[发明专利]一种六氟环氧丙烷连续生产的工艺

说明书

技术领域

本发明属于含氟精细化学品制备领域，尤其涉及一种以六氟丙烯液相氧化连续制备六氟环氧丙烷的方法。

背景技术

六氟环氧丙烷(hexafluoropropylene oxide，简称HFPO)，又称全氟环氧丙烷，是一种重要的有机氟化物中间体。由于其具有特殊的化学活性，可用于合成全氟磺酸离子交换树脂、可熔性聚四氟乙烯、氟醚油、含氟表面活性剂、氟橡胶等重要含氟化合物，从而在航空航天、电子、核动力工程、医药等各个领域得到广泛应用。1959年由美国杜邦(DuPont)公司首次合成该化合物。1962年该公司发表了由六氟丙烯(HFP)制备HFPO的专利。自此以后，HFPO化学迅猛的发展起来。近年来，随着国外对六氟环氧丙烷研究的不断深入，该产品的应用领域不断拓宽。以HFPO为原料的精细化工产品更是层出不穷。因而HFPO已成为新材料研究和生产中的一个重要中间体。

已知的氧化六氟丙烯制备六氟环氧丙烷所用的氧化剂主要有：过氧化氢(参见US3358003，1967；US 3250808，1966；JP 63027487，1988)；次氯酸盐(参见US 4902810，1990)；有机过氧化物(参见GB 1547493，1979)；碳酸盐(参见US 4287128，1981)；分子氧(参见US 3536733，1970；CN 1320598，2001；JP 9052886，1997)等。使用过氧化氢作为氧化剂，由于过氧化氢本身价格比较贵，运输贮存都很麻烦，就会使六氟环氧丙烷的生产成本升高，而且也会产生大量的废水，造成环境污染。用次氯酸盐同样会有大量的废水产生，对环境不利。有机过氧化物从价格和环境考虑都不适合于工业应用。在所有氧化剂中分子氧是最经济最环保的氧化剂。

已报道的用分子氧液相氧化六氟丙烯制备六氟环氧丙烷的方法有在惰性溶剂存在下(参见GB 1034492，1966；US 3536733，1970；JP 2003040879，2003)或在引发剂存在下于惰性溶剂中(参见CN 1320598，2001)反应制备六氟环氧丙烷。这些方法中，工艺都较复杂，用有机溶剂或引发剂都会造成一定的环境问题。另外转化率和选择性也不高，必然经过复杂的分离等后处理工艺，生产成本比较高。

六氟丙烯和分子氧可在固体催化剂存在下气相反应制备六氟环氧丙烷。在所报道的分子氧气相催化氧化六氟丙烯制备六氟环氧丙烷的方法中所用的催化剂有：①用钡化合物作催化剂，钡化合物可为氧化钡、氢氧化钡或钡盐，钡盐为无机盐较好，如氟化钡、氯化钡、硫酸钡、碳酸钡、硝酸钡等(参见US 4288376，1981)。将六氟丙烯和分子氧通过有钡化合物的固定床或流化床反应器制备六氟环氧丙烷。六氟丙烯的转化率24.2～34.1％，对应的六氟环氧丙烷的选择性为67.4～70.1％。②硅胶或SiO₂复合物作催化剂，将六氟丙烯和分子氧通过含有该活化后催化剂的固定床或流化床反应器，进行催化氧化制备六氟环氧丙烷。六氟丙烯的转化率为10～40％，六氟环氧丙烷的选择性80％左右(参见US 3775438，1973，US 3775439，1973)。六氟丙烯和分子氧气相催化氧化制备六氟环氧丙烷是十分具有发展前途的六氟环氧丙烷生产方法，其关键是制备出在六氟丙烯高转化率前提下又具有六氟环氧丙烷高选择性的催化剂。因其生产工艺相对简单、安全、环保，且转化率高，目前，世界各国生产六氟环氧丙烷的方法基本都采用此方法进行生产。

氧气氧化六氟丙烯生产六氟环氧丙烷的方法，现已被广泛使用。但目前生产过程均为间歇法生产，即按一定的比例将所需原料加入一定容积的反应釜中，在一定的温度和压力下，氧气和六氟丙烯反应制得六氟环氧丙烷。此法的缺点是反应后出料过程中，反应釜一直无法使用，设备效率发挥不出来，产能低下。另外，此法只适用于小规模生产，如果需大规模、大批量生产则需将反应釜放的很大或增多同样大小的反应釜的数量，同时每套反应釜需同样配备同样一套原料配套设施，简单重复，占地面积大，人员使用多，非常的不经济。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种六氟环氧丙烷连续生产的工艺，使六氟环氧丙烷与氧气连续反应出料，该方法工艺流程简单，设备少，操作方便；设备利用率高。

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种适用于连续反应并出料的方法，使六氟丙烯与氧气在充分反应与出料同时进行，从而最大限度地利用反应装置，使产能最大化。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种适用于连续反应并出料的六氟环氧丙烷连续生产装置。

本发明的技术方案如下：