[发明专利]一种六氟环氧丙烷的深度纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过颗粒状氧化钙和活性氧化铝串联对六氟环氧丙烷进行深度纯化的技术。

背景技术

六氟环氧丙烷是一种重要的氟化工单体。通过六氟环氧丙烷聚合得到的全氟聚醚(PFPE)，具有耐热、耐氧化、耐辐射、耐腐蚀、不燃等特性，是一种在苛刻条件下极为可靠的润滑剂，广泛应用于化工、电子、电器、机械、核工业、航空航天等领域。为了得到分子量达3000以上的、高聚合度的全氟聚醚(PFPE)，需要对工业级六氟环氧丙烷进行深度纯化处理。目前工业上能够提供的六氟环氧丙烷的纯度最高为99％，不能直接作为聚合的原料，得不到高聚合度的产物。需要对原料气体进行深度纯化处理，去除微量水分、酸性物质、六氟丙酮等影响聚合的关键杂质。经过深度除杂的纯化气体才能够作为阴离子聚合的原料，得到高分子量的全氟聚醚。US4356291公开了分子筛和氢化钙作为纯化剂的方法，US3412148公开了以氢化铝锂和氢氧化钾作为纯化剂的方法。但是上述方法都存在一定的缺陷：分子筛对原料气体有较强的催化分解作用，使得气体中有机杂质含量增加；氢化钙是粉状，气体的流通阻力很大，而且其在除杂过程中会产生氢气并混入纯化后的气体中，既影响后续工艺操作又有安全隐患；氢化铝锂价格昂贵，不适合工业应用；氢氧化钾是强碱，对装置有很强的腐蚀作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、纯化效率高、并且成本低廉能应用于工业生产的六氟环氧丙烷的深度纯化方法。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：以六氟环氧丙烷气体为原料，将其通过两个串联的纯化塔，第一个纯化塔内装颗粒氧化钙，第二个纯化粒状活性氧化铝，反应温度为常温或加热反应。根据纯化塔的大小确定气体通过速率。

纯化塔在对六氟环氧丙烷纯化时，可以根据原料气中杂质的含量，适当增加纯化塔的数量或体积，如果杂质中酸和有机杂质的含量较多，可以增加氧化钙纯化塔的数量或体积，如果微水含量过高可以增加活性氧化铝纯化塔的数量或体积。

通过露点仪监测微水含量，经纯化后微水可以达到0.1ppm以下，通过化学分析的方法检测酸性物质及六氟丙酮的含量，均可达到高聚合度的要求。利用本实验纯化后的原料气体进行聚合，其平均分子量可以达到3000以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

将原料气体六氟环氧丙烷顺序通过两个串联的纯化塔，第一个填装颗粒氧化钙250克，粒径5-10mm，CaO含量96％；第二个填装球状活性氧化铝300克，平均粒径5mm，Al₂O₃含量99.6％，平均孔径比表面积300m²/g。原料气在常温下以50ml/min的流量通过，测得纯化前微水含量为1071ppm，酸性物质的含量0.15％，六氟丙酮0.3％。经纯化后微水含量为0.1ppm，纯化后酸性物质的含量0.8ppm(以HF计)，六氟丙酮的含量为痕量。纯化后的气体在RbF的催化下，于-50℃下聚合30小时，得到了平均分子量为3600的全氟聚醚，转化率97％。

实施例2

将原料气体六氟环氧丙烷顺序通过两个串联的纯化塔，第一个填装颗粒氧化钙400克，粒径3-5mm，CaO含量95％；第二个填装球状活性氧化铝400克，平均粒径3mm，Al₂O₃含量99.7％，平均孔径比表面积400m²/g。气体以100ml/min的流量通过，第一个纯化塔加热至80℃，第二个纯化塔为常温。测得纯化前微水含量为1071ppm，酸性物质的含量0.15％，六氟丙酮0.3％。经纯化后微水含量为0.09ppm，纯化后酸性物质的含量0.5ppm(以HF计)，六氟丙酮的含量为痕量。纯化后的气体在RbF的催化下，于-40℃下聚合25小时，得到了平均分子量为4260的全氟聚醚，转化率99％。

实施例3

将原料气体六氟环氧丙烷顺序通过两个串联的纯化塔，第一个填装颗粒氧化钙500克，平均粒径3mm，CaO含量99％；第二个填装球状活性氧化铝500克，平均粒径6mm，Al₂O₃含量99.9％，平均孔径比表面积350m²/g。气体以80ml/min的流量通过，第一个纯化塔加热至60℃，第二个纯化塔为常温。测得纯化前微水含量为1071ppm，酸性物质的含量0.15％，六氟丙酮0.3％。经纯化后微水含量为0.07ppm，纯化后酸性物质的含量0.3ppm(以HF计)，六氟丙酮的含量为痕量。纯化后的气体在CsF的催化下，于-45℃下聚合40小时，得到了平均分子量为4850的全氟聚醚，转化率98％。