[发明专利]一种三氟甲烷裂解制备二氟一氯甲烷的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备二氟一氯甲烷的工艺方法，具体是一种三氟甲烷裂解制备二氟一氯甲烷的工艺方法。

背景技术

三氟甲烷(CF3H，HFC-23)是HF与三氯甲烷反应生成一氯二氟甲烷（HCFC-22）的副产物，其在生成的HCFC-22中含量小于约3wt%，但是由于HCFC-22本身作为制造全氟烯烃如四氟乙烯（TFE）的主要来源，全球年产HCFC-22的量非常大，每年生成的三氟甲烷多达几万吨。三氟甲烷是一种全球暖化潜能非常高而寿命很长的温室气体，这些副产的三氟甲烷需要被利用或者进行处理而避免排放造成环境问题。

目前三氟甲烷的处理方法分成再利用和焚烧处理两种，其中焚烧处理将三氟甲烷彻底煅烧分解成氟化氢、二氧化碳等物质处理从而避免对环境的危害，但是这样的方法非常不经济因为无法回收任何副产品，且消耗大量的能源。

美国专利3009966公开了三氟甲烷为热惰性，尽管如此还是发现在700-1090℃下使三氟甲烷热解可以使三氟甲烷用作TFE和六氟丙烯（HFP）的原料，然而此方法会产生较高的全氟异丁烯（PFIB）的产率，即使以降低产率为代价而在较低温度下进行也会产生不可忽略的PFIB的量，PFIB具有极高的毒性，处理过程也比较复杂。

WO96/29296公开了HCFC-22与氟代烷共裂解以主要形成大分子氟代烷的方法。然而此方法在以三氟甲烷与HCFC-22共裂解的实例中可见，HCFC-22的转化率为100%但是五氟乙烷的收率为60%，40%的副产物为没有用的产物，需要进行另行处理，在本身为处理HFC-23的方法中又产生了新的较大量的副产物。

美国专利US2003/0166981中，同样采用三氟甲烷与HCFC-22的热解，在以金为催化剂的条件下，在690～775℃的温度下热解产生五氟乙烷（HFC-125）、七氟丙烷(HFC-227ea)、TFE、HFP的混合物。然而同上述方法类似，此方法需要一个较高的热解温度，而在这种较为严苛的反应条件下，通过实例可以看到，在付出了全氟烯烃（TFE，HFP）产率明显下降的代价的情况下能获得一般产率的HFC-125、HFC-227ea和全氟烯烃及HCFC-22、HFC-23的混合物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三氟甲烷裂解制备二氟一氯甲烷的工艺方法，该方法大幅避免了三氟甲烷排放对环境造成的危害。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种三氟甲烷裂解制备二氟一氯甲烷的工艺方法，其将原料三氟甲烷、甲烷氯化物按照摩尔比为0.1～10混合投入填充有催化剂的反应器中，在150℃～350℃的温度下停留3～30秒进行裂解反应，得到含有三氟甲烷、甲烷氯化物、一氟二氯甲烷和二氟一氯甲烷的混合物，二氟一氯甲烷直接分离获得，分离得到的一氟二氯甲烷与氟化氢反应生产二氟一氯甲烷，混合物中的三氟甲烷、甲烷氯化物分离回收后继续作为反应混合物。

上述混合物中的三氟甲烷、甲烷氯化物为未反应完全的三氟甲烷和甲烷氯化物，未反应完全的三氟甲烷和甲烷氯化物返回裂解工艺。

所述催化剂为镁、铝、锌、铬的金属氟化物或者上述金属氟化物的混合物。

所述催化剂为γ氧化铝、氟化γ氧化铝或活性炭为载体的镁、铝、锌、铬的氟化物催化剂。

所述三氟甲烷对所述甲烷氯化物的摩尔比为0.5～3.5。

所述反应温度为200～250℃。

所述裂解反应停留时间为5～15秒。

所述原料中含有氯气，所述三氟甲烷对所述氯气的摩尔比为1。

本发明具有以下优点；

1、有效地消耗了HFC-23，将其转化为低GWP值的HCFC-22。由上述过程可以看出，本方法在消耗了生产HCFC-22时副产的HFC-23的同时，近乎1:2的产生HCFC-22，从而可以适当的降低HCFC-22的产量，从根源上降低了HFC-23的产量，大幅避免了三氟甲烷排放对环境造成的危害。

2、由上述可知，本方法在较为温和的温度条件下进行，具有较大的操作可行性和安全性。

3、本方法副产物少，也几乎没有酸性物质产生，不会导致额外的环境问题。

4、本方法的产物可以完全利用，具有较好的经济价值。

具体实施方式

实施例1