[發(fā)明專利]一種純化六氟乙烷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510020423.4
• 申請日: 2015-01-07
• 公開（公告）號: CN104529692A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁勝芳;張金彪;黃曉磊;趙國輝;吳旭飛;張景利;李賢武;湯月貞
• 申請（專利權(quán)）人: 黎明化工研究設(shè)計院有限責(zé)任公司
• 主分類號: C07C19/08
• 分類號: C07C19/08;C07C17/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及六氟乙烷的純化方法。

背景技術(shù)

高純度(99.999％以上)六氟乙烷主要應(yīng)用在半導(dǎo)體設(shè)備制造工藝上作為等離子蝕刻劑。在六氟乙烷的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，如四氟化碳(CF₄)、八氟丙烷(C₃F₈)、三氟甲烷(CHF₃)、二氟二氯甲烷(CF₂Cl₂)、三氟一氯甲烷(CF₃Cl)或三氯一氟甲烷(CFCl₃)等氟碳烴或氟氯烴。通過常規(guī)吸附、精餾等提純工藝，可以將大部分雜質(zhì)去除，但是還有一些雜質(zhì)性質(zhì)相對穩(wěn)定，并且能夠與六氟乙烷形成共沸混合物，普通提純方法較難去除。

在純化六氟乙烷方面，專利文獻CN1165509A介紹了一種采用共沸蒸餾的方法來提純六氟乙烷，在塔頂去除HCl-六氟乙烷共沸或類共沸物，在-50℃以下液化冷卻分離得到純六氟乙烷和含三氟甲烷或其與HCl的共沸物，以去除六氟乙烷中的氟氯烴，得到的六氟乙烷純度達99.9999％，但該文獻所采用的去除方法比較復(fù)雜，且蒸餾過程中需添加HCl，存在一定的危險。

CN1464872A中也介紹了提純六氟乙烷的方法，將六氟乙烷中體積含量低于500ppm的三氟一氯甲烷與氟化氫在氟化催化劑及200～450℃條件下反應(yīng)，使三氟一氯甲烷氟化成四氟化碳，達到去除三氟一氯甲烷的目的。最終六氟乙烷純度達到99.9997％，三氟一氯甲烷的含量不大于1ppm。但該方法需控制六氟乙烷與HF的比例，過程中需添加HF，也增加了過程的風(fēng)險。

CN1049295A中介紹了一種催化分解氯氟烷烴的方法，將氯氟烷烴與含有Al₂O₃-SiO₂的催化劑，在350～650℃溫度下與過量水蒸汽或空氣接觸反應(yīng)，將氯氟烷烴轉(zhuǎn)化為HF、HCl、CO₂、CO及1，1，1-三鹵代乙酰鹵。該法需控制Al₂O₃與SiO₂比例，且其分解能力有限，如CClF₃在570℃時，其分解率最高僅能達到51.8％，且分解能力下降較快，1h后分解率僅為46.1％。分解后產(chǎn)物需進一步去除，對生產(chǎn)工藝不利。

CN102895868A介紹了一種催化水解氟利昂的方法，將硫酸鋁、磷酸鋁、磷酸鐵裝入兩段U形反應(yīng)器，分別控制兩段反應(yīng)器的溫度，并控制氟利昂與水蒸汽的流速，使其與催化劑的接觸時間控制在3～5min，以達到分解去除氟利昂的目的，氟利昂的分解率達到95％。但該法所用催化劑需控制混配比例，且反應(yīng)裝置較為復(fù)雜，不利于工業(yè)化。

Karmakar?S，Greene?H?L(Catalyst.J?Catal，1995，151(2)：394～406)提及反應(yīng)溫度為300℃時，CCl₂F₂在TiO₂催化劑上的分解轉(zhuǎn)化率高于90％，連續(xù)反應(yīng)4天，CCl₂F₂轉(zhuǎn)化率不低于85％，但其催化劑催化能力降低較快。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的純化六氟乙烷的方法。該方法可使六氟乙烷中的氟氯烴含量去除至1ppmv以下。

本發(fā)明純化六氟乙烷的方法，包括以下步驟：

將粗品六氟乙烷依次引入水洗塔和堿洗塔，洗去其中的酸性氣體，洗滌后氣體進入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填有金屬催化劑，反應(yīng)溫度控制在300～800℃，六氟乙烷流量為15～30kg/h，之后氣體依次經(jīng)過吸附塔吸附CO₂、H₂O、HF，精餾塔精餾去除H₂、O₂、N₂、CH₄、CF₄、SF₆、C₃F₈等雜質(zhì)，可得到純度為99.999％的六氟乙烷氣體。

所述金屬催化劑為負載型，載體為活性氧化鋁、沸石分子篩、活性碳等中的一種，主體為金屬氧化物TiO₂、ZnO、WO₃、SnO₂、Fe₂O₃或SrTiO₃等中的一種或者幾種。優(yōu)選反應(yīng)器溫度在400～650℃，六氟乙烷的流量為15～20kg/h。