[发明专利]二氟甲烷的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及从含有氯化氢(“HCl”)和二氟甲烷(“HFC-32”或“32”)与氟化氢(“HF”)共沸混合物的粗混合物中分离出32的方法。

背景技术

本发明涉及从含有氯化氢(“HCl”)和二氟甲烷(“HFC-32”或“32”)与氟化氢(“HF”)共沸混合物的粗混合物中分离出32的方法，该方法特别是作为由二氯甲烷(“30”)和HF反应制成32的方法的一部分，这种反应通常在气相中进行。来自这种反应的反应器流出物主要包含32、未反应的30和HF、副产物HCl和中间产物氯氟甲烷(“31”)。HFC-32是公知的制冷剂，一般与其它制冷剂如五氟乙烷(“HFC-125”)一起掺混使用。

已经提出了许多方案来对这种反应流出物中所含的32进行提纯，其中一些用直接蒸馏法产生含32的HF浓度低的共沸混合物，而不用分离32。在美国专利5,707,497中，用压力摆动蒸馏法来破坏该共沸混合物。在美国专利5,523,015中，用相分离法来破坏该共沸混合物。这些方法都需要大量投资(investment)并分离HF共沸混合物。无需分离共沸混合物就可分离出32的方案会是有用的。

发明内容

提供了从含有HCl和32与HF的共沸混合物的粗混合物中分离出32的方法，该方法包括下列步骤：(A)在塔中蒸馏所述的粗混合物和共混原料即沸点高于32的化合物(优选为30)，以产生塔顶馏出物HCl，以及其起泡点与组成随加热量不同而变化的塔底残留物(column bottom)，(B)通过洗涤，从来自步骤(A)的塔底残留物中除去HF，(C)蒸馏来自步骤(B)的残余混合物，从沸点较高的化合物中分离出32。来自步骤(C)的沸点较高的化合物优选回收循环到步骤(A)的塔中。如下文的详细描述，步骤B中涉及的“洗涤”既包括吸收在水中，又包括用苛性碱水溶液中和。

现在已经发现，上述方案提供了优于先有分离技术的若干优点，例如(1)步骤(A)中的蒸馏可获得洁净的无水HCl；(2)尽管不分离出共沸混合物，但与工艺有关的HF产率损失被限制为只与32/HF共沸混合物有关；(3)通过蒸馏可将反应器流出物中所有未反应的HF和30、以及中间产物31，回收循环到分离顺序开始时步骤(A)之前的反应器中，从而避免它们被下流装置所污染，并使结构材料的要求得以降低，(4)使重沸器在起泡点控制时操作，增强了步骤(A)中HCl塔的蒸馏控制。如果重沸器含有共沸物，尽管对重沸器施加热量会难以控制输入塔的热量，但塔底的温度和组成仍不变。由于HCl塔在常压下操作，本文所用的“起泡点”是指化学混合物开始沸腾时的温度；之所以称为起泡点是因为如果混合物不是共沸混合物，沸点温度会随混合物开始沸腾而立即上升，所以不是常用含义中的沸点。

HCl柱的压力一般在100-500磅/英寸²范围内。在210磅/英寸²压力时，塔顶温度取决于任何少量杂质的含量，约为-19℃。HCl柱塔底是起泡点取决于高沸点共混原料的用量和组成的混合物和从步骤(C)回收的混合物。优选的一种高沸点共混原料(或多种共混原料)的主要判定依据是挥发量明显小于32，在体系中化学惰性、热稳定、并具有足够低的沸点，从而在步骤(C)中的柱塔底提供适宜的起泡点。共混原料的起泡点优选范围是-30到+70℃。优选的化合物是含有1-4个碳原子的含氯烃化合物、氢氯氟烃化合物或氢氟烃化合物。特别优选的是30，因为它可用作工艺中的原料。

酸洗步骤(B)可用常规技术。例如，可将来自步骤(A)的液流蒸发入低压的水吸收剂/碱洗气器系统，或者在液相混合器/沉淀器系统的压力下用含水碱对来自步骤(A)的液流洗气。如果在气相体系中洗气，进行高压蒸馏前先要干燥和压缩。如果使用高压液相体系，只要在通入蒸馏体系之前进行简单干燥就够了。然后将来自洗涤系统的馏出物送入步骤(C)的最终蒸馏塔，该塔通常在相似于HCl柱所用的压力下操作。