ES2552044T3 - Proceso para la preparación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno - Google Patents

Proceso para la preparación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno Download PDF

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Abstract

Un proceso para la preparación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (1234yf) que comprende: (a) poner en contacto 1,1,1-trifluoro-2,3-dicloropropano (243db) con fluoruro de hidrógeno (HF) en presencia de un catalizador de cinc/cromia a presión superatmosférica para producir un compuesto que tiene la fórmula CF3CHFCH2X, en la que X es Cl o F; y (b) deshidrohalogenar el compuesto de fórmula CF3CHFCH2X para producir 1234yf.

Description

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02-11-2015
método adecuado conocido en la técnica. Algunos métodos adecuados incluyen técnicas de difracción de rayos X (XRD). Cuando se usa difracción de rayos X, la cantidad de material cristalino tal como la cantidad de óxido de cromo cristalino se puede determinar por referencia a una cantidad conocida de grafito presente en el catalizador (por ejemplo, el grafito usado en la producción de microgránulos de catalizador) o, más preferentemente, por
5 comparación de la intensidad de los patrones de XRD de los materiales de muestra con materiales de referencia preparados a partir de patrones adecuados reconocidos internacionalmente, por ejemplo materiales de referencia del NIST (Instituto Nacional de Patrones y Tecnología).
Los catalizadores de cinc/cromia de la invención tienen por lo general un área superficial de al menos 50 m2/g y preferentemente de 70 a 250 m2/g y lo más preferentemente de 100 a 200 m2/g antes de que se sometan a tratamiento previo con una especie que contiene fluoruro tal como fluoruro de hidrógeno o un hidrocarburo fluorado. Durante este pretratamiento, que se describe con mayor detalle posteriormente en el presente documento, al menos algunos de los átomos de oxígeno del catalizador se reemplazan con átomos de flúor.
15 Los catalizadores de cinc/cromia de la invención tienen por lo general un equilibrio ventajoso de niveles de actividad y selectividad. Preferentemente, también tienen un grado de robustez química que significa que tienen una vida útil de trabajo relativamente larga. Los catalizadores de la invención también tienen preferentemente una resistencia mecánica que permite una manipulación relativamente fácil, por ejemplo se pueden cargar a reactores o descargar de los reactores usando técnicas conocidas.
Los catalizadores de cinc/cromia de la invención se pueden proporcionar en cualquier forma adecuada conocida en la técnica. Por ejemplo, se pueden proporcionar en forma de microgránulos o gránulos de tamaño apropiado para su uso en un lecho fijo o un lecho fluido. Los catalizadores pueden estar soportados o sin soportar. Si el catalizador está soportado, algunos soportes adecuados incluyen AlF3, alúmina fluorada o carbón activado.
25 Los catalizadores de cinc/cromia de la invención incluyen formas promovidas de tales catalizadores, incluyendo las que contienen una mejora de la acidez y/o basicidad de Lewis y/o Brönsted.
Los catalizadores amorfos que se pueden usar en la presente invención se pueden obtener mediante cualquier método conocido en la técnica para producir catalizadores amorfos basados en cromia. Algunos métodos adecuados incluyen precipitación conjunta a partir de soluciones de nitratos de cinc y cromo con la adición de hidróxido de amonio. Alternativamente, se puede usar impregnación superficial del cinc o de un compuesto del mismo sobre un catalizador de cromia amorfo.
35 Otros métodos para preparar los catalizadores de cinc/cromia amorfos incluyen, por ejemplo, reducción de un compuesto de cromo (VI), por ejemplo un cromato, dicromato, en particular dicromato de amonio, a cromo (III), mediante cinc metálico, seguido de precipitación conjunta y lavado; o mezcla en forma de sólidos de un compuesto de cromo (VI) y un compuesto de cinc, por ejemplo acetato de cinc u oxalato de cinc y calentamiento de la mezcla a alta temperatura con el fin de efectuar la reducción del compuesto de cromo (VI) a óxido de cromo (III) y oxidar el compuesto de cinc a óxido de cinc.
El cinc se puede introducir en y/o sobre el catalizador de cromia amorfo en forma de un compuesto, por ejemplo un haluro, oxihaluro, óxido o hidróxido dependiendo al menos hasta cierto punto de la técnica de preparación del catalizador empleada. En el caso en que la preparación del catalizador amorfo sea mediante impregnación de
45 cromia, cromia halogenada u oxihaluro de cromo, el compuesto es preferentemente una sal soluble en agua, por ejemplo un haluro, nitrato o carbonato y se emplea en forma de una solución o suspensión acuosa. Alternativamente, se pueden precipitar conjuntamente los hidróxidos de cinc y cromo (por ejemplo mediante el uso de una base tal como hidróxido sódico o hidróxido de amonio) y a continuación convertirse en los óxidos para preparar el catalizador amorfo. La mezcla y molienda de un compuesto de cinc insoluble con el catalizador de cromia básico proporciona un método adicional de preparación del precursor del catalizador amorfo. Un método para preparar un catalizador amorfo basado en oxihaluro de cromo comprende añadir un compuesto de cinc a un haluro de cromo hidratado.
La cantidad de cinc o de un compuesto de cinc introducida en el precursor del catalizador amorfo depende del
55 método de preparación empleado. Se cree que el catalizador de trabajo tiene una superficie que contiene cationes de cinc localizados en una celdilla que contiene cromo, por ejemplo una celdilla de óxido, oxihaluro o haluro de cromo. De este modo, la cantidad de cinc o de un compuesto de cinc requerida es generalmente inferior para catalizadores preparados por impregnación que para catalizadores preparados por otros métodos tales como precipitación conjunta, que también contienen el cinc o el compuesto de cinc en ubicaciones no superficiales.
Cualquiera de los métodos mencionados anteriormente, u otros métodos, se pueden emplear para la preparación del catalizador amorfo que se puede usar en el proceso de la presente invención.
Los catalizadores de cinc/cromia que se describen en el presente documento se estabilizan por lo general mediante
65 tratamiento térmico antes de su uso de modo que sean estables en las condiciones ambientales a las que se exponen en uso. Esta estabilización es a menudo un proceso de dos etapas. En la primera etapa, el catalizador se
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