[发明专利]含氯烃气相氟化中催化剂寿命的提高

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2010年3月31日提交的美国临时申请号61/319,640相关，并要求其的优先权权益，其内容并入本文作为参考。

发明领域

本发明涉及一种在含氯烃气相氟化期间提高催化剂寿命的方法，所述含氯烃的气相氟化例如，但不限于，将1，1，2，3-四氯丙烯(HCO-1230xa)和/或1，1，1，2，3-五氯丙烷(HCC-240db)氟化成2-氯-3，3，3，-三氟丙烯(HCFO-1233xf)。

发明背景

已经发现基于氟碳化合物的流体在工业上许多应用中具有广泛的用途，包括作为制冷剂、气溶胶喷射剂、发泡剂、传热介质和气体电介质。由于与某些这类流体的使用相关的疑似环境问题，包括与其相关的较高的全球变暖趋势，因而期待使用具有最低可能的温室暖化趋势和零臭氧损耗趋势的流体。因此，在开发用于上述应用的环境更友好材料的方面存在相当大的兴趣。

四氟丙烯，具有基本上零臭氧损耗和低全球变暖趋势，已被认定为可能满足这个要求。然而，这类化合物的毒性、沸点以及其它物理性能，即使在化合物的不同异构体之间，变化也很大。一种具有有价值性能的四氟丙烯是2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)。该化合物已被发现是有效的制冷剂、传热介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体电介质、杀菌剂载体、聚合介质、粉尘去除流体、载体流体、抛光研磨剂、置换干燥剂和动力循环工作流体。

存在大量的生产四氟丙烯的已知方法。例如，一种方法包括在转化为期望的C3化合物中使用四氯丙烯作为反应物(US 2007/0197842A1)。其它方法包括公开在美国专利No.4,900,874(描述了通过使氢气与氟化醇接触制备含氟烯烃的方法)，美国专利No.2,931,840(描述了通过氯代甲烷和四氟乙烯或二氟一氯甲烷的高温分解制备含氟烯烃的方法)，美国专利No.5,162,594(公开了在液相中四氟乙烯与另一氟化乙烯反应生产聚氟代烯烃产品的方法)，和Banks，et al.，Journal of Fluorine Chemistry，Vol.82，Iss.2，p.171-174(1997)(公开了用三氟乙酰丙酮和四氟化硫制备HFO-1234yf)中的那些。特别的是，生产2，3，3，3-四氟丙烯(1234yf)的生产方法要求用氟化氢氟化1，1，2，3-四氯丙烯或者1，1，1，2，3-五氯丙烷(HCC-240db)以形成2-氯-3，3，3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)，其是2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)生产中众所周知的中间体且描述于美国申请20070007488、20070197842和20090240090中，这些申请的内容并入本文作为参考。该反应利用部分氟化的Cr₂O₃为氟化催化剂在气相中进行。虽然最初的反应研究发现，与其它加入相同催化剂的氟化反应相比，该催化剂寿命非常短，但是美国专利申请No.20090030244(其内容并入本文作为参考)说明了向该反应加入稳定剂使该催化剂寿命延长了最少8倍。

即使考虑到前述参考文献，仍然存在提高此类反应的成本效率的需要。例如，许多前述参考文献公开了包括分离步骤以及不同的反应条件、试剂和催化剂的方法。此类多步方法的效率被每个单独步骤的效率所限制。一个低效的步骤，例如必不可少的催化剂的缩短的寿命，会使整个方法更加资源密集，在将中间体转化为期望的氟碳化合物产品中更低效，生产力更低，以及由于增加的杂质形成而遭受减产。面对这样的背景，仍然需要耗费资源更少的方法，其特别是由于显著提高的催化剂寿命，在较长时期内呈现出提高的中间体到最终产品卤化烯烃的转化。为此，仍然需要高效制备某些氢卤烃中间体(特别是在四氟丙烯，例如2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的制备中作为中间体在某种程度上是有用的化合物)的方法。本发明和在此提供的实施方案满足了这样的要求。

发明内容

本发明涉及一种制备氟化有机化合物的方法，其包括在有效生产C3卤代烯烃的条件下，使至少一种含氯烃例如四氯丙烯或五氯丙烷，与卤化剂在至少一种催化剂和含氧进料存在下接触。