[发明专利]一种五氟乙烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种五氟乙烷(HFC125)的制备方法

背景技术

五氟乙烷(HFC125)的臭氧破坏系数为0，是目前用作二氟一氯甲烷(HCFC22)的替代品，广泛应用于制冷领域的氟化合物。

目前全球年产量为6万吨左右；三氟三氯乙烷(CFC113)作为第一批受限的ODS物质，其用途逐渐受到限制。

本发明从三氟三氯乙烷出发，然后通过固定床催化气相氟化氢化得到五氟乙烷。充分利用了现有的CFC113装置的生产能力，将被淘汰的氯氟烃转化为氢氟烃，为五氟乙烷的制备提供了新的工艺路线，实现了经济效益与环境效益的双赢。如文献US5399549、CN1035812、CN1308596、CN1273577、US5300711、US5300710等均为以四氯乙烯或四氟乙烯为主要原料的工艺路线。

发明内容

本发明目的是提供一种五氟乙烷(HFC125)的制备方法，本发明全新的工艺路线以三氟三氯乙烷为基础原料制备五氟乙烷(HFC125)，以利用现有的被淘汰产品生产有市场价值的产品。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种五氟乙烷的制备方法，其包括以下步骤：将三氟三氯乙烷与氢气、氟化氢在固定床催化剂催化下，在100～170℃的温度下反应。所述反应压力为1.0～2.5MPa，停留时间为5～7秒。

加成反应通式如下：

CFCl₂-CF₂Cl+2HF+H₂＝＝HCF₂CF₃(HFC125)+3HC

其中，三氟三氯乙烷和氢气以及氟化氢的摩尔比为：三氟三氯乙烷∶氢气∶氟化氢＝1∶2.0～2.5∶1.5～2.0，所述反应催化剂为氯化铬、氯化锰、氯化镁、氯化铂和氯化钯共沉淀于γ-氧化铝组成的固定床催化剂。

本发明优选的反应温度为120～150℃。

所述三氟三氯乙烷和氢气以及氟化氢优选的摩尔比为：三氟三氯乙烷∶氢气∶氟化氢＝1∶2.2～2.4∶1.6～1.8。

本发明整个工艺过程由三氟三氯乙烷一步反应得到五氟乙烷，使被淘汰的CFC类产品转化为HFC类产品，利用现有的设备生产能力的同时实现环保。

具体实施方式

以下实施例中的产物的检测工具采用安捷伦6890N/5937(GC/MS)气相色谱/质谱联用仪。

实施例1

在镍管管式式反应器内装入氯化铬、氯化锰、氯化镁以及氯化铂和氯化钯共沉淀于γ-氧化铝组成的固定床催化剂，管内升温至100℃，准备开始投料反应。三氟三氯乙烷和氢气以及氟化氢混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2850克/小时，氟化氢的投料速率为456克/小时，氢气的投料速率为61克/小时，反应压力为2MPa。管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99.0％五氟乙烷。五氟乙烷每小时的收料量为1650克，五氯乙烷的收率为90.46％。

实施例2

在镍管管式式反应器内装入氯化铬、氯化锰、氯化镁以及氯化铂和氯化钯共沉淀于γ-氧化铝组成的固定床催化剂，管内升温至120℃，准备开始投料反应。三氟三氯乙烷和氢气以及氟化氢混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2850克/小时，氟化氢的投料速率为484克/小时，氢气的投料速率为67克/小时，反应压力为1.0MPa。管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99.0％五氟乙烷。五氟乙烷每小时的收料量为1750克，五氯乙烷的收率为95.94％。

实施例3

在镍管管式式反应器内装入氯化铬、氯化锰、氯化镁以及氯化铂和氯化钯共沉淀于γ-氧化铝组成的固定床催化剂，管内升温至150℃，准备开始投料反应。三氟三氯乙烷和氢气以及氟化氢混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2850克/小时，氟化氢的投料速率为547克/小时，氢气的投料速率为73克/小时，反应压力为1.5MPa。管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99.0％五氟乙烷。五氟乙烷每小时的收料量为1685克，五氯乙烷的收率为92.38％。

实施例4