[發(fā)明專利]一種全氟烷烴中雜質的催化轉化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410840771.1
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104529691A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃華璠;徐海云;孟祥軍;李翔宇;丁成;王新喜;胡帥
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: C07C17/395
• 分類號: C07C17/395;C07C19/08;C07C23/06;B01J27/128;B01J27/125
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

技術領域

本發(fā)明涉及一種全氟烷烴中雜質的催化轉化方法，具體地說，涉及一種全氟烷烴中含氫碳氟化合物和/或烯類碳氟化合物雜質的催化轉化方法，屬于精細化工領域。

背景技術

全氟烷烴是指分子中的氫原子全部被氟原子取代的烴類化合物，包括四氟化碳、六氟乙烷、八氟丙烷和八氟環(huán)丁烷等。全氟烷烴具有很好化學穩(wěn)定性。

近年來，高純?nèi)闊N被應用于半導體制造和電子工業(yè)，作為電子器件的清洗劑和刻蝕劑。隨著半導體器件尺寸越來越小，刻蝕精度要求越來越嚴格，對全氟烷烴的純度要求也越來越高。

在全氟烷烴的制備中，往往涉及氟化或高溫反應，因此產(chǎn)物粗品全氟烷烴中雜質種類較多，主要有含氫碳氟化合物、含氯碳氟化合物及烯類碳氟化合物等。在半導體制造中，這些雜質的存在，會在刻蝕形成電路圖案的過程中，產(chǎn)生較寬的線，造成集成電路的缺陷；此外，在半導體制造設備腔室的清洗中，也應降低殘余雜質，以提供高性能的設備。因此，需采用有效的純化方法，除去全氟烷烴中的雜質。

現(xiàn)有的全氟烷烴純化方法，常分為三類：

第一類是精餾的方法。精餾的方法為最常用的純化全氟烷烴的方法。但由于全氟烷烴化合物中雜質種類較多，往往存在沸點和全氟烷烴接近的雜質，當雜質沸點和全氟烷烴的沸點差別小于15℃時，難以用精餾的方法純化；并且，一些碳氟化合物能和全氟烷烴形成共沸化合物，也無法用精餾的方法進行純化。近年來，發(fā)展了萃取精餾和共沸精餾的方法，但是這些方法設備成本高，工藝復雜。

第二類是吸附的方法。吸附的方法通過采用吸附劑，除去全氟烷烴中的雜質；常用的吸附劑包括分子篩、活性炭等。但有些雜質的分子尺寸和全氟烷烴十分接近，用所述吸附方法難以除去。現(xiàn)有的吸附劑吸附全氟烷烴中含氯碳氟化合物雜質效果較好，而含氫碳氟化合物和烯類碳氟化合物雜質很難除去。

第三類是催化轉化法。催化轉化法是將沸點與全氟烷烴沸點接近的雜質，通過催化劑分解或轉化成沸點和全氟烷烴沸點差別較大的雜質。現(xiàn)有技術中，利用催化轉化法除去烯類碳氟化合物的研究較多，但除去含氫碳氟化合物的方法很少，在中國專利申請CN1089252中，將全氟化碳在Ca²⁺或Ba²⁺離子和醇化物離子以及仲胺存在下，與強堿水溶液進行反應，除去氟化氫，及含氫和/或含碳碳雙鍵的碳氟雜質；但這種方法工藝較復雜，而且后續(xù)過程中需要除去水。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中催化轉化法存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種全氟烷烴中雜質的催化轉化方法，所述方法通過將粗品全氟烷烴和催化劑接觸，其中催化劑為AlF₃和金屬高價氟化物的混合物，將含氫碳氟化合物和/或烯類碳氟化合物雜質轉化成其它化合物，通過這一方法將沸點與全氟烷烴沸點接近的雜質，轉化成沸點和全氟烷烴沸點差別較大的雜質，以利于后續(xù)精餾提純處理。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術方案。

一種全氟烷烴中雜質的催化轉化方法，所述方法步驟如下：

將粗品全氟烷烴和催化劑接觸反應進行催化轉化處理，收集處理后的氣體。

其中，所述全氟烷烴為六氟乙烷、八氟丙烷或八氟環(huán)丁烷；粗品全氟烷烴為純度＞98％，而＜99.99％的全氟烷烴；粗品全氟烷烴中含氫碳氟化合物和/或烯類碳氟化合物雜質的含量≤2％；所述含氫碳氟化合物雜質為二氟甲烷、三氟甲烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷或七氟丙烷中的一種以上；烯類碳氟化合物雜質為四氟乙烯和/或六氟丙烯。

催化劑為AlF₃和金屬高價氟化物的混合物，以催化劑的總體質量為100％計，其中AlF₃的質量百分數(shù)為2％～50％，優(yōu)選為2％～20％；余量為金屬高價氟化物；金屬高價氟化物為CoF₃、MnF₃、AgF₂或KCoF₄中一種以上。

催化劑可以是粒狀、粉末狀等形狀；優(yōu)選為粒狀；優(yōu)選粒徑為0.5mm～5mm。