Brevet FR3046163A1 (20170630)
REVENDICATIONS1. Procédé de purification du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène (1234yf) à partir d'une première composition comprenant du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène et chlorométhane (40), ledit procédé comprenant les étapes de: a) mise en contact de ladite première composition avec au moins un agent d'extraction organique pour former une seconde composition ; b) distillation extractive de ladite seconde composition pour former : i) une troisième composition comprenant ledit agent d'extraction organique et le chlorométhane (40); et ii) un courant comprenant le 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène (1234yf), c) récupération et séparation de ladite troisième composition, de préférence par distillation, pour former un courant comprenant ledit agent d'extraction organique et un courant comprenant le chlorométhane (40) ; de préférence le courant comprenant ledit agent d'extraction organique est recyclé à l'étape a).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite première composition, ladite seconde composition et ladite troisième composition comprennent également du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; l'étape c) étant la récupération et séparation de ladite troisième composition, de préférence par distillation, pour former d'une part un courant comprenant ledit agent d'extraction organique et d'autre part un courant comprenant le chlorométhane (40) et trans1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit agent d'extraction organique est un solvant choisi parmi le groupe consistant en hydrocarbures, hydrohalocarbure, alcool, cétone, amine, ester, éther, aldéhyde, nitrile, carbonate, thioalkyle, amide et hétérocycle ; ou l'agent d'extraction organique est difluorodiethylsilane ou triethylfluorosilane ; de préférence parmi le groupe consistant en cétone, amine, ester, ether, alcool, hétérocycle et aldéhyde.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'agent d'extraction organique a un point d'ébullition compris entre 10 et 150°C. 3046163 43\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit agent d'extraction organique a un facteur de séparation Si,2 supérieur ou égal à 1,1, ledit facteur de séparation étant calculé par la formule Si,2 = (yi,s*P1)/(y2,s*P2) dans 5 laquelle yi,s représente le coefficient d'activité du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie, P1 représente la pression de vapeur saturante du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, y2,s représente le coefficient d'activité du chlorométhane (40) dans ledit agent 10 d'extraction organique à dilution infinie, P2 représente la pression de vapeur saturante du chlorométhane (40) ; avantageusement le facteur de séparation est supérieur ou égal à 1,2, de préférence supérieur ou égal à 1,4, plus préférentiellement supérieur ou égal à 1,6, en particulier supérieur ou égal à 1,8, plus particulièrement supérieur ou égal à 2,0. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit agent d'extraction organique a une capacité d'absorption C2,s supérieure ou égale à 0,20, ladite capacité d'absorption étant calculé par la formule C2,s = 1/(y2,$) dans laquelle y2,s représente le coefficient d'activité du chlorométhane (40) ; 20 avantageusement, la capacité d'absorption C2,s est supérieure ou égale à 0,40, de préférence supérieure ou égale à 0,50, plus préférentiellement supérieure ou égale à 0,60, en particulier supérieure ou égale à 0,70, plus particulièrement supérieure ou égale à 0,80. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit agent d'extraction organique a un facteur de séparation Si,2 supérieur ou égal à 1,1, ledit facteur de séparation étant calculé par la formule Si,2 = (yi,s*P1)/(y2,s*P2) dans laquelle yi,s représente le coefficient d'activité du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène dans ledit agent 30 d'extraction organique à dilution infinie, P1 représente la pression de vapeur saturante du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, y2,s représente le coefficient d'activité du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propène (1234zeE) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie, 3046163 44 P2 représente la pression de vapeur saturante du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propène (1234ze-E); avantageusement, le facteur de séparation est supérieur ou égal à 1,2, de préférence supérieur ou égal à 1,4, plus préférentiellement supérieur ou égal à 1,6, en particulier supérieur ou égal à 1,8, plus particulièrement supérieur ou égal à 2,0 ; 5 et de préférence ledit agent d'extraction organique a une capacité d'absorption C2,s supérieure ou égale à 0,20, ladite capacité d'absorption étant calculé par la formule C2,s = 1/(y2,$) dans laquelle y2,s représente le coefficient d'activité du trans-1,3,3,3- tetrafluoro-1-propène (1234ze-E) ; avantageusement, la capacité d'absorption C2,s est supérieure ou égale à 0,40, de préférence supérieure ou égale à 0,50, plus 10 préférentiellement supérieure ou égale à 0,60, en particulier supérieure ou égale à 0,70, plus particulièrement supérieure ou égale à 0,80.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite première composition est une composition azéotropique ou quasi-azéotropique 15 comprenant 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40) et trans-1,3,3,3- tetrafluoro-1-propène (1234ze-E).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit agent d'extraction organique est choisi parmi le groupe consistant methylformate, 20 2-methoxy-1-propene, ethoxy-ethene, propanone, methylacetate, isobutanal, isopropylformate, ethylacetate, butanone, n-propylformate, 1,2-dimethoxyethane, isopropylacetate, 1-methoxy-2-propanamine, 2-methoxyethanamine, 2-methylbutanal, tert-butylacetate, ethylpropionate, dioxane, 3-pentanone, 2-pentanone, 2-methoxylpropanamine, trimethoxymethane, 1,3-dioxane, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2- 25 ethoxyethanamine, sec-butylacetate, n-methy1-1,2-ethanediamine, 4-methy1-2- pentanone, 1,2-diaminoethane, butyronitrile, 1-methoxy2-propanol, 1,2- propanediamine, 2,6-dimethyl-5-heptenal, 1-(dimethylamino)-2-propanol, diethylcarbonate, n-butylacetate, 2-hexanone, n-ethylethylenediamine, 5-hexen-2-one, 2-methylpyridine, 2-methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal, 2- 30 (dimethylamino)-ethanol, 2-methylpyrazine, 2-ethoxy-1-propanol, 1,3- propanediamine, valeronitrile, 2,6-dimethylpyridine, 4-methyl-2-hexanone, 1-methoxy2-acetoxypropane, 4-methylpyridine, 2,6-dimethylmorpholine, methylhexanoate, 2- propoxyethanol, 1-propoxy-2-propanol ; avantageusement methylformate, ethoxy- 3046163 45 ethene, propanone, methylacetate, isobutanal, isopropylformate, ethylacetate, butanone, isopropylacetate, 2-methoxyethanamine, tert-butylacetate, dioxane, 3- pentanone, 2-pentanone, 1,3-dioxane, 3,3-dimethyl-2-butanone, sec-butylacetate, 4- methy1-2-pentanone, 1,2-diaminoethane, 1-methoxy2-propanol, 1,2-propanediamine, 5 diethylcarbonate, n-butylacetate, 2-methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal ; de préférence methylformate, propanone, butanone, isopropylacetate, 2- methoxyethanamine, tert-butylacetate, dioxane, 1,3-dioxane, sec-butylacetate, 1,2- diaminoethane, 1-methoxy2-propanol, 1,2-propanediamine, n-butylacetate, 2- methoxy1-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal ; en particulier methylformate, 10 isopropylacetate, 2-methoxyethanamine, tert-butylacetate, dioxane, 1,3-dioxane, sec- butylacetate, 1,2-diaminoethane, 1-methoxy2-propanol, 1,2-propanediamine, nbutylacetate, 2-methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il 15 comprend préalablement à l'étape a) les étapes : i') mise en oeuvre ou fourniture d'une composition comprenant 2,3,3,3-tetrafluoro-1- propène, des impuretés ayant un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40) et optionnellement des impuretés lourdes et/ou trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propène (1234ze-E); de préférence mise en 20 oeuvre ou fourniture d'une composition comprenant 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, des impuretés ayant un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du 2,3,3,3- tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propène (1234ze-E) et optionnellement des impuretés lourdes ; ii') distillation de ladite composition de l'étape i) pour éliminer en tête de colonne des 25 impuretés ayant un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du 2,3,3,3- tetrafluoro-1-propene et former un premier courant comprenant 2,3,3,3-tetrafluoro-1- propène, chlorométhane (40), et optionnellement ou non des impuretés lourdes et/ou trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propène (1234ze-E), récupéré en bas de colonne de distillation ; de préférence distillation de ladite composition de l'étape i) pour éliminer 30 en tête de colonne des impuretés ayant un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene et former un premier courant comprenant 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1- 3046163 46 propène (1234ze-E) et optionnellement ou non des impuretés lourdes, récupéré en bas de colonne de distillation ; iii') optionnellement ou non, distillation dudit premier courant récupéré en bas de colonne de distillation à l'étape ii') pour récupérer en tête de colonne un second courant 5 comprenant du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40) et optionnellement ou non trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; et en bas de colonne de distillation un courant comprenant les impuretés lourdes ; de préférence le second courant comprend du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40) et trans1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; 10 ledit premier courant récupéré à l'étape ii') ou ledit second courant récupéré à l'étape iii') correspond à ladite première composition mise en oeuvre à l'étape a).\n<CLM>\1\tProcédé de production et de purification du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène comprenant les étapes de : 15 A) fluoration en présence d'un catalyseur d'un composé de formule (I) CX(Y)2-CX(Y),,- CH,,XY dans laquelle X et Y représentent indépendamment un atome d'hydrogène, de fluor ou de chlore et m = 0 ou 1 ; et/ou fluoration en présence d'un catalyseur d'un composé de formule (CX,,Y3ACHpX1_pCH,,X2_,' (Il) dans lequel X est indépendamment les uns des autres Cl, F, I ou Br ; Y est indépendamment les uns des autres H, Cl, F, I ou Br ; 20 n est 1, 2 ou 3 ; et m est 0, 1 ou 2 ; et p est 0 ou 1 ; B) récupération d'un courant comprenant du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, chlorométhane (40) et optionnellement ou non trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; C) mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à partir 25 du courant récupéré à l'étape B).\n<CLM>\1\tComposition comprenant du 2,3,3,3-tetrafluoropropène, un agent d'extraction organique, chlorométhane (40) et trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; ledit agent d'extraction organique ayant un facteur de séparation S1,2 supérieur à 1,6, ledit 30 facteur de séparation étant calculé par la formule S1,2 = (yi,s*P1)/(y2,s*P2) dans laquelle yi,s représente le coefficient d'activité du 2,3,3,3-tetrafluoropropène dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie, P1 représente la pression de vapeur saturante du 2,3,3,3-tetrafluoropropène, y2,s représente le coefficient d'activité du chlorométhane 3046163 47 (40) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie, P2 représente la pression de vapeur saturante du chlorométhane (40) ; et de préférence ledit agent d'extraction organique a une capacité d'absorption C2,s supérieure à 0,8, ladite capacité d'absorption étant calculé par la formule C2,s = 1/(y2,$) dans laquelle y2,s représente le coefficient 5 d'activité du chlorométhane (40) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie ; et un facteur de séparation Si,2 supérieur à 1,6, ledit facteur de séparation étant calculé par la formule Si,2 = (yi,s*P1)/(y2,s*P2) dans laquelle yi,s représente le coefficient d'activité du 2,3,3,3-tetrafluoropropène dans ledit agent d'extraction organique à 10 dilution infinie, P1 représente la pression de vapeur saturante du 2,3,3,3- tetrafluoropropène, y2,s représente le coefficient d'activité du trans-1,3,3,3-tetrafluoro1-propene (1234ze-E) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie, P2 représente la pression de vapeur saturante du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; et de préférence ledit agent d'extraction organique a une capacité 15 d'absorption C2,s supérieure à 0,8, ladite capacité d'absorption étant calculé par la formule C2,s = 1/(y2,$) dans laquelle y2,s représente le coefficient d'activité du trans1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie. 20\n<CLM>\1\tComposition selon la revendication précédente caractérisée en ce que l'agent d'extraction organique est sélectionné parmi le groupe consistant en methylformate, ethoxy-ethene, propanone, methylacetate, isobutanal, isopropylformate, ethylacetate, butanone, isopropylacetate, 2-methoxyethanamine, tert-butylacetate, dioxane, 3- pentanone, 2-pentanone, 1,3-dioxane, 3,3-dimethyl-2-butanone, sec-butylacetate, 4- 25 methyl-2-pentanone, 1,2-diaminoethane, 1-methoxy2-propanol, 1,2-propanediamine, diethylcarbonate, n-butylacetate, 2-methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal ; de préférence methylformate, propanone, butanone, isopropylacetate, 2- methoxyethanam ine, tert-butylacetate, dioxane, 1,3-dioxane, sec-butylacetate, 1,2- diaminoethane, 1-methoxy2-propanol, 1,2-propanediamine, n-butylacetate, 2- 30 methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal ; en particulier methylformate, isopropylacetate, 2-methoxyethanamine, tert-butylacetate, dioxane, 1,3-dioxane, secbutylacetate, 1,2-diaminoethane, 1-methoxy2-propanol, 1,2-propanediamine, nbutylacetate, 2-methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal. 3046163 48\n<CLM>\1\tComposition selon les revendications 12 ou 13 caractérisé en ce qu'elle comprend entre 75 et 99,99 % en poids de 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, entre 0,01 et 25 % en poids de trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E), et moins de 1 % poids de chlorométhane (40) sur base du poids total de la composition. 5