[发明专利]一种二氟一氯甲烷的制备工艺

说明书

本发明公开了一种以三氟甲烷、三氯甲烷和氯气为原料生产具有高附加值的二氟一氯甲烷产品的制备工艺，所述制备工艺使用微通道反应器，并通过设置特定种类和比例的活性组分、载体、金属掺杂组分和稀土助剂，有效促进三氟甲烷和氯气、三氟甲烷和三氯甲烷反应，采用多级微/介孔Cr₂O₃作为载体，促进氟氯交换反应，进一步提升催化剂性能，反应过程中，选择三氟甲烷过量，促进三氯甲烷和氯气的充分转化，同时在后续分离系统中，通过选取适宜的萃取液四氟硼酸盐或四氟乙磺酸盐，充分萃取回收三氟甲烷并作为反应原料，循环进入初始反应器，促进原料的充分利用。

技术领域

本发明涉及一种二氟一氯甲烷的制备工艺，具体涉及一种以三氟甲烷、三氯甲烷和氯气为原料在催化剂存在的条件下反应，生产具有高附加值的二氟一氯甲烷产品的制备工艺。

背景技术

二氟一氯甲烷别名氟利昂-22(HCFC-22)，臭氧消耗潜值(ODP)为0.05，GWP值为1780，是使用最为广泛的HCFCs物质，主要应用于发泡剂、气雾剂、制冷剂以及其他化工产品原料，二氟一氯甲烷的生产和消费在我国的发展十分迅猛。

三氟甲烷(CHF₃)又名氟仿，其作为工业制备二氟一氯甲烷(HCFC-22)的副产物，在生成的HCFC-22中含量约1.5～3wt％，在我国每年产量高达约1.3～1.5万吨。

CHCl₃+2HF→CHClF₂+2HCl

反应过程中CHClF₂继续氟化，会产生副产物CHF₃。

三氟甲烷是一种温室效应潜值非常高(相当于CO₂的14800倍)而且寿命很长的温室气体，随着其在大气中积累量的增多，造成的生态隐患正在形成，三氟甲烷的处理和转化利用刻不容缓。

目前，三氟甲烷在国际上已经被控制排放，并被作为碳交易对象。对于三氟甲烷的传统处理方法主要是热焚烧、等离子体处理和强碱分解。这些方法不仅无法取得经济收益，还会消耗大量能源，具有成本高、耗能高和不环保等缺点，因此探索一种既环保又可持续的方法将三氟甲烷作为一种原料利用十分重要和关键。

对于二氟一氯甲烷(HCFC-22)的副产物三氟甲烷的分离和回收已有相关研究，回收多采用膜分离、精馏、吸收塔等工艺，仍存在回收设备复杂，成本居高不下或者纯度有待提高等问题。

专利申请CN102101651B公开了一种二氟一氯甲烷副产三氟甲烷的回收方法，该方法将二氟一氯甲烷生产中得到的二氟一氯甲烷和氯化氢的有机混合物输入内回流的氯化氢塔中，严格控制氯化氢塔的压力为1.4～1.6MPa，塔顶温度为-20～-5℃；从塔顶采集粗品氯化氢；将所述粗品氯化氢依次经过串联的一级石墨吸收器、二级石墨吸收器、三级石墨吸收器，氯化氢被收集于浓盐酸储槽；粗品氯化氢中的三氟甲烷因不溶于水而从第三级石墨吸收器顶部采集并通过管道输入三氟甲烷回收系统，经缓冲压缩、精馏制成纯度99vol％以上的三氟甲烷。

专利申请CN101239884A公开了一种膜分离二氟一氯甲烷和三氟甲烷混合气的方法，该方法将生产制冷剂R22过程中经冷凝后未能分离的二氟一氯甲烷和三氟甲烷混合气，在环境温度、一定压力下通过气体膜分离装置，让二氟一氯甲烷优先渗透并穿过气体分离膜到达另一侧，混合气被气体分离膜分成两股，被富集的二氟一氯甲烷渗透气经压缩后回流进冷凝塔，经冷却液化的二氟一氯甲烷作为产品回收，高浓度三氟甲烷渗余气经检测达标后可直接送至火炬燃烧。其中，气体分离膜采用高分子材料制作的溶解-解析膜，由橡胶态高分子涂层与玻璃态高分子支撑层复合而成。