[發明專利]一種二氟甲烷穩定生產的工藝及系統

在審

• 申請號: 202110976052.2
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113698270A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 谷啟文;朱好言;邢立軍
• 申請（專利權）人: 聊城氟爾新材料科技有限公司
• 主分類號: C07C19/08
• 分類號: C07C19/08;C07C17/20;B01J19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種二氟甲烷穩定生產的工藝及系統，其工藝以二氯甲烷和氟化氫為原料在五氯化銻的催化作用下進行液相氟化，液相氟化中包括改進工序：所述改進工序為二氯甲烷和無水氟化氫按比例添加至反應器后，停止氟化氫的添加并繼續向反應器中添加二氯甲烷；和/或，在液相氟化過程中添加氯氣。本發明通過過量添加二氯甲烷避免五氯化銻過度氟化，通過添加氯氣保持催化劑活性，從而能夠大大提高二氟甲烷穩定生產的運行周期。

技術領域

本發明屬于氟化工生產技術領域，涉及一種二氟甲烷穩定生產的工藝及系統。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

二氟甲烷的合成工藝主要有二氯甲烷氟化法、含氫氯氟烴氫解還原法、甲醛氟化法、三噁烷法等。二氯甲烷氟化法包括液相法、氣相法、分段連續氟化法。其中，液相法主要以二氯甲烷和無水氟化氫為原料在五氯化銻的催化作用下進行氟化。在該反應過程中，五氯化銻可以與氟化氫反應生成氟氯化銻，在氟氯化銻SbCl_5-nF_n中，SbCl₄F的氟化活性最強，二氯甲烷可分兩步(第一步二氯甲烷與HF反應生成一氟一氯甲烷；第二步一氟一氯甲烷繼續與HF反應生成二氟甲烷)與SbCl₄F發生氟化反應，最終生成二氟甲烷，催化劑五氯化銻再生。

發明人在實際生產過程中發現，現有二氯甲烷液相氟化法一般需要每年更換催化劑，運行周期較短，對催化劑的消耗量較大。因此，如何能夠使二氟甲烷穩定生產，提高穩定運行降低消耗，確保二氟甲烷裝置長周期穩定運行，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

在氟化氫過量的條件下，一氟四氯化銻可以與氟化氫繼續反應生成二氟三氯化銻SbCl₃F₂、三氟二氯化銻SbCl₂F₃、四氟一氯化銻SbClF₄以及五氟化銻SbF₅。發明人結合實際生產與理論研究發現，由于氟氯化銻中的氟原子越多，氟與銻結合的越穩定，氟原子難以與二氯甲烷發生氟化反應，催化活性差，又因為無法與二氯甲烷發生氟化反應，無法再生五氯化銻，故催化劑的過度氟化不可逆。因而導致了催化劑需要定期更換。

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種二氟甲烷穩定生產的工藝及系統，該工藝能夠大大提高二氟甲烷穩定生產的運行周期。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一方面，一種二氟甲烷穩定生產的工藝，以二氯甲烷和氟化氫為原料在五氯化銻的催化作用下進行液相氟化，液相氟化中包括改進工序：

所述改進工序為二氯甲烷和無水氟化氫按比例添加至反應器后，停止氟化氫的添加并繼續向反應器中添加二氯甲烷；

和/或，在液相氟化過程中添加氯氣。

在實際生產中，反應釜中的氟化氫與二氯甲烷按照投料比進入反應器后，氟化氫在過量二氯甲烷環境中發生反應或受熱揮發。在反應器停投料時，氟化氫停止加入后，繼續加入二氯甲烷，保證反應器內二氯甲烷的過量。氟化氫不會在反應釜中長時間大量留存，避免了五氯化銻的過度氟化。

另外，二氟三氯化銻(SbCl₃F₂)容易分解產生三氯化銻，三氯化銻不具備催化作用。本發明在液相氟化過程中添加氯氣，使反應體系保持氯氣氧化環境，當生成三氯化銻時，會立即被氯氣氧化生成五氯化銻，從而保持了催化劑的活性。

本發明通過過量添加二氯甲烷避免五氯化銻過度氟化，通過添加氯氣保持催化劑活性，從而提高穩定運行并降低消耗。

為了實現上述工藝，另一方面，一種二氟甲烷穩定生產的系統，包括反應器，反應器的進料口同時連接二氯甲烷源及氟化氫源；