專利名稱：五氟乙烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種五氟乙烷(HFC125)的制備方法。
背景技術(shù)：
五氟乙烷(HFC125)的臭氧破壞系數(shù)為0，是目前用作二氟一氯甲烷(HCFC22)的替代品，廣泛應(yīng)用于制冷領(lǐng)域的氟化合物。目前全球年產(chǎn)量為6萬噸左右；二氟一氯乙烷(HCFC142b)作為第二批受限的ODS物質(zhì)，其用途逐漸受到限制。本工藝從二氟一氯乙烷出發(fā)，然后生成二氟三氯乙烷，五氯乙烷進(jìn)入液相氟化得到五氟乙烷。避免了四氯乙烯或四氟乙烯為主要原料的工藝路線，充分利用了現(xiàn)有的HCFC142b裝置的生產(chǎn)能力，將逐步被淘汰的氫氯氟烴轉(zhuǎn)化為環(huán)保的氫氟烴，為五氟乙烷的制備提供了新的工藝路線，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏。如文獻(xiàn) US5399549、CN1035812、CN1308596、CN1273577、US5300711、US5300710等均為以四氯乙烯或四氟乙烯為主要原料的工藝路線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種五氟乙烷(HFC125)的制備方法，其采用全新的工藝路線以二氟一氯乙烷為基礎(chǔ)原料，克服現(xiàn)有制造廠商和文獻(xiàn)存在的缺陷。為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種五氟乙烷的制備方法，其包括以下步驟I) 二氟三氯乙烷的合成制備將二氟一氯乙烷與氯氣在紫外光催化下，在100 160°C的溫度下加成反應(yīng)，獲得二氟三氯乙烷，其中二氟以氯乙烷和氯氣的摩爾比例為氯氣二氟一氯乙烷=2. O 2. 5 1，反應(yīng)壓力為常壓，停留時(shí)間為5 7秒。加成反應(yīng)通式如下CH3-CF2C1+2C12= = HCC12-CF2C1+2HC1優(yōu)選的反應(yīng)溫度為120 150°C。二氟一氯乙烷和氯氣優(yōu)選的摩爾比例為氯氣二氟一氯乙烷=2. 2 2. 4 I。2) 二氟三氯乙烷與氟化氫在140 200°C液相催化反應(yīng)，獲得五氟乙烷，其中二氟三氯乙烷和氟化氫的摩爾比為二氟三氯乙烷氟化氫=I : 4 10。反應(yīng)壓力為2. I
2.4MPa，反應(yīng)的催化劑為氟化鈷與氟化銻的混合物。反應(yīng)通式如下HCC12-CF2C1+3HF= = HCF2CF3 (HFC125) +3HC1優(yōu)選的液相催化反應(yīng)的溫度為150 180°C。二氟三氯乙烷和氟化氫優(yōu)選的摩爾比為二氟三氯乙烷氟化氫=I 5 8。本發(fā)明整個(gè)工藝過程由二氟一氯乙烷生成二氟三氯乙烷，由二氟三氯乙烷得到五氟乙烷(HFC125)。從而避免了從四氟乙烯或四氯乙烯為原料路線，致使整個(gè)工藝生產(chǎn)的原料成本或操作成本大幅下降。
具體實(shí)施例方式在以下實(shí)施例中產(chǎn)物的檢測(cè)工具采用安捷倫6890N/5937(GC/MS)氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀。實(shí)施例I在0 40 X 4000石英管式反應(yīng)器至紫外光下，管內(nèi)升溫至120°C，準(zhǔn)備開始投料反應(yīng)。二氟一氯乙烷與氯氣混合后，投入管式反應(yīng)器，二氟一氯乙烷投料速率為2550克/小時(shí)，氯氣的投料速率為3596克/小時(shí)。二氟一氯乙烷與氯氣在管式反應(yīng)器中的生成物直接經(jīng)過水堿洗后，精餾得到純度為99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小時(shí)的收料量為3911克，二氟三氯乙烷的收率為90. 94%。
在帶攪拌的5L不銹鋼釜式反應(yīng)器內(nèi)裝填5. 5克由氟化鈷和氟化銻組成的催化劑。反應(yīng)釜連接回流裝置，系統(tǒng)用N2置換3次，然后加入氟化氫6390克。開始攪拌并加熱反應(yīng)器到140°C。向反應(yīng)器內(nèi)通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通過冷凝器收集產(chǎn)生的五氟乙烷直到不再有冷凝液體產(chǎn)生。收集到的五氟乙烷經(jīng)過水堿洗干燥精餾得到純度為99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量為2195克，收率為91. 5%。實(shí)施例2在0 40 X 4000石英管式反應(yīng)器至紫外光下，管內(nèi)升溫至100 V，準(zhǔn)備開始投料反應(yīng)。二氟一氯乙烷與氯氣混合后，投入管式反應(yīng)器，二氟一氯乙烷投料速率為2550克/小時(shí)，氯氣的投料速率為3953克/小時(shí)。二氟一氯乙烷與氯氣在管式反應(yīng)器中的生成物直接經(jīng)過水堿洗后，精餾得到純度為99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小時(shí)的收料量為4158克，二氟三氯乙烷的收率為96. 68%。在帶攪拌的5L不銹鋼釜式反應(yīng)器內(nèi)裝填5. 5克由氟化鈷和氟化銻組成的催化劑。反應(yīng)釜連接回流裝置，系統(tǒng)用N2置換3次，然后加入氟化氫1994克。開始攪拌并加熱反應(yīng)器到150°C。向反應(yīng)器內(nèi)通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通過冷凝器收集產(chǎn)生的五氟乙烷直到不再有冷凝液體產(chǎn)生。收集到的五氟乙烷經(jīng)過水堿洗干燥精餾得到純度為99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量為2249克，收率為93. 7%。實(shí)施例3在0 40 X 4000石英管式反應(yīng)器至紫外光下，管內(nèi)升溫至160 V，準(zhǔn)備開始投料反應(yīng)。二氟一氯乙烷與氯氣混合后，投入管式反應(yīng)器，二氟一氯乙烷投料速率為2550克/小時(shí)，氯氣的投料速率為4335克/小時(shí)。二氟一氯乙烷與氯氣在管式反應(yīng)器中的生成物直接經(jīng)過水堿洗后，精餾得到純度為99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小時(shí)的收料量為4014克，二氟三氯乙烷的收率為93. 33%。在帶攪拌的5L不銹鋼釜式反應(yīng)器內(nèi)裝填5. 5克由氟化鈷和氟化銻組成的催化劑。反應(yīng)釜連接回流裝置，系統(tǒng)用N2置換3次，然后加入氟化氫3180克。開始攪拌并加熱反應(yīng)器到180°C。向反應(yīng)器內(nèi)通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通過冷凝器收集產(chǎn)生的五氟乙烷直到不再有冷凝液體產(chǎn)生。收集到的五氟乙烷經(jīng)過水堿洗干燥精餾得到純度為99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量為2344克，收率為97. 7%。實(shí)施例4在0 40 X 4000石英管式反應(yīng)器至紫外光下，管內(nèi)升溫至150°C，準(zhǔn)備開始投料反應(yīng)。二氟一氯乙烷與氯氣混合后，投入管式反應(yīng)器，二氟一氯乙烷投料速率為2550克/小時(shí)，氯氣的投料速率為4503克/小時(shí)。二氟一氯乙烷與氯氣在管式反應(yīng)器中的生成物直接經(jīng)過水堿洗后，精餾得到純度為99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小時(shí)的收料量為3989克，二氟三氯乙烷的收率為92. 75%。在帶攪拌的5L不銹鋼釜式反應(yīng)器內(nèi)裝填5. 5克由氟化鈷和氟化銻組成的催化劑。反應(yīng)釜連接回流裝置，系統(tǒng)用N2置換3次，然后加入氟化氫3988克。開始攪拌并加熱反應(yīng)器到200°C。向反應(yīng)器內(nèi)通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通過冷凝器收集產(chǎn)生的五氟乙烷直到不再有冷凝液體產(chǎn)生。收集到的五氟乙烷經(jīng)過水堿洗干燥精餾得到純度為99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量為2209克，收率為92.0%。上述實(shí) 施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種五氟こ烷的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1)ニ氟三氯こ烷的合成制備將ニ氟一氯こ烷與氯氣在紫外光催化下，在100 160°C的溫度下加成反應(yīng)，獲得ニ氟三氯こ烷，其中二氟以氯こ烷和氯氣的摩爾比例為氯氣ニ氟ー氯こ烷=2. O 2. 5 I ； 2)ニ氟三氯こ烷與氟化氫在140 200°C液相催化反應(yīng)，獲得五氟こ烷，其中二氟三氯こ烷和氟化氫的摩爾比為ニ氟三氯こ烷氟化氫=I 4 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟I)中，加成反應(yīng)的溫度為120 150°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟I)中，ニ氟一氯こ烷和氯氣的摩爾比例為氯氣ニ氟ー氯こ烷=2. 2 2. 4 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟I)中，反應(yīng)壓カ為常壓，反應(yīng)停留時(shí)間為5 7秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟2)中，液相催化反應(yīng)的溫度為150 180°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟2)中，ニ氟三氯こ烷和氟化氫的摩爾比為ニ氟三氯こ烷氟化氫=I 5 8。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟2)中，反應(yīng)壓カ為2. I 2. 4MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的五氟こ烷的制備方法，其特征在干在所述步驟2)中，反應(yīng)的催化劑為氟化鈷與氟化銻的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種五氟乙烷(HFC125)的制備方法，包括由二氟一氯乙烷與氯氣在紫外光催化下加成反應(yīng)制備二氟三氯乙烷的制備步驟、二氟三氯乙烷在催化劑催化下與氟化氫反應(yīng)生成五氟乙烷(HFC125)步驟，本發(fā)明整個(gè)工藝過程避免了從四氟乙烯或四氯乙烯為原料路線，致使整個(gè)工藝生產(chǎn)的原料成本或操作成本大幅下降。
文檔編號(hào)C07C19/08GK102617271SQ201210054840
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者司林旭, 張平忠, 張建平, 顧和祥 申請(qǐng)人:常熟三愛富氟化工有限責(zé)任公司