[发明专利]在卤代烷化合物生产过程中避免副产物生成的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年6月3日提交的共同拥有且共同未决的美国临时专利申请序号61/492918的国内优先权，其公开内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于生产卤代烷化合物的方法，更具体地说，涉及用于生产1，1，1，3，3-五氯丙烷(HCC-240fa)的改进方法。本发明还用于生产其它卤代烷化合物，如HCC-250和HCC-360。

背景技术

化合物1，1，1，3，3-五氯丙烷(HCC-240fa)是用于生产1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)的原料，HFC-245fa是非臭氧消耗性的化学制剂，并可用作发泡剂、能量传递介质等等。用于制备有用的卤代烷(如HCC-240fa)的加成反应在本领域中是已知的。例如，美国专利6313360号教导了生产HCC-240fa的方法，其通过在催化剂混合物存在和足以产生含HCC-240fa的产物混合物的条件下使四氯化碳(CCl₄)与氯乙烯单体(H₂C＝CHCl或VCM)反应来进行，所述催化剂混合物包含有机磷酸酯、例如磷酸三丁酯(TBP)，金属铁和氯化铁。然后，通过将其与反应物、催化剂和副产物分离来回收所述240fa产物。还可参见美国专利5902914、6187978和7,102,041。还可参见，美国专利公开2008/0091053号，以及EP专利公开729932号。所有这些参考文献的公开内容通过引用方式并入本文。

VCM是一种液化的气体，并且是HCC-240fa生产中可能产生的不期望的固体副产物聚氯乙烯(PVC)的前体。实际上，观察到向包含CCl₄、TBP和Fe⁰的反应器中加入液体VCM导致显著的放热和过量的固体材料特征的PVC形成。形成PVC的不利影响包括：

(1)收率损失；

(2)热管理困难，以及；

(3)降低的催化剂活性(铁颗粒可能被PVC包住)。

因此，本申请人已认识到需要一种手段，通过该手段能够避免在HCC-240fa生成过程中的PVC形成。本发明解决了这个问题。

发明内容

本发明涉及生产卤代烷化合物的方法，并且更具体地步及生产1，1，1，3，3-五氯丙烷(HCC-240fa)化合物的改进方法。本发明还可用于制备其它卤代烷化合物的生产过程，如HCC-250和HCC-360。

在一种实施方式中，本发明涉及制备HCC-240fa的改进方法。本发明提供在HCC-240fa生产期间，避免聚氯乙烯形成的方法和系统，其中VCM通过扩散装置，例如浸入管(dip tube)、海绵式气体扩散器等，作为蒸气而不是液体给料入反应器中，以进一步增加VCM蒸气和CCl₄之间的接触表面。

在一种实施方式中，VCM蒸气通过浸入管给料入预装有CCl₄、TBP和铁粉的反应器中。用这种方式，VCM蒸气和CCl₄之间的接触表面增加，这提高了反应性。在另一种实施方式中，VCM蒸气通过海绵式气体扩散器给料入预装有CCl₄、TBP和铁粉的反应器中以进一步提高VCM蒸气和CCl₄之间的接触表面。气体扩散器可由玻璃或与反应混合物相容的任何金属制造。

在一个方面，本发明提供了改进的HCC-240fa生产方法，其包括：

(a)提供连续的CCl₄液体料流和连续的VCM蒸气料流；

(b)在由金属铁和磷酸三丁酯组成的催化剂混合物存在下，在足以产生HCC-240fa的条件下，通过使四氯化碳和氯乙烯反应在反应器中产生产物流；以及，

(c)从步骤(b)的所述产物流回收HCC-240fa。

根据本发明的另一方面，提供了生产HCC-240fa的系统。该系统包括：

(1)进料输送装置，在其中提供连续的CCl₄液体料流和连续的VCM蒸气料流；

(2)反应器，在其中四氯化碳和氯乙烯在由金属铁和磷酸三丁酯组成的催化剂混合物存在下，在足以产生HCC-240fa产物流的条件下反应，以及

(3)一个或多个闪蒸塔，在其中HCC-240fa可以被分离和纯化作为最终产品。

本发明还可用于制备其它卤代烷化合物的过程，如HCC-250和HCC-360：