CN114634397B - 一种气相法制备六氟丙烯二聚体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气相法制备六氟丙烯二聚体的方法，将六氟丙烯气体和氟化氢气体通入密闭循环的盘管反应容器中进行连续齐聚反应，反应生成的产物气体经冷却，精馏，制得六氟丙烯二聚体产物，所述齐聚反应的温度为25～60℃。本发明避免了传统工艺中使用催化剂或溶剂进行聚合反应；制备工艺简单，对设备要求低，而且反应条件温和；生产成本低，适用于规模化生产，未反应物循环套用继续参与反应，是一种绿色环保零排放的合成方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种六氟丙烯二聚体的制备方法，具体的是涉及一种用气相法制备六氟丙烯二聚体的方法，属于氟化工技术领域。
背景技术
六氟丙烯二聚体是由六氟丙烯经齐聚反应制得。六氟丙烯二聚体是一个具有全氟六个碳和一个双键结构的化合物。它具有三个异构体，一对顺反异构体D1，性质稳定且毒性较低，可直接用作溶剂、清洗剂、发泡剂；一个具有支链结构的二聚体D2，有一定的毒性，但是双键活性较大，可进行多种化学反应，制备多种含氟衍生物。这些含氟衍生物又可以作为医药、农药中间体、氟表面活性剂和抗水抗油助剂、溶剂和惰性液体等。利用六氟丙烯齐聚反应制备二聚体易于工业化生产。产品性质稳定,方便运输和长期贮存。从而使它能够在石油、纺织、塑料、涂料、洗涤剂、皮革、颜料等工业领域发挥巨大作用。
六氟丙烯二聚体的制备方法概括起来可分为液相法和气相法。液相法是将催化剂及其添加剂溶于非质子极性溶剂中,然后通入六氟丙烯进行反应,反应过程可以是间歇反应也可以连续反应。由于反应产物在溶剂中不溶,反应结束后分离较容易,但产物相中会带有少量的溶剂和催化剂,需要精馏前进行洗涤,除去溶剂和催化剂，后处理比较麻烦，而且，洗涤除去的溶剂和催化剂较难回收。所用的催化剂也主要以氟化物为主,但选择的范围较宽，可以使用金属氟化物、金属氟氢化物、有机氟化胺、季铵盐、季磷盐、芳烃类铬配合物、氰化物、氰酸盐和硫代氰酸盐等，或者采用价格非常昂贵的冠醚为助催化剂。
气相法为无溶剂的齐聚反应过程。通常将催化剂装填于管式反应器中,将六氟丙烯气体通过催化剂层进行连续反应。由于要保证体系中的物料处于气态,反应温度需要在250℃以上。反应的后处理是将反应气冷凝直接进行精馏。气相法技术所用的催化剂为碱金属的氟化物，主要以吸附于活性碳或氧化镍上的CsF或KF为催化剂，或者直接用活性碳做催化剂,把六氟丙烯的气体在410～420℃温度下通过装有活性碳小粒的管式反应器中制得。
气相法和液相法二者各有所长。
整体而言，液相法一次转化率和收率较高,通过调节工艺参数有较好的选择性,对反应控制的要求比气相法要低,但对原料、催化剂、溶剂等反应条件要求高,要在密闭无水条件下反应，后处理比较烦琐。气相法自动化程度高,后处理方便,适合于大规模生产,但单程转化率较低,设备投资较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种气相法制备六氟丙烯二聚体的方法，以提高单程转化率，减小设备投资。
为解决以上技术问题，本发明公开了一种气相法制备六氟丙烯二聚体的方法，将六氟丙烯气体和氟化氢气体通入密闭循环的盘管反应容器中进行连续齐聚反应，反应生成的产物气体经冷却，精馏，制得六氟丙烯二聚体产物。
进一步地，所述齐聚反应的温度为25～60℃。
进一步地，所述六氟丙烯以1.5～15kg/h的流速通入盘管反应容器中，氟化氢的用量为六氟丙烯的5～15%，即氟化氢通入反应容器的流速采用六氟丙烯通入流速的5～15%即可。
进一步地，所述盘管反应容器的盘管半径为0.5～5厘米，盘管长度为20～108米。
本发明是制备六氟丙烯二聚体的新方法，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1）本发明避免了传统工艺中使用催化剂或溶剂进行聚合反应；
2）本发明的制备工艺简单，对设备要求低，而且反应条件温和；
3）本发明生产成本低，适用于规模化生产，未反应物循环套用继续参与反应，是一种绿色环保零排放的合成方法。
本发明转化率≥94%，经气相色谱分析产物六氟丙烯二聚体含量≥99%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例1
将六氟丙烯气体以1.5kg/h，氟化氢气体75g/h分别通入半径为0.5厘米，长度为20米的盘管反应容器中，在25℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品0.71kg/h，转化率94%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99.5%。
实施例2
将六氟丙烯气体以15kg/h，氟化氢气体2.25kg/h分别通入半径为5厘米，长度为108米的盘管反应容器中，在60℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品7.28kg/h，转化率97%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99.6%。
实施例3
将六氟丙烯气体以10kg/h，氟化氢气体1kg/h分别通入半径为3厘米，长度为68米的盘管反应容器中，在30℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品4.75kg/h，转化率95%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99.1%。
实施例4
将六氟丙烯气体以2kg/h，氟化氢气体0.2kg/h分别通入半径为3厘米，长度为80米的盘管反应容器中，在30℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品3.17kg/h，转化率95%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99.1%。
实施例5
将六氟丙烯气体以15kg/h，氟化氢气体1.8kg/h分别通入半径为1厘米，长度为64米的盘管反应容器中，在40℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品7.2kg/h，转化率96%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99%。
实施例6
将六氟丙烯气体以1.5kg/h，氟化氢气体150g/h分别通入半径为1厘米，长度为36米的盘管反应容器中，在50℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品7.12kg/h，转化率95%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99.7%。
实施例7 六氟丙烯二聚体的制备
将六氟丙烯气体以5kg/h，氟化氢气体0.6kg/h分别通入半径为1厘米，长度为36米的盘管反应容器中，在30℃的反应温度下进行反应, 反应结束后，反应气冷却，进入分离塔精馏，分离出六氟丙烯二聚体产品2.4kg/h，转化率96%，气相色谱分析六氟丙烯的二聚体含量达到99.7%。
各实施例中，出盘管反应容器的产物冷却（较佳冷却至25℃），冷凝，进入分离塔，未反应的反应气则继续返回参与反应，使反应充分。
Claims (2)
1.一种气相法制备六氟丙烯二聚体的方法，其特征在于：将六氟丙烯气体和氟化氢气体通入密闭循环的盘管反应容器中进行连续齐聚反应，反应生成的产物气体经冷却，精馏，制得六氟丙烯二聚体产物；所述齐聚反应的温度为25～60℃；所述六氟丙烯以1.5～15kg/h的流速通入盘管反应容器中，氟化氢通入反应容器的流速采用六氟丙烯通入流速的5～15%。
2.根据权利要求1所述气相法制备六氟丙烯二聚体的方法，其特征在于：所述盘管反应容器的盘管半径为0.5～5厘米，盘管长度为20～108米。
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| GR01 | Patent grant | ||
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