[發明專利]五氟乙烷的制備方法

有效

• 申請號: 200710090534.8
• 申請日: 2007-04-11
• 公開（公告）號: CN101157595A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 呂劍;張偉;明文勇;石磊;王博;郝志軍;張呈平
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所;淄博華安化工有限公司
• 主分類號: C07C19/08
• 分類號: C07C19/08;C07C17/20
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心
• 代理人: 王松山

技術領域

本發明涉及一種五氟乙烷(HFC-125)的制備方法，尤其涉及一種通過氟化氫氣相催化氟化四氯乙烯(PCE)得到2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷(HCFC-123)和2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷(HCFC-124)，然后進一步催化氟化HCFC-123和HCFC-124獲得五氟乙烷的制備方法。

背景技術

五氟乙烷是一種對大氣臭氧層安全的氟化烴化合物，主要用作一氯二氟甲烷(HCFC-22)制冷劑的替代品，此外，還廣泛用作發泡劑、溶劑、噴射劑、滅火劑和干蝕刻劑。

目前，工業上制備HFC-125的已知方法中，以氟化氫和PCE為原料，在催化劑存在下氣相反應合成HFC-125的制備方法應用最為廣泛。中國專利CN1057516C公開了一種以PCE為原料，在氟化催化劑的存在下，在單一氟化反應器中進行氣相氟化反應，合成HFC-125的制備方法。該方法中，氟化PCE生成HCFC-123、HCFC-124的反應和氟化HCFC-123、HCFC-124合成HFC-125的同一反應器中進行，受中間產物HCFC-123和HCFC-124的影響，氟化PCE生成HCFC-123、HCFC-124的反應受到制約，導致PCE的單程轉化率相對較低。另外為了提高HFC-125的時空收率，反應需要在350℃左右的高溫下進行，由于高溫下易發生PCE的聚合反應，加快了催化劑的結焦速率，影響催化劑的壽命。而且產物中的五氟氯乙烷(CFC-115)的含量較高，因CFC-115與HFC-125的共沸現象，給HFC-125的提純帶來困難，增加了生產成本。

發明內容

本發明提供了一種克服了背景技術中存在的不足、增加PCE單程轉化率、延長催化劑壽命、CFC-115含量低的五氟乙烷的制備方法。

以PCE為原料，氣相氟化合成HFC-125的主要反應如下：

PCE+3HF＝HCFC-123+2HCl?????????(1)

HCFC-123+HF＝HCFC-124+HCl??????(2)

HCFC-124+HF＝HFC-125+HCl???????(3)

發生的主要副反應如下：

HCFC-123＝HCFC-133a+CFC-113a???(4)

HCFC-133a+HF＝HFC-134a+HCl????(5)

CFC-113a+2HF＝CFC-115+2HCl????(6)

本發明采用兩個反應器，第一個反應器中主要進行反應(1)，第一反應器中沒有循環使用的HCFC-123，使得在較低的反應溫度下就可得到與已有HFC-125制備技術相同的PCE單程轉化率。由于降低了反應溫度，減緩了由于PCE高溫聚合而造成的催化劑表面結焦的速率，延長了催化劑壽命。第二反應器主要進行反應(2)和(3)，第二反應器中不存在原料PCE，因此，反應可以在較高的溫度下進行，增加了HCFC-123和HCFC-124的轉化率。但增加反應溫度，有利于副反應(4)、(5)、(6)的進行，導致反應產物中CFC-115的含量增加，不利于HFC-125的提純。本發明將反應生成的HFC-134a循環至第二反應器中，使反應(5)的平衡向生成HCFC-133a的方向移動，抑制HFC-123的歧化反應，降低了產物中的CFC-115的含量。

本發明提供一種以PCE和HF為原料的五氟乙烷的制備方法，包括以下步驟：

a.氟化氫與四氯乙烯進入第一反應器，在氟化催化劑的存在下發生氟化反應，反應溫度200℃～350℃，產物流中包括反應生成的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷、2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷、五氟乙烷、氯化氫以及未反應的氟化氫和四氯乙烯；

b.氟化氫與2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷、2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷進入第二反應器，在氟化催化劑的存在下進一步氟化反應，反應為溫度250℃～400℃，第二反應器的產物流中包括生成的五氟乙烷、氯化氫、少量的五氟氯乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷以及未反應的氟化氫、2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷、2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷；

c.步驟a的產物流進入第一蒸餾塔進行分離，將第一蒸餾塔塔釜含有少量氟化氫的四氯乙烯循環至第一反應器；

d.步驟c第一蒸餾塔塔頂組分和步驟b中第二反應器的產物流混合進入第二蒸餾塔進行分離，第二蒸餾塔塔釜的HF一部分循環至第一反應器，另一部分循環至第二反應器；