特表2015-509932(P2015-509932A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特表2015-5099322,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造するための改良された方法
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  • 特表2015509932-2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造するための改良された方法 図000013
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2015-509932(P2015-509932A)
(43)【公表日】2015年4月2日
(54)【発明の名称】2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造するための改良された方法
(51)【国際特許分類】
   C07C 17/395 20060101AFI20150306BHJP
   C07C 19/10 20060101ALI20150306BHJP
   C07C 17/25 20060101ALI20150306BHJP
   C07C 21/18 20060101ALI20150306BHJP
   C07C 17/389 20060101ALI20150306BHJP
   C07B 61/00 20060101ALN20150306BHJP
【FI】
   C07C17/395
   C07C19/10
   C07C17/25
   C07C21/18
   C07C17/389
   C07B61/00 300
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】33
(21)【出願番号】特願2014-556714(P2014-556714)
(86)(22)【出願日】2013年2月8日
(85)【翻訳文提出日】2014年10月2日
(86)【国際出願番号】US2013025299
(87)【国際公開番号】WO2013119919
(87)【国際公開日】20130815
(31)【優先権主張番号】61/597,671
(32)【優先日】2012年2月10日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC
(71)【出願人】
【識別番号】514112112
【氏名又は名称】ハイユー・ウォン
(71)【出願人】
【識別番号】514112101
【氏名又は名称】シュー・スン・トゥン
(71)【出願人】
【識別番号】514200659
【氏名又は名称】ハルク・コプカリ
(71)【出願人】
【識別番号】514200660
【氏名又は名称】ユオン・チウ
(71)【出願人】
【識別番号】514200671
【氏名又は名称】グスタボ・セリ
(71)【出願人】
【識別番号】514200682
【氏名又は名称】ジェフリー・ボール
(71)【出願人】
【識別番号】514200693
【氏名又は名称】フィリップ・エル・ダ プラト
(71)【出願人】
【識別番号】514112097
【氏名又は名称】シュエフイ・スゥン
(71)【出願人】
【識別番号】514094036
【氏名又は名称】マリオ ジョセフ ナッパ
(74)【代理人】
【識別番号】100140109
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100075270
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 泰
(74)【代理人】
【識別番号】100101373
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 茂雄
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100120754
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 豊治
(72)【発明者】
【氏名】ハイユー・ウォン
(72)【発明者】
【氏名】シュー・スン・トゥン
(72)【発明者】
【氏名】ハルク・コプカリ
(72)【発明者】
【氏名】ユオン・チウ
(72)【発明者】
【氏名】グスタボ・セリ
(72)【発明者】
【氏名】ジェフリー・ボール
(72)【発明者】
【氏名】フィリップ・エル・ダ プラト
(72)【発明者】
【氏名】シュエフイ・スゥン
(72)【発明者】
【氏名】マリオ・ジョセフ・ナッパ
【テーマコード(参考)】
4H006
4H039
【Fターム(参考)】
4H006AA02
4H006AC13
4H006AD11
4H006AD17
4H006AD33
4H006BA03
4H006BA27
4H006BC51
4H006BD10
4H006BE01
4H006EA02
4H006EA03
4H039CA29
4H039CG20
(57)【要約】
2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)の比較的低い濃度、特に好ましくは脱塩化水素化反応が相当量の触媒又はオーステナイトニッケルベースの材料を含む触媒を用いない場合には約8.0%未満を有する脱塩化水素化出発材料を与えることを含む、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)を形成する方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む出発組成物中の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの濃度を減少させる方法であって、
(a)出発組成物を、少なくとも1種類の塩素化剤の存在下で光塩素化して1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンを形成し、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンから2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを分離すること;
(b)活性炭及びゼオライト又はモレキュラーシーブから選択される固体吸着剤の固定床の上に出発組成物を通過させて、固体吸着剤の固定床から2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを回収すること;及び
(c)出発組成物を液体フッ化水素酸と混合して、1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン並びにHFを含み、混合物中に存在するHFは約10重量%未満である混合物を形成し、得られる生成物をリボイラー内に供給して蒸留し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まず、出発混合物中におけるよりも2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの純度が高い生成物を回収すること;
から選択されるプロセスを実施することを含む上記方法。
【請求項2】
出発組成物を光塩素化する、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
光塩素化が、出発組成物を少なくとも1種類の塩素化剤の存在下で放射線に曝露することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
塩素化反応を、蒸気相中において、約−20℃〜約200℃の範囲の温度で行う、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
塩素化反応を約0℃〜約100℃の温度で行う、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
活性炭を用いて2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンから2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを分離する、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
モレキュラーシーブ又はゼオライトを用いて2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンから2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを分離する、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
モレキュラーシーブ又はゼオライトの細孔が約3オングストローム〜約10オングストロームの範囲である、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
出発組成物を液体フッ化水素酸と混合して、1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン並びにHFを含み、混合物中に存在するHFは約10重量%未満である混合物を形成し、得られる生成物をリボイラー内に供給して蒸留し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まず、上記の混合物中におけるよりも2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの純度が高い生成物を回収することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
混合物中に存在するHFが、三元の共沸混合物又は共沸混合物様の組成物を形成するのに必要な量より少ない、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
(i)2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む出発組成物を精製プロセスにかけて、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの濃度を減少させて、組成物が2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まないようにし;そして
(ii)出発組成物を脱塩化水素化触媒と接触させて、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含む最終組成物を生成させる;
ことを含み;
精製プロセスが、
(a)出発組成物を、少なくとも1種類の塩素化剤の存在下で光塩素化して1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンを形成し、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンから2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを分離すること;
(b)活性炭及びゼオライト又はモレキュラーシーブから選択される固体吸着剤の固定床の上に出発組成物を通過させて、ゼオライト又はモレキュラーシーブの固定床から2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを回収すること;及び
(c)出発組成物を液体フッ化水素酸と混合して、1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン並びにHFを含み、混合物中に存在するHFは約10重量%未満である混合物を形成し、得られる生成物をリボイラー内に供給して蒸留し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まず、上記の混合物中におけるよりも2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの純度が高い生成物を回収すること;
から選択される、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法。
【請求項12】
(i)式I、II、又はIII:
【化1】
(式中、Xは、独立して、F、Cl、Br、及びIから選択され、但し少なくとも1つのXはフッ素ではない)
の化合物を含む出発組成物を与え;
(ii)出発組成物を第1のフッ素化剤と接触させて、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び第1の塩素含有副生成物を含む第1の中間体組成物を生成させ;
(iii)第1の中間体組成物を第2のフッ素化剤と接触させて、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む第2の中間体組成物を生成させ;
(iv)第2の中間体組成物中の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンのレベルを減少させて、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含み、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない第3の中間体組成物を生成させ;そして
(v)2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの少なくとも一部を脱塩化水素化して2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含む反応生成物を生成させ、ここで、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンは、
(a)出発組成物を、少なくとも1種類の塩素化剤の存在下で光塩素化して1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンを形成し、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパンから2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを分離すること;
(b)活性炭及びゼオライト又はモレキュラーシーブから選択される固体吸着剤の固定床の上に出発組成物を通過させて、ゼオライト又はモレキュラーシーブの固定床から2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを回収すること;及び
(c)出発組成物を液体フッ化水素酸と混合して、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン並びにHFを含み、混合物中に存在するHFは約10重量%未満である混合物を形成し、得られる生成物をリボイラー内に供給して蒸留し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まず、上記の混合物中におけるよりも2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの純度が高い生成物を回収すること;
から選択されるプロセスに第2の中間体組成物をかけることによって、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まないようにする;
ことを含む、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法。
【請求項13】
出発組成物が、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
第2の中間体組成物が、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
出発組成物が、約20重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
出発組成物が、約15重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項17】
出発組成物が、約10重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項18】
出発組成物が、約8重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項19】
出発組成物が、約5重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項20】
出発組成物が、約2.5重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項21】
出発組成物が、約1重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項22】
第2の中間体組成物が、約20重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項23】
第2の中間体組成物が、約15重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項24】
第2の中間体組成物が、約10重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項25】
第2の中間体組成物が、約8重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項26】
第2の中間体組成物が、約5重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項27】
第2の中間体組成物が、約2.5重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項28】
第2の中間体組成物が、約1重量%未満の量の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項29】
(i)2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む出発組成物を与え;そして
(ii)出発組成物を脱塩化水素化触媒と接触させて、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含み、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない最終組成物を生成させる;
ことを含む、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法。
【請求項30】
(i)式I、II、又はIII:
【化2】
(式中、Xは、独立して、F、Cl、Br、及びIから選択され、但し少なくとも1つのXはフッ素ではない)
の化合物を含む出発組成物を与え;
(ii)出発組成物を第1のフッ素化剤と接触させて、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び第1の塩素含有副生成物を含む第1の中間体組成物を生成させ;
(iii)第1の中間体組成物を第2のフッ素化剤と接触させて、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む第2の中間体組成物を生成させ;
(iv)第2の中間体組成物中の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンのレベルを減少させて、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含み、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない第3の中間体組成物を生成させ;そして
(v)2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの少なくとも一部を脱塩化水素化して2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含み、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない反応生成物を生成させる;
ことを含む、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法。
【請求項31】
2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン中に存在する3,3,3−トリフルオロプロピンの量が0.05重量%未満である、請求項29又は30に記載の方法。
【請求項32】
2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン中に存在する3,3,3−トリフルオロプロピンの量を測定することを更に含む、請求項29又は30に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本出願は、2012年2月10日に米国特許庁に出願されたUSSN−61/597,672(その内容を参照として包含する)の優先権を主張する。
[0002]本発明は、フッ素化有機化合物を製造する方法、より詳細にはフッ素化オレフィンを製造する方法、更により詳細には2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
[0003]テトラフルオロプロペン(2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)など)のような幾つかのヒドロフルオロオレフィン(HFO)は、現在、有効な冷媒、消火剤、熱伝達媒体、噴射剤、起泡剤、発泡剤、気体状誘電体、滅菌剤キャリア、重合媒体、粒状物除去流体、キャリア流体、バフ研磨剤、置換乾燥剤、及び動力サイクル作動流体であることが知られている。殆どのクロロフルオロカーボン(CFC)及びヒドロクロロフルオロカーボン(HCFC)とは異なり、殆どのHFOはオゾン層を脅威にさらさない。HFO−1234yfはまた、低い毒性を有する低地球温暖化化合物であることが示されており、したがって可動型空調における冷媒に関する益々厳しくなっている要求を満足することができる。したがって、HFO−1234yfを含む組成物は、上述の用途の多くにおいて用いるように開発されている材料の中で先頭を担っている。
【0003】
[0004]HFOを製造する幾つかの方法が公知である。例えば、米国特許4,900,874(Iharaら)においては、水素ガスをフッ素化アルコールと接触させることによってフッ素含有オレフィンを製造する方法が記載されている。これは比較的高い収率のプロセスであるように思われるが、高温の水素ガスを商業的スケールで取扱うことは危険である可能性がある。また、現場での水素プラントの建築のような水素ガスを商業的に製造するコストは経済的に高コストである。
【0004】
[0005]米国特許2,931,840(Marquis)においては、塩化メチル及びテトラフルオロエチレン又はクロロジフルオロメタンを熱分解することによってフッ素含有オレフィンを製造する方法が記載されている。このプロセスは比較的低い収率のプロセスであり、有機出発材料の非常に大きな割合が、プロセスにおいて用いる触媒を失活させる傾向がある相当量のカーボンブラックなどの望まれておらず及び/又は重要でない副生成物に転化する。
【0005】
[0006]トリフルオロアセチルアセトン及び四フッ化イオウからHFO−1234yfを製造することが記載されている(Banksら, Journal of Fluorine Chemistry, vol.82, 2号, p.171〜174(1997)を参照)。また、米国特許5,162,594(Krespan)においては、テトラフルオロエチレンを液相中で他のフッ素化エチレンと反応させてポリフルオロオレフィン生成物を生成させるプロセスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許4,900,874
【特許文献2】米国特許2,931,840
【特許文献3】米国特許5,162,594
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Banksら, Journal of Fluorine Chemistry, vol.82, 2号, p.171〜174(1997)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
[0007] 上述のプロセス、及び一般にフッ素化オレフィン、特にフッ素化プロペンを製造するための他のプロセスにもかかわらず、一般にヒドロフルオロオレフィン、特にHFO−1234yfのようなヒドロフルオロプロペンを製造するより経済的に効率的な手段に対する必要性が未だ存在することが認識された。本発明は中でもこの必要性を満足する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
[0008]本発明の一形態は、比較的低い濃度の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)を有する脱塩化水素化出発材料を与え、かかる出発材料を金属合金の存在下で脱塩化水素化することを含む、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)の製造方法を提供する。いかなる特定の動作理論にも縛られることは望まないが、本発明の幾つかの形態は、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン(HCFC−244bb)のような特定の脱塩化水素化出発材料を特定の脱塩化水素化反応にかけて2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)を生成させる間に、HCFC−244bb供給材料のような反応出発材料中に2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)が存在すると、HCFC−244bbからHFO−1234yfへの転化率が劇的に減少し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)の脱塩化水素化生成物である3,3,3−トリフルオロプロピン(CFCCH)の形成が増加する可能性があるという観察及び理解に基づくものである。更に、出発材料中に共に存在する2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンは、脱塩化水素化にかけるとオリゴマーの形成をもたらす可能性があり、これによりタールが生成する可能性がある。この結果は、所望の生成物の収量が減少するという観点から不利であるだけでなく、3,3,3−トリフルオロプロピン(CFCCH)副生成物は可燃性のガスで、毒性であり、したがって望ましくないので更に不利である。したがって、本発明は、部分的に、反応器供給材料中、特にHCFC−244bb供給流中におけるHCFO−1233xfの存在を実質的に減少及び/又は実質的に排除することによって、幾つかの脱塩化水素化反応においてHCFC−244bbのような脱塩化水素化出発材料の転化率を向上させ、CFCCHのような望まれない反応副生成物の量を減少させる方法に関する。
【0010】
[0009]一形態においては、本発明は、下記に記載するフルオロオレフィンの製造、特に脱塩化水素化反応において用いるための供給材料に関する。一態様においては、脱塩化水素化反応は、金属合金の存在下において、他の態様においてはニッケル金属合金を用いて行う。他の態様においては、脱塩化水素化反応は塩化セシウムベースの触媒を用いないで行う。他の態様においては、反応は金属合金で構成される反応器内において行う。本発明の他の形態においては、反応はニッケル金属合金で構成される反応器内において行い、他の態様においては、反応器はインコネル625のような1種類又は複数のオーステナイトニッケルベースの材料で構成される。かかる態様の他の形態においては、反応は、インコネル625のような1種類又は複数のオーステナイトニッケルベースの材料で構成される反応器のような上記に記載の任意の態様を用いて、CsClベースの触媒材料又は粒子を実質的に添加しないで、幾つかの態様においては触媒材料又は粒子を実質的に添加しないで行う。全てのかかる態様に関して、反応器への供給材料又は供給流は約20重量%未満の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを有する。他の態様においては、供給材料又は供給流は約8.0重量%未満のHCFO−1233xf(下記に規定する)を含み、一方、他の態様においては、これは約2重量%未満のHCFO−1233xf、幾つかの他の態様においては約1重量%未満のHCFO−1233xfを含む。他の態様においては、供給流又は供給材料は、HCFO−1233xfを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む。本発明の一形態においては、供給材料又は有機供給流は、実質的に純粋か又は組成物中のHCFO−1233xfの存在が任意の装置によって検出できない程度に十分に純度の高いHCFC−244bbを主要割合で含む。
【0011】
[0010]本明細書において用いる「含む」、「含み」、「包含する」、「包含し」、「有する」、「有し」の用語、又はその任意の他の変形は、包含的な内包物をカバーするように意図される。例えば、構成要素のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもこれらの構成要素のみに限定されず、明確にリストされていないか、又はかかるプロセス、方法、物品、又は装置に特有の他の構成要素を含んでいてもよい。更に、明確に逆に示されていない限りにおいて、「又は」とは、排他的な「又は」ではなく包含的な「又は」を指す。例えば、条件A又はBは次の任意の1つによって満足される:Aは正しく(又は存在し)Bは虚偽(又は存在しない)である;Aは虚偽(又は存在しない)でBは正しい(又は存在する);並びにA及びBの両方とも正しい(又は存在する)。
【0012】
[0011]また、「a」又は「an」の使用は、本明細書に記載する構成要素及び成分を記載するために用いる。これは単に便宜的に行うものであり、本発明の範囲の一般的な意味を与える。この記載は1つ又は少なくとも1つを含むと読むべきであり、単数形は、それが他の意味を有することが明らかでない限りにおいて複数形も包含する。
【0013】
[0012]他に定義されていない限りにおいて、本明細書において用いる全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術の当業者によって通常的に理解されるものと同じ意味を有する。不一致の場合には、定義を含む本明細書が支配する。本明細書に記載するものと同様又は同等の方法及び材料を本発明の幾つかの態様の実施又は試験において用いることができるが、好適な方法及び材料を下記に記載する。更に、材料、方法、及び実施例は、例示のみであり、限定することは意図しない。
【0014】
[0013]量、濃度、又は他の値若しくはパラメーターを、範囲、好ましい範囲、又はより高い好ましい値及び/又はより低い好ましい値のリストのいずれかとして与える場合には、これは、範囲が別々に開示されているかどうかにかかわらず、任意のより高い範囲限界又は好ましい値と、任意のより低い範囲限界又は好ましい値の任意の対から形成される全ての範囲を具体的に開示すると理解すべきである。本明細書において数値の範囲が示されている場合には、他に示されていない限りにおいて、この範囲はその端点及びこの範囲内の全ての整数及び小数を含むと意図される。
【0015】
[0014]本明細書において用いる、供給流中又は供給材料中のHCFO−1233xfの量に関する「重量%」という用語は、反応器への供給材料中の脱塩化水素化反応物質の有機部分及び1233xfの合計に基づくHCFO−1233xfの重量%を意味する。
【0016】
[0015]本明細書において用いる「実質的に含まない」という用語は、約0.3重量%未満を意味する。
[0016]本発明の幾つかの態様、特に脱塩化水素化反応を含む態様においては、HCFO−1233xfは約20重量%未満の量で反応材料中に存在する。他の態様においては、HCFO−1233xfは15重量%未満で存在し、一方、他の形態においては、これは約10重量%未満で存在する。本発明の他の形態においては、これは約8重量%未満の量で存在する。幾つかの態様においては、HCFO−1233xfは、約5重量%未満、他の態様においては約2.5重量%未満、他の態様においては約1.0重量%未満の量で反応材料中に存在する。幾つかの態様においては、供給材料はHCFO−1233xfを実質的に含まない。
【0017】
[0017]他の形態においては、本発明は、HCFO−1233xfを含む脱塩化水素化反応供給材料、例えばHCFC−244bbを含む組成物を与え、存在するHCFO−1233xfの量が一態様においては約−20重量%未満、他の態様においては15重量%未満、約10重量%未満、他の態様においては約8重量%未満、更には約5重量%未満、約2.5重量%未満、他の態様においては約1重量%未満を構成するようにHCFO−1233xfのレベルを減少させることによって、HCFC−244bb供給材料のような脱塩化水素化反応供給材料内のHCFO−1233xfのレベルを減少させる方法に関する。本発明の他の形態においては、脱塩化水素化反応供給材料はHCFO−1233xfを実質的に含まない。本明細書に記載するように、脱塩化水素化反応は、液相又は蒸気相中において、本明細書に記載する供給材料又は供給流を用いて行うことができる。一態様においては、脱塩化水素化反応は、実質量の触媒又はオーステナイトニッケルベースの材料を含む触媒を用いない。HCFO−1233xfのレベルを減少させる方法には本明細書において与える方法のいずれか1つ又は組合せを含ませることができるが、幾つかの形態においては、本方法は以下の1つ又は任意の組合せを含む。
【0018】
(i)組成物を蒸留してHCFC−244bbのような脱塩化水素化反応供給材料からHCFO−1233xfを分離する。幾つかの態様においては、この蒸留方法には、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び/又は2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの揮発性を変化させるのに十分な体積の抽出剤又は溶媒を用いてHCFO−1233xf又はHCFC−244bbを抽出する抽出蒸留を含ませることができる。次に組成物を蒸留して、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを留出物として与える。かかる試薬又は溶媒としては、トランス−HCFO−1233zd、シス−HCFO−1233zd、HCFO−1223異性体、及びHCFO−1232異性体、並びにこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
【0019】
(ii)後触媒反応反応器内において、触媒の存在下で出発組成物を過剰のHFで処理して、未反応のHCFO−1233xfをHCFC−244bbに転化させる。幾つかの形態においては、約70℃〜約120℃の間の温度及び/又は約50psig〜約120psigの間の圧力において組成物を過剰のHFで処理する。
【0020】
(iii)共沸蒸留を用いて出発組成物を処理する。幾つかの態様においては、かかる処理は、HCFO−1233xf、及びHCFC−244bbのような脱塩化水素化反応供給材料との三元共沸混合物、及び/又はHCFO−1233xf及びHCFC−244bbのような脱塩化水素化反応供給材料の一方又は両方との二元共沸混合物を形成するのに有効な量の第3の成分を組成物に加えることを含む。次に、蒸留など(しかしながらこれに限定されない)の標準的な分離技術を用いて共沸混合物を組成物から取り出す。
【0021】
(iv)出発組成物を光塩素化してHCFO−1233xfを飽和させ、1,2,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパン(HCFC−233ab)を形成する。幾つかの態様においては、光塩素化処理は、組成物を少なくとも1種類の塩素化剤の存在下で放射線(例えば紫外光)に曝露することを含む。次に、蒸留など(しかしながらこれに限定されない)の標準的な方法を用いてHCFC−233abを組成物から取り出す。
【0022】
(v)2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの1つが固体を形成し、他方が液体状態を維持する温度に出発組成物を冷却する。幾つかの態様においては、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンが固体を形成し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンが液体である温度に組成物を冷却する。次に、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを取り出す。幾つかの態様においては、組成物を約−75℃〜−85℃の間の温度に冷却する。
【0023】
(vi)活性炭並びにゼオライト及び/又はモレキュラーシーブから選択される固体吸着剤の固定床の上に出発組成物を通過させる。ここで、ゼオライト及び/又はモレキュラーシーブ中の細孔は2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンから2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを濾過するような寸法にされている。幾つかの形態においては、細孔は約3Å〜約10Åの間である。
【0024】
(vii)クロマトグラフィーによってHCFC−244bbのような脱塩化水素化反応供給材料からHCFO−1233xfを分離する。ここでは、HCFO−1233xf及びHCFC−244bbの混合物を、固定基材を含むカラムに通す。
【0025】
(viii)出発組成物を液体フッ化水素酸と混合して、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、及びHFを含み、HFは出発組成物の約10重量%未満で存在する混合物を形成し、得られる混合物をリボイラー内で蒸留し、次に、得られる出発混合物中のHCFO−1233xfを実質的に含まず、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの純度がより高い生成物を回収する。
【0026】
[0018]更なる態様においては、本発明は、HCFO−1233xfを実質的に含まないHCFC−244bbを含む出発組成物を与え、出発組成物を脱塩化水素化触媒と接触させて、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まないHFO−1234yfを含む最終組成物を生成させることによって、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まないHFO−1234yfを製造する方法に関する。幾つかの態様においては、脱塩化水素化触媒は、(i)1種類以上の金属ハロゲン化物;(ii)1種類以上のハロゲン化金属酸化物;(iii)1種類以上のゼロ価の金属/金属合金;(iv)オーステナイトニッケルベースの材料(例えばインコネル625);及び(v)これらの2以上の組み合わせ;からなる群から選択される。幾つかの態様においては、脱塩化水素化触媒は、フッ化マグネシウム(MgF)ベースの触媒と共に相当量の塩化セシウム(CsCl)ベースの触媒を主として含まず、更により好ましくは全く含まない。
【0027】
[0019]他の態様においては、本発明は、
(i)2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む出発組成物を与え;そして
(ii)出発組成物を脱塩化水素化触媒と接触させて、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含み、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない最終組成物を生成させる;
ことを含む、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない2,3,3,3−テトラフルオロプロペンの製造方法に関する。一態様においては、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造する方法は、最終組成物中に存在する3,3,3−トリフルオロプロピンの量を測定することを更に含む。
【0028】
[0020]更なる形態においては、本発明は、
(i)式I、II、及び/又はIII:
【0029】
【化1】
【0030】
(式中、Xは、独立して、F、Cl、Br、及びIから選択され、但し少なくとも1つのXはフッ素ではない)
の化合物を含む出発組成物を与え;
(ii)出発組成物を第1のフッ素化剤と接触させて、HCFO−1233xf及び第1の塩素含有副生成物を含む第1の中間体組成物を生成させ;
(iii)第1の中間体組成物を第2のフッ素化剤と接触させて、HCFC−244bb及びHCFO−1233xfを含む第2の中間体組成物を生成させ;
(iv)第2の中間体組成物中のHCFO−1233xfのレベルを減少させて、HCFO−1233xfを実質的に含まないHCFC−244bbを含む第3の中間体組成物を生成させ;そして
(v)HCFC−244bbの少なくとも一部を脱塩化水素化して、3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まないHFO−1234yfを含む反応生成物を生成させる;
ことによって2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造する方法に関する。
【0031】
[0021]本発明の更なる態様及び有利性は、本明細書に与える開示事項に基づいて当業者に容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0032】
図1】[0022]図1は、オーステナイトニッケルベースの材料(特にインコネル625)から構成される反応容器内での気相反応における、HCFC−244bbのHFO−1234yfへの転化に関するHCFO−1233xfの濃度の効果を圧力vs時間によって示す。
【発明を実施するための形態】
【0033】
[0023]一態様によれば、本発明は、HCFO−1233xfを実質的に含まないHCFC−244bbを含む出発又は中間体材料を用いてHFO−1234yfを製造するための製造方法に関する。本発明者らは、驚くべきことに、HCFO−1233xfが存在すると、HCFC−244bbのHFO−1234yfへの転化が減少し、これによってより大きな再循環、増加した装置コスト、及びより高い運転コストがもたらされることを見出した。更に、HCFO−1233xfが存在すると、可燃性のガスであり、したがって望ましくない3,3,3−トリフルオロプロピン(CFCCH)の形成が増加する。最終生成物、即ちHFO−1234yfからそれを除去することは追加の費用がかかり、収量の損失がもたらされる可能性もある。例えば、蒸留を用いてCFCCHのレベルを50〜100ppmから5〜12ppmに減少させると、ほぼ10%のHFO−1234yfの損失がもたらされた。したがって、本発明は、反応器供給材料からHCFO−1233xfを除去して、HFO−1234yf転化プロセスの全体的な効率を向上させる方法を提供する。
【0034】
[0024]幾つかの形態においては、HFO−1234yfの製造は一般に次の少なくとも3つの反応工程を含む。
(i)固体触媒を充填した蒸気相反応器内における(CX=CCl−CHX又はCX−CCl=CH或いはCX−CHCl−CHCX)+HF→2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)+HCl;
(ii)液体フッ化水素化触媒を充填した液相反応器内における2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)+HF→2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン(HCFC−244bb);及び
(iii)蒸気相反応器内における2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン(HCFC−244bb)→2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf);
(上記において、Xは、独立してF、Cl、Br、及びIから選択され、但し少なくとも1つのXはフッ素ではない)。
【0035】
[0025]一般的に言うと、第1の反応工程における出発材料は、式I、II、及び/又はIII:
【0036】
【化2】
【0037】
(式中、Xは、独立して、F、Cl、Br、及びIから選択され、但し少なくとも1つのXはフッ素ではない)
にしたがう1種類以上の塩素化化合物によって表すことができる。幾つかの態様においては、これらの化合物は少なくとも1つの塩素を含むか、Xの大部分は塩素であるか、或いは全てのXは塩素である。
【0038】
[0026]第1工程においては、かかる出発材料(幾つかの態様においては、1,1,2,3−テトラクロロプロペン(1230xa)及び/又は1,1,1,2,3−ペンタクロロプロパン(HCC−240db)を含む)を、第1の蒸気相反応器(フッ素化反応器)内で無水HFと反応させて、少なくともHCFO−1233xf(2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン)及びHClの混合物を生成させる。反応は、約200〜400℃の温度及び約0〜200psigの圧力において行うことができる。蒸気相反応器から排出される流出流は、場合によっては、未反応のHF、重質中間体、HCFC−244bb、HFC−245cb(1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン)などのような更なる成分を含む可能性がある。
【0039】
[0027]この反応は、蒸気相フッ素化反応のために好適な任意の反応器内で行うことができる。反応器は、ハステロイ、インコネル、モネルのようなフッ化水素及び触媒の腐食作用に抵抗性の材料から構成することができる。蒸気相プロセスの場合においては、反応器に蒸気相フッ素化触媒を充填する。当該技術において公知の任意のフッ素化触媒をこのプロセスにおいて用いることができる。好適な触媒としては、クロム、アルミニウム、コバルト、マンガン、ニッケル、及び鉄の酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、その無機塩、及びこれらの混合物(これらはいずれも場合によってはハロゲン化されていてもよい)が挙げられるが、これらに限定されない。本発明のために好適な触媒の組合せとしては、非排他的にCr、FeCl/炭素、Cr/Al、Cr/AlF、Cr/炭素、CoCl/Cr/Al、NiCl/Cr/Al、CoCl/AlF、NiCl/AlF、及これらの混合物が挙げられる。酸化クロム/酸化アルミニウム触媒は、米国特許5,155,082(その内容を参照として本明細書中に包含する)に記載されている。結晶質酸化クロム又はアモルファス酸化クロムのようなクロム(III)酸化物が好ましく、アモルファス酸化クロムが最も好ましい。酸化クロム(Cr)は商業的に入手可能な材料であり、種々の粒径で購入することができる。少なくとも98%の純度を有するフッ素化触媒が好ましい。フッ素化触媒は、過剰であるが、少なくとも反応を推進するのに十分な量で存在させる。
【0040】
[0028]反応のこの第1工程は、必ずしも蒸気相反応に限定されず、米国公開特許出願20070197842(その内容を参照として本明細書中に包含する)において開示されているもののような液相反応又は液相と蒸気相の組み合わせを用いて行うこともできる。また、反応は、バッチ式、連続式、又はこれらの組み合わせで行うことができるとも意図される。反応が液相反応を含む態様に関しては、反応は接触反応又は非接触反応であってよい。ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化スズ、ハロゲン化タリウム、ハロゲン化鉄、及びこれらの2以上の組み合わせなどの金属ハロゲン化物触媒のようなルイス酸触媒を用いることができる。幾つかの態様においては、SbCl、SbCl、SbF、SnCl、TiCl、FeCl、及びこれらの2以上の組み合わせなど(しかしながらこれらに限定されない)の金属塩化物及び金属フッ化物を用いる。
【0041】
[0029]反応器からの流出流は、場合によっては処理して所望の分離度及び/又は他の処理度を達成することができる。非限定的な例として、生成物流出流は、HCl、未転化の反応物質、及び/又は他の副生成物のような1種類以上の不純物を含む可能性がある。これらの生成物は、公知の標準的な方法又は本明細書において議論する他の方法を用いて除去することができる。例えば、HClは、下記においてより詳細に議論するように、通常の蒸留によるか、或いは水又は苛性スクラバーを用いることによって除去することができ、未反応の出発試薬は単離して再循環することができる。
【0042】
[0030]2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを形成するためのプロセスの第2工程においては、HCFO−1233xfをHCFC−244bbに転化させる。一態様においては、この工程は、液相反応器(これはTFE又はPFAライニングしていてよい)内において液相中で行うことができる。かかるプロセスは、約70〜120℃の温度範囲及び約50〜120psigにおいて行うことができる。
【0043】
[0031]任意の液相フッ素化触媒を本発明において用いることができる。非包括的なリストには、ルイス酸、遷移金属ハロゲン化物、遷移金属酸化物、第IVb族金属ハロゲン化物、第Vb族金属ハロゲン化物、又はこれらの組み合わせが含まれる。液相フッ素化触媒の非排他的な例は、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化スズ、ハロゲン化タンタル、ハロゲン化チタン、ハロゲン化ニオブ、及びハロゲン化モリブデン、ハロゲン化鉄、フッ素化ハロゲン化クロム、フッ素化酸化クロム、又はこれらの組み合わせである。液相フッ素化触媒の非排他的な具体例は、SbCl、SbCl、SbF、SnCl、TaCl、TiCl、NbCl、MoCl、FeCl、SbClのフッ素化種、SbClのフッ素化種、SnClのフッ素化種、TaClのフッ素化種、TiClのフッ素化種、NbClのフッ素化種、MoClのフッ素化種、FeClのフッ素化種、又はこれらの組み合わせである。五塩化アンチモンが最も好ましい。
【0044】
[0032]これらの触媒は、失活してきたら、当該技術において公知の任意の手段によって容易に再生することができる。触媒を再生する1つの好適な方法は、触媒を通して塩素流を流すことを含む。例えば、液相フッ素化触媒1ポンドあたり約0.002〜約0.2ポンド/時の塩素を液相反応に加えることができる。これは、例えば、約65℃〜約100℃の温度において約1〜約2時間又は連続的に行うことができる。
【0045】
[0033]反応のこの第2工程は、必ずしも液相反応に限定されず、米国公開特許出願20070197842(その内容を参照として本明細書中に包含する)において開示されているもののような蒸気相反応又は液相と蒸気相の組み合わせを用いて行うこともできる。この目的のために、HCFO−1233xfを含む供給流を約50℃〜約400℃の温度に予め加熱して、触媒及びフッ素化剤と接触させる。触媒にはかかる反応のために用いられる標準的な蒸気相試薬を含ませることができ、フッ素化剤としては、フッ化水素など(しかしながらこれに限定されない)の当該技術において一般的に知られているものを挙げることができる。
【0046】
[0034]HFO−1234yf製造の第3工程においては、HCFC−244bbを第2の蒸気相反応器(脱塩化水素化反応器)に供給し、脱塩化水素化して所望の生成物の2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)を生成させる。この反応器は非触媒型であってよく、或いはHCFC−244bbを接触脱塩化水素化してHFO−1234yfを生成させることができる触媒を含ませることができる。
【0047】
[0035]触媒は、存在させる場合には、金属ハロゲン化物、ハロゲン化金属酸化物、中性(又は0の酸化状態)の金属又は金属合金、或いはバルク若しくは担持形態の活性炭であってよい。金属ハロゲン化物又は金属酸化物触媒としては、一価、二価、及び三価金属のハロゲン化物、酸化物、並びにこれらの混合物/組み合わせ、より好ましくは一価及び二価金属のハロゲン化物、及びこれらの混合物/組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。構成成分の金属としては、Cr3+、Fe3+、Mg2+、Ca2+、Ni2+、Zn2+、Pd2+、Li、Na、K、及びCsが挙げられるが、これらに限定されない。構成成分のハロゲンとしては、F、Cl、Br、及びIが挙げられるが、これらに限定されない。有用な一価又は二価金属のハロゲン化物の例としては、LiF、NaF、KF、CsF、MgF、CaF、LiCl、NaCl、KCl、及びCsClが挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン化処理としては、従来技術において公知の任意のもの、特にハロゲン化源としてHF、F、HCl、Cl、HBr、Br、HI、及びIを用いるものを挙げることができる。
【0048】
[0036]中性、即ち0価の金属、金属合金、及びこれらの混合物を用いる場合には、有用な金属としては、Pd、Pt、Rh、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Cr、Mn、及び合金又は混合物としての上記の組合せが挙げられるが、これらに限定されない。触媒は担持又は非担持であってよい。金属合金の有用な例としては、SS316、モネル400、インコネル825、アロイ20、ハステロイ、インコネル600、インコネル625が挙げられるが、これらに限定されない。
【0049】
[0037]本発明の一形態においては、触媒として、活性炭、ステンレススチール(例えばSS316)、オーステナイトニッケルベースの合金(例えばインコネル625)、ニッケル、及び幾つかの態様においてはフッ素化10%CsCl/MgOが挙げられる。好適な反応温度は約300〜550℃であり、好適な反応圧力は約0〜150psigの間であってよい。反応器流出流は苛性スクラバー又は蒸留カラムに供給し、HClの副生成物を除去して酸を含まない有機生成物を生成させることができ、これは場合によっては当該技術において公知の精製技術の1つ又は任意の組み合わせを用いて更なる精製にかけることができる。
【0050】
[0038]反応は、約200℃〜約800℃、約300℃〜約600℃、又は約400℃〜約500℃の温度範囲において行うことができる。好適な反応器圧力は、約0psig〜約200psig、約10psig〜約100psig、又は約20〜約70psigの範囲である。
【0051】
[0039]一般に、脱塩化水素化反応器からの流出流は、処理して所望の分離度及び/又は他の処理度を達成することができる。生成するHFO−1234yfに加えて、流出流は、一般に、HCl、未転化のHCFC−244bb、及びHCFO−1233xf(主としてHCFO−1233xfのフッ化水素化の前段の工程から繰り越される)を含む。場合によっては、次に脱塩化水素化反応の結果物からHClを回収する。HClの回収は通常の蒸留によって行い、それを留出物から除去する。或いは、HClは、水又は苛性スクラバーを用いることによって回収又は除去することができる。水抽出器を用いる場合には、HClは水溶液として除去される。苛性溶液を用いる場合には、HClは水溶液中の塩化物塩として系から除去される。HClを回収又は除去した後、有機流を分離のために蒸留カラムに送ることができる。カラムの塔頂から回収されるHFO−1234yfは更なる精製のために他のカラムに送ることができ、一方、リボイラー内に蓄積されるHCFO−1233xf及びHCFC−244bbの混合物のフラクションは、HCFC−244bbの再循環のために脱塩化水素化反応器に戻すことができ、残りはHCFO−1233xfの再循環のためにHCFO−1233xfフッ化水素化反応器に戻すことができる。
【0052】
[0040]本発明者らは、驚くべきことに、HCFC−244bbのような脱塩化水素化反応物質を脱塩化水素化してHFO−1234yfを形成する間において、供給材料中にHCFO−1233xfが存在するとHCFC−244bbのような反応物質のHFO−1234yfへの転化が減少し、望ましくない副生成物の3,3,3−トリフルオロプロピンの形成が増加することを発見した。より低い転化の結果としては、より高い体積の試薬再循環、反応あたりのより大きな装置の使用、及びより高い全体的な運転コストが挙げられる。トリフルオロプロピンの形成の結果としては、その除去において被る追加のコスト及び1234yfの収量の損失が挙げられる。本発明は、供給流中のHCFO−1233xfの含量を減少させ、それによってHFO−1234yf製造の効率を向上させることによって少なくともこれらの問題点に対する解決策を与える。この目的のために、第3反応工程の前に、供給材料組成物は、一態様においてはHCFC−244bbを含み、他の態様においてはこれから実質的に構成され、好ましくはこれをまず精製して20重量%未満のHCFO−1233xfを含む供給材料を形成する。他の態様においては、供給流は約8.0重量%未満のHCFO−1233xfを含む。更に他の態様においては、供給流はHCFO−1233xfを実質的に含まない。一形態においては、HCFO−1233xfは、HCFC−244bbの精製供給材料中に、約20.0重量%未満、約15.0重量%未満、約10.0重量%未満、約8.0重量%未満、約5.0重量%未満、約2.5重量%未満、約1.0重量%未満の量で与えられる。他の態様においては、脱塩化水素化工程のための供給流はHCFO−1233xfを実質的に含まない。他の態様においては、脱塩化水素化反応のための供給材料は、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含み、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの濃度は、重量基準で20%又は19%又は18%又は17%又は16%又は15%又は14%又は13%又は12%又は11%又は19%又は9%又は8%又は7%又は6%又は5%又は4%又は3%又は2%又は1%又は0.9%又は0.8%又は0.7%又は0.6%又は0.5%又は0.4%又は0.3%である。他の態様においては、脱塩化水素化のための供給材料は、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む。本発明の一形態においては、供給材料溶液は少なくとも80重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含み、他の態様においては、これは少なくとも約85重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンであり、他の態様においては、これは少なくとも約90重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンであり、一方、他の態様においては、これは少なくとも約92重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン、更に他の態様においては少なくとも約95重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む。更に他の態様においては、供給材料は、少なくとも約97.5重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン、他の態様においては少なくとも約99重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン、更に他の態様においては少なくとも約99.7重量%の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む。更に他の態様においては、供給材料は、次の態様:80重量%、81重量%、82重量%、83重量%、84重量%、85重量%、86重量%、87重量%、88重量%、89重量%、90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%、99重量%、99.1重量%、99.2重量%、99.3重量%、99.4重量%、99.5重量%、99.6重量%、99.7重量%、又はそれより多い2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む。
【0053】
[0041]幾つかの形態においては、かかる組成物によって、HCFC−244bbのHFO−1234yfへの転化率が、一態様においては少なくとも20%又はそれ以上、他の態様においては25%又はそれ以上、更に他の態様においては30%又はそれ以上、或いは本発明の他の形態においては35%又はそれ以上向上する。更に、脱塩化水素化反応におけるCFCCHの形成が、一態様においては少なくとも1000ppm又はそれ以下、他の態様においては500ppm又はそれ以下、第3の態様においては400ppm又はそれ以下、他の態様においては300ppm又はそれ以下、或いは更に他の態様においては200ppm又はそれ以下に減少する。転化率及び/又は選択率は、形成された生成物(HFO−1234yf)のモル数を消費された反応物質のモル数で割ることによるか、或いは当該技術において公知の他の標準的な方法を用いて計算することができる。
【0054】
[0042]当該技術において公知の任意の技術を用いて、HCFC−244bbのような脱塩化水素化反応供給材料を精製するか、或いはHCFO−1233xfを除去することができる。かかる精製方法の幾つかの態様として以下の分離法を与えるが、これらは本発明を必ずしも限定するものではない。かかる態様は、単独か、任意の組合せか、及び/又は当該技術において公知の1以上の別の分離法を用いて行うことができる。
【0055】
[0043]一態様においては、蒸留及び/又は抽出蒸留を用いてHCFO−1233xfをHCFC−244bb流から分離することができる。蒸留は、当該技術において理解されているように、2つの化合物の間の揮発性の差に基づくHCFO−1233xfからのHCFC−244bbの分離である。本発明においては、かかる方法は、成分の沸点、周囲圧力などに基づいて標準的な方法を用いて行うことができる。
【0056】
[0044]抽出蒸留とは、抽出剤又は溶媒を用いてHCFO−1233xf又はHCFC−244bbの1つを他のものから分離することを指す。米国特許7,803,283(その内容を参照として本明細書中に包含する)において示されているように、HCFO−1233xf及びHCFC−244bbは、特定の成分量で一緒に与えると共沸特性を示すことが当該技術において知られている。1つの成分を他から分離するために、かかる溶液に抽出剤を加えることができる。本明細書において用いる「抽出剤」という用語は、HCFO−1233xf及びHCFC−244bbの一方又は両方の揮発性を変化させて、標準的な手段、例えば蒸留を用いてこれらの化合物を分離することを可能にする化合物又は複数の化合物の混合物を指す。排他的ではないが好ましくは、かかる試薬は低い揮発性を有し、HCFO−1233xf及びHCFC−244bbのいずれか又は両方と第2の共沸混合物又は共沸混合物様の組成物を形成しない。非限定的な例として、一態様においては、抽出剤は高い濃度でHCFO−1233xf及びHCFC−244bbの混合物に加える。組成物を蒸留し、次にHCFO−1233xf又はHCFC−244bbのいずれか1つを留出物として混合物から取り出す。残りの成分及び抽出剤を含む塔底生成物は単離して、場合によっては必要か又は所望の程度まで精製する。本発明の幾つかの態様においては、抽出剤は、留出物としてのHCFC−244bbの単離を促進する任意の試薬であってよい。この目的のために、HCFC−244bbを留出物として単離/分離し、次にHFO−1234yfに転化させるために処理する。HCFO−1233xfは、場合によっては塔底流から取り出して、HCFC−244bbへ転化させるために再循環することができる。本発明にしたがって有用な、特に留出物中のHCFC−244bbを精製するための抽出剤としては、トランス−HCFO−1233zd、シス−HCFO−1233zd、HCFO−1223異性体、及びHCFO−1232異性体が挙げられるが、これらに限定されない。
【0057】
[0045]他の態様においては、流れは、後触媒反応の反応器内において、未反応のHCFO−1233xfを実質的に含まなくなるまで過剰のHFで処理することができる。例えば、幾つかの非限定的な態様においては、HCFC−244bb流出流を蒸気相触媒反応器内で処理して、過剰のHCFO−1233xfを更にHCFC−244bbに転化させるようにすることができる。かかる反応は、通常用いられるよりも温和な条件化で進行させることができる。この目的のために、後触媒反応の反応は、蒸気反応において通常用いられるものより低い温度及び圧力条件下で与えることができる。かかる条件は、反応後の流出流のほぼ完全な転化を達成するためにより理想的であることが示された。一態様においては、後触媒反応の反応は、約70℃〜約120℃の間、又は幾つかの態様においてはおよそ100℃の温度において進行させる。また、約50psig〜約120psigの間、又はおよそ90psigの圧力において進行させることもできる。この反応を進行させるために更なるHFは必ずしも必要ではなく、むしろ初期反応において与えられる過剰のHFを用いることができる。しかしながら、更なるHFを、転化を完了させるのに必要な程度まで反応器中に注入することができる。HCFO−1233xfをHCFC−244bbにフッ素化させるために好適な任意の触媒が許容できる。かかる触媒としては、活性炭上に担持されている五塩化アンチモン又はフッ化アンチモン、或いは本明細書に規定する1種類以上の触媒、或いは当該技術において公知の他のものを挙げることができる。
【0058】
[0046]更なる形態においては、共沸蒸留を用いてHCFO−1233xfをHCFC−244bb供給流から除去することができる。この目的のために、HFなど(しかしこれに限定されない)の第3の成分を供給して共沸混合物又は共沸性の組成物を形成することができ、これを次に組成物から単離する。より具体的には、第3の成分を加えることによって、HCFO−1233xf及び/又はHCFC−244bbとの三元共沸混合物及び/又は二元共沸混合物が形成される。これらの共沸混合物は、蒸留のような標準的な分離手段を用いて溶液から分離して、HCFC−244bbの一部が溶液中に残留するようにすることができる。次に、この部分をHCFO−1233xfを実質的に含まない精製したHCFC−244bbとして単離する。かかる共沸混合物及び共沸分離又は蒸留の方法としては、米国特許7,803,283、並びに米国公開出願2010/0187088及び2009/0256110(そのそれぞれの内容を参照として本明細書中に包含する)において開示されているものを更に挙げることができる。
【0059】
[0047]別の態様においては、HCFC−244bb生成物流を光塩素化して、HCFO−1233xfを飽和させ、HCFC−233ab(1,2,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパン)を形成し、これを次に溶液から取り出すことができる。幾つかの態様においては、光塩素化反応は、HCFC−244bb供給流を塩素化試薬の存在下で放射線に曝露することを含む。それに限定されないが、幾つかの形態においては、放射線は好ましくは約200〜約400nmの範囲の紫外範囲のものである。塩素化剤としては、ニートか窒素のような希釈剤と混合した塩素ガスを挙げることができる。塩素をUV光の存在下でHCFO−1233xfと反応させて、塩素が二重結合に付加されるようにする。この反応は、好ましくは、蒸気相中、約−20℃〜約200℃、更により好ましくは約0℃〜約100℃の温度において、約5秒間〜約5時間、より好ましくは約15秒間〜約30分間の時間行う。反応生成物、例えばHCFC−233abは変化した沸点を有し、したがって次に蒸留のような1以上の分離工程にかけて、それをHCFC−244bb供給流から取り出すことができる。蒸気相光塩素化反応を例示する上記の態様は、必ずしも本発明を限定するものではない。この目的のために、上記の反応はまた、当該技術において公知の標準的な手順を用いて液相中で実施するように適合させることもできる。液相反応においては、反応温度を1233xf/244bb混合物の沸点より低く維持することが望ましい。この目的のために、反応混合物が少なくとも部分的に液相中に保持されるように、反応の圧力又は温度を調節することができる。上記の蒸気相及び液相反応並びに反応条件の例は、米国特許7,205,444及び5,336,377(これらの内容を参照として本明細書中に包含する)に与えられている。
【0060】
[0048]更なる態様においては、HCFC−244bbをHCFO−1233xfに対して優先的に凍結析出又は「冷却トラップ」し、次により純度の高いHCFC−244bb流を回収することによって、HCFO−1233xfを分離することができる。より具体的には、組成物の温度を、HCFC−244bb及びHCFO−1233xfの1つの凍結点より低いが、他のものの凍結点よりも高い温度に低下させることができる。幾つかの態様においては、この温度はHCFC−244bbの凍結点よりも低いが、HCFO−1233xfの凍結点よりも高い。かかる温度は、約−85℃〜約−75℃の間、更なる態様においては約−81℃〜約−78℃の間であってよい。その結果、HCFC−244bbが固体形態で与えられ、一方、HCFO−1233xfは液体形態で与えられる。デカンテーション、濾過、遠心分離などのような標準的な手段によって固体のHCFC−244bbを回収することができる。
【0061】
[0049]更なる態様においては、活性炭並びにゼオライト及び/又はモレキュラーシーブから選択される固体吸着剤を用いて、HCFO−1233xfを除去することができる。より具体的には、HCFO−1233xf及びHCFC−244bbの混合物(液相又は蒸気相として)を、活性炭並びにゼオライト及び/又はモレキュラーシーブ(ここで、かかるゼオライト及び/又はモレキュラーシーブはHCFO−244bbからHCFO−1233xfを選択的に濾過するように適合された細孔径を有する)から選択される固体吸着剤の固定床の上に通すことができる。一態様においては、細孔径は、約3Å〜約10Åの範囲内、更なる態様においては約3Å〜約5Åの間であってよい。かかるモレキュラーシーブの幾つかの態様としては、UOP, LLC.によって製造されているもののようなタイプ5A及びタイプ13Xモレキュラーシーブが挙げられるが、これらに限定されない。また、5A合成ゼオライト、及び天然ゼオライトであるカルシウム菱沸石も有用である。上記は本発明を必ずしも限定するものではない。この目的のために、HCFC−244bbからHCFO−1233xfを選択的に濾過するように適合されているか又は適合させることができる任意のモレキュラーシーブ及び/又はゼオライトを本発明にしたがって用いることができる。本発明においてかかるモレキュラーシーブ及び/又はゼオライトを用いることができる方法の例は、米国特許4,906,796(その内容を参照として本明細書中に包含する)に与えられている。
【0062】
[0050]更なる態様においては、標準的なクロマトグラフィーによってHCFO−1233xfをHCFC−244bbから分離することができる。この目的のために、HCFO−1233xf及びHCFC−244bbの供給混合物を、固定クロマトグラフィー基材を含む床と、かかる基材によって成分の1つを選択的に保持する条件において接触させて、実質的に純粋な他の成分を回収する。一例として、かかる固定基材として60/80Carbopack B担体上の5%Fluocol相を用いることができる。かかる技術の例は、米国特許3,903,187(その内容を参照として本明細書中に包含する)において見ることができる。
【0063】
[0051]本発明の他の態様においては、液体のフッ化水素酸を、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む組成物に加える。この組成物は、上記に記載する第2のフッ素化プロセスから得られる生成物であってよい。一態様においてはその濃度は、約0.01重量%より多く約20重量%未満であり、他の態様においては、この濃度は約0.05重量%〜約10重量%の範囲であり、他の態様においては、フッ化水素酸の濃度は約5重量%未満である。用いるHCFC−244bbは、前段の工程からの反応器流出流由来のものであってよく、又はその一部である。或いは、これは他の供給源から導入することができる。加える量は、混合物を形成して2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを分離除去することができ、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まず、得られる混合物よりも2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの純度がより高い生成物を形成するのに十分なものである。一態様においては、得られる混合物は三元共沸混合物又は三元の共沸混合物様の組成物ではない。更なる態様においては、HFは、三元の共沸混合物又は共沸混合物様の組成物を形成するために必要な量よりも少ないHFの量で混合物中に存在させる。他の態様においては、得られる混合物は三元共沸混合物又は三元の共沸混合物様の組成物を形成する。混合物中に存在させるHFの量は、混合物の10重量%未満である。他の態様においては、これは混合物の約5重量%未満で存在させる。更なる態様においては、存在させる量は混合物の3重量%未満である。得られる組成物を蒸留し、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない生成物を回収する。一態様においては、棚段塔又はトレイ塔と連絡しているリボイラーを用いる。この態様においては、凝縮器及びトレイカラムを含むアセンブリを、リボイラーにおいて通常用いられる温度制御手段を有するリボイラーと共に用いる。塔は棚段又はトレイの縦型アセンブリであり、そのそれぞれの上で蒸気と液体を接触させる。2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンのフッ化水素化溶液を、棚段塔中に導かれる供給流中に供給する。通常は、供給流は棚段塔の中央部の周りに配置する。重力下で液体が塔を流下し、一方、蒸気は棚段から棚段への僅かな圧力降下の力の下で上向きに流れる。しかしながら最も高い圧力は、棚段塔と連絡している底部に配置されるヒーターであるリボイラーにおける沸騰によって生成される。蒸気はそれぞれの棚段中の開口を通過して、棚段を横切って流れる液体と接触する。カラムのリボイラー部分は、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含むリボイラー流中の組成物を取り出すために用い、カラムは、リボイラー部分よりも高い濃度の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び若干の2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの混合物を含む組成物を塔頂流中に取り出すように運転される。棚段塔の上部部分に接続された通常の還流凝縮器を用いて、後者の組成物(即ち塔頂部分)の一部を更なる蒸留及び分離のために棚段塔に戻す。蒸留を維持しながら、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない純度のより高い2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含むフラクションを、リボイラー流から連続的に取り出す。
【0064】
[0052]上述したように、上記の分離技術を単独又は任意の組み合わせで用いて、HCFO−1233xfを実質的に含まないHCFC−244bbの組成物を与えることができる。この目的のために、分離方法を単独又は任意の組み合わせで用いて、約20.0重量%未満、約15.0重量%未満、約10.0重量%未満、約8.0重量%未満、約5.0重量%未満、約2.5重量%未満、又は約1.0重量%未満のHCFO−1233xfを有する組成物を与えることができる。他の非限定的な態様においては、この方法を実施して、HCFO−1233xfを実質的に含まない組成物、或いは標準的な検出手段を用いてHCFO−1233xfの量が検出できない組成物を与えることができる。例えば、1つの非限定的な態様においては、混合物は、共沸蒸留、次に光塩素化、次にモレキュラーシーブ/ゼオライトで処理して、HCFO−1233xfのレベルを低下させ、HCFO−1233xfを実質的に含まない組成物を与えることができる。しかしながら、かかる組合せは本発明に対する限定ではなく、本明細書に与える1以上の任意の技術を含むように、或いは他の形態でHCFO−1233xfの所望のレベルを達成するように適合させることができる。
【0065】
[0053]上記に記載のように、本発明はまた3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンも提供する。而して、本発明の一態様は、
(i)2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含む出発組成物を与え;そして
(ii)出発組成物を脱塩化水素化触媒と接触させて、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含み、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない最終組成物を生成させる;
ことを含む、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造する方法に関する。
【0066】
[0054]本発明の他の形態は、
(i)式I、II、又はIII:
【0067】
【化3】
【0068】
(式中、Xは、独立して、F、Cl、Br、及びIから選択され、但し少なくとも1つのXはフッ素ではない)
の化合物を含む出発組成物を与え;
(ii)出発組成物を第1のフッ素化剤と接触させて、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び第1の塩素含有副生成物を含む第1の中間体組成物を生成させ;
(iii)第1の中間体組成物を第2のフッ素化剤と接触させて、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパン及び2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む第2の中間体組成物を生成させ;
(iv)第2の中間体組成物中の2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンのレベルを減少させて、2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンを含み、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを実質的に含まない第3の中間体組成物を生成させ;そして
(v)2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロプロパンの少なくとも一部を脱塩化水素化して、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを含み、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない反応生成物を生成させる;
ことを含む、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない2,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造する方法に関する。
【0069】
[0055]一態様においては、形成される2,3,3,3−テトラフルオロプロペンは、3,3,3−トリフルオロプロピンを実質的に含まない。例えば、これらの反応から生成物として形成される2,3,3,3−テトラフルオロプロペンは、約0.1重量%未満の3,3,3−トリフルオロプロピンを含む。他の態様においては、2,3,3,3−テトラフルオロプロペンと共に存在する3,3,3−トリフルオロプロピンの濃度は、0.01重量%未満、他の態様においては約0.005重量%未満の3,3,3−トリフルオロプロピンを含む。2,3,3,3−テトラフルオロプロペンと共に存在する3,3,3−トリフルオロプロピンの量は、ガスクロマトグラフィーのような当該技術において公知の技術によって測定することができる。
【0070】
[0056]下記は本発明の実施例であり、限定とは解釈されない。
【実施例】
【0071】
[0057]実施例1:
[0058]本実施例は、HCFC−244bb供給材料中のHCFO−1233xfの濃度が、HCFC−244bbのHFO−1234yfへの連続蒸気相脱塩化水素化反応におけるHCFC−244bbの転化にどの程度影響を与えるかを示す。3区域電気炉中に浸漬した直径3/4インチの円筒形のインコネル625反応器を用いた。反応器の内部に配置した多点式熱電対を用いてプロセス温度を記録した。HCFC−244bb供給材料を垂直に設置した反応器の底部中に供給し、反応区域に達する前に気化させた。反応は、480℃、25psig、及び12g−有機物/時の条件下で行った。流出ガスをガスサンプリング管に通して、ガスサンプリング管の内容物のGC分析によって反応の進行を一定時間毎に観察した。表1に示すように、HCFC−244bb供給材料中のHCFO−1233xfの濃度が8.1GC面積%から1.6GC面積%に減少すると、HCFC−244bbの転化率は著しく増加した。
【0072】
【表1】
【0073】
[0059]実施例2:
[0060]本実施例は、HCFC−244bb供給材料中のHCFO−1233xfの濃度が、HCFC−244bbのHFO−1234yfへの連続蒸気相脱塩化水素化反応中のHCFC−244bbの転化にどの程度影響を与えるかを示す。3区域電気炉中に浸漬した直径3/4インチの円筒形のインコネル625反応器を用いた。反応器の内部に配置した多点式熱電対を用いてプロセス温度を記録した。HCFC−244bb供給材料を垂直に設置した反応器の底部中に供給し、反応区域に達する前に気化させた。反応は、480℃、約25psig、及び12g−有機物/時の条件下で行った。流出ガスをガスサンプリング管に通して、ガスサンプリング管の内容物のGC分析によって反応の進行を一定時間毎に観察した。図1に示すように、HCFC−244bb供給材料中のHCFO−1233xfの濃度が1.6GC面積%から20GC面積%に増加するにつれて、HCFC−244bbの転化率は約40%から25%未満に著しく減少した。
【0074】
[0061]実施例3:
[0062]本実施例は、HCFC−244bb供給材料中のHCFO−1233xfの濃度が、HCFC−244bbのHFO−1234yfへの連続蒸気相脱塩化水素化反応中に形成されるCFCCHの量にどの程度影響を与えるかを示す。SandBath炉中に浸漬した直径1インチのU字形のインコネル625反応器を用いた。反応器の内部に配置した多点式熱電対を用いてプロセス温度を記録した。HCFC−244bb供給材料を垂直に設置した反応器の底部中に供給し、反応区域に達する前に気化させた。反応は、480℃、50psig、及び1ポンド−有機物/時の条件下で行った。流出ガスをGC分析のために一定時間毎にサンプリングして、反応の進行を観察した。表2に示すように、244bb供給材料中の1233xfの濃度が10.0GC面積%から3.0GC面積%に減少すると、形成されるCFCCHの量、及び反応器流出流中のCFCCH/1234yfのモル比は著しく減少した。
【0075】
【表2】
【0076】
[0063]実施例4:
[0064]本実施例は、244bb及び1233xfの混合物中にHFを加えることが、その後の蒸留における1233xfの除去をどの程度促進させるかを示す。用いた蒸留カラムは、10ガロンのリボイラー、内径2インチ×8フィートのPropackカラム、及び5ftのシェルアンドチューブ凝縮器から構成されていた。カラムはモネル1/4インチPro-Pack投入充填材が充填されており、約30〜35の理論段を有していた。蒸留カラムに、温度、圧力、及び差圧の送信機を取り付けた。
【0077】
[0065]106ポンドの3%HF/92.15%244bb/4.85%1233xfをリボイラー中に充填した。40psigにおいてバッチ蒸留を開始した。カラム塔頂及びリボイラーから試料を一定時間毎に回収し、GCによって有機組成物に関して、及び酸塩基滴定によってHF濃度に関して分析した。リボイラー中の244bbの濃度が約98GC面積%に達した(又は1233xfが約2GC面積%になった)後に連続蒸留を開始した。HF、244bb、及び1233xfを含む混合供給材料を、カラムの中央部に配置した供給口を通して、液体形態としてカラム中に連続的に供給した。塔頂流を酸除去のために10重量%KOH水溶液に送り、次に有機物質を圧縮し、乾燥カラムに通した後にPCC(生成物回収シリンダー)中に回収した。リボイラー流を直接圧縮し、他のPCC中に回収した。運転中においては、塔頂取り出し速度及びリボイラー除去速度の合計を供給速度に等しく維持することによって、リボイラー内の液体レベルを一定レベルに維持した。表3に示すように、1233xfは、塔頂流中においては富化していたが、リボイラー流中においては減少していた。その結果、蒸留から98GC面積%の244bbが得られた。また、分析によって供給材料中に含まれるHFのほぼ全部が塔頂を通して蒸留カラムから排出された(言い換えれば、リボイラー流中にはHFは全くか又は少ししか見られなかった)ことも示された。
【0078】
【表3】
【0079】
[0066]実施例5:
[0067]この蒸留は、僅か約400ppmのみの液体HFを含む供給材料を用いた他は、実施例4と同様に、同じ蒸留カラムを用いて行った。表4に示すように、僅かに数百ppmのHFを存在させると、塔頂取り出し流中の1233xfの濃度は6GC面積%より大きく、一方、これらはリボイラー排出流中においては約2.5GC面積%で維持され、これはHFを存在させると、僅か数百ppmであっても244bbからの1233xfの分離が促進されることを示す。
【0080】
【表4】
【0081】
[0068]かくして得られた244bbを、次に本明細書に記載する手順にしたがって脱塩化水素化してHFO−1234yfを製造した。
[0069]実施例6:
[0070]480℃において244bb中の1233xfの濃度を増加させると、3,3,3−トリフルオロプロピンの形成が増加した。
【0082】
[0071]異なる量の1233xfを含む244bbを、脱塩化水素化するために、1/2インチ×12インチ(内径0.334インチ)のインコネル625管に、480℃において1.2mLの液体/時の供給速度で通過させた。反応器からの流れをGC及びGC−MSによって分析した。試験の結果を下表に示す。結果は、1233xfの濃度が増加するにつれて3,3,3−トリフルオロプロピンの形成が増加したことを示す。
【0083】
[0072]
【0084】
【表5】
【0085】
[0073]実施例7:
[0074]460℃において244bb中の1233xfの濃度を増加させると、3,3,3−トリフルオロプロピンの形成が増加した。
【0086】
[0075]異なるレベルの1233xfを含む244bbを、脱塩化水素化するために、1/2インチ×12インチ(内径0.334インチ)のインコネル625管に、460℃において1.2mLの液体/時の供給速度で通過させた。反応器からの流れをGC及びGC−MSによって分析した。試験の結果を下表に示す。結果は、1233xfの濃度が増加するにつれて3,3,3−トリフルオロプロピンの形成が増加したことを示す。
【0087】
[0076]
【0088】
【表6】
【0089】
[0077]上記の好ましい態様及び実施例は、本発明の範囲及び精神を例示するために与えた。これらの態様及び実施例によって、他の態様及び実施例が当業者に明らかになるであろう。他の態様及び実施例は本発明の意図の範囲内である。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
図1
【国際調査報告】