[發(fā)明專利]一種四氟化硫的合成方法及反應(yīng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110729915.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN113353893B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬本輝;冉康德;冀勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鶴壁德瑞科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B17/45
• 分類號(hào): C01B17/45
• 代理公司: 北京麥匯智云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11754
• 代理人: 曹治麗

本發(fā)明提出了一種四氟化硫的合成方法及反應(yīng)系統(tǒng)，涉及化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的四氟化硫的合成方法，包括如下步驟：氟氣與液硫進(jìn)行氣液反應(yīng)生成四氟化硫，反應(yīng)的壓力為90?120KPa，反應(yīng)時(shí)所述氟氣的出口處離液硫液面距離為3～10mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和氣液距離，可以使得四氟化硫高質(zhì)量穩(wěn)定高產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種四氟化硫的合成方法及反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

四氟化硫在有機(jī)氟化學(xué)中是不可或缺的選擇性氟化劑，在脫氧氟化這一氟化學(xué)重要領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，其中有機(jī)物中的羰基、羥基和羧基轉(zhuǎn)化成-CF、-CF₂、-CF₃具備高度選擇性，也能將有機(jī)物中的酰氟-COF基團(tuán)脫氧氟代成三氟甲基，從而奠定了其在現(xiàn)代制藥、電子化學(xué)品等高端制造領(lǐng)域具備特殊的地位。

四氟化硫合成方法至少有五種以上的工藝路線，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化規(guī)模排列最具代表性的技術(shù)路線是；

一、一種連續(xù)生產(chǎn)四氟化硫的方法(專利號(hào)為ZL200410100441.5)，其中提出采用五氟化碘與液體硫磺在200℃以上、中壓條件下高選擇性生成四氟化硫，碘被置換出來(lái)循環(huán)使用，反應(yīng)式如下：

4IF₅+5S＝5SF₄+2I₂

由于其反應(yīng)的生成物在常溫常壓下氣相里雜質(zhì)很少，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的氣固氣液分離即可得到98％以上的產(chǎn)品純度，能滿足當(dāng)代醫(yī)藥工業(yè)新藥研發(fā)的緊迫需求，而且設(shè)備比較簡(jiǎn)單，碘被置換出來(lái)能循環(huán)使用，成本可控，因此該技術(shù)已經(jīng)形成50噸/年以上的產(chǎn)能，為推進(jìn)四氟化硫下游產(chǎn)品研發(fā)，樹立業(yè)界培育規(guī)模化產(chǎn)業(yè)的信心，擴(kuò)大市場(chǎng)需求起到關(guān)鍵作用。

二、美國(guó)專利3399036(AIR?PRODUCTS?AND?CHEMICALS,INC.1968?年專利)，與專利SU?823276(1981)技術(shù)路線相同。該工藝路線是氟氣在離液硫表面1英寸處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溫度控制330℃左右，產(chǎn)品收率?90-94％，主要雜質(zhì)S₂F₂/SF₆，主反應(yīng)式如下：

2F₂+S＝SF₄

同時(shí)有兩個(gè)以下兩個(gè)副反應(yīng)產(chǎn)生：

3F₂+S＝SF₆(當(dāng)溫度330℃)

F₂+2S＝S₂F₂(當(dāng)溫度330℃)

該技術(shù)在美國(guó)實(shí)現(xiàn)了每年20噸以上的產(chǎn)能，在2015年以前為全球含氟醫(yī)藥新產(chǎn)品的研發(fā)連續(xù)獨(dú)家供應(yīng)市場(chǎng)二十余年，為現(xiàn)代含氟醫(yī)藥的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、美國(guó)專利2992073(杜邦公司1961年專利)，通過(guò)堿金屬硫化物、氯氣和堿金屬氟化物反應(yīng)得到四氟化硫，副產(chǎn)物為堿金屬氯化物，反應(yīng)式如下：

M'₂S+3Cl₂+MF→SF₄+2M'Cl+4MCl

其中M'和M可以是同一或不同的堿金屬。該方法未見工業(yè)化報(bào)道。

四、日本ASAHI?GLASS?CO.,LTD.1982年專利，詳見美國(guó)專利?4372938。該法借助Am.nHF與SCl₂反應(yīng)制備SF₄。Am.nHF為氟化氫與有機(jī)胺的絡(luò)合物，Am通常為吡啶或三乙基胺，n＝1-4，反應(yīng)后SF₄在真空條件下被蒸出，副產(chǎn)物S₂Cl₂重新通入氯氣變成SCl₂，Am.HCl用HF處理成Am.3HF循環(huán)使用。主反應(yīng)式于下：