[发明专利]由二氯四氟乙烷与氢氟酸合成氯五氟乙烷的方法

说明书

本发明是关于二氯四氟乙烷C₂F₄Cl₂与氢氟酸通过气相催化反应，生成氯五氟乙烷C₂F₅Cl的制备方法。

氯五氟乙烷可用作溶剂、推进剂或冷冻液。它可按各种已知的方法制取，例如，由全氯乙烯，氯气与氢氟酸制取（东德专利117，580号），或者在三氟化铝存在下，由三氯三氟乙烷C₂F₃Cl₂与氢氟酸的气相反应制备（日本专利公开号48-26，729/73）。

美国专利3，087，974号叙述了在催化剂上面的氯氟化合物的汽相歧化反应不用氢氟酸。而二氯四氟乙烷的歧化反应则按下式进行：

2C₂Cl₂F₄→C₂ClF₅+C₂Cl₃F₃

这种催化剂是高表面积的活性氧化铝，在用于歧化反应之前，须先用碳氟化合物处理。CF₂ClCF₂Cl转化为C₂ClF₅的转化率，不超过34%（摩尔），而大部分的C₂Cl₃F₃则作为付产品而产生。

美国专利3，258，500叙述了用氢氟酸进行汽相催化的氟化反应。二氯四氟乙烷CF₂Cl-CF₂Cl与氢氟酸HF，以〔HF/CF₂Cl-CF₂Cl〕为4至5的摩尔比率，于400℃，在铬的氧化物催化剂上进行反应。所生成的六氟乙烷C₂F₆相对于C₂F₅Cl的摩尔比为0.19。

L.Marangoni等人的论文“由二氯四氟乙烷制取氯五氟乙烷”（氟化物化学杂志，1981/82年度，第19期，21页至34页），也叙述到，将以铬氧化物为基本成分的催化剂用于由C₂F₄Cl₂与HF气相制备C₂F₅Cl的反应。C₂F₄Cl₂的转化率为72-75%，C₂F₅Cl的产率为89～92%，而六氟乙烷的生成仍然是C₂F₅Cl生成物的8%（摩尔）。

M.Vecchio等人的论文，“关于汽相方法制备氯氟乙烷的研究”（氟化物化学杂志，1974年，第4期，111页至139页），也叙述了与上述论文同样的反应，只是催化剂是在基本成分氟化铝上添加以镍、铁与卤化铬。C₂F₄Cl₂的转化率不超过41%，而C₂F₅Cl在反应器出口的摩尔百分数为38%。

现有技术的催化剂难于制备，而用于C₂F₅Cl的产率与选择性都是中等水平。

本发明克服所有上述缺点，为生产C₂F₅Cl提供一个简单、灵活与经济的方法。

按照本发明的方法，其要点在于，使二氯四氟乙烷C₂Cl₂F₄在催化剂的存在下，在气相中，受到氢氟酸HF的作用。而催化剂则是通过活性氧化铝与氢氟酸，或与氢氟酸和空气、氮气或者和氟的一种化合物的混合物，在气相中反应而制成的。活性氧化铝中，氧化钠的含量小于300ppm，而半径等于和大于40埃的细孔其体积则大于0.7厘米³/克。

由此获得高达80%以上的原材料转化率，以及C₂F₅Cl的高产率。此法的另一优点是催化剂的寿命长。

活性氧化铝的制备是靠控温加热氧化铝水合物，以便除去生成物中的大量水（Kirk-Othmer，化学工艺百科全书，第3版，第2卷，225页）。