[实用新型]用氟碳直接合成法制备四氟甲烷的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，涉及一种用氟碳直接合成法制备四氟甲烷的装置，特别是用三氟化溴做抑爆剂的氟碳直接合成法制备四氟甲烷的装置，尤其适用于生产四氟甲烷。 

背景技术

四氟甲烷是不燃烧的无色、无味的高压液化气体。四氟化碳是目前微电子工业中用量最大的等离子蚀刻气体，在电子器件表面清洗，太阳能电池的生产，激光技术、气相绝缘、低温制冷、泄漏检验剂、控制宇宙火箭姿态，印刷电路生产中的去污剂等方面也大量使用。由于它的化学稳定性，四氟化碳可用于金属冶炼，例如：铜、不锈钢，碳钢、铝、蒙乃尔等；还可用于塑料行业；如：合成橡胶、氯丁橡胶、还可广泛应用于硅、二氧化硅、氮化硅，磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻，在电子器件表面清洗。原有技术是氟氯甲烷与氟化氢（HF）进行气相反应来制备四氟甲烷，由于氟氯甲烷的氟化较相应的甲烷困难，得到四氟甲烷非常困难，成本也非常高。现有技术是将氟气直接通入碳流化床中，控制温度流量非常复杂，反应不好控制，有爆炸危险。 

发明内容

本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种用氟碳直接合成法制备四氟甲烷的装置，采用三氟化溴做抑爆剂，在抑爆剂存在下使炭与F₂反应来制备高纯四氟甲烷的装置，工艺合理，制作简单，生产成本低。 

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的： 

依据本实用新型提供的一种用氟碳直接合成法制备四氟甲烷的装置，包括反应器、接受器、冷凝器和泵，反应器的顶部设有反应器的碳粒入口，反应器的顶部的一侧设有反应器的BrF₃入口，反应器的顶部的另一侧设有反应器的F₂入口，反应器底部连接冷凝器，冷凝器连接接受器，接受器的上部设有接受器的CF₄出口，接受器的底部设有BrF₃出口，接受器的BrF₃出口通过管路连接泵的入口，泵的出口通过管路连接反应器的BrF₃入口。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现： 

前述的反应器由耐腐蚀的软钢制成。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果： 

由于本实用新型采用三氟化溴做抑爆剂，在抑爆剂存在下使炭与F₂反应来制备高纯四氟甲烷的装置，工艺合理，制作简单，生产成本低。

本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

其中：1、反应器101、反应器的F₂入口102、反应器的BrF₃入口103、反应器的碳粒入口2、接受器201、接受器的CF₄出口202、接受器的BrF₃出口3、冷凝器 4、泵401、泵的入口402、泵的出口。 

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。 

如图1所示的一种用氟碳直接合成法制备四氟甲烷的装置，包括反应器1、接受器2、冷凝器3和泵4，反应器1的顶部设有反应器的碳粒入口103，反应器的顶部的一侧设有反应器的BrF₃入口102，反应器的顶部的另一侧设有反应器的F₂入口101，反应器底部连接冷凝器3，冷凝器连接接受器2，接受器的上部设有接受器的CF₄出口201，接受器的底部设有BrF₃出口202，接受器的BrF₃出口通过管路连接泵的入口401，泵的出口402通过管路连接反应器的BrF₃入口102。 

用三氟化溴做抑爆剂的氟碳直接合成法制备四氟甲烷的工艺过程：采用三氟化溴做抑爆剂，使用60目的石油焦炭，反应器由耐腐蚀的软钢制成。通过泵4从接受器2中将BrF₃抽出并送入反应器1的顶部，从反应器顶部加入碳粒，同时从顶部的另一侧通入纯F₂。维持体系在127℃下反应，此时BrF₃开始汽化。生成的混合气与BrF₃液体向下流动，经冷凝器3冷却至30℃后，液体BrF₃进入接受器中循环。粗四氟甲烷气从接受器上方导出，经深冷回收夹带的BrF₃后提纯，最终得到高纯四氟甲烷。