[发明专利]生产氯化丙烷和丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产氯化丙烷和/或丙烯的方法。与常规方法相比，所述方法能够在提高的区域选择性下提供有用的中间体，同时还产生较低浓度的不期望的副产物。

背景技术

氢氟烃(HFC)产品广泛地用于许多应用，包括致冷、空气调节、泡沫膨胀、和作为用于气溶胶产品包括医用气溶胶装置的推进剂。虽然已经证明HFC比它们所替代的氯氟烃和氢氯氟烃产品更为气候友好，但现在已经发现它们表现出明显的全球变暖潜力(GWP)。

对当前氟烃产品的更可接受的替代品的研究已经引起氢氟烯烃(HFO)产品的出现。相对于它们的前任，预期HFO以它们较低的GWP形式，对大气施加较小的影响。有利地，HFO还表现出低可燃性和低毒性。

因为HFO的环境和进而经济重要性已经显现，因此对在它们的生产中使用的前体存在需求。许多合乎期望的HFO化合物，例如2,3,3,3-四氟丙-1-烯或1,3,3,3-四氟丙-1-烯，通常可以利用氯烃原料并且特别是高度氯化丙烷例如四和五氯丙烷来生产。

不幸的是，这些高级氯化物已经证明难以使用可接受的工艺条件并以商业上可接受的区域选择性和收率来制造。例如，生产五氯丙烷的常规方法对期望的五氯丙烷异构体、即1,1,2,2,3-五氯丙烷提供不可接受的选择性，需要使用难以用于大规模生产工艺和/或一旦使用就不可回收的高强度工艺条件和/或催化剂体系。其他常规方法可能受限于每程反应添加单个氯原子，因此必须重复直到已经添加了期望氯原子数为止，每个附加的步骤需要额外的资本、能量和其他成本投资。还有其他方法，其需要的起始材料成本过高、可用性有限或二者。

此外，需要从包含烷烃的进料流产生烯烃的脱氯化氢步骤常规使用苛性碱进行，产生大量包含低值副产物例如氯化钠的废水。常规方法依靠很多这样的脱氯化氢步骤，从而增加了在处置之前必须加以处理的废水的量。

因此，提供在致冷剂和其他商业产品的合成中可用作原料的氯烃前体的改进的生产方法，将是所希望的。更具体地，这样的方法如果它们相对于常规方法提供更高的区域选择性、需要低强度的工艺条件、和/或利用可回收或者以其它方式可再利用的催化剂体系和/或引发剂、或与常规方法相比能够每程反应添加多个氯原子，则将提供优于现有技术状态的改进。如果可以运用较低的成本和/或更广泛可利用的起始材料，将提供进一步的优点。

发明内容

本发明提供生产氯化丙烷和/或丙烯的有效方法。有利地，所述方法利用在氯醇生产中的副产物1,2-二氯丙烷作为低成本起始材料。并且，所述方法的至少一个氯化步骤用对于一种氯丙烷中间体提供的区域选择性为至少5:1的催化剂进行。在一些实施方式中，每程可以添加多个氯原子，而在其他实施方式中，所述催化剂在所述方法之后可以是可回收的和可再利用的。在一些实施方式中，通过催化而不是用苛性碱进行一次或多次脱氯化氢，来提供进一步的优点。从而产生的废水较少，并且可产生无水HCl。因为采用了低强度工艺条件，例如低温、低压和液相反应，提供了进一步成本节约。最后，在同一反应器中可以进行涉及多种催化剂的多次氯化，提供了资金和运行成本的节约。

在一个方面，本发明提供了从包含1,2-二氯丙烷的进料流生产氯化丙烷和/或丙烯的方法。所述方法的至少一个氯化步骤在对于一种氯丙烷中间体提供的区域选择性为至少5:1、或至少10:1、或至少20:1的催化剂存在下进行。在一些实施方式中，所述催化剂可以包括路易斯酸(Lewis acid)、非金属碘化物、无机碘盐、小于10,000ppm单质碘或它们的组合。氯原子的来源可以包括氯气、磺酰氯或二者。所述氯化丙烯可以包含3-4个氯原子。

具体实施方式

本说明书提供了某些定义和方法，以更好地限定本发明和指导本领域的普通技术人员实施本发明。对于具体的术语或短语提供或没有提供定义不意味着暗示任何特别的重要性、或没有重要性。确切地说，并且除非另有说明，术语将按照相关领域普通技术人员常规的用法理解。

术语“第一”、“第二”等等在本文中使用时不表示任何次序、量或重要性，而是用来区分一个要素与另一个。同样，不带数量指示的指称物不表示量的限制，而是表示存在至少一个所指称项，并且术语“前面”、“背面”、“底部”和/或“顶部”，除非另外注明，仅仅用于描述方便起见，并不限于任何一个位置或空间定向。