[發明專利]一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝

在審

• 申請號: 202011246229.5
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112479942A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 陳紅斌;祝金玲
• 申請（專利權）人: 江西國化實業有限公司
• 主分類號: C07C303/32
• 分類號: C07C303/32;C07C309/06;C25B3/11;C25B3/07
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 曾詠生

1.一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝，其特征在于：包括以下步驟：

一、電解氟化環丁烯砜制備全氟丁基磺酰氟粗品：

(1)備一個容積為10L、100A的電解槽及槽蓋，電解槽放置有電極板組；

(2)向電解槽內加入8kg無水氟化氫，降溫至0℃左右，從槽蓋加料口倒入環丁烯砜，加入量約800g左右；

(3)接通220V電源，向100A可控硅整流供電，控制電壓5.0～6.5V，電流30～40A，電流密度為0.008～0.01A/cm2，槽內溫度0～5℃進行電解，電解得到全氟丁基磺酰氟粗品和氫氣、低碳氟烴等氣體；

二、全氟丁基磺酰氟粗品提純：從電解槽底放出的步驟一得到的全氟丁基磺酰氟粗品先經5％碳酸氫鈉水洗去除有利的氫氟酸，然后在填料塔中常壓精餾，收取64-65℃的餾分，得到提純的全氟丁基磺酰氟；

三、全氟丁基磺酰氟與氫氧化鉀水溶液加熱堿解制備全氟丁磺酸鉀：

S1、在帶有電動攪拌器、恒壓滴定器并裝有回流冷凝器、溫度計的四口燒瓶內加50％的氫氧化鉀水溶液，然后加入氧化鈣粉末、去離子水和乙醇，溫度條件為70～80℃，攪拌均勻；

S2、由恒壓滴定器向反應器中緩慢滴加步驟二提純后的全氟丁磺酰氟，并且不時檢測反應混合物的PH值，直至pH值達7～7.5為止；

S3、在50℃下靜置2～4小時，然后將反應所得物料倒入過濾裝置中，濾除反應生成的氟化鈣沉淀，然后將濾液降溫，濾餅送入通風干燥箱干燥，干燥溫度為100～120℃，得到的銀白色鱗片狀結晶體即全氟丁磺酸鉀。

2.根據權利要求1所述的一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝，其特征在于：所述全氟丁基磺酰氟的制備步驟為：將液態丁二烯、二氧化硫通入合成釜內混合均勻，并加入少量的阻聚劑對苯二酚，反應溫度為100～110℃，壓力為2～3MPa，得到環丁烯砜。

3.根據權利要求1所述的一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝，其特征在于：所述電解槽槽蓋上有電解質加料口、陰、陽極接線柱、氣相產物導出口，回流液相入口，槽側面有無水氟化氫壓入口和用聚全氟乙丙烯制成的液面計，槽底有液相電解產物放料閥，電極板組吊在槽蓋上。

4.根據權利要求1所述的一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝，其特征在于：所述電極板組由7塊鎳陽極和8塊鐵陰極交替串在一起，電極板間隙為5mm，以PTFE為隔離絕緣墊，電極板外形尺寸為240x110mm、厚3mm。

5.根據權利要求1所述的一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝，其特征在于：在步驟一所述電解氟化環丁烯砜過程中需定期向電解槽中補入無水氟化氫和環丁烯砜。

6.根據權利要求1所述的一種全氟丁基磺酸鉀的制備工藝，其特征在于：所述電解得到的氫氣、低碳氟烴等氣體由槽蓋上氣相管導出，先經過1只通以－35C冷媒的回流冷凝器，使被氣體挾帶的絕大部分氟化氫液化回流，重新進入電解槽，其它氣體進入緩沖器然后從底部進入PVC制水吸收塔，未被吸收的氫氣及氟碳烴放空。