Способ получения тетрафторэтилена

 

Изобретение относится к производству тетрафторэтилена - сырья для получения широкого класса фторполимеров. Сущность способа дифторхлорметан(хладон 22) подвергают пиролизу в присутствии водяного пара и 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана (хладона 124а). Затем ведут закалку продуктов пиролиза, отделяют соляную кислоту, после чего подвергают нейтрализации, компримированию, конденсации. Далее с помощью многоступенчатой ректификации выделяют тетрафторэтилен и фракцию с температурой кипения при атмосферном давлении от -42 до 0oC, которая содержит в основном хладоны 22, С318, 124а и гексафторпропилен. Фракцию разделяют путем абсорбции водой. Абсорбированные компоненты (хладоны 22 и 124а) десорбируют и возвращают на пиролиз, а из неабсорбированных газов ректификацией выделяют хладон С318 и гексафторпропилен. Абсорбцию водой ведут при 5 - 25oC и давлении 3 - 7 ати в аппарате колонного типа в противотоке при подаче воды сверху аппарата, а продуктов пиролиза снизу, при массовом отношении вода:продукты пиролиза 50 - 150 : 1. В результате повышается эффективность процесса и дополнительно получают октафторциклобутан (хладон С318) - ценный хладагент или пропеллент. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения тетрафторэтилена - сырья для производства широкого класса фторполимеров.

Известен способ получения тетрафторэтилена, включающий пиролиз дифторхлорметана, отмывку продуктов пиролиза от кислых примесей, компримирование и выделение целевого продукта ректификацией [пат. США N 3459818, кл. 260-653.3, опубл. 05.08.69] . Способ характеризуется образованием большого количества побочных продуктов и низким выходом целевого продукта.

Известен другой способ получения тетрафторэтилена, который позволяет устранить недостаток предыдущего способа и по совокупности существенных признаков наиболее близок к предлагаемому. Этот способ включает пиролиз дифторхлорметана в присутствии водяного пара и добавки 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана и октафторциклобутана в виде азеотропной смеси в количестве 2-15 мас.% по отношению к дифторхлорметану, закалку продуктов пиролиза, отделение побочного хлористого водорода с получением соляной кислоты, нейтрализацию, сушку, компримирование, конденсацию продуктов пиролиза и двухстадийную ректификацию с выделением целевого продукта, а также ректификационное выделение фракции дифторхлорметана в виде азеотропной смеси с гексафторпропиленом, которую разделяют путем абсорбции водой, и ректификационное выделение из кубовой фракции азеотропной смеси октафторциклобутана и тетрафторхлорэтана, которую возвращают на стадию пиролиза дифторхлорметана [пат. РФ N 2061672, кл. C 07 C 21/185, 17/00, опубл. 10.06.96]. Способ характеризуется высоким выходом целевого продукта, кроме того, из побочных продуктов, образующихся в процессе пиролиза, выделяют ценный фторолефин - гексафторпропилен, являющийся сомономером для ряда фторполимеров и фторкаучуков. Благодаря возврату азеотропной смеси октафторциклобутана с тетрафторхлорэтаном существенно уменьшается количество неутилизируемых кубовых остатков.

Недостаток известного способа состоит в том, что данный способ не позволяет выделить из продуктов пиролиза ценный озонобезопасный фторуглерод - октафторциклобутан, используемый в качестве хладагента, пропеллента, рабочего тела в тепловых насосах и энергетических установках.

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, - повышение эффективности способа за счет выделения из побочных продуктов, образующихся при пиролизе, октафторциклобутана.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения тетрафторэтилена, включающем пиролиз дифторхлорметана в присутствии водяного пара и добавки 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана, закалку продуктов пиролиза, отделение побочного хлористого водорода с получением соляной кислоты, нейтрализацию, компримирование, конденсацию продуктов пиролиза и многоступенчатую ректификацию с выделением фракции целевого продукта и фракции, включающей дифторхлорметан и гексафторпропилен, которую разделяют путем абсорбции водой, на абсорбцию водой подают фракцию продуктов пиролиза с температурой кипения при атмосферном давлении от минус 42oC до 0oC, неабсорбированные газы разделяют ректификацией с выделением гексафторпропилена и октафторциклобутана, абсорбированные водой компоненты десорбируют и возвращают на пиролиз.

Кроме того, абсорбцию водой проводят в аппарате колонного типа в противоточном режиме при подаче воды сверху аппарата, а продуктов пиролиза снизу, при температуре 5 - 25oC, давлении 3 - 7 ати и массовом отношении вода: продукты пиролиза 50-150:1.

Пример 1. Пиролиз дифторхлорметана проводят в трубчатой печи пиролиза в присутствии водяного пара (670 кг на 1000 кг дифторхлорметана) и добавки 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана (хладона 124a) в количестве 3,2 об.% от исходного дифторхлорметана. Продукты пиролиза подвергают закалке, охлаждению и конденсации соляной кислоты, органические компоненты промывают раствором гидроксида натрия, компримируют, конденсируют и ректифицируют с выделением фракции тетрафторэтилена и фракции с температурой кипения при атмосферном давлении от минус 42oC до 0oC, имеющей следующий состав, об.%: C3F6 Гексафторпропилен - 8,3 ц-C4F8 Октафторциклобутан - 5,9 C2F3Cl Трифторхлорэтилен - 0,5 CF2Cl2 Дифтордихлорметан - 0,6 CF2HCl Дифторхлорметан - 81,8 C2F4HCl 1,1,2,2-Тетрафторхлорэтан - 2,9 Последнюю фракция подвергают противоточной обработке водой на спецстальной колонке диаметром 24 мм и длиной 950 мм, заполненной насадкой из нихромовых спиралей. Фторорганические продукты подают в колонку снизу, воду - сверху. Процесс абсорбции ведут при 20oC и избыточном давлении 5 ати. В течение 5 ч подано 400 г продуктов пиролиза (фракции -42oC0oC) и 60 кг воды (массовое отношение вода: продукты пиролиза 150:1). Несорбированные водой газы выводят из верхней части колонки, конденсируют в охлажденном при -196oC баллоне и подвергают низкотемпературной ректификации на ректификационной колонке эффективностью 40 т.т. Из 112 г несорбированных газов выделено 48 г гексафторпропилена и 47 г октафторциклобутана. Сорбированные водой газы выделяют из сорбата путем десорбции при понижении давления до атмосферного и анализируют хроматографически. Получено 84 л газообразного продукта состава, об.%: CF2HCl Дифторхлорметан - 96,4 C2F4HCl 1,1,2,2-Тетрафторхлорэтан - 3,3
CF2Cl2 Дифтордихлорметан - 0,3
Продукт указанного состава может быть возвращен на пиролиз.

Пример 2. Пиролиз дифторхлорметана проводят как в примере 1. В результате обработки и ректификации из продуктов пиролиза выделяют фракцию с т. кип. при атмосферном давлении -42 - 0oC состава, об.%:
C3F6 Гексафторпропилен - 6,7
ц-C4F8 Октафторциклобутан - 4,5
C2F3Cl Трифторхлорэтилен - 0,3
CF2Cl2 Дифтордихлорметан - 0,7
CF2HCl Дифторхлорметан - 84,5
C2F4HCl 1,1,2,2-Тетрафторхлорэтан - 3,3
Указанную фракцию подвергают противоточной обработке водой на колонке, описанной в примере 1, при 5oC и избыточном давлении 3 ати. За 5 ч подано 400 г продуктов указанной фракции и 40 кг воды. Собрано 85 г несорбированных продуктов, из которых ректификацией выделено 41 г гексафторпропилена и 36 г октафторциклобутана. Из сорбата выделено путем десорбции при атмосферном давлении 86 л газообразных продуктов состава, об.%:
CF2HCl Дифторхлорметан - 96,5
C2F4HCl 1,1,2,2-Тетрафторхлорэтан - 3,5
Пример 3. Фракцию продуктов пиролиза дифторхлорметана с температурой кипения при атм. давл. -42 - 0oC, имеющую состав как в примере 1, подвергают противоточной обработке водой при 25oC и 7 ати. За 5 ч подают 400 г продуктов указанной фракции и 36 кг воды. Несорбированные водой газы конденсируют в баллоне при -196oC и подвергают низкотемпературной ректификации. Из 103 г сконденсированных продуктов выделяют 47 г гексафторпропилена и 46 г октафторциклобутана. Из водного сорбата путем десорбции при понижении давления до атмосферного выделено 85 л газообразных продуктов состава, об.%:
CF2HCl Дифторхлорметан - 96,3
C3F6 Гексафторпропилен - 0,1
ц-C4F8 Октафторциклобутан - 0,2
C2F4HCl 1,1,2,2-Тетрафторхлорэтан - 3,3
CF2Cl2 Дифтордихлорметан - 0,1
Примеры 4-8. Пиролиз дифторхлорметана, очистку продуктов пиролиза от кислых примесей и их ректификационное разделение проводят как в примере 1. Выделяют фракцию с температурой кипения при атм.давл. от минус 42oC до 0oC и разделяют ее путем абсорбции водой на установке, описанной в примере 1. Состав указанной фракции приведен в примере 1. Продолжительность процесса абсорбционного разделения в каждом из опытов - по 5 ч.

Конкретные условия и результаты опытов по всем приведенным примерам представлены в табл. 1 и 2. Опыты в примерах 1 - 4 проведены в оптимальных условиях, опыты 5 - 8 - для обоснования граничных условий.

Из табл. 1 видно, что предлагаемый способ позволяет кроме целевого продукта получить наряду с гексафторпропиленом ценный озонобезопасный перфторуглерод - октафторциклобутан, причем в оптимальных условиях (примеры 1 - 4) достигается наибольшая эффективность, а именно высокая полнота извлечения из продуктов пиролиза гексафторпропилена и октафторциклобутана.

Из табл. 2 видно, что сорбированные водой газы представляют собой преимущественно дифторхлорметан с примесью главным образом 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана. Эти газы отделяют от воды путем понижения давления до атмосферного и возвращают на пиролиз.

Уменьшение массового отношения вода: продукты пиролиза ниже 50 (см. пример 8), увеличение температуры свыше 25oC (пример 5), а также снижение давления ниже 3 ати (пример 7) приводит к некоторому снижению эффективности извлечения гексафторпропилена и октафторциклобутана, несмотря на увеличение количества несорбированных водой газов. Такой результат можно, по-видимому, объяснить недостаточно полной в этих условиях абсорбцией дифторхлорметана и тетрафторхлорэтана, которые образуют азеотропные смеси соответственно с гексафторпропиленом и октафторциклобутаном, что снижает полноту выделения последних. Увеличение давления свыше 7 ати (пример 6) также нежелательно, поскольку сорбированный в этих условиях газ содержит гексафторпропилен, из которого при пиролизе возможно образование чрезвычайно токсичного перфторизобутилена.

Таким образом, предлагаемый способ получения тетрафторэтилена высокоэффективен и экологически предпочтителен, поскольку позволяет наряду с тетрафторэтиленом выделять и утилизировать основные крупнотоннажные побочные продукты, образующиеся при пиролизе дифторхлорметана, - гексафторпропилен, октафторциклобутан, тетрафторхлорэтан.


Формула изобретения

1. Способ получения тетрафторэтилена, включающий пиролиз дифторхлорметана в присутствии водяного пара и добавки 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана, закалку продуктов пиролиза, отделение побочного хлористого водорода с получением соляной кислоты, нейтрализацию, компримирование, конденсацию продуктов пиролиза и многоступенчатую ректификацию с выделением фракции целевого продукта и фракции, включающей дифторхлорметан и гексафторпропилен, которую разделяют путем абсорбции водой, отличающийся тем, что на абсорбцию водой подают фракцию продуктов пиролиза с температурой кипения при атмосферном давлении от минус 42 до 0oС, неабсорбированные газы разделяют ректификацией с выделением гексафторпропилена и октафторциклобутана, абсорбированные водой компоненты десорбируют и возвращают на пиролиз.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию водой проводят в аппарате колонного типа в противоточном режиме при подаче воду сверху аппарата, а продуктов пиролиза снизу, при температуре 5 oC 25oС, давлении 3 oC 7 ати и массовом отношении вода : продукты пиролиза 50 - 150 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:
ОАО "Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б.П. Константинова"

(73) Патентообладатель:
ООО "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината"

Договор № РД0007711 зарегистрирован 29.03.2006

Извещение опубликовано: 10.05.2006        БИ: 13/2006

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.04.2011

Дата публикации: 10.02.2012




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к процессу изготовления олигомеров (например димеров и тримеров) гексафторпропена

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения тетрафторхлоэтилена сырья для производства широкого класса фторполимеров

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения тетрафторэтилена сырья для производства широкого класса фторполимеров

Изобретение относится к способу получения полифторолефинов, содержащих, по крайней мере, 5 атомов углерода, путем каталитического присоединения полифтораллилфторидов к фторолефинам, и к новым соединениям из ряда полифторолефинов F-1-этилциклопентену, F-2,3-дихлоргекс-2-ену и F-4,5-дихлорокт-4-ену

Изобретение относится к органической и полимерной химии и представляют удобный и безопасный путь получения мономеров для целей органического синтеза и/или их /со/полимеризации, и может быть использовано в лабораторных условиях при потребностях до нескольких молей в день

Изобретение относится к технологии получения тетрафторэтилена, конкретно, к стадии его очистки

Изобретение относится к способам получения непредельных фторсодержащих органических соединений и может найти применение для получения хладонов, в частности, растворителей, вспенивателей, хладагентов и огнетушащих веществ с нулевой озоноразрушающей способностью (ozone destroy potential ODP 0) Известен способ получения 1,1-дифторэтана и винилфторида путем фторирования винилхлорида фтористым водородом при повышенной температуре в присутствии катализатора с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что с целью интенсификации технологического процесса в качестве катализатора используют фтористый алюминий с добавкой окиси хрома (а.с

Изобретение относится к области органической химии и может быть использовано для получения тетрафторэтилена

Изобретение относится к технологии глубокой очистки перфторированных алифатических и циклических соединений, таких как перфтортрибутиламин, перфтордекалин, перфтороктан, а также перфторированные полиэфиры, от химически активных фторсодержащих примесей

Изобретение относится к технологии получения перфторалканов, в частности гексафторэтана, октафторпропана, декафторбутана, используемых в качестве диэлектриков, хладагентов, компонентов в пенообразующих и других композициях

Изобретение относится к способу гидрофторирования фторолефинов

Изобретение относится к получению озонобезопасных хладонов этанового ряда, в частности 1,1,1,2-тетрафторэтана, который получают фторированием 1,1,1-трифторэтана фторидом металла переменной валентности в присутствии разбавителя

Изобретение относится к способам выделения пентафторэтана (также называемого HFC-125), особенно к способу выделения HFC-125 из смеси, состоящей из HFC-125 и по меньшей мере хлорпентафторэтана (также называемого CFC-115) в качестве компонента (то есть неочищенная смесь содержит по меньшей мере HFC-125 и CFC-115)

Изобретение относится к способу получения 1,1,2,2-тетрафторэтана, заключающемуся в каталитическом гидрировании тетрафторэтилена при повышенной температуре с использованием в качестве катализатора алюмопалладиевого катализатора

Изобретение относится к синтезу перфторуглеродов общей формулы CnF2n+2, где n = 1 - 4

Изобретение относится к получению гексафторэтана - соединения, которое используется в качестве хладоагента, а также как полупродукт в синтезе фторорганических соединений и растворитель в процессах полимеризации

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к процессу изготовления олигомеров (например димеров и тримеров) гексафторпропена
Наверх