[发明专利]一种环保绝缘气体联产工艺及工业化生产装置

说明书

本发明公开一种环保绝缘气体联产工艺及工业化生产装置，联产工艺包括：1)、氧气和HFP于催化剂条件或者无催化剂条件下，在第一固定床反应器内接触反应；2)、第一固定床反应器流出的气体产物混入HFP后进入第二固定床反应器，在固定床反应器内催化剂作用下接触反应；3)、从第二固定床反应器流出物中分离制得C5产物和C4产物。本发明从廉价的原料全氟丙烯及氧气出发，以80‑90％的原子经济性实现两种新型环保绝缘气的联产制备，可以大幅降低其生产成本，减少其生产过程的三废排放。

技术领域

本发明涉及环保绝缘气体技术领域，特别涉及一种环保绝缘气体联产工艺及工业化生产装置。

背景技术

近年来，随着社会经济的发展及世界人口的增长，化石燃料的大量使用及人类活动使得各种温室气体的排放引起了全球加速变暖，造成了极大的生态及环境造问题。电力行业目前广泛应用的六氟化硫绝缘气体的温室效应是二氧化碳的2.35万倍，为了避免此类温室气体的使用，减少对大气臭氧层的破坏，保护人类赖以生存的自然环境，对绝缘气体提出了更高的要求。全氟五碳酮(C5)及全氟四碳腈(C4)由于其良好的惰性，高的电气绝缘性，大气环境中很低的降解时间及温室效应，被视为继CF₄,C₂F₆之后的新一代可替代SF₆的环保绝缘气体并受到了广泛关注。

这两种化合物均具有低沸点，高挥发性，低毒，不燃，绝缘性强，易气化，吸热力强的特点。除了可应用于电气绝缘外，还可应用于制冷剂，发泡剂，清洗剂，灭火剂等多种领域。然C5及C4的制备成本一直居高不下，仍无法在产业上大规模使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保绝缘气体联产工艺及工业化生产装置，其反应条件简单，原子经济性高，产物易于分离纯化，成本低廉，连续且易于规模化；可有效降低C5及C4这两类气体的生产成本，实现这两类化合物的经济高效制备，为这两类化合物在电气绝缘，制冷剂，发泡剂，清洗剂，灭火剂等领域的大规模应用提供了有力支撑。

为而来实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环保绝缘气体联产工艺，包括以下步骤：

1)、氧气和HFP于催化剂条件或者无催化剂条件下，在第一固定床反应器内接触反应；

2)、第一固定床反应器流出的气体产物混入HFP后进入第二固定床反应器，在固定床反应器内催化剂作用下接触反应；

3)、第二固定床反应器流出物中主产物为(CF₃)₂CFCOCF₃及(CF₃)₂CFCOF，第二固定床反应器流出物经过气液分离后的气体通入氨水中，使用氨水洗气来除去反应副产物并对目标C5及C4产物进行分离；氨水洗气后的(CF₃)₂CFCOCF₃及HFP混合气经过进一步经过洗气分离制得C5产物；(CF₃)₂CFCOF在氨水洗气过程中反应生成(CF₃)₂CFCONH₂析出，过滤分离，干燥，在脱水剂条件下发生脱水反应转化为C4产物。

进一步的，步骤1)中反应温度200-300℃,氧气和HFP摩尔比为(0.5～1.5)：1，两者在第一固定床反应器中的接触时间为30-180s。

进一步的，步骤2)中固定床反应器流出气体中混入1-10当量HFP。

进一步的，步骤2)中反应温度100-250℃，两者在第而固定床反应器中的接触时间为30-180s。

进一步的，第一固定床反应器中使用的催化剂为活性炭负载的MoO₃、NiO或者AgO，催化剂负载量5-50％。