[发明专利]一种三氟甲烷资源化转化生产四氟化碳的方法在审

专利信息
申请号: 201711261421.X 申请日: 2017-12-04
公开(公告)号: CN109867586A 公开(公告)日: 2019-06-11
发明(设计)人: 肖恒侨;章祺;徐卫国;朱伟伟 申请(专利权)人: 浙江省化工研究院有限公司;中化蓝天集团有限公司
主分类号: C07C19/08 分类号: C07C19/08;C07C17/10
代理公司: 浙江杭州金通专利事务所有限公司 33100 代理人: 刘晓春
地址: 310023 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 三氟甲烷 生产过程 四氟化碳 微通道反应器 反应时间短 连续化生产 资源化利用 资源化转化 反应安全 四氟乙烯 固体碱 化工业 预热 氟气 副产 可控 裂解 制备 放大 吸收 生产
【说明书】:

本发明公开了一种三氟甲烷与氟气在微通道反应器中反应连续化生产四氟化碳的方法,包括预热、反应和固体碱吸收步骤。本发明提供的方法具有转化率高、反应温度低、反应时间短、反应安全可控、产品容易纯化和适合连续化工业放大的优点,特别适用HCFC‑22生产过程中或HCFC‑22裂解制备四氟乙烯生产过程中的副产三氟甲烷的资源化利用。

技术领域

本发明涉及一生产四氟化碳的方法,尤其涉及一种由三氟甲烷生产四氟化碳的方法。

背景技术

HCFC-22曾是应用最为广泛的制冷剂及推进剂之一,由于它是破坏臭氧层的物质,自1987年《蒙特利尔议定书》及后续的《京都议定书》签订后,它的应用逐渐减少。但是HCFC-22是生产诸如四氟乙烯、六氟丙烯、聚四氟乙烯及其他氢氟烃的基本原料。由于这些应用不可避免,用于四氟乙烯、六氟丙烯、聚四氟乙烯等的生产而使用的HCFC-22被排除在议定书规定的减排条目外。三氟甲烷是HCFC-22和四氟乙烯生产过程中产生的一种不可避免的副产品,其全球温室效应潜值(GWP)是CO2的14800倍,在大气层的寿命高达264年,是目前已知的温室效应第二高的温室气体,仅次于SF6。由于三氟甲烷的排放仍将长期持续,所以这些副产的三氟甲烷的利用或者处理而避免排放造成环境问题变得非常必要。

目前,三氟甲烷的减排方式主要是通过联合国环境规划署(UNEP)负责的清洁发展机制(CDM)项目,采用高温焚烧(1200℃)进行的,将三氟甲烷彻底煅烧分解成氟化氢、二氧化碳等物质处理从而避免对环境的危害。此方法非常不经济,不仅无法回收任何副产品,而且消耗大量的能源。如果能够找到一条资源化利用三氟甲烷的方法,将是十分有利的。

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,因其相对低廉的价格广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅和磷硅玻璃等材料的蚀刻,在电子器件表面清洗、太阳能电池的生产、激光技术、低温制冷、气体绝缘、泄漏检测剂、控制宇宙火箭姿态、印刷电路生产中的去污剂、润滑剂及制动液等方面也有大量应用。

对于四氟化碳的工业制备路线,现有技术中有以下报道:

(1)烷烃直接氟化法

PCT专利申请WO9425418披露了一种四氟化碳的制备方法,使甲烷与Cl2和HF在催化剂作用下于气态下反应制备四氟化碳,反应温度为450~550℃。俄罗斯专利RU2155743C1报道在1200~1600℃下用F2氟化丙烷和丁烷混合物制备高纯四氟化碳的工艺。烷烃直接氟化法虽然操作简单、原料易得,但存在反应不易控制、反应温度高、产物复杂和收率低等问题;

(2)氟氯甲烷氟化法

美国专利US4264530报道一种通过两段反应生产高纯四氟化碳的工艺,先在填充CrO2F2催化剂的流化床反应器中使CF3Cl与HF反应,再通入HF后制备四氟化碳。美国专利US4474895报道一种在催化剂作用下用HF气相氟化CF3Cl制备四氟化碳的工艺,反应温度450℃,HF转化率为47%,四氟化碳选择率为73%。日本专利JP61134330公开一种在催化剂存在下用F2氟化氟氯甲烷制备四氟化碳的工艺。随着CFC和HCFC的逐步禁用,氟氯甲烷氟化法的原料来源受到限制,最终将停止使用;

(3)氢氟甲烷氟化法

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