2,3,3,3-四氟丙烯的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法。
【背景技術】
[0002] 通式：CF3 (CX2) nCF = CH2、通式=CF3(CX2)nCH = CHF等所示的氟烯烴是作為各種功 能性材料、溶劑、制冷劑、發(fā)泡劑等用途、功能性聚合物的單體和這些的原料等非常有用的 化合物，例如可以用作乙烯-四氟乙烯共聚物的改性用單體。近年來，特別是在上述的氟烯 烴中，CF 3CF = CH2所示的2, 3, 3, 3-四氟丙烯（HF0-1234yf)有望作為地球溫暖化系數(shù)較低 的制冷劑化合物。
[0003] 作為2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，已知有以鹵代丙烷或鹵代丙烯為原料，利用 氟化氫將其氟化的方法。例如，在以1，1，1，2, 3-五氯丙烷（HCC-240db)為原料、在氣相中 氟化的情況下，反應以如下的路徑進行。
[0004] CC13CHC1CH2C1+3HF - CF3CCl = CH2+4HC1 (I)
[0005] CF3CCl = CH2+HF - CF3CF = CH2+HC1 (2)
[0006] 在這些反應中，在由1，1，1，2, 3-五氯丙烷制造2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯 (HCF0-1233xf)的反應（第一反應）和由2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯制造2, 3, 3, 3-四氟丙烯 的反應（第二反應）中，反應速度很大不同，因此，若在單一反應器中進行反應，則無效率， 在各自的反應器中進行較理想。
[0007] 進而，關于第二反應的由2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯制造 2, 3, 3, 3-四氟丙烯的工序， 也已知有通過對2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫后，進行脫氯化氫反應的2個工序的反 應，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的方法。
[0008] 例如，在下述專利文獻1中，公開有一種以鹵代丙烷或鹵代丙烯為原料，分別使用 填充了不同的催化劑的3個反應器，利用與各反應對應的條件以3階段進行氣相氟化的方 法。另外，在下述專利文獻2中，公開有一種使用了這些反應的整合工藝。
[0009] 然而，在這些方法中，在各工序的反應中很難使轉化率達到100%，為了將未反應 原料再利用，需要從反應混合物中分離未反應原料和生成物。進而，因反應生成物中所含的 氯化氫等雜質的影響，容易產(chǎn)生下一工序中副反應的發(fā)生導致的選擇率的降低和催化劑劣 化。因此，通常，每次各工序結束后，使用蒸餾塔從反應混合物中除去氯化氫等不需要的物 質，進行用作下一工序的原料的成分和未反應原料的分離。圖1中，關于以1，1，1，2, 3-五 氯丙烷（HCC-240db)為原料、通過上述的第一反應和第二反應的2個工序的反應制造 2, 3, 3, 3-四氟丙烯的方法，示出現(xiàn)有的代表性的處理工序的流程圖。如圖1所示，在現(xiàn)有的 方法中，將第一反應中所得到的含有2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的高溫的反應氣體冷卻，在精 制工序中除去HCl后，在得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的工序中，再次加熱，在高溫下進行反應， 進而得到目的物2, 3, 3, 3-四氟丙烯，因此，需要將第二反應工序的出口氣體再次冷卻。進 而，在將未反應的1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯等中間體再循環(huán)到各反應 工序中的情況下，需要與各精制工序中所冷卻的HF -同再加熱。這樣在通常的制造工藝 中，由于重復原料氣體、中間體、生成物等的加熱和冷卻，所以能源上帶來較大的損失，使得 運轉成本增大。進而，存在分離所需要的蒸餾塔的數(shù)量增多，導致設備成本的增大這樣的弊 端。
[0010] 現(xiàn)有技術文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻 I :W02007/079431
[0013] 專利文獻2 :日本特開2009-227675號公報

【發(fā)明內容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀而完成的，其主要目的在于，提供一種方法， 其以選自 1，1，1，2,3_ 五氯丙烷（HCC-240db)、2,3-二氯-1，1，1-三氟丙烷（HCFC-243db) 和1，1，2, 3-四氯丙烯（HC0-1230xa)中的至少一種含氯化合物為原料，通過2個工序或3 個工序的反應，制造2, 3, 3, 3-四氟丙烯或其前體2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷（HCFC-244bb)， 該方法能夠降低能源成本和設備成本，通過經(jīng)濟且有利的方法高效地制造目的物。
[0016] 用于解決課題的方案
[0017] 本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述的目的進行了潛心研究。其結果發(fā)現(xiàn)，在以上述的特定的 含氯化合物為原料，通過2個工序或3個工序的反應制造2, 3, 3, 3-四氟丙烯或其前體的方 法中，采用使用同一蒸餾裝置對多個反應工序的生成物同時進行蒸餾處理的方法，代替現(xiàn) 有的各反應工序結束后使用各自的蒸餾裝置所進行的蒸餾處理，在該情況下，充分地實現(xiàn) 了氯化氫、未反應原料、中間體等的分離這樣的目的，從而可以減少蒸餾裝置的設置數(shù)，降 低設備成本，也可以降低伴隨加熱、冷卻的能源成本。進而，發(fā)現(xiàn)通過使反應工序并列，易于 在最佳條件下獨立地實施各反應工序，轉化率和選擇率提高，在成本上非常有利。本發(fā)明基 于這些見解進一步進行潛心研究，結果得以完成。
[0018] 即，本發(fā)明提供一種下述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯或其前體2-氯-1，1，1，2-四氟丙 烷的制造方法。
[0019] 項1. 一種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，包括：
[0020] (1)使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙烷和1，1，2, 3-四氯 丙烯中的至少一種含氯化合物和氟化劑反應，得到2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的反應工序；和
[0021] (2)在氟化催化劑的存在下、在氣相中使2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯和無水氟化氫進 行加熱反應，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的反應工序，
[0022] 該制造方法還包括將反應工序（1)的生成物和反應工序（2)的生成物供給于同一 蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實質上不含氯化氫的餾分的工序。
[0023] 項2. -種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，包括：
[0024] (1)使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙烷和1，1，2, 3-四氯丙 烯構成中的至少一種含氯化合物和氟化劑反應，得到2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的反應工序；
[0025] (2)對2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫，得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的反應 工序；和
[0026] (3)通過2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的脫氯化氫反應，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的反 應工序，
[0027] 該制造方法還包括將反應工序（1)~反應工序（3)中的2個以上反應工序的生成 物供給于同一蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實質上不含氯化氫的餾分的工序。
[0028] 項3.如項1或2所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，反應工序⑴通過 在氟化催化劑的存在下、在氣相中使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙 烷和1，1，2, 3-四氯丙烯中的至少一種含氯化合物和無水氟化氫進行加熱反應的方法而進 行。
[0029] 項4. 一種2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，包括：
[0030] (1)對2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫，得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的反應 工序；和
[0031 ] (2)通過2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的脫氯化氫反應，得到2, 3, 3, 3-四氟丙烯的反 應工序，
[0032] 該制造方法還包括將反應工序（1)的生成物和反應工序（2)的生成物供給于同一 蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實質上不含氯化氫的餾分的工序。
[0033] 項5.如項1~4中任一項所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，還包括從 含有氯化氫的餾分除去氯化氫的工序。
[0034] 項6.如項5所述的2,3,3,3_四氟丙烯的制造方法，其中，還包括使除去了氯化氫 的餾分的全部或一部分在至少一個反應工序中再循環(huán)的工序。
[0035] 項7.如項1~6中任一項所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，還包括由 含有氯化氫的餾分和/或實質上不含氯化氫的餾分回收2, 3, 3, 3-四氟丙烯的工序。
[0036] 項8.如項1~7中任一項所述的2, 3, 3, 3-四氟丙烯的制造方法，其中，還包括使 實質上不含氯化氫的餾分的全部或一部分在至少一個反應工序中再循環(huán)的工序。
[0037] 項9. 一種2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的制造方法，包括：
[0038] (1)使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三氟丙烷和1，1，2, 3-四氯 丙烯中的至少一種含氯化合物和氟化劑反應，得到2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯的反應工序；和
[0039] (2)對2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯加成氟化氫，得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的反應 工序，
[0040] 該制造方法還包括將反應工序（1)的生成物和反應工序（2)的生成物供給于同一 蒸餾裝置，分離成含有氯化氫的餾分和實質上不含氯化氫的餾分的工序。
[0041] 項10.如項9所述的2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的制造方法，其中，反應工序（1) 通過在氟化催化劑的存在下、在氣相中使選自1，1，1，2, 3-五氯丙烷、2, 3-二氯-1，1，1-三 氟丙烷和1，1，2, 3-四氯丙烯中的至少一種含氯化合物和無水氟化氫進行加熱反應的方法 而進行。
[0042] 項11.如項9或10所述的2-氯-1，1，1,2-四氟丙烷的制造方法，其中，包括從含 有氯化氫的餾分除去氯化氫的工序。
[0043] 項12.如項11所述的2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的制造方法，其中，包括使除去了 氯化氫的餾分的全部或一部分在至少一個反應工序中再循環(huán)的工序。
[0044] 項13.如項9~12中任一項所述的2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷的