專利名稱：化學(xué)生產(chǎn)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)生產(chǎn)方法和系統(tǒng)的領(lǐng)域，更具體而言，涉及氫化烯烴的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
可以以包括例如通過消除反應(yīng)的多種方法制備氫化烯烴。使烯烴，特別是鹵代烯烴氫化可以證明是困難的，原因至少在于，使烯烴氫化的缺點(diǎn)是氫典型地跨過雙鍵加成，從而使化合物飽和。能夠在不使化合物飽和的情況下將氫加成到烯烴上可以是有利的。本發(fā)明提供用于使烯烴氫化的化學(xué)生產(chǎn)方法和系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供化學(xué)生產(chǎn)方法，所述方法包括取代不飽和鹵代烴的鹵素以制備不飽和氫化鹵代烴。
提供化學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含連接到第一容器和第二容器上的反應(yīng)區(qū)，容納不飽和鹵代烴的第一容器和容納氫化劑的第二容器，其中將所述系統(tǒng)配置成在反應(yīng)區(qū)內(nèi)使第一容器的不飽和鹵代烴接觸第二容器的氫化劑。
附圖
簡述附圖是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于制備組合物的示例性系統(tǒng)。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述下面參考描述系統(tǒng)10的圖描述化學(xué)生產(chǎn)方法和系統(tǒng)，系統(tǒng)10包含連接到鹵代烴容器12和氫化劑容器13上的反應(yīng)區(qū)11。系統(tǒng)10還包含產(chǎn)物回收容器14。
容器12的鹵代烴可以是C-2鹵代烴，并且在示例性實(shí)施方案中，所述鹵代烴可以是雜鹵代烴。例如，并且僅僅是示例，鹵代烴可以既包含F(xiàn)又包含Cl，并且作為另一個(gè)實(shí)例，鹵代烴可以既包含F(xiàn)又包含Br。在示例性實(shí)施方案中，鹵代烴還可以是例如， (C2F3Cl，CTFE)和/或 (C2F3Br，BTFE)。
根據(jù)示例性實(shí)施方案，可以將來自氫化劑容器13的氫化劑供應(yīng)到反應(yīng)區(qū)11中。根據(jù)示例性實(shí)施方案，氫化劑可以包含H，如H2?？梢詫⒎磻?yīng)區(qū)11通過獨(dú)立的導(dǎo)管連接到容器13和14上，其中將每一根導(dǎo)管配置成控制容器的內(nèi)容物向反應(yīng)區(qū)11的流動(dòng)。所述導(dǎo)管可以配備有例如，流量計(jì)。使用流量計(jì)，可以將鹵代烴和氫化劑以氫化劑與鹵代烴的某一摩爾比供應(yīng)到反應(yīng)區(qū)中。例如，所述氫化劑與鹵代烴的摩爾比可以是約0.66至約11。作為另一個(gè)實(shí)例，所述摩爾比可以是至少約0.66和/或所述摩爾比可以小于11。在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，所述摩爾比可以是至少約1.8。
反應(yīng)區(qū)11可以包含單個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器。在反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的反應(yīng)器可以由鎳合金構(gòu)成，如Inconel(Tevo Industries 9337 Ravenna Rd.Twinsburg，OH44087)管，所述管具有34cc(OD＝0.5″，長度＝14.125″，壁厚＝0.035″)的容積，配備有例如壓力計(jì)，減壓閥，氣體輸送用的Matheson氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)和/或蒸發(fā)器。
反應(yīng)區(qū)11可以在反應(yīng)器內(nèi)包含催化劑組合物。所述催化劑組合物可以包含催化劑載體和/或所述催化劑組合物可以包含活性炭。供應(yīng)到反應(yīng)區(qū)11內(nèi)的催化劑組合物可以包含Pd、Cu和/或Ni中的一種或多種，和/或所述催化劑組合物可以既包含Pd又包含Cu。在所述催化劑組合物既包含Pd又包含Cu時(shí)，所述組合物可以包含至少約0.6％(重量/重量)的Pd和/或所述組合物可以是至少約5.5％(重量/重量)的Cu。根據(jù)其它實(shí)施方案，所述催化劑組合物可以包含鎳并且鎳可以是組合物的至少約5％(重量/重量)。另外的催化劑組合物可以包括Pricat CZ 29/4，Al2O3，ZnO，CuO，(Synetix(PO Box 1，Billingham，Cleveland，TS23 1LB，UK)；在Takeda Carbon上的7％FeCl3(Life-Environment Company，12-10，Nlhonbashi 2-chamo Chuo-ku，Tokyo 103-8868，Japan)；FeCl3(自身，和/或ZnCl2(自身)；和獲自Engelhard(Chemical Catalysts Group，554 Engelhard Drive，Seneca，SC 29678)的那些，如0.6％Pd/5.5％Cu和/或Ni(Engelhard，在1.5mm碳上的5％Ni)。
在供應(yīng)分別來自容器12和13的鹵代烴和/或氫化劑之前，可以用催化劑組合物填充反應(yīng)區(qū)11的反應(yīng)器，并且將其加熱至某溫度和/或與還原劑中接觸足夠的時(shí)間以活化催化劑組合物。例如，可以進(jìn)行催化劑組合物的活化，歷時(shí)為約1小時(shí)至約24小時(shí)。典型地，在活化過程中，可以將反應(yīng)器內(nèi)的催化劑組合物加熱到約150℃至約300℃。在該過程中，還可以將催化劑組合物在約150℃至400℃的溫度的處理過程中斷續(xù)地再活化。
可以將鹵代烴和氫化劑在反應(yīng)器內(nèi)形成為混合物，并且可以將一部分混合物加熱到至少300℃。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案，可以將所述一部分加熱到約300℃至約400℃。還可以將所述一部分加熱至例如，大于約400℃。當(dāng)供應(yīng)0.1至10.0的還原劑/鹵代烴的摩爾比時(shí)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度還可以是150℃至475℃。反應(yīng)物可以駐留在反應(yīng)區(qū)11內(nèi)以提供約2至約20秒的接觸時(shí)間，并且還原劑流速可以是25-100cc/分鐘，而鹵代烴流速可以是8-410cc/分鐘。
可以獲取離開反應(yīng)器的產(chǎn)物和/或?qū)⑵湓诋a(chǎn)物回收容器14內(nèi)進(jìn)一步處理。例如，容器14可以包含一種裝置，如10％KOH洗滌器、燥石膏管和/或干冰/丙酮收集器。示例性產(chǎn)物包括但是不限于不飽和氫化鹵代烴，包括C-2氫化鹵代烴。例如，并且僅僅是示例，氫化鹵代烴可以既包含F(xiàn)又包含H。例如，在示例性實(shí)施方案中，氫化鹵代烴可以是三氟乙烯(C2F3H，TriFE)和/或 由此，可以使用系統(tǒng)10將不飽和鹵代烴的鹵素進(jìn)行取代以制備不飽和氫化鹵代烴。
示例性方案1和2說明了可以使用附圖的系統(tǒng)10進(jìn)行的示例性反應(yīng)。
根據(jù)上述方案(1)，可以使用在活性炭上的0.6％Pd/5.5％Cu催化劑填充因鋼管并且將其保持在400℃。可以將反應(yīng)物以4.5的H2/CTFE的摩爾比供應(yīng)到管中，并且使其接觸催化劑，接觸時(shí)間為9.6秒。如通過氣相色譜確定的，CTFE到TriFE的轉(zhuǎn)化率可以是約30.3％，并且選擇性可以是83.5％。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，可以使用Ni(Engelhard，在1.5mm碳上的5％Ni)催化劑填充因鋼管，并且將其保持在350℃?？梢詫⒎磻?yīng)物以0.66的H2/CTFE的摩爾比供應(yīng)到管中，并且使其接觸催化劑，接觸時(shí)間為11.2秒的。如通過氣相色譜確定的，CTFE到TriFE的轉(zhuǎn)化率可以是約50.1％并且選擇性可以是61.1％。
根據(jù)上述方案(2)，可以使用在活性炭上的0.6％Pd/5.5％Cu催化劑填充因鋼管并且將其保持在300℃?？梢詫⒎磻?yīng)物以4.5的H2/BTFE的摩爾比供應(yīng)到管中，并且可以使其接觸催化劑，接觸時(shí)間為19.6秒。如通過氣相色譜確定的，BTFE到TriFE的轉(zhuǎn)化率可以是72.3％，并且選擇性可以是87.0％。
根據(jù)再一個(gè)實(shí)施方案，可以使用Ni(Engelhard，在1.5mm碳上的5％Ni)催化劑填充因鋼管，并且將其保持在400℃?？梢詫⒎磻?yīng)物以1.8的H2/BTFE的摩爾比供應(yīng)到管中，并且可以使其接觸催化劑，接觸時(shí)間為12.9秒。如通過氣相色譜確定的，BTFE到TriFE的轉(zhuǎn)化率可以是96.8％并且選擇性可以是90.7％。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)生產(chǎn)方法，所述方法包括取代不飽和鹵代烴的鹵素以制備不飽和氫化鹵代烴。
2.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴包含F(xiàn)、Cl、Br和I中的一種或多種。
3.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴是C-2鹵代烴。
4.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴是雜鹵代烴。
5.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴既包含F(xiàn)又包含Cl。
6.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴既包含F(xiàn)又包含Br。
7.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴是C2F3Cl。
8.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴是C2F3Br。
9.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴是
10.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述鹵代烴是
11.權(quán)利要求1所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述取代包括將所述鹵代烴供應(yīng)到反應(yīng)器內(nèi)；將氫化劑供應(yīng)到所述反應(yīng)器內(nèi)；和從所述反應(yīng)器回收氫化鹵代烴。
12.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中將所述鹵代烴和所述氫化劑以一定的氫化劑/鹵代烴的摩爾比供應(yīng)到所述反應(yīng)器內(nèi)，所述摩爾比是約0.1至約11。
13.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中將所述鹵代烴和所述氫化劑以至少0.1的摩爾比供應(yīng)到所述反應(yīng)器內(nèi)。
14.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中將所述鹵代烴和所述氫化劑以小于11的摩爾比供應(yīng)到所述反應(yīng)器內(nèi)。
15.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中將所述鹵代烴和所述氫化劑以至少1.8的摩爾比供應(yīng)到所述反應(yīng)器內(nèi)。
16.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述氫化劑包含H。
17.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述氫化劑是H2。
18.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，所述方法還包括將催化劑組合物供應(yīng)到所述反應(yīng)器內(nèi)。
19.權(quán)利要求18所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述催化劑組合物包含催化劑載體。
20.權(quán)利要求18所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述催化劑組合物包含活性炭。
21.權(quán)利要求18所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述催化劑組合物包含Pd、Cu和/或Ni中的一種或多種。
22.權(quán)利要求18所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述催化劑組合物包含Pd和Cu。
23.權(quán)利要求22所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述Pd至少是所述組合物的約0.6％(重量/重量)。
24.權(quán)利要求22所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述Cu至少是所述組合物的約5.5％(重量/重量)。
25.權(quán)利要求18所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述催化劑組合物包含Ni。
26.權(quán)利要求25所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述Ni至少是所述組合物的約5％(重量/重量)。
27.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中所述反應(yīng)器由鎳合金構(gòu)成。
28.權(quán)利要求11所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，所述方法還包括在所述反應(yīng)器內(nèi)形成包含所述鹵代烴和所述氫化劑的混合物；并且將所述混合物的一部分加熱到至少約300℃。
29.權(quán)利要求28所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中將所述一部分加熱到約150℃至約400℃。
30.權(quán)利要求28所述的化學(xué)生產(chǎn)方法，其中將所述一部分加熱到至少約400℃。
31.一種化學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含連接到第一容器和第二容器上的反應(yīng)區(qū)，容納不飽和鹵代烴的第一容器和容納氫化劑的第二容器，將所述系統(tǒng)配置成在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)使第一容器的所述不飽和鹵代烴接觸第二容器的所述氫化劑。
32.權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述反應(yīng)區(qū)容納催化劑組合物，所述催化劑組合物包含Cu、Pd和Ni中的一種或多種。
33.權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述催化劑組合物包含至少0.6％(重量/重量)的Pd。
34.權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述催化劑組合物包含至少5.5％(重量/重量)的Cu。
35.權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述催化劑組合物包含至少5.0％(重量/重量)的Ni。
全文摘要
化學(xué)生產(chǎn)方法和系統(tǒng)。提供化學(xué)生產(chǎn)方法，所述方法包括取代不飽和鹵代烴的鹵素以制備不飽和氫化鹵代烴。提供化學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含連接到第一容器和第二容器上的反應(yīng)區(qū)，容納不飽和鹵代烴的第一容器和容納氫化劑的第二容器，其中將所述系統(tǒng)配置成在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)使第一容器的所述不飽和鹵代烴接觸第二容器的所述氫化劑。
文檔編號(hào)C07C17/42GK101035749SQ200580028788
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者V·赫德里克 申請(qǐng)人:大湖化學(xué)公司