[發明專利]五氟乙烷的制備方法

無效

• 申請號: 201210054840.7
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102617271A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 司林旭;張平忠;顧和祥;張建平
• 申請（專利權）人: 常熟三愛富氟化工有限責任公司
• 主分類號: C07C19/08
• 分類號: C07C19/08;C07C17/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及一種五氟乙烷(HFC125)的制備方法。

背景技術

五氟乙烷(HFC125)的臭氧破壞系數為0，是目前用作二氟一氯甲烷(HCFC22)的替代品，廣泛應用于制冷領域的氟化合物。目前全球年產量為6萬噸左右；二氟一氯乙烷(HCFC142b)作為第二批受限的ODS物質，其用途逐漸受到限制。本工藝從二氟一氯乙烷出發，然后生成二氟三氯乙烷，五氯乙烷進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，充分利用了現有的HCFC142b裝置的生產能力，將逐步被淘汰的氫氯氟烴轉化為環保的氫氟烴，為五氟乙烷的制備提供了新的工藝路線，實現了經濟效益與環境效益的雙贏。如文獻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。

發明內容

本發明所要解決的技術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原料，克服現有制造廠商和文獻存在的缺陷。

為了解決上述的技術問題，本發明的技術方案是：一種五氟乙烷的制備方法，其包括以下步驟：

1)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℃的溫度下加成反應，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＝2.0～2.5∶1，反應壓力為常壓，停留時間為5～7秒。

加成反應通式如下：CH₃-CF₂Cl+2Cl₂＝＝HCCl₂-CF₂Cl+2HCl

優選的反應溫度為120～150℃。

二氟一氯乙烷和氯氣優選的摩爾比例為：氯氣∶二氟一氯乙烷＝2.2～2.4∶1。

2)二氟三氯乙烷與氟化氫在140～200℃液相催化反應，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＝1∶4～10。反應壓力為2.1～2.4MPa，反應的催化劑為氟化鈷與氟化銻的混合物。

反應通式如下：HCCl₂-CF₂Cl+3HF＝＝HCF₂CF₃(HFC125)+3HCl

優選的液相催化反應的溫度為150～180℃。

二氟三氯乙烷和氟化氫優選的摩爾比為：二氟三氯乙烷∶氟化氫＝1∶5～8。

本發明整個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，致使整個工藝生產的原料成本或操作成本大幅下降。

具體實施方式

在以下實施例中產物的檢測工具采用安捷倫6890N/5937(GC/MS)氣相色譜/質譜聯用儀。

實施例1

在40×4000石英管式反應器至紫外光下，管內升溫至120℃，準備開始投料反應。二氟一氯乙烷與氯氣混合后，投入管式反應器，二氟一氯乙烷投料速率為2550克/小時，氯氣的投料速率為3596克/小時。二氟一氯乙烷與氯氣在管式反應器中的生成物直接經過水堿洗后，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不銹鋼釜式反應器內裝填5.5克由氟化鈷和氟化銻組成的催化劑。反應釜連接回流裝置，系統用N₂置換3次，然后加入氟化氫6390克。開始攪拌并加熱反應器到140℃。向反應器內通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通過冷凝器收集產生的五氟乙烷直到不再有冷凝液體產生。收集到的五氟乙烷經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％。

實施例2

在40×4000石英管式反應器至紫外光下，管內升溫至100℃，準備開始投料反應。二氟一氯乙烷與氯氣混合后，投入管式反應器，二氟一氯乙烷投料速率為2550克/小時，氯氣的投料速率為3953克/小時。二氟一氯乙烷與氯氣在管式反應器中的生成物直接經過水堿洗后，精餾得到純度為99.0％二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小時的收料量為4158克，二氟三氯乙烷的收率為96.68％。