[发明专利]四氟乙烯阻聚剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种能防止四氟乙烯自聚的阻聚剂。更具体地说，本发明涉及一种能防止四氟乙烯自聚的同时可降低系统氧含量的阻聚剂。

背景技术

四氟乙烯为无色、无味、易燃、易爆、基本无毒的气体，在常压、常温下，它在空气中的自燃浓度为10％-44％(V/V)，闪点为620℃，遇明火时能引起突然爆炸；它爆炸的体积界限很宽，在46.4％-73.6％(0.1MPa)和5％-97％(2MPa)的范围内。

四氟乙烯单体是一种极不稳定的烯烃类物质，在贮存条件下或在工艺生产流程中，在无阻聚剂的情况下只要外界的条件合适，四氟乙烯就容易发生自聚。促使四氟乙烯自聚的主要因素包括：温度、酸性、水分和氧含量。随着温度的升高、酸性的增加及单体中的水含量及氧含量增高，自聚会加快。如果自聚速度不是太快，则只是在容器或管道的内壁上慢慢形成一层薄薄的聚四氟乙烯，其相对分子质量较低，危险性并不大。压缩情况下(加压精馏状况)的四氟乙烯若含酸性杂质或遇高温可能发生自动聚合反应，尤其是在氧和水的存在下，容易形成爆炸性的四氟乙烯过氧化物并产生大量的热，少量的过氧化物吸附在四氟乙烯聚合物上，在设备和管道检修时，遇到撞击和摩擦就会产生轻微的爆炸；当产生的热量不能及时移出时，由过热中心发生歧化反应，导致压力突增并引发四氟乙烯的连锁爆炸。

另外，四氟乙烯在氧和水存在下还会部分分解成酸：

结果，在四氟乙烯的储存过程中其纯度会逐渐下降。

为了防止上述现象的发生，除了在生产上对工艺参数严格控制以外，还需要在生产过程和储存过程中加入少量的阻聚剂来降低四氟乙烯单体的自聚，然后在四氟乙烯的聚合反应前再将它除去。要求这种阻聚剂不仅能够防止四氟乙烯单体发生自聚，而且还能够减少四氟乙烯单体体系中的氧含量，从而防止四氟乙烯单体在氧和大气水份的存在下发生分解，避免四氟乙烯的纯度下降。

目前常用的阻聚剂主要有三乙胺、萜烯等，它们的挥发性小，沸点与四氟乙烯相差较大，在单体生产精馏时即可将它绝大部分分离去除。

现有的四氟乙烯生产工艺在不同的工艺步骤中加入阻聚剂，例如，在精馏系统中，主要是在四氟乙烯浓度较高的区域，在精馏塔顶(四氟乙烯为轻组分，沸点比较低，为-76℃)以间歇的方式，定时定量加入萜烯等阻聚剂。在脱轻塔的操作时把阻聚剂加入高位槽，位于脱轻塔顶至脱轻塔顶冷凝器之间的气相上升管之间，通过气相物料上升时与高位槽内的液相阻聚剂表面接触夹带进入冷凝器底部，经冷凝回流由液相回流管进入脱轻塔塔身，然后作为精馏重组分由塔釜排出。而精馏塔(四氟乙烯收集塔)的加入方式则直接把阻聚剂加到冷凝器底部回流管内，然后由液相回流管进入塔身，最后作为精馏重组分由塔釜排出。

三乙胺(系统命名：N，N-二乙基乙胺)是具有强烈的氨臭的淡黄色透明液体，在空气中微发烟。微溶于水，可溶于乙醇、乙醚。水溶液呈弱碱性。易燃，易爆。有毒，具强刺激性，属于中闪点的易燃液体。它作为阻聚剂可以中和降低单体物料酸性，以达到减少自聚的效果，但它对氧含量的去除效果一般。

另外一种常用的阻聚剂是萜烯，萜烯一般指通式为(C₅H₈)_n的链状或环状烯烃类。它是一种二戊烯及萜品的混合物，有许多异构体，如柠檬油中的苎、松节油中的α-蒎烯、β-蒎烯。萜烯一般为比水轻的无色液体，具有香气。不溶或微溶于水，易溶于乙醇。

萜烯具有两个或两个以上的双键，它是大气反应活性很强的碳氢化合物，能与OH自由基或臭氧等氧化剂迅速反应，来达到阻聚的效果。

但现使用的萜烯阻聚剂是一种萜品油烯的混合物，主要是由松节油中分馏提纯出来，其有效纯度较低，仅40～50％，同时在分馏过程中由于杂质成分过多，会降低精馏的分离效率，也降低了成品四氟乙烯的单体纯度，影响后续聚合反应有效控制。另外，萜烯阻聚剂的除氧效果也非理想，但略好于三乙胺。

因此，本领域仍需要寻找一种用于四氟乙烯单体的阻聚剂，它不仅能够阻止四氟乙烯单体发生自聚，而且还具有改进的除氧效果。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供一种新的用于四氟乙烯单体的阻聚剂，它不仅能够阻止四氟乙烯单体发生自聚，而且还具有改进的除氧效果。

因此，本发明的一个方面是提供一种四氟乙烯单体组合物，它包括四氟乙烯单体和柠檬烯阻聚剂，所述柠檬烯阻聚剂具有如下通式：