[发明专利]一种制备六氟乙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种六氟乙烷的制备方法，尤其是以一氯五氟乙烷为原料制备六氟乙烷的方法。

背景技术

六氟乙烷是一个极有用途的含氟化学品，作为制冷剂主要是用于混配R508A或R508B；可以用于电子产品的清洗及蚀刻；在医学领域也有少量的应用。

对于六氟乙烷的制备主要有以下报道：

（1）CN1165803报道了以含有两个碳原子的氢氟化碳为原料，与氟气在较高温度下、在稀释气体的存在下反应制备六氟乙烷；

（2）CN1561319、WO198240报道了以含有氯原子化合物的五氟乙烷为原料，制备六氟乙烷的方法，即在氟化催化剂的存在下，原料与氟化氢反应，从而将作为主要杂质的一氯五氟乙烷转化为六氟乙烷，然后，在稀释气体的存在下，含有六氟乙烷的五氟乙烷与氟气进行反应，得到六氟乙烷；

（3）CN1651370、WO3014047报道了含有五氟乙烷和氯三氟甲烷的混合气体与氟化氢气相氟化，使氯三氟甲烷氟化，或者含有1-3碳原子氯化合物的五氟乙烷与氢气反应，然后该气体与氟气在稀释气体存在下发生反应得到六氟乙烷；

（4）JP3167141报道了以乙炔为原料，与氟化钴（CoF3）、氟化银（AgF2）、氟化锰（MnF3）等的氟化下，制备得到六氟乙烷，其中三氟化钴由二氟化钴与氟气反应得到；

（5）Tyczkowski等报道了（Journal of the American Chemical Society, 77, 3007-8; 1955）以乙烷为原料与氟气反应制备六氟乙烷，但反应放热严重，工业化困难；

（6）Asovich等报道了（Zhurnal Prikladnoi Khimii (Sankt-Peterburg, Russian Federation), 67(1), 107-10; 1994）乙烯为原料与三氟化钴反应以64%的选择性得到了六氟乙烷。

上述方法中，使用氟气氟化时放热严重，工业化生产困难，催化剂选择性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于工业化、不需要使用氟气的六氟乙烷的制备方法，即在铬基催化剂的催化下，含杂质的一氯五氟乙烷气体流与氟化氢气体流经过气相氟化反应制备六氟乙烷，具有较高产率及选择性的特点，且制备的六氟乙烷粗品，经过简单精馏后，即可获得高纯六氟乙烷。

    为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

    一种以一氯五氟乙烷为原料制备六氟乙烷的方法，在催化剂作用下，一氯五氟乙烷气体流与氟化氢气体流进行气相反应生成六氟乙烷，所述催化剂为Cr催化剂、Cr-Mg催化剂、Cr-Al催化剂或Cr-Mg-Al催化剂，所述一氯五氟乙烷气体流中除一氯五氟乙烷外其他杂质的含量≤5%。

本发明所述催化剂中，可以进一步的含有铟和/或锌。

本发明反应原料一氯五氟乙烷气体流可以是五氟乙烷生产过程中的副产物，除一氯五氟乙烷外，其他杂质的可以包括选自二氯四氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷或五氟乙烷中的一种或两种以上组合。优选的其他杂质为二氯四氟乙烷、四氟乙烷和五氟乙烷。

本发明还提供了催化剂的制备方法，其中Cr催化剂制备方法如下：

将可溶性铬盐溶液与沉淀剂反应，经搅拌、沉淀和过滤，并经干燥和焙烧成催化剂前驱体，所述可溶性铬盐溶液浓度为5％～30％，沉淀剂为浓度为2％～20％的氨水，可溶性铬盐溶液与沉淀剂反应时的pH值控制在8.5～9.5，催化剂前驱体先在300～400℃温度下和N₂气流中焙烧，然后经HF氟化。所述可溶性铬盐溶液浓度优选为10％～20％，氨水浓度优选为5％～10％。

本发明所述Cr-Mg催化剂、Cr-Al催化剂或Cr-Mg-Al催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）氢氧化铬制备：将浓度为5％～30％的可溶性铬盐溶液与浓度为2％～20％的氨水反应，控制反应的pH值为8.5～9.5，经搅拌、沉淀和过滤得氢氧化铬；

（2）Cr-Mg催化剂、Cr-Al催化剂或Cr-Mg-Al催化剂制备：将氢氧化铬与选自氟化铝、氧化铝、氟化镁、氧化镁中的一种或两种以上组合的金属化合物共混，然后在300～400℃温度下和N₂气流中焙烧、 HF氟化后即得所需催化剂。

上述可溶性铬盐溶液浓度优选为10％～20％，氨水浓度优选为5％～10％。可溶性铬盐包括氯化铬、硝酸铬或硫酸铬钾等。