[發明專利]一種三氟碘甲烷的連續制備方法

在審

• 申請號: 201610813627.8
• 申請日: 2016-09-11
• 公開（公告）號: CN107814682A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 徐衛國;肖恒僑;章祺;陳慧闖
• 申請（專利權）人: 浙江省化工研究院有限公司;浙江藍天環保高科技股份有限公司;中化藍天集團有限公司
• 主分類號: C07C17/10
• 分類號: C07C17/10;C07C19/16;B01J19/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及一種三氟碘甲烷的制備方法，尤其涉及一種在微通道反應器中連續制備三氟碘甲烷的方法。

背景技術

三氟碘甲烷，相對分子質量195.9，溫室效應潛值(GWP)<5，臭氧損耗潛值(ODP)為零，密度為2.361g/mL，凝固點110℃，沸點-22℃，臨界溫度123.3℃，臨界壓力3.95MPa，可用于替代氫氟烴、氫氯氟烴和哈龍滅火劑，也可用于制備含氟中間體、半導體蝕刻、發泡劑組合物和氣溶膠推進劑等。

現有技術對于三氟碘甲烷的制備方法有以下報道：

J.Am.Chem.Soc.1950(72)：3806-7，J.Chem.Soc.，1951(2)：584-587.報道了以全氟羧酸鹽熱分解制備三氟碘甲烷的方法，反應方程式如下：

其中原料CF₃COOM可以是CF₃COOAg、CF₃COONa、CF3COOK、CF₃COOHg、CF₃COOPb和CF₃COOBa。當以三氟乙酸銀鹽為原料時，其熱解產率能夠達到80％～95％，但三氟乙酸銀鹽價格昂貴。

Paskovich等人在J.Org.Chem.，1967，32(3)：833-835.上公開了CF₃COONa或CF3COOK在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑條件下回流反應10h以上，CF₃I的產率可達70％。

許華堂等人在化學試劑，1989，11(2)：123上，對Paskovich的方法進行改進，以環丁砜替代DMF為溶劑，在170～180℃下反應4h，得到CF3I的產率為60％～80％。但此方法反應溫度較高，反應不安全。

日本專利JP52068110報道了以三氟甲烷(CF₃H，HFC-23)和I2為原料、活性炭負載堿金屬或堿土金屬為催化劑、通過氣相碘化催化反應制備CF₃I的方法。

法國專利FR2794456報道了以五氟乙烷(C₂F₅H，HFC-125)和I2為原料制備三氟碘甲烷的方法。該方法使用與上述日本專利JP52068110類似的催化體系，原料氣通過活性炭負載的堿金屬或堿土金屬催化劑床層可以得到C₂F₅I，CF₃I，C₂F₅H和I₂混和物，經精餾分離可得CF₃I和C₂F₅I。反應方程式如下：

此方法反應溫度高，催化劑積碳嚴重，壽命較短。

因此，有必要對三氟碘甲烷的制備方法作進一步的改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三氟碘甲烷的連續制備方法，具有轉化率高、反應時間短、反應安全可控和適合工業化放大的特點。

本發明的合成工藝路線為：

CH₃I+F₂→CF₃I

本發明提供如下技術方案：

一種三氟碘甲烷的連續制備方法，所述方法在微通道反應器中進行，包括以下步驟：

(1)使原料1進入預熱模塊3，預熱溫度為-30～50℃，所述原料1為碘甲烷；

(2)使經步驟(1)預熱后的原料1和原料2進入微通道反應模塊4，所述原料2為F₂，原料2與原料1在所述微通道反應模塊(4)中混合和反應，所述原料1與原料2的摩爾配比為1:2.0～8.0，原料1流量為1～50g/min，反應溫度為-30～50℃，反應壓力為0～1.0MPa；

(3)將步驟(2)微通道反應模塊9出口處得到的產物經固體堿吸收收集得到三氟碘甲烷。

本發明提供的三氟碘甲烷的連續制備方法，在制備三氟碘甲烷前將微通道反應器各模塊進行組裝得到微通道反應器。作為示例，可以按照圖3所示，將一塊預熱模塊3、六塊微通道反應模塊4～9和一塊淬滅模塊10進行串聯式安裝，其中：與預熱模塊3相連的1為液相泵，作為原料1的進料口；與微通道反應模塊4相連的1為氣體質量流量計，作為原料2進料口。微通道反應器連接好后，可以使用導熱油進行傳熱。在三氟碘甲烷的制備過程中，可以根據需要增加或減少微通道反應模塊。