專利名稱：：包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物的制作方法包含二氟曱烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物
背景技術：
：發明領域本發明總體涉及包含二氟甲烷(HFC-32)和四氟乙烯(TFE)的非可燃性氣體組合物。本發明總體還涉及包含HFC-32和TFE的非可燃性氣體組合物的制備方法。相關技術描述卣代化合物，特別是氟代化合物，例如氟烴和氫氟烴，已廣泛在工業中用作制冷劑、溶劑、清潔劑、發泡劑(foamblowingagents)、氣溶膠推進劑、傳熱々某介、電介質、滅火劑、殺菌劑和動力循環工作流體等。TFE(CF^CF2)可用作制備各種氟代化合物的起始原料，例如U,U,2,3-六氟丙烷(HFC-236cb)。然而，TFE在一定條件下易燃易爆，并且對使用TFE的工業生產工藝造成危險。需要包含TFE的非可燃性組合物。發明概述本發明涉及包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物。在壓力至少為150psig時，非可燃性氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過111.6-0.124X。在壓力小于150psig時，非可燃性氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過102-0.06X。X是以psig為單位的壓力。本發明還提供了這種非可燃性氣體組合物的制備方法。本發明還公開了包含(a)TFE和(b)HFC-32的組合物；其中存在有效量的HFC-32，以形成與TFE的共沸組合物。以上概述和以下詳述僅為例證性和解釋說明性的，對所附權利要求中規定的本發明無限制。附圖簡迷通過附圖闡述實施方式，以更好地理解本發明的扭克念。圖1闡述了HFC-32和TFE混合物的非可燃區和可燃區。熟練的技術人員可以理解，圖中對象的說明是為了簡潔清楚，沒有必要按比例繪制。例如，圖中某些對象的尺寸可以相對于其它對象:fc改大，以幫助更好地理解實施方式。發明詳迷在詳細描述以下實施方式之前，定義或明確一些術語。術語"預混，，是指兩種或多種化合物在催化反應之前進行混合。術語"冷凝線"是指在某一溫度下壓力對組成的曲線，其中在曲線所示壓力之上混合物將會從氣態轉變為液態。如本文所用的，術語"包含"、"含"、"包括"、"具有"或其它任何變化的說法，是指包括非排他的內容。例如，包含一系列元素的工藝、方法、物品或儀器不必僅僅局限于這些元素，還可以包括未清楚列出或該工藝、方法、物品或儀器固有的其它元素。此外，除非另有相反的明確規定，"或"是指包括的或，而不是排他的或。例如，以下任何一項均可滿足條件A或B:A是真的(或存在)且B是々I的(或不存在)，A是假的(或不存在)且B是真的(或存在)，以及A和B均是真的(或存在)。另外，使用"一種，，描述本文所述的元素和組分。這僅為方便考慮，并且給出本發明范圍的一般意思。這種描述應當被理解為包括一個或至少一個，且單數也包括復數，除非明顯有其它意思。如本文所用的，術語"非可燃性，，是指ASTME918-83(于1999年再次核準)的標準，"StandardPracticeforDeterminingLimitsofFlammabilityofChemicalsatElevatedTemperatureandPressure(確定高溫高壓下化學品燃燒限度的標準操作)，，，這里"非可燃性"的定義為，壓力增加(閃光(spark)之后)小于初始絕對壓力的7%。例如，初始壓力為364.7psig，如果;^暴炸后壓力增加小于26psig，則認為該氣體或氣體混合物為非可燃性。除非另有規定，本文所用全部科學技術術語的意義，與本發明所屬領域普通技術人員的通常理解一樣。雖然本發明實施方式的實踐或試驗中可以使用與本文所述類似或相當的方法和原料，但是適當的方法和原料如下所述。本文提及的所有出版物、專利申請、專利及其它參考文獻都通過整體引用而并入，除非具體段落被引用。如有爭議，以本i兌明書，包括定義為準。此外，所述原料、方法和實施例僅為例證性而無意限制。本發明提供了包含TFE和HFC-32的非可燃性氣體組合物，其適用于氟代化合物的生產工藝。例如，這種非可燃性氣體組合物可用于通過美國專利6,184,426所述方法生產CF3CF2CH2F(HFC-236cb)，該專利通過引用而并入。本發明中的非可燃性氣體組合物包含TFE和HFC-32。在壓力至少為150psig時，這種氣體組合物中TFE的摩爾百分比不超過111.6-0.124X。在壓力小于150psig時，這種氣體組合物中TFE的摩爾百分比不超過102-0.06X。在本發明中，X是以psig為單位的壓力。壓力不得超過圖1所示冷凝線處的壓力。當壓力超過冷凝線時，則液相形成。在本發明的一個實施方式中，當壓力不超過350psig時，非可燃性氣體組合物所含TFE不超過68.2摩爾百分比，且不含催化劑。在本發明的另一個實施方式中，當壓力不超過250psig時，非可燃性氣體組合物所含TFE不超過77.8摩爾百分比，且不含催化劑。在本發明的另一個實施方式中，當壓力不超過150psig時，非可燃性氣體組合物所含TFE不超過93摩爾百分比，且不含催化劑。在本發明的另一個實施方式中，當壓力不超過50psig時，非可燃性氣體組合物所含TFE不超過99摩爾百分比，且不含催化劑。本發明描迷了許多方面和實施方式，其僅為例證性而無任何限制。在閱讀本說明書之后，熟練技術人員可以理解，其它的方面和實施方式是可能的而不脫離本發明的范圍。任一或更多實施方式的其它特征和好處，從以下詳述的說明書和權利要求書來看是顯而易見的。在本發明的一個實施方式中，在壓力為350psig時，非可燃性氣體組合物包含68.2摩爾百分比的TFE和31.8摩爾百分比的HFC-32。在本發明的另一個實施方式中，在壓力為250psig時，非可燃性氣體組合物包含77.8摩爾百分比的TFE和22.2摩爾百分比的HFC-32。在本發明的另一個實施方式中，在壓力為150psig時，非可燃性氣體組合物包含93摩爾百分比的TFE和7摩爾百分比的HFC-32。在本發明的另一個實施方式中，在壓力為50psig時，非可燃性氣體組合物包含99摩爾百分比的TFE和1摩爾百分比的HFC-32。已提供了預混HFC-32和TFE以形成非可燃性氣體混合物的方法。有多種方法可以預混HFC-32和TFE以形成非可燃性氣體混合物。例如，可將氣體HFC-32和TFE筒單地混合在一起。當壓力至少為150psig時，這種混合物中TFE的摩爾百分比不超過111.6-0.124X。當壓力小于150psig時，這種混合物中TFE的摩爾百分比不超過102-0.06X。在本發明中，X是以psig為單位的壓力。壓力不得超過圖l所示冷凝線處的壓力。當壓力超過冷凝線時，則液相形成。本發明還提供了包含HFC-32和TFE的共沸或近共沸組合物。預混并形成HFC-32和TFE的非可燃性混合物的另一種方法是通過形成HFC-32和TFE的共沸或近共沸組合物。如本領域所公認的，共沸或近共沸組合物是兩種或多種不同組分的混合物，其在給定壓力下為液態時，將在基本恒定的溫度下沸騰，該溫度可以高于或低于各組分的沸點溫度，這樣可得到與沸騰下的液體組成基本相同的蒸汽組成。為了本討論的目的，近共沸組合物(通常也稱作"共沸樣組合物")是指行為類似于共沸物的組合物(即，具有恒定沸騰特性或者有在沸騰或蒸發下不分餾的趨勢)。因此，在沸騰或蒸發期間形成的蒸汽的組成，與初始的液體組成相同或基本相同。因此，在沸騰或蒸發期間，液體組成，即使確實發生了改變，改變程度也僅為最小或可忽略。這對比。此外，近共沸組合物的露點壓力和泡點壓力基本沒有壓差。就是說，給定溫度下露點壓力和泡點壓力的差值很小。在本發明中，將露點壓力和泡點壓力相差小于或等于3%(基于泡點壓力)的組合物認為是近共沛物。因此，共沸或近共沸組合物的基本特征是，在給定壓力下液體組合物的沸點固定，且沸騰組合物上面的蒸汽組成基本就是沸騰液體組合物的組成(即，液體組合物的組分沒有出現分餾)。本領域還公認的是，當共沸或近共沸液體組合物在不同壓力下沸騰時，共沸組合物沸點和各組分的重量百分比可發生改變。因此，共沸或近共沸組合物可以-波定義為組分之間存在的特定關系，或者組分的組成范圍，或者組合物中各組分的準確重量百分比，其特征是在指定壓力下的沸點固定。TFE和HFC-32的共沸組合物包含約87.1摩爾百分比至約78.5摩爾百分比的TFE和約12.9摩爾百分比至約21.5摩爾百分比的HFC-32,其中在約-50。C至約14。C溫度下的蒸汽壓力為約51.3psig(348kPa)至約395psig(2723kPa)。此外，還可以形成包含TFE和HFC-32的近共沸組合物。這種近共沸組合物存在于共沸組合物的周圍。例如，包含87.1摩爾百分比TFE和12.9摩爾百分比HFC-32的組合物，是在-50。C和51.3psig(348kPa)下的共沸組合物。包含約100摩爾百分比至約78.8摩爾百分比TFE和約O摩爾百分比至約21.2摩爾百分比HFC-32的組合物，是近共沸組合物。類似地，在l(TC和354psig(2441kPa)下，包含79.7摩爾百分比TFE和20.3摩爾百分比HFC-32的組合物是共沸組合物，包含約IOO摩爾百分比至約64.6摩爾百分比TFE和約O摩爾百分比至約35.4摩爾百分比HFC-32的組合物是近共沸組合物。包括基本由約87.1摩爾百分比至約78.5摩爾百分比TFE和約12.9摩爾百分比至約21.5摩爾百分比HFC-32組成的組合物，其中在約-50。C至約14。C溫度下的蒸汽壓力為約51.3psig(348kPa)至約395psig(2723kPa)。在本發明的一個實施方式中，TFE和HFC-32共沸組合物包含約86.1摩爾百分比的TFE和約13.9摩爾百分比的HFC-32,其在-40。C和76.0psig(524.1kPa)下沸騰。在本發明的另一個實施方式中，TFE和HFC-32共沸組合物包含約85.2摩爾百分比的TFE和約14.8摩爾百分比的HFC-32，其在-30。C和108.5psig(748kPa)下沸騰。在本發明的另一個實施方式中，TFE和HFC-32共沸組合物包含約84.1摩爾百分比的TFE和約15.9摩爾百分比的HFC-32，其在-20。C和150.5psig(1038kPa)下沸騰。在本發明的另一個實施方式中，TFE和HFC-32共沸組合物包含約82.9摩爾百分比的TFE和約17.1摩爾百分比的HFC-32，其在-10。C和203.7psig(1405kPa)下沸騰。在本發明的另一個實施方式中，TFE和HFC-32共沸組合物包含約81.5摩爾百分比的TFE和約18.5摩爾百分比的HFC-32,其在0°C和270psig(1862kPa)下沸騰。在本發明的一個實施方式中，HFC-32和TFE的非可燃性氣體混合物具有共沸組成。這種非可燃性氣體混合物可通過使液相HFC-32/TFE混合物沸騰形成HFC-32/TFE共沸汽相而形成。例如，通過在約-7。C和205.8psig(1419kPa)下維持HFC-32/TFE混合物，形成由約17.4摩爾百分比HFC-32和約82.6摩爾百分比TFE組成的HFC-32/TFE共沸物。這種共沸組合物在直到約225psig(1552kPa)壓力和3(TC下是非可燃性的。因此這就^是供了可坤支貯藏或用于工藝中的非可燃性組合物的生產方法。實施例本文所述概念將用以下實施例作進一步描述，其對權利要求書中所述的本發明范圍無限制。圖例HFC-32是二氟曱烷(CH2F2)TFE是四氟乙烯(CFfCF2)。實施例1實施例1驗證了150psig下的可燃和非可燃性組合物。該試驗在水平1.7升316不銹鋼Nixon反應爸中進行，其配有0-500PSIGDynisco應變儀壓力傳感器、1/8"OD不銹鋼管進樣器、2.5"長20號(gage)鎳鉻電熱絲點火器、外部電熱器和具有533psi爆破壓力的1"直徑安全膜(rupturedisc)。通過試驗容器中的分壓形成氣體混合物，使用Peng-Robinson修正的Redlich-Kwong狀態方程式由分壓(體積％)計算摩爾％。進樣順序的安排始終為主組分在少量組分之后進樣，以增加進樣器的混合效率。代表性試驗結果如下表1所示，并繪制在圖1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例2實施例2驗證了250psig下的可燃性和非可燃性組合物。該試驗使用上面實施例1中所述相同設備以相同方法進行。代表性試驗結果如下表2所示，并繪制在圖l中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例3實施例3驗證了350psig下的非可燃性組合物。該試驗使用上面實施例1中所述相同設備以相同方法進行。對于在350psig(且30。C)下進行的試驗，發現26.5摩爾％HFC-32/TFE為可燃性，而31.8摩爾。/。HFC-32/TFE的三個試驗為非可燃性。代表性試驗結果如下表3所示，并繪制在圖1中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1.一種包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物，條件是在壓力至少為150psig時，所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過111.6-0.124X，在壓力小于150psig時，所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過102-0.06X，其中X是以psig為單位的壓力。2.—種包含二氟曱烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物，條件是在壓力至少為150psig時，所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過U1.6-0.124X。3.—種包含二氟曱烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物，條件是在壓力小于150psig時，所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過102-0.06X,其中X是以psig為單位的壓力。4.權利要求1的非可燃性氣體組合物，其中所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過68.2，且所述壓力不超過350psig，條件是所述氣體組合物不含催化劑。5.權利要求1的非可燃性氣體組合物，其中所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過77.8,且所述壓力不超過250psig，條件是所述氣體組合物不含催化劑。6.權利要求1的非可燃性氣體組合物，其中所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過93,且所述壓力不超過150psig，條件是所述氣體組合物不含催化劑。7.權利要求1的非可燃性氣體組合物，其中所述氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過99，且所述壓力不超過50psig，條件是所述氣體組合物不含催化劑。8.—種方法，其包括將二氟曱烷和四氟乙烯預混，條件是在壓力至少為150psig時，混合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過111.6-0.124X,而在壓力小于150psig時，混合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過102-0.06X，其中X是以psig為單位的壓力。9.權利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過68.2，且壓力不超過350psig。10.權利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過77.8，且壓力不超過250psig。11.權利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過93，且壓力不超過150psig。12.權利要求6的方法，其中混合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過99，且壓力不超過50psig。13.—種組合物，其包含(a)四氟乙烯和(b)二氟甲烷；其中存在有效量的二氟甲烷，以形成與四氟乙烯的共沸組合物。全文摘要本發明涉及包含二氟甲烷和四氟乙烯的非可燃性氣體組合物。在壓力至少為150psig時，非可燃性氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過111.6-0.124X。在壓力小于150psig時，非可燃性氣體組合物中四氟乙烯的摩爾百分比不超過102-0.06X。X是以psig為單位的壓力。本發明還提供了這種非可燃性氣體組合物的制備方法。還公開了TFE和HFC-32的共沸組合物。文檔編號C07C21/185GK101528647SQ200780039889公開日2009年9月9日申請日期2007年9月4日優先權日2006年9月1日發明者B·A·馬勒申請人:納幕爾杜邦公司