[发明专利]2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的制备方法，尤其涉及一种在氟化催化剂的存在下，以1，1，1，2，2-五氯丙烷(HCC-240ab)或2，3，3，3-四氯丙烯为原料，经两步气相氟化反应得到2，3，3，3-四氟丙烯的制备方法。

背景技术

目前，1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)广泛应用于移动空调制冷系统，由于其温室效应潜值(GWP)为1430，会造成全球气候变暖，需要开发新的替代品以适应环境的需要。

2，3，3，3-四氟丙烯，臭氧损耗潜值(ODP)为零，GWP为4，大气寿命仅为11天，具有优良的物化性能，被认为是直接替代HFC-134a的经济型方案。美国专利US2009024009公开了一种合成HFO-1234yf的方法。该方法以1，1，2，3-四氯丙烯或HCC-240db为原料，首先在Cr₂O₃催化剂的存在下，在第一反应器中进行HF气相氟化1，1，2，3-四氯丙烯，得到2-氯-3，3，3-三氟丙烯(HCFC-1233xf)，然后在SbCl₅作用下，在第二反应器中液相氟化HCFC-1233xf得到2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷(HCFC-244bb)，最后在第三反应器中HCFC-244bb在CsCl/MgF₂存在下，350℃～550℃脱氯化氢得到HFO-1234yf。但是该方法反应步骤较多，共有三步反应，而且第二步反应为液相反应，需分离中间产物HCFC-244bb，作为第三步反应的原料。。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的不足，提供了一种以1，1，1，2，2-五氯丙烷或2，3，3，3-四氯丙烯为原料，无需中间产物的分离，反应步骤较少的2，3，3，3-四氟丙烯的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明以1，1，1，2，2-五氯丙烷(HCC-240ab)或2，3，3，3-四氯丙烯为原料，采用气相催化氟化法制备HFO-1234yf，发生的主要反应如下：

CCl₃CCl₂CH₃+3HF——→CF₃CCl＝CH₂+4HCl    (1)

CCl₃CCl＝CH₂+3HF——→CF₃CCl＝CH₂+3HCl    (2)

CF₃CCl＝CH₂+HF——→CF₃CFClCH₃      (3)

CF₃CFClCH₃——→CF₃CF＝CH₂+HCl      (4)

发生的主要副反应：

CF₃CFClCH₃+HF——→CF₃CF₂CH₃+HCl    (5)

本发明采用两个反应器，第一反应器主要进行氟化氢(HF)氟化HCC-240ab或2，3，3，3-四氯丙烯的反应，发生反应(1)和(2)，在合适的反应条件下，HCC-240ab或2，3，3，3-四氯丙烯的转化率≥90％，甚至可达到100％，主要产物为HCFC-1233xf；第二反应器主要进行HF氟化HCFC-1233xf的反应和HCFC-244bb、HFC-245cb脱氯化氢的反应，发生反应(3)和(4)，同时会发生HCFC-244bb氟化生成1，1，1，2，2-五氟丙烷(HFC-245cb)的副反应(5)和HFO-1234yf与HF加成生成HFC-245cb的副反应(6)。本发明将中间产物HCFC-244bb和HFC-245cb循环回第二反应器中反应以生成更多的HFO-1234yf。

本发明提供一种2，3，3，3-四氟丙烯的制备方法，包括以下步骤：