[发明专利]低沸点卤烷活化分子筛及提纯工艺

说明书

技术领域

本发明涉及低沸点卤烷活化分子筛及低沸点卤烷提纯工艺。

背景技术

工业和实验室常用的3A、4A、5A、10X、13X等型号市售的分子筛必须经过活化才能使用。分子筛的活化方法通常为：水洗(伴随放热)后，于烘箱中干燥，在马福炉中于150℃加热1-1.5小时，升温到350℃加热3-5小时，最后升温到550℃加热3小时。停止加热后于干燥器中冷却到室温后备用。以上方法仅能用于实验室中活化少量分子筛，工业上大量使用经活化的分子筛就要有大型专用设施了。可以看出，分子筛活化时对设备有一定要求，对温度控制的要求也相当严格，温度低了活化效果不好，影响吸附量，温度高了会破坏分子筛晶体结构，降低或丧失吸附能力。固体颗粒状的分子筛，传热困难，在大量加热活化时，难免内外层温度不一致，这会导致活化状态不均一，使分子筛达不到预期的使用效果。这种传统的分子筛加热活化方法，最大的缺点是电耗能耗非常高，这一直是活化子筛的最大难题，本发明在大量实验的基础上，提出了一种常温下分子筛的化学活化法，使用氯甲(乙)烷活化分子筛，可以解决分子筛活化不均一的问题。设备投资低，可以适用大小不同用量的分子筛的活化，而且具有一个最大的优点，电耗能耗极低，在常温下就可以活化分子筛，因而很具有实用性，在工业上，实验室中分子筛活化工作中具有广泛的使用前景。

本发明使用这种化学活化法处理过的分子筛，成功地应用于提纯氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷等低沸点卤烷的生产工艺。工业级卤烷经液态吸附剂除杂、气化、碱洗除酸、冷却除杂、干燥脱水、分子筛吸附除杂、全冷凝后得到高纯度卤烷。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种低能耗、低投入、适用于不同用量的分子筛活化方法，使用该法活化后的分子筛，低能耗、低成本生产高纯度低沸点卤烷。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种极低能耗的化学活化分子筛法，包括以下步骤；将4A、5A、10X、13X等型号分子筛装入长径比为2-6：1的塔型或管型耐酸腐蚀设备中，通入氯甲(乙)烷(RCL)气流，它在常温下即可与分子筛中的结晶水发生以下放热反应；H₂O+RCL→ROH+HCL+Q，产生醇和氯化氢(HCL)，用5-20％氢氧化钠(钾)吸收，未反应的RCL从碱液中逸出，经全冷凝器冷凝后，回收使用。

本发明的低沸点卤烷提纯技术方案是：液态卤烷在气化器中与液相吸附剂混合后气化，或直接减压气化后，经碱洗除酸、冷却除杂、干燥脱水、分子筛吸附除杂后，经全冷凝器冷凝成为高纯度液态卤烷，装入产品罐即为成品。本工艺低能耗，无三废污染问题。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对氯甲(乙)烷活化分子筛及低沸点卤烷提纯工艺作进一步详细说明；

1、氯甲(乙)烷活化分子筛

使用长径比为3∶1的耐酸腐蚀的塔型或管型设备为分子筛活化器(2)，可使用内部有PVC涂层的钢制容器，容量大小依所需活化分子筛的用量大小而定。将贮存于压力钢瓶(1)中的氯甲(乙)烷，通过减压阀，以0.105-0.160MPa压力稳定释放出气流，穿过装有分子筛的活化器(2)。分子筛型号依用途而定。用于提纯氯乙烷选用10X或13X。用氯甲烷或氯乙烷活化。用于提纯氯甲烷，溴甲烷选用4A、5A分子筛，用氯甲烷活化。氯甲(乙)烷气流穿越过分子筛层，常温下即可与分子筛中的结晶水发生放热反应，生成醇与氯化氢。分子筛活化器(2)的出口端放出甲(乙)醇，氯化氢和未反应的氯甲(乙)烷的混合气体，经25℃以下的5-20％氢氧化钠(钾)液吸收，可除去气体中的氯化氢和甲(乙)醇，不能被碱液吸收的氯甲(乙)烷经全冷凝器(4)，冷凝为液体回收使用。(4)的控温条件为：氯乙烷-4.6℃以下，氯甲烷-40.7℃以下或加压液化。反应进行到使用润湿PH试纸检测活化器(2)出口气体不呈酸性时为止。使用纯度≥99.99％的空分氮气或钢瓶氮气，控制压力为1.60-0.20MPa吹扫2小时以上，活化完成，将活化后的分子筛装入分子筛塔(12)中密闭待用。

2、低沸点卤烷的提纯