[发明专利]1,1,1,3,3-五氟丁烷与氟化氢的共沸混合物的应用

说明书

本申请系申请日为2002年6月3日、申请号为02810803.5、发明名称为“1，1，1，3，3-五氟丁烷与氟化氢的类共沸组合物”的发明专利申请的分案申请。

参照的相关申请

本申请要求了在美国专利商标局于2001年6月1日申请的第60/295,049号临时申请的优先权，并在本文中引入作为参考。

发明领域

本发明涉及1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365)与氟化氢的共沸和类共沸组合物(azeotropic and azeotrope-like compositions)。

发明背景

基于氟碳化合物的流体已被广泛地应用于工业中的许多用途，包括作为制冷剂、气溶胶推进剂、发泡剂、传热介质和气态电介质。由于使用某些这种流体伴有可疑的环境问题，因而需要使用具有低或甚至零臭氧消耗力的流体，如含氟烃(＂HFC＂)。因此需要使用不包括含氯氟碳化合物(＂CFC＂)或含氯氟烃(＂HCFC＂)的流体。此外，需要使用单一成份流体或未经沸腾和蒸发分馏的共沸混合物。然而，由于共沸物的形成不易预测，因此新的、对环境安全的、不分级的混合物的辨别是复杂的。

工业上不断地寻找一种可替换CFC和HCFC的，并被认为是在环境方面较为安全的作为CFC和HCFC替代品的新的基于氟碳化合物的混合物。特别有意义的是包含1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365)和一种酸的组合物或混合物，两者都具有低臭氧消耗力。(HFC-365已为现有技术所熟知并公开于美国专利5,917,098、5,395,997、4,950,364和5,208,398中，上述专利在本文中引入作为参考。)这些混合物是本发明的主题。

发明内容

本发明涉及一种类共沸组合物，基本上由1，1，1，3，3-五氟丁烷和氟化氢组成。

本发明还涉及从1，1，1，3，3-五氟丁烷与氟化氢的共沸混合物中分离1，1，1，3，3-五氟丁烷的方法，包括以下步骤：

(A)在第一压力下蒸馏一种包含1，1，1，3，3-五氟丁烷与氟化氢的共沸混合物的混合物，制得富含1，1，1，3，3-五氟丁烷或氟化氢的第一塔顶馏出物和富含另一种成分的第一塔底流出物；和

(B)在第二压力下再蒸馏第一塔顶馏出物，制得富含第一塔底流出物中所富含的成分的第二塔顶馏出物和富含第一塔顶馏出液中所富含的成分的第二塔底流出物。

在本发明方法的一个实施方案中，第一蒸馏压力为约50到约400psia，第二蒸馏压力为约5psia到约50psia。

在本发明方法的一个实施方案中，第一蒸馏压力为约5psia到约50psia，第二蒸馏压力为约50psia到约400psia。

在本发明方法的一个实施方案中，蒸馏步骤(A)使用与再蒸馏步骤(B)不同的蒸馏塔。

本发明还涉及一种从含有1，1，1，3，3-五氟丁烷和至少一种杂质的混合物中提取1，1，1，3，3-五氟丁烷的方法，该方法包括将氟化氢加入到含有1，1，1，3，3-五氟丁烷和至少一种杂质的混合物中，所加氟化氢的量足以形成1，1，1，3，3五氟丁烷与氟化氢的类共沸组合物，其后将类共沸组合物与杂质分离。

优选实施方式详述

本发明人开发出几种组合物，它们能够满足对CFC和HCFC替代物的不断需求。在一个实施方式中，本发明提供了包含1，1，1，3，3-五氟丁烷(＂HFC-365mfc＂)和氟化氢(＂HF＂)的类共沸组合物(azeotrope-like compositions)。

已知共沸混合物的组成随压力的变化而变化，因为共沸混合物中组分的相对浓度随压力而变化。然而，特定共沸混合物随压力变化的程度是不可预测的。因此，也不能预知共沸混合物中两种具有相近沸点的化合物是否可以通过利用压力变化作用的蒸馏方法来分离(例如变压蒸馏(pressure swing distillation))。

申请人已发现，当1，1，1，3，3-五氟丁烷/氟化氢类共沸组合物所处的压力改变时，该类共沸组合物成分的相对浓度变化到一个很显著的程度，超出了本领域普通技术人员的预期。这种显著的组成差别促进了分离，因为在某些优选的实施方式中，在一种压力下蒸馏时1，1，1，3，3-五氟丁烷或氟化氢会在馏出物中浓缩，接着，在不同压力下蒸馏该馏出物时，会浓缩在底部残余物中。这样，可以通过底部残余物由混合物除去该成分。

因为这些压力包含在传统蒸馏设备的操作参数中，因此实施本发明的方法可以应用现有设备而只要少许或不需要改进。