[发明专利]三氟三氯乙烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三氟三氯乙烷的制备方法，属于氟化学制造技术领域。

背景技术

二氟一氯乙烷(HCFC142b)作为发泡剂，将在2015年被淘汰，届时国内市场除了用二氟一氯乙烷(HCFC142b)生产偏氟乙烯(VDF)消耗一些外，二氟一氯乙烷(HCFC142b)将产生大量的过剩。而三氟三氯乙烷(113a)作为制备杀虫剂三氟氯氰菊酯(又叫功夫菊酯)的中间体，市场上有很大的需求量；其本身作为制冷剂、传热介质、选择性溶剂、氯三氟乙烯制造的中间体，有着广泛的用途。用二氟一氯乙烷(HCFC142b)、氯气和氟化氢直接一步制备三氟三氯乙烷(113a)更加快捷地完成了从二氟一氯乙烷(HCFC142b)到三氟三氯乙烷(113a)，节省了大量的设备投入，也为消化过量的二氟一氯乙烷(HCFC142b)提供先进的思路。

发明内容

本发明的目的是提供一种三氟三氯乙烷的制备方法，其全新的工艺路线，以二氟一氯乙烷为基础原料的一步法制备三氟三氯乙烷(113a)，以克服二氟一氯乙烷过剩和现有文献中存在的缺陷。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种三氟三氯乙烷的制备方法，其包括以下步骤：二氟一氯乙烷、氯气和氟化氢在80℃～180℃气相催化反应，获得三氟三氯乙烷，反应通式如下：

CH₃CF₂Cl+HF+3Cl₂＝＝CF₂ClClF₃(113a)+3HCl

其中，所述反应压力为1.0～2.5Mpa，反应停留时间为1.5～2.3s；所述二氟一氯乙烷和氟化氢的摩尔比为：二氟一氯乙烷∶氟化氢＝1∶2.0～5.5，二氟一氯乙烷和氯气的摩尔比为：二氟一氯乙烷∶氯气＝1∶3.0～6.0，所述催化反应中催化剂为三氯化铋与五氟化铋的混合物，其中组分的重量含量为：三氯化铋40％～80％、五氟化铋20％～60％。

本方法优选的催化反应温度为100℃～150℃。

所述二氟一氯乙烷和氟化氢优选的摩尔比为：二氟一氯乙烷∶氟化氢＝1∶3.0～5.0。

所述二氟一氯乙烷和氯气优选的摩尔比为：二氟一氯乙烷∶氯气＝1∶3.5～5.0。

本发明整个工艺过程由二氟一氯乙烷直接一步法得到三氟三氯乙烷(113a)，从而避免了先氯化后氟化的过程，致使整个工艺生产的原料成本或操作成本大幅下降。

具体实施方式

以下实施例中产物的检测工具采用安捷伦6890N/5937(GC/MS)气相色谱/质谱联用仪。

实施例1

在10升不锈钢反应内装填2.5千克催化剂，其中含有三氯化铋2000克、三氟二氯化锑500克。升高温度到80℃。二氟一氯乙烷、氟化氢和氯气混合后，投入到反应釜，二氟一氯乙烷的投料速度为200克/小时，氟化氢的投料速度为80克/小时，氯气的投料量为497克/小时。保持反应压力1.6MPa。反应得到的产物经过冷却分层，然后水碱洗干燥，精馏得到纯度为99.1％三氟三氯乙烷。三氟三氯乙烷每小时的收料量为335.98克，按照二氟一氯乙烷的量计算三氟三氯乙烷的收率为89.66％。

实施例2

在10升不锈钢反应内装填2.5千克催化剂，其中含有三氯化铋1400克、三氟二氯化锑1100克。升高温度到100℃。二氟一氯乙烷、氟化氢和氯气混合后，投入到反应釜，二氟一氯乙烷的投料速度为200克/小时，氟化氢的投料速度为120克/小时，氯气的投料量为424克/小时。保持反应压力1MPa。反应得到的产物经过冷却分层，然后水碱洗干燥，精馏得到纯度为99.3％三氟三氯乙烷。三氟三氯乙烷每小时的收料量为345.18克，按照二氟一氯乙烷的量计算三氟三氯乙烷的收率为92.11％。

实施例3

在10升不锈钢反应内装填2.5千克催化剂，其中含有三氯化铋1250克、三氟二氯化锑1250克。升高温度到180℃。二氟一氯乙烷、氟化氢和氯气混合后，投入到反应釜，二氟一氯乙烷的投料速度为200克/小时，氟化氢的投料速度为200克/小时，氯气的投料量为706克/小时。保持反应压力2.5MPa。反应得到的产物经过冷却分层，然后水碱洗干燥，精馏得到纯度为99.7％三氟三氯乙烷。三氟三氯乙烷每小时的收料量为348.95克，按照二氟一氯乙烷的量计算三氟三氯乙烷的收率为93.12％。

实施例4