[发明专利]一种合成1,1,1,2,2‑五氟丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成1,1,1,2,2-五氟丙烷的方法，尤其涉及在金属卤化物的催化下，氟化氢与2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷液相氟化合成1,1,1,2,2-五氟丙烷。

背景技术

随着近几年全球气候变暖问题日益严峻，第三代制冷剂面临被淘汰或被提前淘汰。世界各国都在积极开发性能优异的第四代新型环保制冷剂。1,1,1,2,2-五氟丙烷(HFC-245cb)作为第四代制冷剂中的组分之一，其市场前景看好。

中国专利CN103483140A报道了在Cr/Co催化剂催化下，气相氟化三氟丙烷(HCFC-243db)合成HFC-245cb，反应温度为325℃，HCFC-243db 100％转化，不过HFC-245cb的选择性只有11.4％。美国专利US8309774报道了在Ni-Cr/AlF3催化剂催化下，气相氟化2-氯-3，3，3三氟丙烯(HCFC-1233xf)合成HFC-245cb，反应温度为352℃，反应产物为2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)和HFC-245cb的混合物，其中HFC-245cb的含量在27.5％～33.8％，两种产物分布受热力学平衡控制。以上两件专利，HFC-245cb的选择性均较低，反应温度也非常高，反应条件苛刻。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的不足，提供一种反应选择性高、反应条件温和的合成1,1,1,2,2-五氟丙烷的方法。

为了实现本发明的目的，本发明的合成1,1,1,2,2-五氟丙烷的方法，采用的技术方案为：在金属卤化物的催化下，氟化氢与2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(HCFC-244bb)液相氟化合成1,1,1,2,2-五氟丙烷，2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷与HF的摩尔比为0.01～1:1，2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷的投料量与金属卤化物的摩尔比为0.1～5:1，反应温度为50℃～180℃，其中金属卤化物为SbCl₅、SbF₅、SbCl₃F₂、SbCl₂F₃、NbCl₅、TaCl₅、NbF₅或TaF₅。

本发明中优选的金属卤化物为SbCl₅、SbCl₃F₂、SbCl₂F₃或TaCl₅。

本发明的合成HFC-245cb的方法可以间歇或连续进行。在间歇方法中，HF和HCFC-244bb一次性加入至反应器，升至相应的反应温度，优选的反应条件为：HCFC-244bb与HF的投料摩尔比为0.01～0.1:1，HCFC-244bb的投料量与金属氟化盐的摩尔比为0.1～5：1，反应温度为50℃～180℃，反应时间为1h～10h。在连续方法中，HF和HCFC-244bb连续进入反应器，优选的反应条件为：HCFC-244bb与HF的摩尔比为0.2～0.5:1，HCFC-244bb的投料量与金属氟化盐的摩尔比为0.25～1:1，反应温度为80℃～150℃，在连续法中，为了维持催化剂的活性，可以连续通入氯气。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)反应选择性高，该反应无明显副产物，HFC-245cb的选择性接近100％；(2)反应条件温和，反应温度在50℃～180℃，远低于文献报道的325℃。

具体实施方式

下列结合实施例对本发明进一步详述说明，但并不限制本发明的范围。

实施例1

间歇液相氟化反应在带搅拌的1L不锈钢高压釜中进行，在高压釜的上方装有蒸馏塔和回流冷凝器，利用此装置通过定期排压维持反应压力在一定范围，使用油锅对反应釜进行加热。向反应釜中依次投入21.6g SbF₅、40g HF和15g HCFC-244bb，反应温度为50℃，通过排除HCl稳定反应压力为1.0MPa，反应5h后降温。取样经水洗除酸后气相色谱分析，结果表明HCFC-244bb的转化率为93.2％，HFC-245cb的选择性为100％。

实施例2