Brevet FR3046161A1 (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, 3,3,3- trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) et optionnellement ou non au moins un composé sélectionné parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1-difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225ye-E), 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, 3,3,3-trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1- propene (1234ze-E) et optionnellement ou non au moins un composé sélectionné parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1- difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2- tetrafluoroethane (134a) et trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225ye-E); et un courant comprenant le 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, c) récupération et séparation de ladite troisième composition pour un courant comprenant ledit agent d'extraction organique et un courant comprenant 3,3,3-trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) et optionnellement ou non au moins un composé sélectionné parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1-difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), et trans1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225ye-E) ; 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 ledit agent d'extraction organique est un solvant choisi parmi le groupe consistant en hydrocarbure, hydrohalocarbure, alcool, cétone, amine, ester, éther, aldéhyde, nitrile, carbonate, thioalkyle, amide et hétérocycle ; ou ledit agent d'extraction organique est 3046161 49 difluoroéthylsilane, triéthylfluorosilane ou l'acide perfluorobutanoïque; de préférence ledit agent d'extraction organique est un solvant choisi parmi le groupe consistant en cétone, ester, aldéhyde, éther, carbonate, et hétérocycle. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que l'agent d'extraction organique a un point d'ébullition compris entre 10 et 150°C.\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, 10 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 d'extraction organique à dilution infinie, P1 représente la pression de vapeur saturante du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, 15 y2,s représente le coefficient d'activité du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) ou du trans- 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie ; P2 représente la pression de vapeur saturante du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) ou du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E); 20 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.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que 25 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 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) ou du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie ; 30 avantageusement, la capacité d'absorption C2,s est supérieure ou égale à 0,40, de préférence supérieure ou égale à 0,60, plus préférentiellement supérieure ou égale à 0,80, en particulier supérieure ou égale à 1,0. 3046161 50\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 5 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 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie et P2 représente la pression de vapeur saturante du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) ; 10 et 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 d'extraction organique à dilution infinie, P1 représente la pression de vapeur 15 saturante du 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, y2,s représente le coefficient d'activité du trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie et P2 représente la pression de vapeur saturante du trans-1,3,3,3- tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) ; avantageusement, ledit agent d'extraction organique a un facteur de séparation supérieur ou égal à 1,2, de préférence supérieur 20 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.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que ledit agent d'extraction organique a une capacité d'absorption C2,s supérieure ou égale à 0,20, 25 ladite capacité d'absorption étant calculé par la formule C2,s = 1/(y2,$) dans laquelle y2,s représente le coefficient d'activité du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie ; et ledit agent d'extraction organique a une capacité d'absorption C2,s supérieure ou égale 30 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-propene (1234ze-E) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie ; 3046161 51 avantageusement la capacité d'absorption C2,s est supérieure ou égale à 0,40, de préférence supérieure ou égale à 0,60, plus préférentiellement supérieure ou égale à 0,80, en particulier supérieure ou égale à 1,0. 5\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 comprenant 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E), 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) et optionnellement ou non au moins un des composés sélectionné parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1- 10 difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225ye-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 en 2-methoxy- 15 1-propene, 1,2-epoxypropane, ethoxy-ethene, dimethoxymethane, methylacetate, isobutanal, isopropylformate, ethylacetate, butanone, n-propylformate, 1,2dimethoxyethane, isopropylacetate, 2-methylbutanal, ethylpropionate, 1,2- dimethoxypropane, dioxane, 3-pentanone, 2-pentanone, trimethoxymethane, 1,3dioxane, 3,3-dimethyl-2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, diethylcarbonate, n- 20 butylacetate, 2-hexanone, 5-hexen-2-one, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal, 2- (dimethylamino)-ethanol, 2-methylpyrazine, 1-methylpiperazine, valeronitrile, 4- methy1-2-hexanone, 1-methoxy-2-acetoxypropane, 2,6-dimethylmorpholine, methylhexanoate, 1-propoxy-2-propanol ; avantageusement ledit agent d'extraction organique est choisi parmi le groupe consistant en éthoxy-ethene, dimethoxymethane, 25 methylacetate, isobutanal, isopropylformate, ethylacetate, butanone, 1,2- dimethoxyethane, isopropylacetate, dioxane, 3-pentanone, 2-pentanone, trimethoxymethane, 1,3-dioxane, 3,3-dimethyl-2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, diethylcarbonate, n-butylacetate, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal ; de préférence ledit agent d'extraction organique est choisi parmi le groupe consistant en 30 diméthoxymethane, butanone, isopropylacetate, dioxane, trimethoxymethane, 1,3- dioxane, n-butylacetate, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal ; en particulier ledit agent d'extraction organique est choisi parmi le groupe consistant en diméthoxymethane, 3046161 52 isopropylacetate, dioxane, trimethoxymethane, 1,3-dioxane, n-butylacetate, 1-ethoxy2-propanol, hexanal.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que 5 le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène formé à l'étape b) est récupéré et est dépourvu de trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) et/ou de 3,3,3- trifluoropropene (1243zf) et/ou d'au moins un des composés sélectionnés parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1-difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3- 10 pentafluoropropene (1225ye-E).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite première composition comprend des impuretés ayant un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène et optionnellement des 15 impuretés lourdes, le procédé comprenant 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, 3,3,3-trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E),et optionnellement ou 20 non au moins un des composés sélectionnés parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1-difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225yeE), et optionnellement des impuretés lourdes ; ii') distillation de ladite composition de l'étape i) pour éliminer en tête de colonne 25 des impuretés ayant un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène et former un premier courant comprenant 2,3,3,3- tetrafluoro-1-propène, 3,3,3-trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro1-propene (1234ze-E), et optionnellement ou non au moins un des composés sélectionnés parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1- 30 difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225ye-E), et optionnellement des impuretés lourdes ; récupéré en bas de colonne de distillation ; 3046161 53 iii') optionnellement, distillation dudit premier courant récupéré en bas de colonne de distillation à l'étape ii') pour récupérer en tête de colonne un second courant comprenant du 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propène, 3,3,3-trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E), et optionnellement ou 5 non au moins un des composés sélectionnés parmi le groupe consistant en chlorométhane (40), 1,1-difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225yeE), et en bas de colonne de distillation un courant comprenant les impuretés lourdes ; 10 ledit premier courant récupéré à l'étape ii') ou ledit second courant récupéré à l'étape iii') correspondent 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 15 les étapes de : 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 20 uns des autres Cl, F, I ou Br ; Y est indépendamment les uns des autres H, Cl, F, I ou Br ; 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, 3,3,3- trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E), et optionnellement ou non au moins un des composés sélectionnés parmi le groupe 25 consistant en chlorométhane (40), 1,1-difluoroéthane (152a), chloropentafluoroéthane (115), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134a), trans-1,2,3,3,3-pentafluoropropene (1225yeE), ; C) mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 à partir du courant récupéré à l'étape B). 30\n<CLM>\1\tComposition comprenant du 2,3,3,3-tetrafluoropropène, 3,3,3-trifluoropropene (1243zf), trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) et un agent d'extraction organique ayant : 3046161 54 un facteur de séparation S1,2 supérieur ou égal à 1,40, ledit 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 5 pression de vapeur saturante du 2,3,3,3-tetrafluoropropène, y2,s représente le coefficient d'activité du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie, P2 représente la pression de vapeur saturante du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) et un facteur de séparation S1,2 supérieur ou égal à 1,40, ledit facteur de 10 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 trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (1234ze-E) 15 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) ; de préférence ledit agent d'extraction organique a : une capacité d'absorption C2,s supérieure à 0,60, ladite capacité d'absorption étant 20 calculé par la formule C2,s = 1/(y2,$) dans laquelle y2,s représente le coefficient d'activité du 3,3,3-trifluoropropene (1243zf) dans ledit agent d'extraction organique à dilution infinie ; et une capacité d'absorption C2,s supérieure à 0,60, 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-propene (1234ze-E) dans ledit agent 25 d'extraction organique à dilution infinie.\n<CLM>\1\tComposition selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'agent d'extraction organique est sélectionné parmi le groupe consistant en acétaldehyde, methylformate, 2-methoxy-1-propene, 1,2-epoxypropane, ethoxy-ethene, dimethoxymethane, 1- 30 chloro-1,2,2-trifluoropropane, 3-chloro-1,1,1-trifluoropropane, ethanedial, 2-chloro- 1,1,1,3-tetrafluoropropane, propanone, methylacetate, 4-methoxy-2-methy1-2- butanethiol, difluorodiethylsilane, isobutanal, isopropylformate, methylglyoxal, 2,3- dichloro-1,1,1-trifluoropropane, ethylacetate, butanone, n-propylformate, 1,3- 3046161 55 dichloro-1,1,2-trifluoropropane, 1,1-dichloro-2,2,3-trifluoropropane, 1,2- dimethoxyethane, 1,3-dichloro-1,2,2-trifluoropropane, isopropylacetate, diethylsulfide, 1,3-dichloro-1,2,3-trifluoropropane, 2-methyl buta nal, 2-allyloxyethanol, ethylpropionate, 1,2-dimethoxypropane, dioxane, 3-pentanone, 2-pentanone, 5 trimethoxymethane, 1,3-dioxane, 3,3-dimethyl-2-butanone, pyridine, n- methylmorpholine, 4-methyl-2-pentanone, butyronitrile, 1-methoxy2-propanol, diethylcarbonate, n-butylacetate, 2-hexanone, 5-hexen-2-one, 2-methoxyl-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, hexanal, 2-(dimethylamino)-ethanol, 2-methylpyrazine, 2-ethoxy1-propanol, 1-methylpiperazine, n-ethyl-morpholine, valeronitrile, 4-methy1-2- 10 hexanone, 1-methoxy-2-acetoxypropane, 2,6-dimethylmorpholine, methylhexanoate, 2-propoxyethanol, 1-propoxy-2-propanol.