[发明专利]回收氟代羧酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含有氟代羧酸的水溶液中回收所述酸的方法。本发明特别涉及通过与强酸接触以回收与水生成共沸物的氟代羧酸。

背景技术

化学工业在许多领域的活动中使用氟代羧酸，其大部分溶于水，而且以或多或少显著的量存在于工业排放物中，特别是废水中。

鉴于这些含氟羧酸的价值，处理含有这些酸的水性流体(effluent)以回收所述酸是有用且有益的。

此外，氟代羧酸在水性工业排放物中的存在会对环境有害，而且随着环境标准变得越来越严格，氟代羧酸的回收现已成为一个难题，目前还没有工业规模上可采用的解决办法。

一种简单而有效的方法包括蒸馏含有一种或多种氟代羧酸的水性残余物。然而，这些酸通常与水形成共沸物，从而使蒸馏不能达到令人满意的纯度。例如，三氟乙酸(TFA)与水形成共沸物，其沸点为约103℃。该温度非常接近水的沸点，使得TFA/水的简单蒸馏还缺乏有效性，无法被采用。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种从水性流体中回收氟代羧酸的简单而有效的方法，该方法具有令人满意的产率和纯度，并且在经济上可行，特别是在工业规模上。

其他目的将在本发明的下文中介绍。

如上所述，传统的蒸馏工艺无法回收高纯度的氟代羧酸，因为所述酸和水形成了共沸物。本发明人现已经发现一种方法，亦即本发明的目的，其能够回收水性流体(或就是水溶液)中的氟代羧酸。

所以，本发明首先涉及一种从水性流体中回收一种或多种氟代羧酸的方法，其特征在于包括下述步骤：

a)将所述含有至少一种氟代羧酸的水性流体与至少一种强酸接触；

b)蒸馏步骤a)得到的混合物；

c)回收步骤b)的馏出物，其基本上由所述氟代羧酸组成。

事实上已经发现，与水性流体混合的强酸可以“破坏”氟代羧酸/水共沸物，从而能够以有效的并且在产率和纯度方面有利的方式蒸馏出所述氟代羧酸。

水性流体是指工业的或其它来源的任何残余物、溶液、排放物，相对于待处理流体的总重量，其含有5-70wt％、优选10-50wt％的至少一种氟代羧酸。所述流体的剩余部分是水，但也可能包括相对于氟代羧酸重量的0-20wt％、优选0-15wt％的杂质。这些杂质可以是任何种类的，通常由制备化合物过程中的残余杂质构成，例如特别是有机溶剂、过量的反应物、合成中间体、反应副产物等。因此，待处理流体中存在的水量相对于流体总重量一般为15-95wt％、优选40-80wt％。

能够通过本发明方法回收的氟代羧酸更特别地是脂肪族氟代羧酸，它与水形成共沸物。

这些含氟的羧酸优选具有总碳原子为1-10的直链或支链脂肪链，其满足如下通式(AF)：

C_nF_mH_p-COOH  (AF)

其中：

-n是整数，且1≤n≤9；

-m是整数，且1≤m≤2n+1；

-p是整数，且0≤p≤2n，其中p+m＝2n+1。

根据本发明的一个优选实施方案，氟代羧酸是全氟羧酸，即，在式(AF)羧酸中m＝2n+1且p＝0。根据另一种实施方式，氟代羧酸是所有氟原子均在相对于羧基(COOH)为ω位的碳原子上的氟代羧酸，特别是式F₃C-(-CH₂-)_n-1-COOH的酸，其中n如以上式(AF)中所定义。

需要注意的是，氟代羧酸还可以包含除了氟之外的其它卤素原子，如氯或溴。