[发明专利]六氟丙烯三聚体裂解制备全氟五碳酮的方法

说明书

本发明属于氟化工领域，具体涉及一种六氟丙烯三聚体裂解制备全氟五碳酮的方法。包括下述步骤：以六氟丙烯三聚体为原料制备全氟五碳酮；六氟丙烯三聚体进入氧化炉与氧气在催化剂作用下进行裂解反应；裂解产物精馏制得到全氟五碳酮。本发明通过六氟丙烯二聚体或者六氟丙烯三聚体为原料，生成全氟五碳酮，之后在于烷基化试剂反应生成全氟戊基醚，转化效率高，条件温和，整个流程操作简单。

技术领域

本发明属于氟化工领域，具体涉及一种六氟丙烯三聚体裂解制备全氟五碳酮的方法。

背景技术

近年来，含氟酮化合物因其良好的惰性、热稳定性和水解稳定性，在使用过程中具有短的大气持续时间以及低的全球增温潜势，而得到了广泛关注。

含氟酮化合物的性质是决定其应用领域的关键，其中，具有低沸点、高挥发性、低毒、不燃、绝缘性强、易汽化、吸热能力强等性质且易于储运的氟酮适于用作灭火剂，在USP6478979中，Rivers等公开了全氟化酮在灭火中的应用。美国3M公司推出的商品Novec1230，分子式为CF3CF2C(O)CF(CF3)2，是一种能够长期使用的绿色环保灭火剂。全氟五碳酮(3M商品名NovecTM 5110)作为一种新型合成气体，GWP值小于1，臭氧消耗潜在值(ozonedepleting potential,ODP)约为0，大气寿命约为16天，绝缘强度约为SF6气体的2倍，是近年来发现的最有潜力替代SF6的绝缘气体。ABB公司已将全氟五碳酮与空气混合，用于22kV开关柜并通过了根据IEC 62271-200-2001进行的应用性能测试.全氟酮能够与氧气混合，产生射频等离子体的性质使其能够用于清洗化学气相沉积室、物理气相沉积室或蚀刻室。该清洗气体与半导体行业使用的标准清洗气体如NF3，CF4，C2F6，c-C4F8O以及C3F8相比，能缩短清洗时间并降低PFC排放。专利CN 1505694A报道了在气相反应器中使用含有4至7个碳原子的全氟酮作为活性气体除去不需要的沉积物、蚀刻介电及金属材料时取得了良好的效果。同时，该全氟酮的活性气体还可作为氟源，制备含氟或掺氟材料。专利CN1809324A和专利CN101346335A分别报道了卤代全氟酮和含杂原子的全氟酮在制冷剂、灭火剂、清洗剂、添加剂、发泡剂、溶剂、气溶胶推进剂和杀虫剂等领域的应用。因此，探索开发易于工业化放大生产的全氟酮生产工艺十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种六氟丙烯三聚体裂解制备全氟五碳酮的方法及全氟戊基醚。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种六氟丙烯三聚体裂解制备全氟五碳酮的方法，包括下述步骤：

1)以六氟丙烯三聚体为原料制备全氟五碳酮；六氟丙烯三聚体进入氧化炉与氧气在催化剂作用下进行裂解反应；裂解产物精馏制得到全氟五碳酮；

2)以步骤1)得到的五碳酮以及烷基化试剂为原料，在碱金属氟化物作用下，选择性的加入叔胺或者相转移催化剂于惰性的偶极非质子有机化合物溶剂中反应制备全氟戊基醚；

步骤1)的具体步骤为：以氧气和六氟丙烯三聚体为原料，在第一催化剂作用下与反应器中制备全氟五碳酮，接触反应的时间为0.1s至200s,温度为150-600℃；压力为0-1MP；其中，所述的第一催化剂为负载型催化剂,活性成分为Ag2O、Al2O3、CuO、AgF、NaF、KF、RbF、或者CsF；氧气和六氟丙烯三聚体的摩尔比为1:10-10:1。

该步反应中六氟丙烯三聚体以液体形态进入反应器，由于液体分子相比于气体分子具有更短的分子间距离，因此在液体原料缓慢气化过程中会有更多气态六氟丙烯三聚体分子与氧气充分接触，从而可缩短六氟丙烯三聚体的裂解时间，显著提高原料整体裂解效率。且更多与氧气接触的六氟丙烯三聚体的存在可阻止裂解生成的全氟异丁酰氟与全氟五碳酮的进一步裂解，从而保证所得全氟五碳酮具有较高纯度。