2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的提純的製作方法
2023-12-05 10:52:11
專利名稱：2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的提純的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提純2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的方法。該方法包括將液態的粗製2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷與鹼金屬高錳酸鹽水溶液接觸，以降低滷代烯烴汙染物的濃度。
目前，對於最外層臭氧層減少的關心，尤其是對可能加速臭氧減少的某些含氯氟烴的關注，已導致對各種有可能減少臭氧的滷代烴的廣泛研究。
其中一種滷化烴是2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷(CHCl2CF3)，在目前採用三氯氟甲烷的眾多場合下，均可應用它。由於2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷是一種含氯氟烴，可以預料，在較低的大氣層中它能充分分解，不會造成或幾乎不造成最外層臭氧的減少。
在製備2，2-二氯-1，1，1-三氯乙烷時，原料中存在的雜質和反應條件均會使生成的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷粗品被有害副產物(包括烯屬滷代烴)汙染。在某些反應條件下，甚至2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷本身也會產生輕微程度的脫滷化氫反應，形成有害的烯屬滷代烴，如以下反應式所示
2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷粗品中可能存在的其它烯屬滷代烴包括2-氯全氟丁烯-2、氯三氟乙烯和2-氯-1，1，1-4，4，4-六氟丁烯-2。
即使這些烯屬滷代烴以較低量存在，仍然是有害的，因為它們較不穩定，並且具有潛在毒性。若未能充分將這些烯屬滷代烴汙染物從2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中除去，那麼2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷作為製冷劑、推進劑、發泡劑和溶劑等的應用將受到限制。然而，由於它們在2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中的含量較低，並且其沸點接近於2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的沸點，因而通過常用的分餾程序不易將這些烯屬滷代烴的含量降至相當低的水平。
本發明的目的之一在於提供一種提純2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷粗品的方法。本發明的目的之二在於提供一種有效而經濟的提純粗製2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的方法。
根據本發明，提供了一種降低2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中烯屬滷代烴含量的方法，該方法包括將液態的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷與鹼金屬高錳酸鹽水溶液接觸;然後將2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷同所述金屬高錳酸鹽水溶液分離;回收經過提純的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷。
可通過專業上公知的方法或用1，1，1-三氟乙烷或1-氯-2，2，2-三氟乙烷的氯化獲得2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷。所述公知方法包括用HF對全氯乙烯或五氯乙烷進行液相或汽相氫氟化。如上所述，粗製的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中通常存在有害的烯屬滷代烴，包括1，1-二氯二氟乙烯、2-全氟氯丁烯-2、三氟氯乙烯和2-氟-1，1，1，-4，4，4-六氟丁烯-2。這些烯屬滷代烴的存在量通常為50至1000ppm(百萬分之一)。存在上述量烯屬滷代烴的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷通常不宜用作製冷劑、推進劑等，因為烯屬滷代烴不穩定，並且具有潛在毒性。一般來說，純化的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中上述烯屬滷代烴雜質的濃度應不到10ppm，更理想的是應低於5ppm。
用來處理2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷粗品的金屬高錳酸鹽應能溶解於鹼性水溶液。該金屬高錳酸鹽可以是鹼金屬或鹼土金屬高錳酸鹽，理想的是鹼金屬高錳酸鹽，更理想的是高錳酸鉀。
金屬高錳酸鹽的濃度可以是1%(重量)至飽和水溶液，每升高錳酸鈉的飽和水溶液含約200g高錳酸鈉，而高錳酸鉀則含約60g。適宜的濃度為約含5%至6%(重量)鹼金屬高錳酸鹽。
通過加入鹼性劑，例如，鹼金屬氫氧化物、鹼金屬碳酸鹽或鹼土金屬氫氧化物，最好是氫氧化鈉或氫氧化鉀，可使金屬高錳酸鹽水溶液呈鹼性。例如，可適宜地加入約2%至10%(重量)的鹼金屬氫氧化物水溶液。不必直接將鹼性劑加到金屬高錳酸鹽溶液中，而是將其加到2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中或其與金屬高錳酸鹽溶液的混合物中。
2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷與鹼金屬高錳酸鹽溶液的相對體積比隨下述因素而顯著不同。這些因素是烯屬滷代烴和金屬高錳酸鹽溶液的濃度，兩相的混合度，採用的溫度，等等。一般而言，採用約6%(重量)的金屬高錳酸鹽溶液時，適宜的體積比為1∶1。在大批量生產時，大量過量，可使金屬高錳酸鹽溶液重複使用。例如，在金屬高錳酸鹽溶液減少前，可提純多達15批的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷。
用鹼金屬高錳酸鹽水溶液處理2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷時，所用溫度並不嚴格，可以是任何適宜的溫度，例如大約5℃至70℃。由於2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷在常壓下的沸點為27.6℃，因此高溫處理時必須在封閉系統中進行，以便使之保持液態。優選的溫度大約為55℃至65℃。
可通過任何專業上已知的方式，例如搖振、攪拌、浸漬噴注混合等，將粗製的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷和鹼金屬高錳酸鹽水溶液混合。
通常在(例如)60℃下將2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷同鹼金屬高錳酸鹽混合約2至4小時後，可除去烯屬滷代烴雜質，或可將其降至所期望的含量。然後，停止混合操作，使混合物冷卻，分離為兩層，回收較重的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷層。
需要時，可通過分餾等手段，將經過處理的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷進一步純化。通過用本發明的方法進行處理，通常可使2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中的烯屬滷代烴雜質含量降至低於約5ppm(百萬分之一)。本發明的方法可分批或連續實施。
實施例將二十毫升(29.5g)2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷粗品同25ml6%高錳酸鉀水溶液和1ml5%氫氧化鈉水溶液一起加到「特氟隆」瓶中，上述粗品經氣相色譜分析表明含2-全氟氯丁烯-2、三氟氯乙烯、1，1-二氯二氟乙烯和2-氯-1，1，1，4，4，4-六氟丁烯-2(200ppm)。將瓶封閉，置於60℃的水浴中，劇烈攪拌2小時。冷卻至大約25℃，回收2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷層，用無水硫酸鈉乾燥。氣相色譜分析表明，純化的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中存在以下數量的烯屬滷代烴，即2-全氟氯丁烯-2低於5ppm三氟氯乙烯低於5ppm1，1-二氯-2，2-二氟乙烯低於5ppm2-氯-1，1，1，4，4，4-六氟丁烯-26ppm
權利要求
1.一種降低2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷中烯屬滷代烴含量的方法，該方法包括將呈液態的所述2，2，-二氯-1，1，1，-三氟乙烷與鹼金屬高錳酸鹽水溶液接觸；將液態2，2，-二氯-1，1，1-三氟乙烷同所述鹼金屬高錳酸鹽水溶液分離；回收經過提純的2，2，-二氯-1，1，1-三氟乙烷。
2.按權利要求1的方法，其中所述金屬高錳酸鹽選自高錳酸鈉和高錳酸鉀。
3.按權利要求2的方法，其中所述金屬高錳酸鹽是高錳酸鉀。
4.按權利要求1的方法，其中所述的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷與鹼金屬高錳酸鹽水溶液之間的接觸在5℃至70℃下進行。
5.按權利要求4的方法，其中所述溫度為55℃至65℃。
全文摘要
一種提純2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的方法，它包括將液態2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷同鹼金屬高錳酸鹽水溶液接觸，由此降低烯屬滷代烴汙染物的濃度。
文檔編號C07C17/20GK1040783SQ8910705
公開日1990年3月28日 申請日期1989年9月1日 優先權日1988年9月1日
發明者道格拉斯·喬治·格林, 阿比德·納扎拉裡·麥錢特 申請人:納幕爾杜邦公司