專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備五氟乙烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備五氟乙烷的方法。
背景技術(shù)：
五氟乙烷，商品名稱(chēng)為HFC-125，化合物五氟乙烷(CF3CHF2或HFC-125)是一種有 用的起泡劑、推進(jìn)劑、制冷劑、滅火劑、或殺菌承載氣，它具有理想的零ODP值。隨著《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》和《中國(guó)逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì) 的國(guó)家方案》的進(jìn)一步實(shí)施，各國(guó)的相關(guān)企業(yè)都加快開(kāi)發(fā)消耗臭氧層物質(zhì)(0此)替代品的 步伐。目前，在全氟氯烴(CFCs)制冷劑替代品研究方面，可分為三個(gè)階段第一代替代品 是以氫氟氯烴(HCFCs)系列為主，這些物質(zhì)相對(duì)于CFCs的消耗臭氧潛能(ODP)值有較大降 低；第二代是氫氟烴(HFCs)系列的單一工質(zhì)或HFCs為基礎(chǔ)的混合工質(zhì)制冷劑，其ODP為0， 全球變暖潛能(GWP)值較高；第三階段是開(kāi)發(fā)以氟代醚類(lèi)(HFE)系列為主。國(guó)內(nèi)還處在以 HFCs開(kāi)發(fā)階段，而五氟乙烷作為環(huán)保型混合制冷劑的重要組分，廣泛應(yīng)用于R402A、R404A、 R410A、R407C和R507，主要是替代R502和二氟氯甲烷(HCFC-22)，其市場(chǎng)前景非常樂(lè)觀。五 氟乙烷是一種對(duì)大氣臭氧層安全的氟化烴化合物，目前主要被用作二氟氯甲烷(HCFC-22) 制冷劑的替代品，此外，還廣泛用作發(fā)泡劑、溶劑、噴射劑、滅火劑和干蝕刻劑。目前五氟乙 烷在國(guó)內(nèi)外已成了開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，各種生產(chǎn)工藝日趨成熟，產(chǎn)品規(guī)模逐漸增加，產(chǎn)品應(yīng)用范圍 日漸拓寬，各種新技術(shù)的研究也在不斷深入。目前已有五氟乙烷的各種制備方法公布。美國(guó)專(zhuān)利US375M77敘述了一種制 備氟化烴的方法，它采用膏狀氫氧化鉻在其干燥或煅燒前與水或蒸汽進(jìn)行處理制成含正 3價(jià)鉻催化劑。實(shí)施例23說(shuō)明了四氯乙烯轉(zhuǎn)化為含CF3CHC12(20% )、CF3CHC1F(20% )、 CF3CHF2 (30 % ),和CF3CClF2 (20 % )的混合產(chǎn)物；而實(shí)施例25說(shuō)明了 CF3CHCl2轉(zhuǎn)化為含 CF3CHClF(21 % )、CF3CHF2 (67% )和 CF3CClF2 (2. 5% )的混合產(chǎn)物。氯代五氟乙烷(CF3CClF2 或CFC-115)的生成是有害的，因?yàn)闀?huì)使收率降低，并難于經(jīng)蒸餾從五氟乙烷中分離。美國(guó)專(zhuān)利US3258500敘述了一種采用本質(zhì)上含一種活化無(wú)水氧化鉻作催化劑對(duì) 某些鹵烴類(lèi)進(jìn)行催化氣相氟化反應(yīng)的方法。實(shí)施例17說(shuō)明了四氯乙烯在400°C時(shí)易于轉(zhuǎn)化 為含 CF3CHCl2 (3. 5% ), CF3CHClF (9. 2% )禾Π CF3CHF2 (35. 0 % )的混合產(chǎn)物。在 300°C 時(shí)易 于轉(zhuǎn)化為含 CF3CHCl2 (16. 0% )、CF3CHClF(38. 3% )禾口 CF3CHF2 (25. 4% )的混合產(chǎn)物。實(shí)施 例20說(shuō)明了在400°C時(shí)氯代三氟乙烯易于轉(zhuǎn)化為含CF3CHF28% )的混合產(chǎn)物。加拿大專(zhuān)利8490M和1196345也公布了采用含鉻催化劑制備五氟乙烷的方法。美國(guó)專(zhuān)利US4843181公布了以(NH4)2Cr2O7熱殘解制備成的Cr2O3為催化劑，以四鹵 代乙烯和/或五鹵代乙烷、HF等為本配原料進(jìn)行催化氣相接觸制CF3CHCl2和/或CF3CHClF 的方法，反應(yīng)控制在以生成最少量氯代五氟乙烷(CF3CClF2或CFC-115)的條件下進(jìn)行。因此，仍需要研究其它有用的、副產(chǎn)物氯代五氟乙烷較少的五氟乙烷(CF3CHF2)的 制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備五氯乙烷的方法。一種制備五氟乙烷的方法，其特征在于采用原料I與原料II反應(yīng)制備五氟乙烷， 所述原料I為1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷或1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的組 合物，原料I的質(zhì)量百分比含量大于99. 8%，原料II為氟化鉀水溶液，原料II的質(zhì)量百分 比含量為20% 30%，其制備方法包括如下步驟步驟一，用一臺(tái)高壓計(jì)量泵將原料II打進(jìn)盤(pán)管式預(yù)熱器，用另一臺(tái)高壓計(jì)量泵將 原料I打進(jìn)另外一根盤(pán)管式預(yù)熱器，預(yù)熱器溫度控制在180°C 200°C ；步驟二，原料II經(jīng)過(guò)預(yù)熱后，再進(jìn)入盤(pán)管式過(guò)熱器，盤(pán)管式過(guò)熱器溫度控制在 310°C 320°C，過(guò)熱后的原料II與預(yù)熱后的原料I進(jìn)入管道反應(yīng)器底部混合反應(yīng)，反應(yīng)溫 度控制在310°C 320°C，反應(yīng)壓力為12MPa 13MPa ；步驟三，步驟二中反應(yīng)后的物料由反應(yīng)器出口進(jìn)入盤(pán)管式預(yù)冷器，盤(pán)管式預(yù)冷器 的溫度控制在180°C 200°C，預(yù)冷后的物料經(jīng)過(guò)三級(jí)卸壓進(jìn)入粗餾塔，粗餾塔頂部出氣相 物料，氣相物料的組份為70% 80%的五氟乙烷，15% 20%的1，1，1，2_四氟-2-氯乙 烷及其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，5% 10%的水；氣相物料經(jīng)堿洗后得精餾物料，精餾物料的組份為五 氟乙烷、1，1，1,2-四氟-2-氯乙烷及其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，經(jīng)精餾系統(tǒng)精餾得五氟乙烷，精餾液相 出料的組份為1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷及其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體；步驟四，第三步中精餾液相出料返回到原料系統(tǒng)繼續(xù)使用；步驟五，第三步中粗餾塔塔釜為液相出料，液相出料經(jīng)脫水后，取出氯化鉀晶體， 剩余氟化鉀水溶液經(jīng)配制合格后返回到反應(yīng)中繼續(xù)使用。進(jìn)一步，所述原料I為1，1，1，2_四氟-2-氯乙烷。進(jìn)一步，所述原料I為1，1，1，2_四氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的組合物，其中 1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷的質(zhì)量百分比含量在1 % 99 %。進(jìn)一步，所述步驟二中的管道反應(yīng)器的長(zhǎng)度為20m 30m。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在采用本發(fā)明方法制備五氟乙烷，所使用的原料I 為1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷或者1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的組合物，原 料II為氟化鉀水溶液，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物氯代五氟乙烷，也沒(méi)有有害物的 排放，所用原料都可以循環(huán)使用，同時(shí)，還解決了如何使反應(yīng)原料高選擇性、高轉(zhuǎn)化率地轉(zhuǎn) 化為五氟乙烷的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品純度。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明揭示了一種制備五氟乙烷的方法，使用1，1，1，2_四氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu) 異構(gòu)體的組合物與氟化鉀水溶液在溫度280 330°C之間、壓力在12 13ΜΙ^之間進(jìn)行反 應(yīng)產(chǎn)生五氟乙烷，其反應(yīng)方程式如下
權(quán)利要求
1.一種制備五氟乙烷的方法，其特征在于采用原料I與原料II反應(yīng)制備五氟乙烷， 所述原料I為1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷或1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的組 合物，原料I的質(zhì)量百分比含量大于99. 8%，原料II為氟化鉀水溶液，原料II的質(zhì)量百分 比含量為20% 30%，其制備方法包括如下步驟步驟一，用一臺(tái)高壓計(jì)量泵將原料II打進(jìn)盤(pán)管式預(yù)熱器，用另一臺(tái)高壓計(jì)量泵將原料 I打進(jìn)另外一根盤(pán)管式預(yù)熱器，預(yù)熱器溫度控制在180°c 200°C ；步驟二，原料II經(jīng)過(guò)預(yù)熱后，再進(jìn)入盤(pán)管式過(guò)熱器，盤(pán)管式過(guò)熱器溫度控制在310°c 320°C，過(guò)熱后的原料II與預(yù)熱后的原料I進(jìn)入管道反應(yīng)器底部混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在 310°C 320°C，反應(yīng)壓力為 12MPa 13MPa ；步驟三，步驟二中的反應(yīng)后物料由反應(yīng)器出口進(jìn)入盤(pán)管式預(yù)冷器，盤(pán)管式預(yù)冷器的溫 度控制在180°C 200°C，預(yù)冷后的物料經(jīng)過(guò)三級(jí)卸壓進(jìn)入粗餾塔，粗餾塔頂部出氣相物 料，氣相物料的組份為70 % 80 %的五氟乙烷、15 % 20 %的1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷及 其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體和5% 10%的水；氣相物料經(jīng)堿洗后得精餾物料，精餾物料的組份為五氟 乙烷、1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷及其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，經(jīng)精餾系統(tǒng)精餾得五氟乙烷，精餾液相出 料的組份為1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷及其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體；步驟四，第三步中精餾液相出料返回到原料系統(tǒng)繼續(xù)使用；步驟五，第三步中粗餾塔塔釜為液相出料，液相出料經(jīng)脫水后，取出氯化鉀晶體，剩余 氟化鉀水溶液經(jīng)配制合格后返回到反應(yīng)中繼續(xù)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備五氟乙烷的方法，其特征在于所述原料I為1，1，1，2-四 氟-2-氯乙烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備五氟乙烷的方法，其特征在于所述原料I為1，1，1，2-四 氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的組合物，其中1，1，1，2_四氟-2-氯乙烷的質(zhì)量百分比含量 在 99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備五氟乙烷的方法，其特征在于所述步驟二中的管道反應(yīng) 器的長(zhǎng)度為20m 30m。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備五氟乙烷的方法，采用原料I與原料II反應(yīng)制備五氟乙烷，所述原料I為1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷或1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷與其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的組合物，原料I的質(zhì)量百分比含量大于99.8％，原料II為氟化鉀水溶液的質(zhì)量百分比含量為20％～30％，并公開(kāi)了其具體的制備方法，采用本發(fā)明在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物氯代五氟乙烷，也沒(méi)有有害物的排放，所用原料都可以循環(huán)使用，同時(shí)，還解決了如何使反應(yīng)原料高選擇性、高轉(zhuǎn)化率地轉(zhuǎn)化為五氟乙烷的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品純度。
文檔編號(hào)C07C19/08GK102070395SQ201110035450
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者吳建軍, 張偉華, 李建明, 陳建海 申請(qǐng)人:江蘇康泰氟化工有限公司