CN1962064A - 一种五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法 - Google Patents

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宋学章
孙百开
赵永晓
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Abstract

一种五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，属于化工三废处理技术领域。该方法包括废催化剂的搅拌、与碱充分反应、精馏塔釜的精馏工作，从而得到高纯度的精制溶剂产品。该方法可以从废催化剂中回收出高纯度的可作为五氟乙烷(HFC－125)生产所需的催化剂溶剂。整个的回收工艺流程能耗低、产品回收率及纯度高，质量优，且可有效降低回收成本、减少环境污染等特点。

Description

一种五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法
技术领域
本发明涉及一种五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，属于化工三废处理技术领域。
背景技术
用四氟乙烯和无水氟化氢制备五氟乙烷(HFC-125)生产过程中，需要用催化剂进行催化反应，CN200410035429.0公开了一种用四氟乙烯和无水氟化氢制备五氟乙烷的方法，其所用的催化剂为二元体系由叔胺类化合物和含羰基的化合物组成。叔胺类化合物，可以是一种，也可以是若干种的混合物。如：三乙胺、三正丙胺、NN-二甲基苯胺、三正丁胺、异丙基二乙胺、三丙胺、三苯胺等。含羰基的化合物，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：亚磷酸二乙脂、环己酮、3-苯基丙烯醛、丙酮、丁酮、苯乙酮、乙烯酮、苯丙酮等。上述催化剂在使用的过程中会逐渐失效，失去催化作用的催化剂，必须经常更换，更换下来的废催化剂处理是一难题。废催化剂主要成分叔胺类化合物，经氟化后生成HNFR3和另一种稳定物质等，属于危险化学品。按我国的“危险化学品管理条例”的规定，不能随便处置或丢弃。现在处理方法一般是在焚烧炉中进行焚烧，这种方法环境污染及三废处理量大，耗能高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种从五氟乙烷(HFC-125)生产过程中所替换下来的废催化剂的处理方法，可减少环境污染、降低回收成本，提高产品的质量和回收率等目的。
本发明的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，主要对废催化剂成分为叔胺类化合物经氟化后生成HNFR3的废催化剂的处理、回收，以下简称废催化剂。
本发明的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，其特征在于对废催化剂的主要成分叔胺类化合物和含羰基的化合物进行回收利用。
本发明的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，步骤如下：
(1)将废催化剂置入反应釜中，加入一定的纯水稀释，搅拌均匀，然后按照化学反应的当量比加入液体碱，常温下充分反应。
(2)将反应釜内的物料经真空过滤后置入精馏塔中进行精馏，控制好塔釜的温度，利用各物料和水的沸点不同进行分离：
塔顶温度为30～100℃时，塔顶分离馏分为一种叔胺类化合物；
塔顶温度为20～120℃时，塔顶分离馏分为含水的泡沫状物质；
塔顶温度为50～180℃时，塔顶分离馏分为一种含羰基的化合物。
优选的，上述步骤(1)的反应时间为1～2小时。
优选的，上述步骤(1)的液碱为NaOH、KOH、NH3·H2O或Na2CO3的水溶液。浓度20～50％wt为宜。
优选的，上述步骤(1)的废催化剂搅拌时间为5～20min。
本发明方法的一个主要技术特点是对废催化剂的主要成分叔胺类化合物和含羰基的化合物进行回收利用，开辟了一种全新的废催化剂的处理方法。
本发明的方法首先用一种液碱与从五氟乙烷(HFC-125)生产中的所更换下来的废催化剂充分反应，将HNFR3进行还原，同时处理掉多余的氟离子，然后进行精馏操作，从而得到纯度高、质量优的催化剂产品。
本发明优选的碱NaOH、KOH、NH3·H2O或Na2CO3，对于废催化剂具有反应充分、能很好的回收催化剂的功效，这样产品回收率及纯度高，质量优，回收的催化剂可用于五氟乙烷(HFC-125)生产正常，且可以有效的降低回收成本、减少环境污染等特点，使用本发明方法无论从经济上或环保上都具有十分重要的意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例1：
本实施例以CN200410035429.0公开的用四氟乙烯和无水氟化氢制备五氟乙烷的方法，从五氟乙烷(HFC-125)生产中所更换下来的2kg废催化剂处理为例，其处理方法为：
A、选择液碱48％NaOH待用；
B、搅拌：向3升反应釜中加入废催化剂2kg，后加入纯水1000～2000ml稀释，开启搅拌，搅匀，6分钟；
C、反应：按照化学反应的当量比向反应釜中加入所准备的液碱48％NaOH，使其充分反应1～2小时，反应式如下：
HNFR3+NaOH＝NR3+NaF+H2O
D、分馏提纯：将反应釜内的物料置入分馏塔中进行分馏，控制好塔釜的温度，利用各物料和水的沸点不同进行分离。在塔顶温度为20～120℃时，塔顶分离馏分为一种叔胺类化合物，质量为604g；塔顶温度为80～100℃时，塔顶分离馏分为含水的泡沫状物质，质量为506g；塔顶温度为50～180℃时，塔顶分离馏分为一种含羰基的化合物，得到的质量为297g。
实施例2：
本实施例以CN200410035429.0公开了一种用四氟乙烯和无水氟化氢制备五氟乙烷的方法，从五氟乙烷(HFC-125)生产中的所更换下来的1kg废催化剂处理为例，其处理方法为：
A、选择液碱32％KOH待用；
B、搅拌：向3升反应釜中加入一定量的废催化剂2kg，后加入纯水400～500ml稀释，开启搅拌，搅匀，8分钟；
C、反应：按照化学反应的当量向反应釜中加入所准备的液碱KOH，使其充分反应1.5小时，反应式如下：
HNFR3+KOH＝NR3+KF+H2O
D、分馏提纯：将反应釜内的物料放入分馏塔中进行分馏，控制好塔釜的温度，利用各物料和水的沸点不同进行分离。在塔顶温度20～120℃时，塔顶分离馏分为一种叔胺类化合物，质量为435g；塔顶温度为80～100℃时，塔顶分离馏分为含水的泡沫状物质，质量为180g；塔顶温度为50～180℃时，塔顶分离馏分为一种含羰基的化合物，得到的质量为65g。
实施例3：
本实施例以CN200410035429.0公开了一种用四氟乙烯和无水氟化氢制备五氟乙烷的方法，从五氟乙烷(HFC-125)生产中所更换下来1.5kg的废催化剂处理为例，其处理方法为：
A、选择液碱28％NH3·H2O待用；
B、搅拌：向3升反应釜中加入一定量的废催化剂2kg，后加入纯水800～1000ml稀释，开启搅拌，搅匀，大约5分钟；
C、反应：按照化学反应的当量向反应釜中加入所准备的液碱，使其充分反应2小时，反应式如下：
HNFR3+NH3·H2O＝NR3+NH4F+H2O
D、分馏提纯：将反应釜内的物料放入精馏塔中进行分馏，控制好塔釜的温度，利用各物料和水的沸点不同进行分离。在塔顶温度为20～120℃时，塔顶分离馏分为一种叔胺类化合物，质量为501g；塔顶温度为80～100℃时，塔顶分离馏分为含水的泡沫状物质，质量为400g；塔顶温度为50～180℃时，塔顶分离馏分为一种含羰基的化合物，得到的质量为300g。
实施例4：
本实施例以CN200410035429.0公开了一种用四氟乙烯和无水氟化氢制备五氟乙烷的方法，从五氟乙烷(HFC-125)生产中所更换下来2kg的废催化剂处理为例，其处理方法为：
A、选择液碱32％Na2CO3待用；
B、搅拌：向3升反应釜中加入一定量的废催化剂2kg，后加入纯水1000～2000ml稀释，开启搅拌，搅匀，大约5分钟；
C、反应：按照化学反应的当量向反应釜中加入所准备的液碱，使其充分反应2小时，反应式如下：
2HNFR3+Na2CO3＝2NR3+2NaF+H2O+CO2
D、分馏提纯：将反应釜内的物料放入精馏塔中进行分馏，控制好塔釜的温度，利用各物料和水的沸点不同进行分离。在塔顶温度为20～120℃时，塔顶分离馏分为一种叔胺类化合物，质量为415g；塔顶温度为80～100℃时，塔顶分离馏分为含水的泡沫状物质，质量为302g；塔顶温度为50～180℃时，塔顶分离馏分为一种含羰基的化合物，得到的质量为218g。
上述实施例的回收产品结果汇于下表中：
实施例 叔胺类化合物的量(g) 含水的泡沫状物质量(g) 含羰基的化合物的量(g)
    1     604     506     297
    2     435     180     65
    3     501     400     300
    4     415     302     218
处理过后一定会有残液和残渣，不要随便丢弃，集中后处理。具体的方法是加入钙化合物，反应后，得到氟化钙沉淀，使处理后的水中氟离子含量达到国家的允许排放标准。

Claims (6)

1.一种五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，其特征在于对废催化剂的主要成分叔胺类化合物和含羰基的化合物进行回收利用。
2.一种五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，步骤如下：
(1)将废催化剂置入反应釜中，搅拌均匀，然后按照化学反应的当量比加入液体碱，常温下充分反应；
(2)将反应釜内的物料经真空过滤后置入精馏塔中进行精馏，控制好塔釜的温度，利用各物料和水的沸点不同进行分离：
塔顶温度为20～120℃时，塔顶分离馏分为一种叔胺类化合物；
塔顶温度为80～100℃时，塔顶分离馏分为含水的泡沫状物质；
塔顶温度为50～180℃时，塔顶分离馏分为一种含羰基的化合物。
3.如权利要求2所述的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，其特征在于所述步骤(1)的反应时间为1～2小时。
4.如权利要求2所述的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，其特征在于所述步骤(1)的液碱为NaOH、KOH、NH3·H2O或Na2CO3水溶液。
5.如权利要求4所述的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，其特征在于所述的NaOH、KOH、NH3·H2O或Na2CO3水溶液浓度20～50％wt。
6.如权利要求2所述的五氟乙烷生产中废催化剂的处理方法，其特征在于所述步骤(1)的废催化剂搅拌时间为5～20min。
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