[发明专利]一种制备二氟甲烷或二氟一氯甲烷的氟化催化剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术，具体涉及一种用于制备二氟甲烷或二氟一氯甲烷的氟化催化剂及制备方法和应用。

背景技术

二氟甲烷, 化学式为CH₂F₂, 通称HFC-32, 具有优秀的环境性能, 消耗大气臭氧层潜能值(ODP)为0, 全球变暖潜能值(GWP)为0.12, 同时还具有优良的使用性能。二氟甲烷与其它ODS替代品如五氟乙烷（通称HFC-125）等组成的混合物质用作制冷剂替代HCFC-22还兼具节能功效。用途广, 发展前景非常广阔, 在ODS替代品中占有重要地位, 是主要的品种。预计全球二氟甲烷的年需求量将超过10万t。而二氟一氯甲烷，化学式为CHClF₂，通称HCFC-22，作为五氟乙烷的主要生产原料。因此世界各国对二氟甲烷或二氟一氯甲烷的制备技术非常关注。

二氟甲烷制备的工艺路线主要有3条: 1、CFC-12 或HCFC-22还原制备二氟甲烷；2、二氯甲烷气相氟化制备二氟甲烷；3、二氯甲烷液相氟化制备二氟甲烷。美国杜邦公司先后进行了上述3条工艺路线的试验, 发现前两条工艺路线均有明显缺点。第一种方法，还原法制备二氟甲烷反应困难，转化率低，生产出的产品杂质多，精馏分离困难，现已基本被淘汰；第二种方法，由于气相法反应氟化氢与二氯甲烷的摩尔比例至少要100:1（参考专利CN94191526《二氟甲烷的生产》、日本大金ZL专利号95193919.x）。在氟化反应过程中AHF的过量会导致催化剂发生过氟化，使五氟化锑含量增高，致使反应器的腐蚀加快。一般情况下，在反应过程中对钢铁的年腐蚀速率可高达45～60mm。如果原料含少量水份，腐蚀会更强烈，导致设备频繁更换，对生产的正常运行造成了影响；第三种方法，液相法氟化工艺是制备二氟甲烷工艺中的重要技术, 工艺的优点在于大幅提高了原料的利用率和产品收率, 同时减少了三废处理量。该方法氟化氢与二氯甲烷质量配比一般在1.0～3.0左右，转化率很高，在反应过程中未反应物、中间产物通过冷凝回流塔再循环使用，副产物的生成量很低，如果原料含少量水份，腐蚀会很强烈，导致设备损坏，对生产正常运行造成影响。

二氟一氯甲烷的工艺路线主要是三氯甲烷液相氟化法制备二氟一氯甲烷。该方法氟化氢与二氟一氯甲烷质量配比一般在2.0～4.0左右，转化率很高，在反应过程中未反应物、中间产物通过冷凝回流塔再循环使用，副产物的生成量很低，如果原料含少量水份，腐蚀会很强烈，导致设备损坏，对生产正常运行造成影响。

由于催化剂SbCl_xF_y的氟化程度小，y≤1～3左右，对设备的腐蚀较小，有很高的催化活性。因此，开发制备二氟甲烷或二氟一氯甲烷的氟化催化剂和降低设备腐蚀的技术是当前的一个重要研究方向。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于制备一种用于制备二氟甲烷或二氟一氯甲烷的氟化催化剂，及该催化剂在二氟甲烷与二氟一氯甲烷生产中的应用。

所述的一种制备二氟甲烷或二氟一氯甲烷的氟化催化剂，其特征在于所述的氟化催化剂是由锑的氯化物与助催化剂组成，所述的助催化剂包括金属硫酸盐类与载体，所述的锑的氯化物与助催化剂的重量百分比为 50-70：30-50，所述的载体与金属硫酸盐类的重量百分比为80-90：10-20。

所述的一种制备二氟甲烷或二氟一氯甲烷的氟化催化剂，其特征在于所述的锑的氯化物为SbCl₅、SbCl₄F、SbCl₃F₂、SbCl₂F₃、SbClF₄或SbF₅中的一种或一种以上混合物。