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Title:
HFO-1234ZE AND HFC-245FA CO-PRODUCTION PREPARATION PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/094590
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an HFO-1234ze and HFC-245fa co-production preparation method. The HFO-1234ze and HFC-245fa are prepared through a two-stage gas phase fluorination reaction by using 1, 1, 1, 3, 3-pentachloropropane (HCC-240fa) as a raw material. With the processing method of the present invention, HFO-1234ze and HFC-245fa can be prepared at the same time, and the alkene is unlikely to polymerize or carbonize during the reaction, thus being suitable for industrialized promotion.

Inventors:
YANG GANG (CN)
YANG HUIE (CN)
XU LEI (CN)
CHAI HUA (CN)
ZHAO XINTANG (CN)
ZHANG WENQING (CN)
ZENG CHANGHUA (CN)
FAN JIANPING (CN)
YAN SHAOHUA (CN)
LIU KUNFENG (CN)
LI ZHONG (CN)
CHEN SHUKANG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/089642
Publication Date:
June 26, 2014
Filing Date:
December 17, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SINOCHEM MODERN ENVIRONMENTAL PROT CHEMICALS XI AN CO LTD (CN)
SINOCHEM LANTIAN CO LTD (CN)
International Classes:
C07C17/383; C07C17/20; C07C19/08; C07C21/18
Domestic Patent References:
WO2012030781A22012-03-08
WO2012148695A22012-11-01
WO2012154227A22012-11-15
WO1998012161A11998-03-26
Foreign References:
CN101028992A2007-09-05
CN101028993A2007-09-05
CN101050162A2007-10-10
CN101215220A2008-07-09
CN102164881A2011-08-24
JPH107604A1998-01-13
US20050020862A12005-01-27
CN1852880A2006-10-25
CN1852880A2006-10-25
JPH107605A1998-01-13
JPH11140002A1999-05-25
US6124510A2000-09-26
US5986151A1999-11-16
CN200710090535A2007-04-11
CN200810000765A2008-01-16
CN1408476A2003-04-09
Other References:
See also references of EP 2937327A4
Attorney, Agent or Firm:
ZHEJIANG HANGZHOU JINTONG PATENT AGENCY CO., LTD (CN)
浙江杭州金通专利事务所有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1. 一种联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于包括以下步骤:

(1)往第一反应器 (1) 中加入包含无水 HF和 HCC_240fa的原料物流 (10), 在氧 化性气体存在下, 在氟化催化剂作用下, 原料无水 HF和 HCC_240fa反应生成反应产物 流 (11);

( 2 )将反应产物流(11)送入第一分离塔( 2 )中,塔顶处形成含有 HC1的物流( 12 ), 塔釜处形成含有 HFC_245fa、 HCFC_1233zd和 HF的物流 ( 13);

(3)将物流 (13)送入第二反应器 (3), 同时往第二反应器 (3) 中通入氧化性气 体 (14), 在氟化催化剂作用下继续进行反应, 形成反应产物流 (15);

(4) 将反应产物流 (15) 送入第二分离塔 (4), 塔顶处形成含有 HC1 和 trans-HF0_1234ze的物流( 16),物流( 16)经水洗、精馏和干燥后得到 trans-HF0_1234ze; 塔釜处形成含有 cis-HF0_1234ze、 HFC_245fa、 HCFC_1233zd、 HCFC-244fa和 HF的物 流 (17);

(5)将物流 (17) 送入静置罐 (5), 分层后, 上层基本上为 HF的物流 (18) 循环 至反应器(1), 下层有机相形成含有 cis-HF0_1234ze、 HFC_245fa和 HCFC_1233zd的物 流 (19);

(6)将物流 (19)送入第三分离塔 (6), 塔顶处形成基本上为 ciS-HF0-1234ze的 物流 (20), 塔釜处形成含有 HFC_245fa和 HCFC_1233zd的物流 (21), 物流 (20) 经异 构化反应后得到 trans-HF0_1234ze;

(7)将物流 (21)送入第四分离塔 (7), 塔顶即为 HFC_245fa物流 (22), 塔釜处 形成含有 HCFC_1233zd的物流 (23), 物流 (23) 循环至第一分离塔 (2) 或第二反应器

(3)。

2. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第一反应器( 1 )中,反应温度为 200〜250°C,反应压力为 0.2〜0.8MPa, HF与 HCC_240fa 的摩尔比为 3:1〜18:1, 空速 300〜1000h—

3. 按照权利要求 2所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所述 第一反应器(1)中,反应温度为 180〜260°C,反应压力为 0.2〜0.5MPa, HF与 HCC_240fa 的摩尔比为 6:1〜18:1, 空速 300〜800h—

4. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第二反应器(3)中,反应温度 300〜380°C,反应压力为 0.2〜0.8MPa, HF与 HCC_240fa 的摩尔比为 3:1〜8:1, 空速 300〜800h—

5. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所述 第一分离塔 (2) 的分离压力为 0.2〜0.8MPa, 分离温度为 50〜100°C。

6. 按照权利要求 5所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所述 第一分离塔 (2) 的分离压力与第一反应器 (1) 的反应压力一致, 所述第一分离塔 (2) 的分离压力为 0. 3〜0. 5MPa, 分离温度为 60〜80°C。

7. 按照权利要求 5所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所述 第一分离塔 (2 ) 的塔顶采用冷媒冷却, 冷媒温度为 -40〜- 20°C。

8. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所述 第二分离塔 (4) 的分离压力为 0. 2〜0. 8MPa, 分离温度为 50〜90°C。

9. 按照权利要求 8所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所述 第二分离塔 (4) 的分离压力与第一反应器 (1 ) 的反应压力一致, 分离塔 (4 ) 的分离 压力为 0. 3〜0. 5MPa, 分离温度为 50〜70°C。

10. 按照权利要求 8所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第二分离塔 (4) 的塔顶采用冷媒冷却, 冷媒温度为 -50〜- 30°C。

11. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第三分离塔 (6 ) 的分离压力为 0. 1〜1. 2MPa, 分离温度为 50〜100°C。

12. 按照权利要求 11所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述第三分离塔 (6 ) 的塔顶采用冷媒冷却, 冷媒温度为 0〜20°C。

13. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第四分离塔 (7 ) 的分离压力为 0. 2〜0. 9MPa, 分离温度为 60〜110°C。

14. 按照权利要求 13所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述第四分离塔 (7 ) 的塔顶采用冷媒冷却, 冷媒温度为 10〜18°C。

15. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述物流 (20 ) 送入第三反应器 (8 ), 在异构化催化剂存在下发生异构化反应得到含有 trans- HF0- 1234ze和 cis- HF0- 1234ze的物流 ( 26), 物流 ( 26 ) 送入第五分离塔 (9), 分离后塔顶得到 trans-HF0-1234ze物流 (25), 分离塔塔釜得到含有 cis-HF0-1234ze 的物流 (24), 物流 (24) 循环至第三反应器 (8)。

16. 按照权利要求 15所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述第三反应器 (8 ) 的反应温度为 180〜220°C, 反应压力为 0〜1. 0MPa。

17. 按照权利要求 15所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述第五分离塔 (9) 的分离压力为 0. 3〜0. 5MPa, 分离温度为 50〜100°C。

18. 按照权利要求 15所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述第五分离塔 (9) 的塔顶采用冷媒冷却, 冷媒温度为 -10〜- 30°C。

19. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第一反应器 (1 ) 和第二反应器 (5 ) 中使用的氟化催化剂为含铁的氟氧化铬催化剂。

20. 按照权利要求 19所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述含铁的氟氧化铬催化剂中, 铬占活性金属的质量百分比为 80〜100%。

21. 按照权利要求 20所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺,其特征在于所 述含铁的氟氧化铬催化剂含有选自 Mg、 Zn、 A1和 La中的一种、 两种、 三种或四种的金 属。

22. 按照权利要求 15所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述第三反应器 (8 ) 中使用的异构化催化剂为氟氧化铬催化剂和 /或三氟化铝催化剂。

23. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述氧化性气体为氧气。

24. 按照权利要求 1所述的联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于所 述氧化性气体的加入量为 HCC-240fa的 0. 1-20%。

Description:
一种联产制备 HF0-1234ze和 HFC_245fa的工艺 技术领域

本发明涉及一种含氟烯烃的制备方法, 尤其是涉及一种联产制备 HF0_1234ze 和 HFC-245fa的工艺。 背景技术

HFC-134a (CF 3 CH 2 F, 1, 1, 1, 2 —四氟乙烷) 作为目前应用最广泛的制冷剂, 虽然 其臭氧消耗潜值(0DP) 为零, 但它的温室效应潜值 (GWP)高和在大气中停留时间长, 大 量使用会引起全球气候变暖。 所以欧盟于 2006年推出 F- gaS 法规, 即从 2011年 1月 1 日起禁止 GWP大于 150 的含氟气体用于新车型的汽车空调器中;从 2017年 1月 1日起, 禁止 GWP大于 150的含氟气体用于所有新出厂的汽车空调器中 。

在寻找 HFC_134a的替代物过程中, 1 , 3, 3, 3_四氟丙烯(HF0_1234ze)因为具有 0DP=0, GWP< 100等诸多物化性能, 被认为是未来可替代冊(:-134£1的新一代制冷 之一。

HF0-1234ze还被认为最有前途的下一代发泡剂 另外, 其还被用作清洗剂、 气溶胶推进 剂、 溶剂组合物、 绝缘材料及灭火与抑燃剂等,应用前景广阔。

1, 1, 1, 3, 3-五氟丙烷 (HFC_245f a)主要作为工业上广泛使用的发泡剂三氯一氟 甲烷 (CFC-11)及其过渡性替代品 1, 1-二氯 -1-氟乙烷 (HCFC_141b)的最终替代品而被研 究开发, 是行业内公认的第 3代发泡剂中最有前途的替代品。 另外, HCFC_245fa还被用 作制冷剂、 清洁剂、 气雾剂、 合成氟化物的原料、 传热介质以及烟丝的膨胀剂和萃取剂 等, 用途广泛。

目前, HCFC_245fa的工业制备方法主要以 1, 1, 1, 3, 3_五氯丙烷经气相氟化制备。 而 HF0_1234ze的制备方法主要以 1-氯 -3, 3, 3_三氟丙烯 (HCFC- 1233zd)和 1, 1, 1, 3, 3-五氯丙烷 (HCC-240fa) 为原料, 例如, 专利 JP10007604报道了以 Cr, Ti, Ni, Al, Mn, Co 等金属氧化物负载在活性炭上作为催化剂,将 HCFC_1233zd氟化制备 HF0_1234ze的过程, 该过程具有较高的单程转化率。 专利 US2005/0020862和 CN1852880报道了以 1-氯 -3, 3, 3-三氟丙烯 (HCFC-1233zd) 为原料, 在氟化催化剂作用下, 将其氟化成 1_氯 _1, 3, 3, 3-四氟丙烷和 1, 1, 1, 3, 3-五氟丙烷, 然后再液相强碱作用下脱 HF,得到 HF0-1234ze。 专利 CN1852880A、 JP10007605、 JP 11140002、 US6124510、 US 5986151等公开了, 在 合适的催化剂作用下, 将 1, 1, 1, 3, 3-五氟丙烷脱 HF得到 HF0-1234ze, 该过程具有较 高的单程转化率。 专利 CN200710090535. 2,和 CN200810000765. X报道了以 1, 1, 1, 3, 3-五氯丙烷在氟化催化剂作用下, 制备 HF0_1234ze的过程, 该过程将 1, 1, 1, 3, 3_五 氯丙烷先氟化, 生成 HCFC_1233zd和少量的 HFC_245fa, 然后不经分离, 将混合物转入第 二个氟化反应器, 生成 HF0-1234ze, 将产物进行精馏分离得到 HF0-1234ze, 未反应的 HCFC_1233zd和 HFC_245fa循环至第二个反应器。

在工业生产中, HFC_245fa主要用液相法生产, HF0_1234ze主要用气相法生产。 液 相法生产 HFC_245fa的过程中, 产生的废液较多, 生产往往不能连续, 而且在气相氟化 制备 HF0_1234ze的过程中, HFC_245fa作为一个副产物, 需进一步脱去一个 HF, 脱去 HF反应往往容易导致催化剂失活。该发明提供 一种联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa 的方法, 可以解决该技术中的不足, 同时得到两种有用的产物。 发明内容

本发明的目的在于提供一条联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺方法。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是:

一种联产制备 HF0_1234ze和 HFC_245fa的工艺, 其特征在于包括以下步骤:

(1)往第一反应器 (1) 中加入包含无水 HF和 HCC_240fa的原料物流 (10), 在氧 化性气体存在下, 在氟化催化剂作用下, 原料无水 HF和 HCC_240fa反应生成反应产物 流 (11);

( 2 )将反应产物流(11)送入第一分离塔( 2 )中,塔顶处形成含有 HC1的物流( 12 ), 塔釜处形成含有 HFC_245fa、 HCFC_1233zd和 HF的物流 ( 13);

(3)将物流 (13)送入第二反应器 (3), 同时往第二反应器 (3) 中通入氧化性气 体 (14), 在氟化催化剂作用下继续进行反应, 形成反应产物流 (15);

(4) 将反应产物流 (15) 送入第二分离塔 (4), 塔顶处形成含有 HC1 和 trans-HF0_1234ze的物流( 16),物流( 16)经水洗、精馏和干燥后得到 trans-HF0_1234ze; 塔釜处形成含有 cis-HF0_1234ze、 HFC_245fa、 HCFC_1233zd、 HCFC-244fa和 HF的物 流 (17);

(5)将物流 (17) 送入静置罐 (5), 分层后, 上层基本上为 HF的物流 (18) 循环 至反应器(1), 下层有机相形成含有 cis-HF0_1234ze、 HFC_245fa和 HCFC_1233zd的物 流 (19);

(6)将物流 (19)送入第三分离塔 (6), 塔顶处形成基本上为 ci S -HF0-1234ze的 物流 (20), 塔釜处形成含有 HFC_245fa和 HCFC_1233zd的物流 (21), 物流 (20) 经异 构化反应后得到 trans-HF0_1234ze;

(7) 将物流 (21) 送入第四分离塔 (7), 塔顶即为 HFC_245fa物流 (22), 塔釜 处形成含有 HCFC_1233zd的物流 (23), 物流 (23) 循环至第一分离塔 (2) 或第二反应 器 (3)。

上述第一反应器 (1) 中, 反应温度优选为 200〜250°C, 反应压力优选为 0.2〜 0.8MPa, HF与 HCC_240fa的摩尔比优选为 3:1〜18:1, 空速优选为 300〜1000h— 作为 进一步优选的方式, 第一反应器 (1) 中, 反应温度为 180〜260°C, 反应压力为 0.2〜 0.5MPa, HF与 HCC_240fa的摩尔比为 6:1〜18:1, 空速 300〜800h—

上述第二反应器 (3) 中, 反应温度优选为 300〜380°C, 反应压力优选为 0.2〜 0.8MPa, HF与 HCC- 240fa的摩尔比优选为 3: 1〜8: 1, 空速优选为 300〜800h— 上述第一分离塔 (2 ) 的分离压力优选为 0. 2〜0. 8MPa, 分离温度优选为 50〜100 V 进一步优选为第一分离塔 (2 ) 的分离压力与第一反应器 (1 ) 的反应压力一致, 分 离压力为 0. 3〜0. 5MPa, 分离温度为 60〜80°C。 第一分离塔 (2 ) 的塔顶最好采用冷媒 冷却, 冷媒温度优选为 -40〜- 20°C。

上述第二分离塔(4)的分离压力优选为 0. 2〜0. 8MPa, 分离温度优选为 50〜90°C ; 进一步优选为第二分离塔 (4) 的分离压力与第一反应器 (1 ) 的反应压力一致, 分离压 力为 0. 3〜0. 5MPa, 分离温度为 50〜70°C。 第二分离塔(4) 的塔顶最好采用冷媒冷却, 冷媒温度优选为 -50〜- 30°C。

上述第三分离塔 (6 ) 的分离压力优选为 0. l〜1. 2MPa, 分离温度优选为 50〜100 V。 第三分离塔 (6 ) 的塔顶最好采用冷媒冷却, 冷媒温度优选为 0〜20°C。

上述第四分离塔 (7 ) 的分离压力优选为 0. 2〜0. 9MPa, 分离温度优选为 60〜110 。C。 第四分离塔 (7 ) 的塔顶最好采用冷媒冷却, 冷却温度为 10〜18°C。

本发明还提供了异构化方法, 将物流 (20 ) 送入第三反应器 (8 ), 在异构化催化 剂存在下发生异构化反应得到含有 trans-HF0_1234ze和 cis-HF0_1234ze的物流(26), 物流 (26 )送入第五分离塔 (9), 分离后塔顶得到 tr ans -HF0-1234z e 物流 (25), 塔釜 得到含有 cis-HF0-1234ze的物流 ( 24), 物流 ( 24) 循环至第三反应器 (8)。

上述第三反应器(8 )的反应温度优选为 180〜220°C, 反应压力优选为 0〜1. 0MPa。 上述第五分离塔 (9) 的分离压力优选为 0. 3〜0. 5MPa, 分离温度优选为 50〜100 。C。 第五分离塔 (9) 的塔顶最好采用冷媒冷却, 冷媒温度为 -10〜- 30°C。

本发明使用的氟化催化剂优选为含铁的氟氧化 铬催化剂;在含铁的氟氧化铬催化剂 中,铬占活性金属的质量百分比优选为 80〜100%;含铁的氟氧化铬催化剂可进一步含有 其他活性金属, 其他活性金属优选自 Mg、 Zn、 A1和 La中的一种、 两种、 三种或四种的 金属。

本发明使用的异构化催化剂优选为氟氧化铬催 化剂和 /或三氟化铝催化剂。

本发明使用的催化剂, 其物理性状不是关键, 例如包括圆球、 片状和颗粒状。 虽然 不是必要的, 在使用前催化剂最好经氟化处理, 可以使用 HF先处理, 认为这样可以使 催化剂表面的某些氧化物转化为氟化物。 此预处理可以将催化剂与 HF在合适的催化剂 反应器中来实现, 这可以通过在一定温度下, 约 200〜300°C, 将无水 HF通过催化剂处 理 15〜400分钟。 其制备见中国专利 CN 1408476。

为解决反应过程中烯烃容易聚合结碳的问题, 本发明往反应器中通入氧化性气体, 优选通入氧气。 氧化性气体的加入量优选为 HCC_240fa的 0. 1_20%。

本发明中使用的反应器、 蒸馏塔以及他们相关的原料输送管、 排放管以及相关单元 应该由耐腐蚀材料构成, 典型的耐腐蚀材料包括含镍合金、 不锈钢以及镀铜钢等。 附图说明

图 1、 图 2和图 3为工艺流程图, 其中图 1、 图 2和图 3的物流如下:

设备: 1、 第一反应器, 2、 第一分离塔, 3、 第二反应器, 4、 第二分离塔, 5、 静置罐, 6、 第三分离塔, 7、 第四分离塔, 8、 第三反应器, 9、 第五分离塔。

物流:

10、 包含无水 HF和 HCC_240fa的原料物流, 11、 反应产物流, 12、 含有 HC1的物 流, 13、 含有 HFC_245fa、 HCFC_1233zd和 HF的物流, 14、 氧化性气体, 15、 反应产物 流, 16、含有 HC1和 trans-HF0-1234ze的物流, 17、含有 cis- HFO- 1234ze、 HFC- 245fa、 HCFC_1233zd、 HCFC-244fa 和 HF 的物流, 18、 基本上为 HF 的物流, 19、 含有 cis- HFO- 1234ze、 HFC- 245fa和 HCFC- 1233zd 的物流, 20、 基本上为 cis- HFO- 1234ze 的物流, 21、 含有 HFC_245fa和 HCFC_1233zd的物流, 22、 HFC_245fa物流, 23、 含有 HCFC-1233zd的物流, 24、 含有 cis- HFO- 1234ze的物流、 25、 trans- HF0-1234ze物流, 26、 含有 trans-HF0-1234ze和 cis- HFO- 1234ze的物流。 具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说 明,但并不将本发明局限于这些具体 实施方式。 本领域技术人员应该认识到, 本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的 所有备选方案、 改进方案和等效方案。 实施例 1 气相氟化催化剂的制备

将 l 的 ZnCl 2 、 13g的 Al (N0 3 ) 3 · 9H 2 0、 lg的 FeCl 3 · 9H 2 0、 360g的 10%CrCl 3 溶液通 过共沉淀法得到氢氧化物, 对其进行烧成, 之后经 HF处理得到的混合金属氟化物盐, 将 15ml放入蒙乃尔合金反应器中,在 400°C下通入 4小时的氯气,用氮气除掉残留的氯。 然后降至合适的反应温度, 就可以通入反应气进行反应。 实施例 2 联产制备 Trans-HF0-1234ze和 HFC-245fa

以 050mm的不锈钢管为第一反应器(1 ), 往其中加入实施例 1制备的催化剂, 控制 反应条件为: 反应温度 200°C, 反应压力 0. 4MPa, 空速 600h— 240fa : HF : 0 2 的摩尔配 比为 1 : 10 : 0. 03。生成的反应产物流(11 )中主要组分的选择性为: HF0_1233zd为 91. 32%, HF0-1234ze为 1. 06%, HFC- 245fa为 4. 90%, HCFC- 244fa为 2. 72%。 HCC- 240fa转化率为 95. 8%。

将反应产物流 (11 ) 加入第一分离塔 (2 ) 分离, 分离塔 (2 ) 的塔釜 30升, 直径 25mm,高度 5. 6米, 操作条件控制为: 塔釜温度 70°C, 压力 0. 4MPa, 冷媒温度 _30°C。 分离后塔顶处形成的物流 (12 ) 中主要组分摩尔含量为: HC1 为 97. 32%, HF0-1233zd 为 1. 0%, HF为 0. 90%, 塔釜处形成的物流 (13 ) 中主要组分摩尔含量为: HF为 89. 2%, HF0-1233zd为 9. 12%, HFC- 245fa为 0. 89%。

将物流 (13 ) 加入第二反应器 (3 ) , 往其中加入实施例 1制备的催化剂, 控制反 应条件为: 反应温度 360°C, 反应压力 0. 3MPa, 空速 400h— 有机相与氧气摩尔数之比 为 1 : 0. 05。生产的反应产物流 ( 15 )中主要组分摩尔含量为: E- HF0_1234ze为 48. 15%, Z- HF0-1234ze为 21· 01%, E- HF0-1233zd为 13. 97% Z_ HF0-1233zd为 3. 59%, HFC-245fa 为 11. 62%, HCFC-244fa为 1. 51%

将反应产物流(15 )加入第二分离塔(4)分离, 控制分离条件为: 塔釜温度 70°C 压力 0. 3MPa, 冷媒温度 -30 °C, 形成塔顶物流 (16 ) 中主要组分摩尔含量为: E- HF0-1234ze为 33. 2%, Z- HFO- 1234ze为 8. 56%, HC1为 55%; 形成的塔底物流 ( 19) 中 主要组分摩尔含量为: HF为 87. 4%, E- HF0-1234ze为 0. 45%, Z- HFO- 1234ze为 2. 06%, HFC-245fa为 1. 99%, 0 0 E- HF0-1233zd为 5. 4%, Z- HF0-1233zd为 1. 90%

将塔底物流 (19) 加入第三分离塔 (6 ) 分离, 控制分离条件为: 塔釜温度 70°C 压力 0. 5MPa, 塔顶冷媒温度 0 °C, 形成塔顶物流 (20 ) 中主要组分摩尔含量为: Z- HF0-1234ze为 99. 10%; 形成的塔底物流 (21 ) 中主要组分摩尔含量为: HFC_245fa为 25. 17% E- HF0-1233zd为 52. 3%, Z- HF0-1233zd为 12. 89%

将塔底物流 (21 ) 加入第四分离塔 (7 ) 分离, 控制分离条件为: 塔釜温度 70°C 压力 0. 5MPa, 塔顶冷媒温度 15°C, 塔顶处形成以 HFC_245fa为主的物流 (22 ) , 其中 HFC_245fa占物流 (22 ) 的摩尔含量为 99. 26%。 塔釜处形成物流 (23 ) , 其主要组分摩 尔含量为: E- HF0-1233zd为 78. 3%, Z- HF0-1233zd为 19. 33%

将第三分离塔 (6 ) 的塔顶物流 (20) 加入第三反应器 (8 ) 中进行异构化反应, 反 应温度为 200°C, 原料空速为 80 h" 1 , 生成的塔釜物流 (26 ) 中主要组分摩尔含量为: E- HF0-1234ze为 85. 5% Z- HFO- 1234ze为 14. 5%

再将第三反应器 (8 ) 的塔底物流 (26 ) 送入第五分离塔 (9), 操作条件为: 塔釜 温度 70°C,压力 0. 5MPa,塔顶冷媒温度 _20°C,塔顶部得到 tr a n S -HF0-1234ze物流(25 其中 trans-HF0_1234ze占物流(25 ) 的摩尔含量为 99. 94%, 塔底部得到物流(4) , 其 主要组分摩尔含量为: Z- HF0_1234ze为 98. 36% 实施例 3 HCFC-1233zd的制备

在 050 的不锈钢管中, 催化剂为实施例 1所示的催化剂, 如实施例 1所示的处理 完毕后, 装填量为 50ml, 先将 HCC_240fa、 无水 HF和 0 2 通入预热罐, 在 220°C充分预 热混合后,进入反应器进行反应,无水 HF HCC_240fa和氧气的摩尔数比为 10: 1 0. 02, 空速 700h— 反应温度 180 260°C,反应压力 0. 3MPa,离开反应器的产物用 GOMS分析, 结果汇总于表 1中。

表 1 温度对比

HCC-240fa转 出口产物选择性

反应温度

化率 HF0-1233zd HF0-1234ze HFC-245fa HCFC-244fa

180°C 87% 93. 44% 0. 75% 1. 56% 4. 25%

200 °C 94. 5% 91. 5% 1. 25% 3. 74% 3. 51%

220V 96. 2% 90. 68% 1. 46% 4. 82% 3. 04%

240 V 96. 4% 81. 55% 1. 35% 14. 26% 2. 84%

260 V 75. 64% 1. 52% 20. 78%% 2. 06% 实施例 4 HCFC-1233zd的制备

在 050mm的不锈钢管中, 催化剂为实施例 1所示的催化剂, 如实施例 1所示的处理 完毕后, 装填量为 50ml, 先将 HCC_240fa、无水 HF通入预热罐, 在 220°C充分预热混合 后, 加入反应器进行反应, 反应温度为 220°C, 空速 700h— 反应压力 0. 3MPa, 改变 HF 与 HCC-240fa摩尔配比数, 离开反应器的产物用 GC-MS分析, 结果汇总于表 2中。

表 2 投料比对比

实施例 5 HCFC-1233zd的制备

在 050mm的不锈钢管中, 催化剂为实施例 1所示的催化剂, 如实施例 1所示的处理 完毕后, 装填量为 50ml, 先将 HCC_240fa、无水 HF和氧气通入预热罐, 在 220°C充分预 热混合后, 再在不同空速下通入 HCC_240fa、 和无水 HF的混合气, 反应温度为 220°C, 240fa: 无水 HF: 0 2 的摩尔配比数 10: 1 : 0. 005, 反应压力 0. 3MPa, 结果汇总于表 3中。

表 3 反应空速对比

实施例 6 HCFC-1233zd的制备

在 050mm的不锈钢管中, 催化剂为实施例 1所示的催化剂, 如实施例 1所示的处理 完毕后, 装填量为 50ml, 先将 HCC_240fa、无水 HF和氧气通入预热罐, 在 220°C充分预 热混合后, 再在各种反应温度下通入 HCC_240fa、 和无水 HF的混合气, 反应温度为 220 °C, 240fa :无水 HF : 0 2 的摩尔配比数 10 : 1 : 0. 005, 空速 700h— 结果汇总于表 4中。 表 4 反应压力对比

实施例 7 HF0-1234ze的制备

以 050mm的不锈钢管为第二反应器(3), 催化剂为实施例 1所示的催化剂, 如实施 例 1所示的处理完毕后, 装填量为 50ml,将第一分离塔塔釜形成的含有 HCFC_1233zd和 HF的物流 (13 ) 和 0 2 先通入预热罐, 在 30CTC充分预热混合后, 进入第二反应器 (3 ) 进行反应, 有机相与氧气摩尔数之比为 1 : 0. 05, 空速 400h— 反应压力 0. 3MPa,反应温 度对比如表 5所示。

反应温度对比

实施例 8 HF0-1234ze的制备

以 050mm的不锈钢管为第二反应器(3), 催化剂为实施例 1所示的催化剂, 如实施 例 1所示的处理完毕后,装填量为 50ml,将第一分离塔(2 )塔釜处形成的含 HCFC_1233zd 和 HF的物流(13 )和 0 2 先通入预热罐, 在 30CTC充分预热混合后, 进入第二反应器(3 ) 进行反应, 有机相与氧气摩尔数之比为 1 : 0. 05, 空速 400h— 1 ,反应温度 36CTC,反应压力 对比如表 6所示.

表 6 反应压力对比

反应压 出口有机物摩尔数含量 (%)

有机相组成

力 HF0-1234ze HF0-1233zd

(mol%) HFC-245fa HCFC-244fa

MPa E Z E Z 0.2 49.07 22.42 13.84 3.67 10.24 0.76

0.3 48.15 21.01 13.97 3.59 11.62 1.51

0.4 42.05 16.04 13.05 3.47 23.85 2.82

0.5 37.29 13.48 13.04 3.06 30.09 3.04 0> 0 I~ 0.6 31.05 10.94 13.16 3.48 38.52 2.85 实施例 9 第一分离塔(2)精馏操作, 分离轻组分 HC1

将第一反应器中生成的反应产物流 (11) 加入第一分离塔 (2) 进行精馏, 反应产 物流 (11) 中主要成分的摩尔含量为 HF 45.1% HC1 48.94%, HCFC- 1233zd 5.06%其它有 机相 5.96%。 不同温度和压力下的分离效果见表 7

分离塔 (2) 分离对比

实施例 10 第二分离塔(4)精熘操作,分离 trans-HF0-1234ze

将第二反应器中生成的反应产物流 (15) 加入第二分离塔 (4) 进行精馏, 反应产 物流 (15) 中主要成分的摩尔含量为: HF 44.15% HC1 27.78% HF0-1234ze22.14%, HCFC-1233zd 4.41%, HFC- 245fa 1.25%。 不同温度和压力下的分离效果见表 8

第二分离塔 (4) 分离对比

塔釜温度 压力 冷媒温度 塔顶有机相组成摩尔含量 (%)

(°C) (MPa) (°C) E-HF0-1234ze Z- HF0-1234ze E- HF0-1233zd HFC-245fa

0.3 97.91 0.21 1.34 0.54

50 0.4 -40 98.52 0.16 1.03 0.29

0.5 99.15 0.08 0.64 0.13

50 98.52 0.16 1.03 0.29

60 0.4 -40 94.32 0.69 3.79 1.05

70 89.77 1.01 6.25 2.97 -30 95. 59 0. 48 2. 85 0. 96

50 0. 4 -40 98. 52 0. 16 1. 03 0. 29

-50 99. 04 0. 09 0. 83 0. 04 实施例 11 第三分离塔(6)精熘操作,分离 cis-HF0-1234 ze

将从静置罐 (5 ) 中生成的反应产物流 (19) 加入第三分离塔 (6 ) 进行精馏, 反应 产物流(19)中主要成分的摩尔含量为: Z-HF0-1234ze 49. 87%, Z- HF0-1233zd 26. 51%, E- HF0-1233zd 6. 46%, HFC- 245fa 12. 67%。 不同温度和压力下的分离效果见表 9。

表 9 第三分离塔 (6 ) 分离对比

实施例 12 第四分离塔(7)精熘操作, 分离 HFC-245fa

将从第三分离塔 (6 ) 中生成的塔釜产物流 (21 ) 加入第四分离塔 (7 ) 进行精馏, 塔釜产物流 (21 ) 中主要成分的摩尔含量为: HFC_245fa 50. 82%, Z- HF0_1233zd 39. 42% , E- HF0-1233zd 9. 76%。 不同温度和压力下的分离效果见表 10。

第四分离塔 (7 ) 分离对比

塔釜温度 压力 塔顶冷媒 塔顶有机相组成摩尔含量 (%)

( °C ) (MPa) 温度 (°c ) HFC-245fa E-HF0-1233zd Z-HF0-1233zd

0. 3 95. 35 3. 49 1. 16

70 0. 4 15 97. 94 1. 28 0. 78

0. 5 99. 26 0. 53 0. 21

70 99. 26 0. 53 0. 21

80 0. 5 15 97. 35 1. 79 0. 86

90 94. 29 3. 97 1. 74

20 92. 34 6. 49 1. 17

70 0. 5 15 99. 26 0. 53 0. 21

10 99. 40 0. 46 0. 14 实施例 13 cis-1234ze异构化合成 trans-1234ze

第三反应器(8) 的反应压力控制为 0.4MPa, 加入第三反应器(8) 的物流(20) 的 主要主要成分的摩尔含量为: Z-HF0_1234ze 99.10%, Z- HF0_1233zd 0.71%, E_ HF0-1233zd 0.03%, HFC_245fa 0.16%。。 不同温度和空速下, 物流 (26) 中主要成分的 摩尔含量见表 11。

表 11 第三反应器 (8) 对比

CO CO 实施例 14 第五分离塔(9), 分离 E-1234ze

将物流 (26) 加入第五分离塔 (9) 进行精馏, 物流 (26) 的主要主要成分的摩尔 含量为: E-HF0-1234ze 85.5%, Z- HFO- 1234ze 14.5%。 分离数据如表 12。

表 12 第五分离塔 (9) 分离对比

塔釜温度 冷媒温度 反应器出口有机相组成摩尔含量 (%)

(°C) (°C) E- HF0-1234ze Z- HF0-1234ze

60 94.67 5.33

70 -20 99.94 0.06

80 99.95 0.05

-30 99.95 0.05

70 -20 99.94 0.06

-10 13.02