[发明专利]R-1233与氟化氢的分离

说明书

发明领域

本发明涉及用于从一氯三氟丙烯与氟化氢的共沸的或接近共沸的流中分 离出一氯三氟丙烯如1，1，1-三氟-3-氯-2-丙烯(HCFC-1233zd)的一种分离方 法。本发明的方法利用了急冷的液相分离与共沸蒸馏相结合来分离出纯的一氯 三氟丙烯如HCFC-1233zd。

发明背景

随着持续的法规压力，存在着一种不断增长的需求来生产更加环境可持续 的、具有更低的消耗臭氧层以及全球变暖潜能的替代物来替换制冷剂、热传输 流体、泡沫发泡剂、溶剂、以及气溶胶。氯氟烃(CFC)以及氢氯氟烃(HCFC) (广泛地用于这些应用中)，是消耗臭氧层的物质并且依照蒙特利尔议定书的 指导方针正在被逐步淘汰。在许多应用中氢氟烷类(HFC)是CFC和HCFC的领 先替代物，尽管它们被认为对臭氧层是“友好的”。一类新的已经被确定为取 代消耗臭氧层或高的全球变暖物质的化合物是卤代烯烃类，诸如氢氟烯烃类 (HFO)以及氢氯氟烯烃类(HCFO)。HFO类和HCFO类提供了低的全球变暖潜 势以及所希望的为零或接近零的臭氧损耗特性。

因为烯键的存在，预计HFO与HCFO将是化学上不稳定的，相对于HCFC或 CFC。这些物质在低层大气中固有的化学不稳定性导致了短的大气中的寿命， 这提供了所希望的低的全球变暖潜能以及零或接近零的臭氧消耗的性质。

美国专利号6,013,846披露了HF与1233zd的共沸混合物以及用于将此类 共沸混合物从HF及1233zd的混合物中进行分离的方法，这种混合物是富含HF 或富含1233zd。该方法包括在一个蒸馏(精馏)柱中处理一种相对于1233zd 与HF的共沸混合物而言富含HF的混合物，以得到一种含该共沸混合物的馏出 物以及一个相对纯的HF的底部产物。

发明概述

在本发明中，发现了一种用于分离一氯三氟丙烯与HF的、优选是1233zd 与HF的共沸混合物或类共沸混合物的组合物的方法。本发明的方法对于将1233 的其他异构体(如1233xf，1，1，1-三氟-2-氯-3-丙烯)从它与HF的共沸混合 物或类共沸混合物的组合中分离同样是有效的。一氯三氟丙烯与HF的共沸混 合物或类共沸混合物的组合可以例如用1，1，1，3，3-五氯丙烷(240fa)或 1，1，3，3-四氯-2-丙烯(下文中称为1230za)的液相氟化反应来生产。该1230za 作为起始材料是特别有意义的，因为已显示它在该液相中没有催化剂时容易氟 化，如美国专利号5,877,359中所传授的。与生产1233zd的反式异构体(本 发明的优选异构体)相关的问题之一是它与HF具有几乎相同的沸点(18-20℃) 并且与HF可以形成共沸混合物或类共沸混合物。

240fa或1230za的氟化可以在一个催化的或未催化的液相反应中发生。典 型地该液相氟化反应器连接到一个或多个精馏柱上。该氟化反应器的进料由一 种有机氯烃和HF组成，它们发生反应而形成一种氢氟烷(HFC)或氢氯碳氟化 合物(HCFC)，这比原始氯烃是更加挥发性的。HFC或HCFC产物可以作为一种 气体与副产物HCl和一些未反应的HF一起从该反应混合物中去除。该精馏柱 连接到该反应器上以分离未反应的HF、有机的以及来自HCl的氟化不足的有机 化合物。来自该精馏柱的塔顶馏出物是1233zd与HF的一种共沸混合物或类共 沸混合物的组合，它还包含该反应的HCl副产物。在1233zd的情况下，该氟 化反应器的有机原料氯烃可以是1，1，3，3-四氯丙烯(1230za)或1，1，1，3，3- 五氯丙烷(240fa)。

在本申清中，“蒸馏柱”和“精馏柱”有时可互换使用。但实际上，精馏 柱是一种特殊类型的蒸馏柱。在多数蒸馏柱中，待蒸馏的材料被进料到该柱的 中间；进料点以下称为汽提段而进料点以上称为精馏段。当待蒸馏的材料被进 料到“蒸馏柱”的底部时，在此提及的是精馏柱。