CN100354242C - 五氟乙烷的制备方法 - Google Patents

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Zhejiang Yonghe Refrigerant Co., Ltd.
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XINGTENG CHEMICAL CO Ltd ZHEJIANG
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Abstract

本发明涉及一种五氟乙烷的制备方法，特别是一种利用四氟乙烯和氟化氢络合物制备五氟乙烷的方法，其特征在于：氟化氢络合物为氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物。通过用氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物与四氟乙烯反应制备五氟乙烷。因氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物活性强，不易形成结晶物而失去反应能力；所以，本发明不仅反应简单，反应条件温和，生产效率高，不产生环境污染物，而且产品得率和纯度都很高，适合工业化生产。

Description

五氟乙烷的制备方法
技术领域
本发明涉及一种五氟乙烷的制备方法，特别是一种利用四氟乙烯和氟化氢络合物制备五氟乙烷的方法。
背景技术
现有的利用四氟乙烯和氟化氢络合物制备五氟乙烷的方法，如美国专利US5847245、US5969199公开的由四氟乙烯和氟化氢的络合物反应生产五氟乙烷的方法，该方法能直接由四氟乙烯和氟化氢加成反应合成五氟乙烷，反应简单，不产生环境污染物；但所用的氟化氢络合物是氟化氢和胺类化合物的反应产物，这种氟化氢的络合物反应活性较低，易形成结晶物而失去反应能力，不仅产品得率低，纯度不高，尤其是难以用于工业化生产。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种产品得率和纯度都很高且适合工业化生产的五氟乙烷制备方法。
一种五氟乙烷的制备方法，利用四氟乙烯和氟化氢络合物制备五氟乙烷的方法，其特征在于：氟化氢络合物为氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的络合物。
本发明是用氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物与四氟乙烯反应制备五氟乙烷。因氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物活性强，不易形成结晶物而失去反应能力；所以，本发明不仅反应简单，反应条件温和，生产效率高，不产生环境污染物，而且产品得率和纯度都很高，适合工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例进行详述：
实施例一：
一种用氟化氢、胺类化合物和羰基化合物制取的氟化氢络合物和四氟乙烯制备五氟乙烷。将5千克的用氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物加入到10升高压釜中，升温至80℃，加入四氟乙烯1千克，快速搅拌使四氟乙烯和氟化氢络合物充分接触，反应0.3小时，气相色谱分析表明四氟乙烯转化率96％，分离得产物五氟乙烷0.97千克，纯度96％。
实施例二：
一种用氟化氢、胺类化合物和羰基化合物制取的氟化氢络合物和四氟乙烯合成五氟乙烷。将9千克的氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物加入到内容积为10升的耐1.0MPa高压的管式反应器(内径2.5厘米)中，升温至90℃，慢慢从管一端通入四氟乙烯2千克，使四氟乙烯和氟化氢络合物充分接触，气体经另一端逸出。气相色谱分析表明逸出气体中四氟乙烯含量为2％，五氟乙烷含量为98％。收集气体，经分离得产物五氟乙烷，纯度99.6％。
实施例三
一种用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯生产五氟乙烷的方法。首先将氟化氢、胺类化合物、羰基化合物按1∶0.1-50∶0.1-100摩尔比称重，在-20℃～50℃下搅拌混合均匀，制得合用的氟化氢络合物，其通式是(HF)m(A)n(B)x，其中：
HF是氟化氢。
A是胺类化合物，可以是一种胺类化合物也可以是若干种胺类化合物的混合物。如：可以是甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二正丁胺、三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、异丙基二乙胺、N，N-二甲基苯胺、N-甲基哌啶、吡啶、喹啉、吡咯、N，N，N，N-四甲基乙二胺，N，N，N，N-四甲基丙二胺等胺类化合物中的某一种，也可以是其中若干种的混合物。
B是羰基化合物，可以是一种羰基化合物，也可以是若干种羰基化合物的混合物。如：可以是丙酮、丁酮、二乙基酮、二丙基酮、甲基乙基酮、甲基己基酮、环己酮、环辛酮、2，3-丁二酮、2，5-己二酮、1，3-环己二酮、苯乙酮、苯丙酮、异佛尔酮、萘满酮等羰基化合物中的某一种，也可以是其中若干种的混合物。
m，n，x是0.1-100的数字，代表HF、A、B的摩尔数；它们应符合m∶n∶x＝1∶0.1-50∶0.1-100的比例。
在该混合过程中须注意氟化氢具有强烈腐蚀性，并且在该混合过程中三种物质发生反应放出大量热量需要及时冷却。
然后，将此氟化氢络合物转移至反应器中(反应器可以是釜式、塔式或管道式，或其他反应器)，升温至50℃～300℃，加入四氟乙烯，并使四氟乙烯和氟化氢络合物充分接触，反应0.01～1小时，制得产物五氟乙烷。也就是将氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物在反应器中升温至50℃～300℃后加入四氟乙烯，并使四氟乙烯和氟化氢络合物充分接触，反应0.01～1小时后制得。
在进行上述反应生产五氟乙烷时，单次与氟化氢络合物反应的四氟乙烯的质量可以是氟化氢络合物中氟化氢质量的0.1-10倍。
为了保证反应充分完全彻底，可根据需要在四氟乙烯与氟化氢络合物反应的过程中或反应之后添加氟化氢，补充消耗掉的氟化氢；氟化氢的添加质量是与氟化氢络合物反应掉的四氟乙烯质量的0.2倍。
为使反应充分完全，在与四氟乙烯反应的过程中或反应之后补加消耗掉的氟化氢络合物，即可重新进行与四氟乙烯的反应生产五氟乙烷。氟化氢络合物补加消耗掉的氟化氢的质量应是与氟化氢络合物反应掉的四氟乙烯的质量的0.2倍。
实施例四：
一种用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯制备五氟乙烷的方法。
首先，称取氟化氢1000克，正丁胺9250克，环己酮4900克。将氟化氢加入带搅拌***和冷却***的不锈钢反应釜中，在搅拌和冷却下，慢慢同时加入正丁胺和环己酮，保持它们的加入速度基本保持在925∶490，同时使反应温度保持在-15℃。全部物料加好后，保持搅拌1小时，然后慢慢升温到常温，即为可使用的氟化氢络合物。
然后，将5000克制得的氟化氢络合物加入到10升高压釜中，升温到80℃，连续加入1000克四氟乙烯，快速搅拌使氟化氢络合物和四氟乙烯充分接触，反应0.3小时，气相色谱分析表明四氟乙烯转化率96％，分离得五氟乙烷970克，纯度96％。
实施例五
一种用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯制备五氟乙烷的方法。
首先，称取氟化氢1000克，N，N，N，N-四甲基丙二胺260克，苯乙酮8100克。将氟化氢加入带搅拌***和冷却***的不锈钢反应釜中，在搅拌和冷却下，慢慢同时加入N，N，N，N，-四甲基丙二胺和苯乙酮，保持它们的加入速度基本保持在26∶810，同时使反应温度保持在-15℃。全部物料加好后，保持搅拌1小时，然后慢慢升温到常温，即为可使用的氟化氢络合物。
然后，将制得的5000克氟化氢络合物加入到10升高压釜中，升温到55℃，间歇多次加入四氟乙烯，共1000克，快速搅拌使氟化氢络合物和四氟乙烯充分接触，反应0.9小时，气相色谱分析表明四氟乙烯转化率99％，分离得五氟乙烷940克，纯度99％。
实施例六
一种用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯制取五氟乙烷的方法。
首先，称取氟化氢1000克，二正丁胺1250克，吡啶5200克，甲基乙基酮9000克。将氟化氢加入带搅拌***和冷却***的不锈钢反应釜中，在搅拌和冷却下，慢慢同时加入二正丁胺、吡啶和甲基乙基酮，保持它们的加入速度基本保持在125∶520∶900，同时使反应温度保持在-10℃。全部物料加好后，保持搅拌1小时，然后慢慢升温到常温，即为可使用的氟化氢络合物。
然后，将制得的15000克氟化氢络合物加入到20升内容积的耐压塔式反应器中，升温到260℃，连续加入5000克四氟乙烯，同时连续加入1000克氟化氢以补充消耗的氟化氢。在塔式反应器中放置填料以使氟化氢络合物和四氟乙烯充分接触，反应0.6小时，气相色谱分析表明四氟乙烯转化率97％，分离得五氟乙烷4890克，纯度95.9％。
实施例七
一种用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯制备五氟乙烷的方法。
首先，称取氟化氢1000克，吡咯22000克，甲胺28000克，2，3-丁二酮9000克，异佛尔酮65000克。将氟化氢加入带搅拌***和冷却***的不锈钢反应釜中，在搅拌和冷却下，慢慢同时加入吡咯、甲胺和2，3-丁二酮、异佛尔酮，保持它们的加入速度基本保持在22∶28∶9∶65，同时使反应温度保持在-10℃。全部物料加好后，保持搅拌3小时，然后慢慢升温到常温，即为可使用的氟化氢络合物。
然后，将制得的50000克氟化氢络合物加入到100升内容积的管道式反应器中，管道式反应器连接一个液体泵以使内部物质可以快速流动，同时内部放置挡板以使内部物质可以充分接触。升温到250℃，连续加入20000克四氟乙烯，反应1小时，气相色谱分析表明四氟乙烯转化率99％，分离得五氟乙烷19200克，纯度98.5％。
实施例八
一种用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯制备五氟乙烷的方法。
首先，将实施例五中已使用过的氟化氢络合物5000克，加入带搅拌***和冷却***的不锈钢反应釜中，在搅拌和冷却下，慢慢加入氟化氢200克，加好后继续搅拌1小时，即得到又可使用的氟化氢络合物。
然后，将制得的5000克氟化氢络合物加入到10升高压釜中，升温到55℃，间歇多次加入四氟乙烯，共1000克，快速搅拌使氟化氢络合物和四氟乙烯充分接触，反应0.9小时，气相色谱分析表明四氟乙烯转化率99％，分离得五氟乙烷940克，纯度99％。
显然，用氟化氢、胺类化合物、羰基化合物和四氟乙烯制备五氟乙烷的方法，是先将氟化氢、胺类化合物、羰基化合物反应成为合用的氟化氢络合物；然后，将此氟化氢络合物转移至反应器中，升温至50℃～300℃，加入四氟乙烯，并使四氟乙烯和氟化氢络合物充分接触，反应0.01～1小时后制得。四氟乙烯可以一次、连续或间歇加入。
实施例九
一种氟化氢络合物的制备。
称取氟化氢50摩尔，正丁胺50摩尔，环己酮50摩尔。将氟化氢加入带搅拌***、冷却***的不锈钢反应釜中，在搅拌和冷却下慢慢同时加入正丁胺和环己酮，保持正丁胺和环己酮的加入速度相同，并且控制加入速度和冷却效率，使反应温度保持在-15℃。全部物料加好后，保持搅拌1小时，然后慢慢升温到常温，即为可使用的氟化氢络合物。

Claims (7)

1、一种五氟乙烷的制备方法，利用四氟乙烯和氟化氢络合物制备五氟乙烷的方法，其特征在于：氟化氢络合物为氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的络合物。
2、根据权利要求1所述的五氟乙烷的制备方法，其特征在于：将氟化氢、胺类化合物和羰基化合物反应生成的氟化氢络合物在反应器中升温至50℃～300℃后加入四氟乙烯，并使四氟乙烯和氟化氢络合物充分接触，反应0.01～1小时后制得。
3、根据权利要求2所述的五氟乙烷的制备方法，其特征在于：在四氟乙烯与氟化氢络合物反应的过程中或反应之后添加氟化氢。
4、根据权利要求3所述的五氟乙烷的制备方法，其特征在于：氟化氢的添加质量是与氟化氢络合物反应掉的四氟乙烯质量的0.2倍。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的五氟乙烷的制备方法，其特征在于：单次与氟化氢络合物反应的四氟乙烯的质量可以是氟化氢络合物中氟化氢质量的0.1-10倍。
6、根据权利要求5所述的五氟乙烷的制备方法，其特征在于：四氟乙烯一次、连续或间歇加入。
7、根据权利要求1、2、3或4所述的五氟乙烷的制备方法，其特征在于：四氟乙烯一次、连续或间歇加入。
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