[发明专利]三氟乙烷制备三氟氯乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备三氟氯乙烯的方法，特别是一种三氟乙烷制备三氟氯乙烯的方法。

背景技术

三氟氯乙烯(CTFE)是主要的氟树脂、氟塑料以及氟橡胶的单体。聚三氟氯乙烯广泛应用于电子技术以及军事航空领域。尤其是以三氟氯乙烯为主体的含氟涂料优异的耐候性和耐腐蚀性在桥梁以及建筑行业中得到了广泛的应用。

目前国内外年产量为1万吨左右，主要生产路线以四氯乙烯为主要原料，通过氯化制成六氯乙烷，六氯乙烷氟化制备三氟三氯乙烷，由三氟三氯乙烷在锌粉或氢的作用下脱除氯得到三氟氯乙烯。

由于传统的工艺中都是先氯化在脱除氯，显然增加了工艺步骤，从而增加操作成本。并且锌粉脱除氯时，产生大量的氯化锌废渣，在处理废渣时增加三氟氯乙烯的生产成本。

采用氢脱除氯时，要采用昂贵的稀有金属催化剂，导致生产成本偏高。如文献US2685606，US2704777，EP0416015、US3333011等均为四氯乙烯先氯化后脱除氯的工艺路线。这些文献公开的工艺路线的缺点是三氟氯乙烯(CTFE)的制造成本偏高，整个过程的收率在75％左右，明显偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种三氟乙烷制备三氟氯乙烯的方法，该方法成本低、收率高。

为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案是：一种三氟乙烷制备三氟氯乙烯的方法，其由三氟乙烷在固定床反应器分别与氯气、氢气反应，所述氯气在反应器进口处进入反应，所述氢气在离反应器进口3m处进入反应。

反应式如下：

FH₂C-CHF₂+3Cl₂+H₂→ClFC＝CF₂+5HCl

催化反应的温度为200～300℃。反应压力为常压，反应停留时间为10～15秒。所述三氟乙烷与氯气摩尔比1∶3～5，所述三氟乙烷与氢气摩尔比1∶1～2。

所述催化剂为氯化铝、氯化铂、氯化钯和氧化铝的混合物，其中氯化铝的重量百分比为12～30％，氧化铝的重量百分比为66～85％，氯化铂的重量百分比为1～3％，氯化钯的重量百分比为0.1～1％。

本发明整个工艺过程避免传统采用四氯乙烯氯化制六氯乙烷，六氯乙烷氟化制三氟三氯乙烷，三氟三氯乙烷采用锌粉脱氯制备三氟氯乙烯的过程，直接由三氟乙烷在固定床反应器的不同位置分别与氯气和氢气反应制备三氟氯乙烯，该方法成本低，收率高。

具体实施方式

下述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

在不锈钢管式反应器内装填3公斤氯化铝、氯化铂、氯化钯和氧化铝的混合物，其中含有氯化铝900克、氧化铝1980克、氯化铂90克、氯化钯30克。反应器升温至350℃，用N₂活化催化剂10小时，然后降温至230℃。三氟乙烷的投料速率为1680克/小时，氯气的投料速率为4970克/小时以及氢气的投料速率为40克/小时。反应器中的生成物直接经过水碱洗后，经分子筛后，冷凝收集三氟氯乙烯并取样分析。得到纯度为98.5％三氟氯乙烯2186.8克。其中收率为92.45％。

实施例2

在不锈钢管式反应器内装填3公斤氯化铝、氯化铂、氯化钯和氧化铝的混合物，其中含有氯化铝477克、氧化铝2490克、氯化铂30克、氯化钯3克。反应器升温至350℃，用N₂活化催化剂10小时，然后降温至300℃。三氟乙烷的投料速率为1680克/小时，氯气的投料速率为4259克/小时以及氢气的投料速率为55克/小时。反应器中的生成物直接经过水碱洗后，经分子筛后，冷凝收集三氟氯乙烯并取样分析。得到纯度为98.7％三氟氯乙烯2185.3克。其中收率为92.57％。

实施例3

在不锈钢管式反应器内装填3公斤氯化铝、氯化铂、氯化钯和氧化铝的混合物，其中含有氯化铝360克、氧化铝2550克、氯化铂60克、氯化钯30克。反应器升温至350℃，用N₂活化催化剂10小时，然后降温至200℃。三氟乙烷的投料速率为1680克/小时，氯气的投料速率为7100克/小时以及氢气的投料速率为80克/小时。反应器中的生成物直接经过水碱洗后，经分子筛后，冷凝收集三氟氯乙烯并取样分析。得到纯度为98.7％三氟氯乙烯2185.7克。其中收率为92.5％。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。