[发明专利]氟化氢和2-氯-1,1,1-三氟丙烯混合物的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟化氢和2-氯-1,1,1-三氟丙烯混合物的分离方法，特别是涉及2,3,3,3-四氟丙烯（HFO-1234yf）制备过程中原料HF和中间产物2-氯-1,1,1-三氟丙烯（HCFO-1233xf）的混合物的分离方法。

背景技术

2,3,3,3-四氟丙烯的臭氧损耗潜值为零，温室效应气体较低，被认为是HFC-134a的理想替代品。目前，以1,1,2,3-四氯丙烯和氟化氢（HF）为原料，三步反应合成2,3,3,3-四氟丙烯是2,3,3,3-四氟丙烯报道较多的合成路线。在该HFO-1234yf的制备过程中，HCFO-1233xf是重要的中间体，其与原料HF易形成共沸混合物。专利CN101607866A公开了HF与HCFO-1233xf的共沸组成，提到该共沸组成可通过萃取技术进行分离，但对其分离过程未进行报道。萃取技术分离共沸组成须引入第三种物质作为萃取剂，通常萃取剂耗量较大，难于实现HF与HCFO-1233xf的有效分离。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的不足，提供一种HF与HCFO-1233xf可实现有效分离的氟化氢和2-氯-1,1,1-三氟丙烯混合物的分离方法。

为了实现本发明的目的，本发明利用HF与HCFO-1233xf存在的非均相共沸现象，采用液液相分离和非均相精馏耦合技术，解决了HF与HCFO-1233xf难于有效分离的问题。

为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

本发明提供一种氟化氢和2-氯-1,1,1-三氟丙烯混合物的分离方法，包括以下步骤：

A、氟化氢和2-氯-1,1,1-三氟丙烯的混合物进入相分器进行分离，上层为氟化氢富集相，下层为2-氯-1,1,1-三氟丙烯富集相；

B、相分离器上层氟化氢富集相进入氟化氢分离塔进行分离，塔顶组分为氟化氢与2-氯-1,1,1-三氟丙烯的共沸组成，经冷凝、冷却后进入氟化氢分离塔回流罐，氟化氢分离塔回流罐的上层为氟化氢富集相，回流至氟化氢分离塔，下层为2-氯-1,1,1-三氟丙烯富集相，循环至相分离器，塔釜组分为氟化氢；

C、相分离器下层2-氯-1,1,1-三氟丙烯富集相进入2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔进行分离，塔顶组分为氟化氢与2-氯-1,1,1-三氟丙烯的共沸组成，经冷凝、冷却后进入2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔回流罐，2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔回流罐的上层为氟化氢富集相，循环至相分离器，下层为2-氯-1,1,1-三氟丙烯富集相，回流至2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔，塔釜组分为2-氯-1,1,1-三氟丙烯。

步骤A所述相分器的操作温度为-40℃～60℃。

步骤B所述氟化氢分离塔的操作压力为0.1MPa～1.0MPa，塔顶温度为-5℃～75℃，塔釜温度为15℃～100℃；所述的氟化氢分离塔回流罐的操作温度为-40℃～60℃。

步骤C所述2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔的操作压力为0.1MPa～1.0MPa，塔顶温度为-5℃～75℃，塔釜温度为10℃～100℃；所述的2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔回流罐的操作温度为-40℃～60℃。

温度小于60℃时，HF与HCFO-1233xf混合物的可实现相分，且HF与HCFO-1233xf混合物的相分离效果与相分离温度紧密相关。随着温度的降低，HCFO-1233xf有机相中的HF含量和HF无机相中HCFO-1233xf含量明显下降，当相分离温度低于-20℃时，HCFO-1233xf有机相中的HF质量含量小于1%。

综合考虑能耗和分离效果，HF与HCFO-1233xf混合物的相分离温度优选-20℃～0℃。因此，步骤A所述相分器、步骤B和C所述回流罐的优选操作温度为-20℃～0℃，三者温度可相同也可不同。

步骤B所述氟化氢分离塔和步骤C所述2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔的操作为共沸精馏操作，其操作压力、塔顶温度和塔釜温度之间相互关联，确定其中一个操作参数，另两个参数也可确定。综合考虑塔釜加热介质的影响，塔釜温度优选60℃～80℃。氟化氢分离塔和2-氯-1,1,1-三氟丙烯分离塔的操作压力可相同也可不同。

步骤A所述氟化氢和2-氯-1,1,1-三氟丙烯的混合物中2-氯-1,1,1-三氟丙烯的质量含量为5%～90%。