[发明专利]生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法和用于进行该方法的系统

说明书

本发明涉及一种生产2,3,3,3‑四氟丙烯的方法，其包括以下步骤：i)在具有包含入口和出口的固定床的第一绝热反应器中，在气相中并且在存在或不存在催化剂的情况下，使氢氟酸与选自1,1,1,2,3‑五氯丙烷、2,3‑二氯‑1,1,1‑三氟丙烷、2,3,3,3‑四氯丙烯和1,1,2,3‑四氯丙烯的至少一种含氯化合物接触，以产生包含2‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯的物流A，ii)在包括包含入口和出口的固定床的第二绝热反应器中，使在步骤i)中获得的物流A在催化剂的存在下在气相中与氢氟酸接触，以产生包含2,3,3,3‑四氟丙烯的物流B；其特征在于所述第一或第二反应器之一的固定床的入口处的温度在300℃和400℃之间，并且所考虑的反应器的固定床的入口和固定床的出口之间的纵向温度差小于20℃。

技术领域

本发明涉及氢氟烯烃的生产，特别地本发明涉及2,3,3,3-四氟丙烯的生产。

背景技术

卤化烃，特别是氟化烃，例如氢氟烯烃，是具有可用作功能材料、溶剂、制冷剂、发泡剂和用于功能聚合物的单体或用于这样的单体的起始原料的结构的化合物。氢氟烯烃，例如2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)，由于其提供了作为具有低全球变暖潜能值的制冷剂的有前景的性能而吸引了关注。

生产氟烯烃的方法通常在起始物质(例如含氯的烷烃或含氯的烯烃)的存在以及在氟化试剂(例如氟化氢)的存在下进行。这些方法可在不存在或存在催化剂的情况下在气相或液相中进行。例如，US 2009/0240090公开了一种由1,1,1,2,3-五氯丙烷(HCC-240db)制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的气相方法。将由此产生的HCFO-1233xf在液相中转化为2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(HCFC-244bb)，然后将后者转化为2,3,3,3-四氟丙烯。

WO 2013/088195还公开了由1,1,1,2,3-无氯丙烷和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷制备2,3,3,3-四氟丙烯的方法，其包括以下步骤：(a)1,1,1,2,3-五氯丙烷和/或1,1,2,2,3-五氯丙烷与HF的催化反应，得到包含HCl、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、未反应的HF和可能的1,1,1,2,2-五氟丙烷的反应混合物；(b)将反应混合物分离为包含HCl和2,3,3,3-四氟丙烯的第一物流和包含HF、2-氯-3,3,3-三氟丙烯和可能的1,1,1,2,2-五氟丙烷的第二物流；(c)所述第二物流的催化反应，得到包含2,3,3,3-四氟丙烯、HCl、未反应的2-氯-3,3,3-三氟丙烯、未反应的HF和可能的1,1,1,2,2-五氟丙烷的反应混合物；(d)将在步骤c)中获得的反应混合物在不分离的情况下直接供应至步骤a)。

在生产2,3,3,3-四氟丙烯的方法中，掌控和控制反应温度是重要的参数，其使得可实现期望的反应动力学、转化率和选择性。还特别推荐这样做以避免热敏化合物的热分解，其可通过形成焦炭而影响催化剂的活性，从而大大降低催化剂的使用寿命。

从WO 2008/054781已知，一种温度(300-350℃)促进形成1234yf、245cb和1233xf，而更高的温度(350-450℃)促进形成异构体1234ze、245fa和1233zd。

因此，重要的是掌控和控制反应器的入口处的气体的温度，但还重要的是掌控和控制催化物质的所有点处，如果有的话。

从定义上讲，多管式反应器是能够控制反应温度并且获得最均匀的可能的反应温度理想的等温反应器，因为催化剂分布在管中并且流体可在管周围的格栅中循环，以在发生放热反应的情况中移除反应热，或在发生吸热反应的情况中增加热量。另一方面，当必须使用大量的催化剂时，多管式反应器的生产可被证明是不可能的，因为它将占用太多的管并且在每个管中气体的均匀分布被证明是非常难以实现的。另外，大型多管式反应器的维护被证明是困难和昂贵得多的；特别地，催化剂更换操作需要反应器的长时间固定，以排出用过的催化剂和用新催化剂极其均匀地填充每个管。当催化剂的使用寿命短时，这种负面影响将得到加强。