或类共沸物性质。此类共沸物和类共沸物组合物可用作制冷剂、发泡剂和溶剂组合物。

相应地，提供包含有效量的2,3,3,3-四氟丙烯和3,3,3-三氟丙烯，优选大约60至小于100重量%的2,3,3,3-四氟丙烯和大于0至大约40重量%的3,3,3-三氟丙烯，更优选大约85至小于100重量%的2,3,3,3-四氟丙烯和大于0至大约15重量%的3,3,3-三氟丙烯，再更优选大约95至小于100重量%的2,3,3,3-四氟丙烯和大于0至大约5重量%的3,3,3-三氟丙烯，最优选大约95.8至大约99.9重量%的2,3,3,3-四氟丙烯和大于0.1至大约4.2重量%的3,3,3-三氟丙烯的类共沸物混合物。

在本发明的另一方面中，提供制备类共沸物组合物的方法，包括掺合3,3,3-三氟丙烯和2,3,3,3-四氟丙烯以制造包含大约60至小于100重量%2,3,3,3-四氟丙烯和大于0至大约40重量%3,3,3-三氟丙烯的组合物和使所述组合物保持在大约-30℃至大约66℃的温度和大约14 psia至大约230 psia的压力。

在本发明的另一方面中，提供经由氢化1225ye以制造245eb和254eb（少量的过度氢化联产品（co-product））接着使用苛性碱溶液或本体或负载型气相脱氟化氢催化剂将所述245eb和254eb流脱氟化氢的步骤合成1234yf的方法。脱氟化氢催化剂的实例是氟化Cr2O3、AlF3、活性炭、CsCl2/MgO、CsCl2/MgF2。所述脱氟化氢反应产生1234yf和作为次要联产品的1243zf。

在本发明的再一方面中，提供提纯氢氟烯烃的方法，包括：（a）提供包含2,3,3,3-四氟丙烯和3,3,3-三氟丙烯的组合物；和（b）蒸馏所述组合物以制造富集所述2,3,3,3-四氟丙烯或所述3,3,3-三氟丙烯的第一料流和包含2,3,3,3-四氟丙烯和3,3,3-三氟丙烯的类共沸物混合物的第二料流；和任选地，（c）通过对所述类共沸物混合物施以至少一种选自变压蒸馏（swing distillation）、萃取蒸馏、共沸物蒸馏、蒸发和相分离的分离方法，分解（breaking）所述类共沸物混合物；和（d）将所述分解的类共沸物混合物分离成富含2,3,3,3-四氟丙烯的第一组分和富含3,3,3-三氟丙烯的第二组分。