[发明专利]一种六氟环丙烷制备八氟丙烷的装置及方法

说明书

本发明公开了一种六氟环丙烷制备八氟丙烷的装置，包括依次设置的反应塔、碱洗塔、除水塔和低温储罐，所述反应塔的上端入口与氟氮混合气钢瓶连接，所述反应塔的下端入口与六氟环丙烷气体钢瓶连接。还提供一种使用上述装置的方法，包括以下步骤：先加热反应塔，再用惰性气体对整个装置进行置换，将反应塔抽真空，再通入氟氮混合气和六氟环丙烷气体在反应塔内反应，得到粗品八氟丙烷气体；粗品八氟丙烷气体通入碱洗塔去除酸性气体，得到碱洗后的气体；碱洗后的气体通入除水塔去除水分，再依次通入过滤器、除尘器，最后收集至低温储罐中。本发明方法工艺流程简单，操作简单方便，最终得到高纯度工业用八氟丙烷，易于实现工业化生。

技术领域

本发明属于气体制备的技术领域，具体涉及一种六氟环丙烷制备八氟丙烷的装置及方法。

背景技术

八氟丙烷，分子式为C₃F₈，是有毒、难溶于水的无色气体，在半导体工业中，八氟丙烷与氧气的混合气可用作等离子蚀刻材料，可选择性地与硅片的金属基质作用，同时可用于器件表面清洗。

八氟丙烷的合成方法主要有以下两种：一种是由六氟丙烷催化加成制备，需要加入催化剂来制备八氟丙烷；另一种是由六氟丙烯副产物萃取分离制备，产量收到六氟丙烯装置产能的限制，产量相对较小。因此，开发出一种安全且产能高的八氟丙烷制备方法及装置尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种六氟环丙烷制备八氟丙烷的装置及方法。该方法无需使用催化剂，且工艺流程简单，反应条件温和，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种六氟环丙烷制备八氟丙烷的装置，其特征在于，包括依次通过管线连接的反应塔、碱洗塔、除水塔和低温储罐，所述反应塔的上端入口与氟氮混合气钢瓶连接，所述反应塔的下端入口与六氟环丙烷气体钢瓶连接，所述除水塔顶部连接有除水塔出气管线，所述除水塔顶部通过除水塔出气管线与所述低温储罐进口连接，所述除水塔出气管线上依次设置有除尘器和过滤器；所述反应塔内部设置有多层气体折流板，所述气体折流板上均设置有带自动控温装置的加热系统。

优选地，所述六氟环丙烷气体钢瓶外壁包裹自动控制的加热包系统；所述反应塔的上端入口通过氟氮混合气出料管线与氟氮混合气钢瓶连接，所述反应塔的下端入口通过六氟环丙烷进料管线与六氟环丙烷气体钢瓶连接，所述氟氮混合气出料管线上设有氟氮混合气出料阀，所述六氟环丙烷进料管线上依次设有流量计和进料阀门，所述反应塔下端连接有反应塔放净管线，所述反应塔放净管线上设有反应塔放净阀；所述反应塔外壁上设有反应塔温度计和反应塔压力表，所述反应塔内底部设置有反应塔气体分布器。

优选地，所述反应塔通过反应塔出气管线与碱洗塔连接，所述反应塔出气管线上设有反应塔出气阀，所述碱洗塔通过碱洗塔出气管线与除水塔连接，所述碱洗塔出气管线上依次设有碱洗塔出气阀和除水塔进气阀；所述碱洗塔外壁上设置有碱洗塔温度计，所述除水塔外壁上设置有除水塔温度计；所述除水塔出气管线上还设有除水塔出气阀和低温储罐进气阀。

优选地，所述低温储罐顶部设置有低温储罐冷却柱，所述低温储罐外壁设置有低温储罐冷却釜液氮夹套，所述低温储罐冷却柱外壁设置有低温储罐冷却柱液氮夹套，所述低温储罐冷却柱上端连接有低温储罐真空管线和低温储罐高纯惰性气体管线，所述低温储罐真空管线上设有低温储罐真空阀，所述低温储罐高纯惰性气体管线上设有低温储罐高纯惰性气体阀，所述低温储罐冷却柱顶部设置有低温储罐温度计；所述低温储罐上端设置有低温储罐分析管线和安全泄放管线，所述低温储罐分析管线上设有低温储罐分析阀，所述安全泄放管线上设有低温储罐安全泄放装置，所述低温储罐外壁上设置有低温储罐温度计。

本发明还提供使用上述装置用于六氟环丙烷制备八氟丙烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：