[發(fā)明專利]從全氟辛酸電解副產物中提取氟碳素溶劑的方法

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• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN107176737A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 王勇開;劉守貴;何光梅;游黃洋;呂太恒;鄧禮洪;張國平;肖志敏;胡永奎
• 申請（專利權）人: 中昊晨光化工研究院有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/36;C02F101/36
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發(fā)明涉及化學技術領域，尤其涉及從全氟辛酸電解副產物中提取氟碳素溶劑的方法。

背景技術

高品質氟碳素溶劑具有高穩(wěn)定性、溶解能力強的特點，其被廣泛應用于精密電子、儀器、設備、高密大容量光盤、手機通訊工具等的清洗干燥領域，具有廣闊的市場前景。

氟碳素溶劑是全氟辛酸生產過程中產生的一種電解副產物，工業(yè)上采用辛酰氯與氟化氫電解生產全氟辛酸，但在電解過程中常伴隨一些副反應，其產生的副產物主要為全氟環(huán)氧醚、全氟庚烷等，其中主要反應機理如下：

主反應：

(1)電解工序

2HF→H₂+F₂

(2)氟化反應

C₇H₁₅COCl+15F₂→C₇F₁₅COF+14HF+HCl

(3)中和反應

C₇F₁₅COF+2NaOH→C₇F₁₅COONa+NaF+H₂O

NaOH+HF→NaF+H₂O

(4)酸化反應

C₇F₁₅COONa+H₂SO₄→C₇F₁₅COOH+Na₂SO₄

副反應：

(1)電解環(huán)化生成全氟2-正丁基四氫呋喃

(2)電解環(huán)化生成全氟2-正丙基戊環(huán)醚

(3)辛酰氯在少量水存在下，氟化脫羧生產全氟庚烷

C₇H₁₅COCl+H₂O+16F₂→C₇F₁₆+CO₂+HCl+16HF

在電解結束后，通常采用酸化、堿洗、萃取等方法從電解液中提取全氟辛酸產品，剩余的副產物往往作為“三廢”通過焚燒處理掉，資源化利用價值不高。但是，近年來，隨著環(huán)境保護意識的不斷增強和資源短缺凸顯，人們開始重視和開展全氟辛酸電解副產物氟碳混合物的分離精制工作，目前，全國生產全氟辛酸的廠家主要將氟碳粗品直接作為氟碳素溶劑銷售，或者通過簡單的水洗和蒸餾后作為產品銷售，由于存在大量雜質，不能用于精密電子、儀器、設備、高密大容量光盤、手機通訊工具的清洗，只能部分應用于一般清洗和溶劑場合，限制了氟碳素溶劑的使用領域。

目前，尚無氟碳素溶劑精細提純方法的公開報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是針對現有技術存在的全氟辛酸電解副產物利用率不高，提純不徹底的缺陷，提供一種分離提純的方法，對背景技術部分提及的全氟辛酸工業(yè)化生產方法產生的含有全氟-2-正丁基四氫呋喃、全氟-2-正丙基戊環(huán)醚、全氟庚烷及少量水分等的氟碳混合 物(全氟辛酸電解副產物)進行分離提純處理，該方法處理得到的氟碳素溶劑純度高、品質好、資源利用率高。

本發(fā)明的技術方案之一是：從全氟辛酸電解副產物中提取氟碳素溶劑的方法，包括如下步驟：

(1)堿解：向全氟辛酸電解副產物中加入堿性物質，進行堿解反應；

(2)水洗并干燥：水洗堿解反應液至水層pH至為7-8，得粗氟碳素溶劑，干燥除去所述粗氟碳溶劑中的水分；

(3)蒸餾：蒸餾干燥后的粗氟碳溶劑，并取85-102℃溫度區(qū)間的餾分即得。

本發(fā)明首先對全氟辛酸電解副產物進行堿解反應，堿解反應能夠除去電解副產物中的酸性物質，其中，所述堿性物質可選自有機堿或無機堿，無機堿可選自氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀中的一種或幾種，有機堿可選自叔丁醇鉀、叔丁醇鈉中的一種或幾種，本發(fā)明優(yōu)選采用有機堿，進一步優(yōu)選采用叔丁醇鉀作為堿解物質。所述堿性物質的加入量為全氟辛酸電解副產物重量的1-5％，與采用無機堿相比，在對全氟辛酸電解副產物進行堿解反應時采用有機堿更有利于確保中和反應的充分進行，從而確保終產品的品質。

優(yōu)選地，將所述堿性物質配制成濃度5-40％的水溶液加入全氟辛酸電解副產物中，所述濃度優(yōu)選為10-20％。

進一步優(yōu)選地，所述堿解反應的條件為：溫度20-50℃，反應時間1-5h；進一步優(yōu)選為：溫度30-40℃，反應時間3-4h。