[發明專利]一種以六氟丙烯為原料生產六氟丙酮三水化合物的工藝方法和裝置

在審

• 申請號: 202010014513.3
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111153783A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 姜彬;吳建;羅建科;閆斌;肖雨洪;楊滔;陳鋼;張靜天
• 申請（專利權）人: 中化藍天氟材料有限公司;浙江省化工研究院有限公司;中化藍天集團有限公司
• 主分類號: C07C45/58
• 分類號: C07C45/58;C07C45/82;C07C45/78;C07C49/167
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種以六氟丙烯為原料生產六氟丙酮三水化合物的工藝方法，包括：(1)以六氟丙烯和氧氣為原料，在溶劑存在的條件下，于氧化釜中進行氧化反應，得到六氟環氧丙烷和未反應的六氟丙烯的混合物；(2)將得到的混合物進行溶劑脫除、除酸、干燥后通入固定床反應器中，六氟環氧丙烷在催化劑條件下，進行異構化反應生成六氟丙酮；(3)將得到的產物經過多級水吸收后，六氟丙酮和水結合成六氟丙酮三水化合物。本發明還公開了實施上述工藝方法的裝置，氧化反應得到的混合產物不經分離，直接在路易斯酸催化劑條件下進一步反應生產六氟丙酮及六氟丙酮三水化合物，依據沸點差異實現六氟丙烯和六氟丙酮三水化合物的分離，分離得到的六氟丙烯經精餾、干燥除雜后可繼續回收利用。本發明避免了中間步驟的高難度的六氟丙烯、六氟環氧丙烷分離，并解決了現有技術六氟丙烯、六氟丙酮難以分離的難題，降低了生產能耗、廢水的排放，節約成本。

技術領域

本發明涉及氟化工技術領域，尤其涉及一種以六氟丙烯為原料制備六氟丙酮三水化合物以及六氟丙烯分離回用的方法。

背景技術

六氟丙酮(CF₃COCF₃，簡稱HFA)是一種重要的含氟精細化學品中間體，為含氟酮中應用最廣的產品。由于兩個-CF₃基團的強吸電子性，使得六氟丙酮具有獨特的物化性質，其下游產品都是醫藥、生化、合成材料、微電子、航天等高科技領域所急需的產品。

根據原料不同，六氟丙酮的制備方法主要包括六氯丙酮高溫氣相氟化法、八氟異丁烯氧化法、六氟環氧丙烷重排法和六氟丙烯氧化法等。其中六氯丙酮高溫氣相氟化法的反應過程中生成大量有毒的氟氯丙酮副產物，從而給后續分離造成較大困難，并且反應生成的、對設備腐蝕也較嚴重。八氟異丁烯氧化法是液相反應，因為八氟異丁烯的高毒性，其在運輸及操作上十分困難，生產上極不安全。六氟環氧丙烷重排法是目前生產六氟丙酮主要的工業方法，但也存在著原料六氟環氧丙烷成本相對較高的問題。

六氟丙烯氧化法一般分為兩步：(1)、六氟丙烯(C₃F₆，簡稱HFP)和氧氣在一定溫度和催化劑下反應合成六氟環氧丙烷，這一步的方法有親核氧化法、電化學氧化法、碳酸鹽氧化法、有機過氧化物氧化法、分子氧化法等工藝方法；(2)、六氟環氧丙烷在Lewis酸催化劑(例如氧化鋁)存在下進行氣相反應重排，從而得到六氟丙酮。

第(1)步中，以六氟丙烯為原料，生產六氟環氧丙烷，但反應轉化率不能達到100％，這就意味著反應產物中六氟丙烯、六氟環氧丙烷共存。由于二者物性相近(六氟丙烯沸點-29.4℃，六氟環氧丙烷沸點-27℃)，采用普通的分離方法難以分離。

第(2)步中，以氧化產物中六氟環氧丙烷為原料進一步生產六氟丙酮時，催化系統比較復雜，目標產品收率低，且由于六氟丙烯(沸點-29.4℃)、六氟丙酮(沸點-27.4℃)這兩種物質的沸點很接近，因而給后期分離帶來很大的技術難題。

本集團公司在CN1899692A公開了一種用于異構化法制備六氟丙酮的催化劑及其制備方法和應用，所述催化劑由主催化劑、第一助劑和第二助劑組成；主催化劑選自Cr₂O₃和AlF₃中的一種或兩種；第一助劑為TiO₂；第二助劑選自石墨或金屬粉中的一種。應用該催化劑異構化法制備六氟丙酮的反應在常溫常壓下即可進行，可瞬間完成重排，反應過程無需通入惰性氣體對原料進行稀釋。但該催化劑對原料六氟環氧丙烷的純度要求較高，否則會影響其使用壽命。