三氟二氯乙烷提純方法
2023-12-05 10:12:01
專利名稱：三氟二氯乙烷提純方法
技術領域：
本發明涉及一種三氟二氯乙烷的提純方法，具體說是一種採用萃取精餾技術、在合適的萃取劑存在下、分離掉三氟二氯乙烷中的雜質六氟氯丁烯、以獲得高純度的三氟二氯乙烷的方法，屬於化工產品提純技術領域。
背景技術：
三氟二氯乙烷簡稱HFC-123或R123，被作為致冷劑、發泡劑和滅火劑，具有廣泛的用途。由於商業使用中對三氟二氯乙烷的質量要求嚴格(例如三氟二氯乙烷產品中六氟氯丁烯——簡稱R1326的含量要求小於10ppm)，因此在製備過程中需要經過提純處理。
在工業上可以用四氯乙烯為原料，與無水氟化氫反應生產三氟二氯乙烷。其反應式如下 也可以用三氟氯乙烷為原料和氯氣反應的方法生產，其反應式可表示如下 無論採用以上那一種生產方法，在三氟二氯乙烷的產物中不可避免地會含有0.01-1％的六氟氯丁烯雜質。
由於三氟二氯乙烷和六氟氯丁烯不僅沸點接近，而且存在共沸現象，因此採用常規的精餾技術難以將其完全分離。
目前，解決這一問題的常用方法是萃取精餾法。該法的關鍵是選擇合適的萃取劑，即在合適的萃取劑存在下把三氟二氯乙烷產品中雜質六氟氯丁烯分離掉，以獲得高純度的三氟二氯乙烷。
例如，檢索發現，申請號為00103997.0、申請日為2000.03.27的中國專利申請《三氟二氯乙烷的提純方法》公開了選用標準沸點在55℃-160℃範圍內的醇類、酯類、酮類、腈類為萃取劑，通過液-液萃取或萃取蒸餾提純含六氟氯丁烯的三氟二氯乙烷的方法。該方法在工業應用中雖有一定積極意義，但仍存在著一些缺點，尤其是所採用的分子中只有氫、碳原子的醇類、酯類、酮類化合物作為萃取劑，由於這些化合物都是低閃點、容易燃燒和爆炸的化合物，因此在實際應用時需要採取嚴格的安全措施和安全裝置，結果勢必會造成生產成本的增加。因此選擇一些高效，低廉易得，安全實用的萃取劑依然是人們需要解決的問題。
發明內容
本發明的目的是提出一種高效、廉價易得，並且可安全循環使用的萃取劑，從而通過萃取精餾，分離掉三氟二氯乙烷中的雜質六氟氯丁烯，獲得高純度三氟二氯乙烷的方法。
容易理解，萃取精餾的關鍵是選擇合適的萃取劑。一個合適實用的萃取劑應符合以下條件，能夠有效提高被分離組份的相對揮發度，同時具有足夠的化學穩定性，不和所分離的物質發生化學反應，此外還應當有足夠的安全性，在工業生產中可安全使用。
通過深入研究，廣泛選擇，本專利申請的發明人發現，採用至少一種分子中含有滷素原子的酯類、酮類、醇類化合物以及它們的混合物作為萃取劑，通過萃取蒸餾分離掉三氟二氯乙烷中的雜質六氟氯丁烯。這樣一方面能夠有效地提高三氟二氯乙烷和六氟氯丁烯的相對揮發度，達到分離提純三氟二氯乙烷目的。另一方面由於在分子中含有滷素原子和不含滷素原子的酯類、酮類、醚類化合物相比，其沸點和表2丙烯型樹脂合成例子
MAA＝甲基丙烯酸，HEMA＝2-羥基乙基甲基丙烯酸酯，CHMA＝環己烷甲基丙烯酸酯，IBX＝乙酸異戊酯，FM-108＝過氟辛基乙基(perfluorooctylethyl)甲基丙烯酸酯(日本共榮社股份有限公司產品，」光酯FM108」)，MMA＝甲基甲基丙烯酸酯，RUVA93＝紫外光吸收單體(日本大冢化學株式會社產品」RUVA93」)，*1重量單位平均分子重量。
**為相關專利報導的萃取劑從上表的數據可以看出，使用分子中含有滷素原子的酯、酮、醇類化合物作為萃取劑時，與不含滷素原子的酯、酮、醇類化合物相比，一方面相對揮發度aR1326/R123有較大幅度的增加，這表明這些含滷素原子的酯、酮、醇類化合有更高的萃取效果；另一方面，從閃點數據可以看出，當分子中含有滷素原子後，其閃點也大幅提高，表明含滷素的酮、酯、醇類化合物作為萃取劑時其燃燒和爆炸的危險性大幅下降，因此在工業應用時更加安全可靠。
在操作中，對萃取劑的使用量沒有特殊的要求，但通常萃取效果會隨著萃取劑使用量的增加而提高，一般萃取劑與所需分離物料的摩爾比為0.2-4∶1，較好是0.5-3∶1，通常萃取劑使用量過低會影響萃取效果，萃取劑用量過大會增加動力消耗和操作成本。
在工業應用中，萃取精餾系統通常由一支帶回流冷凝器的萃取分餾塔和一支萃取劑回收塔組成。在本發明中所需分離的六氟氯丁烯/三氟二氯乙烷混合物可以從萃取塔的中部連續加入，萃取劑從萃取分餾塔的上部加入，調節至一定的回流比，就可以從回流冷凝器的回流管收集富集六氟氯丁烯的物料。從塔釜引出含有萃取劑的富集三氟二氯乙烷的物料，並從萃取劑回收塔的下部加入萃取劑回收塔中，從塔頂回流冷凝器回流管處收集高純度的六氟氯丁烯產品，塔釜中的萃取劑用泵輸送到萃取分餾塔中循環使用。
反覆實驗證明，採用本發明的方法，經萃取分離後三氟二氯乙烷產品中六氟氯丁烯的含量可以小於10PPM。
具體實施例方式
實施例一在一個裝有絲網填料的分餾塔中，從塔中部加入含有0.15％六氟氯丁烯的三氟二氯乙烷產品，再從塔上部加入萃取劑一氯丙酮，控制塔釜內溫在80℃左右，並全回流。當塔釜中液位到達一半時，從回流管處收集富集六氟氯丁烯的餾份。把塔釜中的物料引入萃取劑回收塔中，萃取劑回收塔塔釜溫度控制在80℃左右。從塔頂冷凝器回流管處收集三氟二氯乙烷產品，塔釜中的萃取劑用泵循環至萃取分餾塔中，檢測收集的三氟二氯乙烷產物中六氟氯丁烯的含量為4PPM。
實施例2與實施例1相同的操作，僅將萃取劑改為氯乙酸乙酯，得到的三氟二氯乙烷產物中六氟氯丁烯的含量為6PPM。
實施例3與實施例1相同的操作，僅將萃取劑改為50％二氯乙酸乙酯和50％的三氯乙酸乙酯，得到的三氟二氯乙烷產物中六氟氯丁烯的含量為5PPM。
實施例4與實施例1相同的操作，僅將萃取劑改為三氟乙酸乙酯，得到的三氟二氯乙烷產物中六氟氯丁烯的含量為5PPM。
實施例5與實施例1相同的操作，僅將萃取劑改為含有40％的二氯丙酮和60％的三氯丙酮的混合物，得到的三氟二氯乙烷產物中六氟氯丁烯的含量為2PPM。
實施例與實施例1相同的操作，僅將萃取劑改為氯乙醇，得到的三氟二氯乙烷產物中六氟氯丁烯的含量為5PPM。
權利要求
1.一種三氟二氯乙烷提純方法，其特徵在於採用至少一種分子中含有滷素原子的酯類、酮類、醇類化合物以及它們的混合物作為萃取劑，通過萃取蒸餾分離掉三氟二氯乙烷中的雜質六氟氯丁烯。
2.根據權利要求1所述三氟二氯乙烷提純方法，其特徵在於所述含滷素的酯類化合物是用如下分子式表示的化合物XnCH3-nCO2R其中X是氟原子，氯原子和溴原子中的一種，n是1-3的整數，R是碳原子數小於4的烷基基團。
3.根據權利要求1所述三氟二氯乙烷提純方法，其特徵在於所述含滷素的酮類化合物是用如下分子式表示的化合物XnCH3-nCOCH3其中X是氟原子，氯原子和溴原子中的一種，n是1-3的整數。
4.根據權利要求1所述三氟二氯乙烷提純方法，其特徵在於所述含滷素的醇類化合物是用如下分子式表示的化合物XnCH3-nCH2OH其中X是氟原子，氯原子和溴原子中的一種，n是1-3的整數。
5.根據權利要求1、2、3或4所述三氟二氯乙烷提純方法，其特徵在於所述萃取劑與所需分離物料的摩爾比為0.2-4∶1。
6.根據權利要求1、2、3或4所述三氟二氯乙烷提純方法，其特徵在於所述萃取劑與所需分離物料的摩爾比為0.5-3∶1。
全文摘要
本發明涉及一種採用萃取劑分離三氟二氯乙烷中的雜質六氟氯丁烯、以獲得高純度的三氟二氯乙烷的方法，屬於化工產品提純技術領域。該方法採用至少一種分子中含有滷素原子的酯類、酮類、醇類化合物以及它們的混合物作為萃取劑，通過萃取蒸餾分離掉三氟二氯乙烷中的雜質六氟氯丁烯，具有高效、萃取劑廉價易得，並且可安全循環使用的優點。
文檔編號C07C19/08GK1618780SQ200410013990
公開日2005年5月25日 申請日期2004年2月2日 優先權日2004年2月2日
發明者尤來方 申請人:蘇州聯氟化學有限公司