[发明专利]一氟烷烃的制备方法

权利要求书

1.一种气相催化氟化制备一氟烷烃的方法，以烷基醚R₁-O-R₂为原料，在氟化催化剂存在下，与碳酰氟发生气相氟化反应，得到一氟烷烃R₁-F和R₂-F，其氟化反应的产物流中有烷基醚R₁-O-R₂、碳酰氟、R₁-F和R₂-F以及二氧化碳，通过精馏得到R₁-F和R₂-F，其中R₁＝C_nH_2n-1,R₂＝C_mH_2m-1,n和m均为正整数，其中n≤m；

所述氟化催化剂为氟化铝、氟化铬、氟化镁、氟化锌、氟化钙、氟化铁、氟化钴、氟化镍中的一种或数种，

氟化催化剂是由前驱体高温焙烧而制得或者前驱体负载于多孔载体上高温焙烧而制得，所述前驱体为至少一种选自于铝、铬、镁、锌、钙、铁、钴、镍的氧化物或氢氧化物或氟化的氧化物。

2.根据权利要求1所述的方法，氟化催化剂的制备方法如下：将前驱体压制成型或负载于多孔载体上的前驱体压制成型，得到催化剂前驱体；所得催化剂前驱体，在氮气氛围下于300℃～500℃进行焙烧6～15小时，再于60℃～450℃在摩尔比为1：10的氟化氢与氮气组成的混合气体氛围下活化6～15小时，制得氟化催化剂。

3.根据权利要求1所述的方法，所述氟化催化剂是氟化的氧化铬、氟化的氧化铝、负载于氟化铝或氟化镁上的氧化铬。

4.根据权利要求1所述的方法，所述气相催化氟化反应条件为：反应压力0.1～1.5MPa，烷基醚与碳酰氟的摩尔比例为1:1～10，反应温度为200～450℃，接触时间为0.5～50s。

5.根据权利要求4所述的方法，所述气相催化氟化反应条件为：反应压力0.1～1.5MPa，烷基醚与碳酰氟的摩尔比例为1:2～5，反应温度为300～400℃，接触时间为5～30s。

6.根据权利要求1所述的方法，所述烷基醚为二甲醚、甲乙醚或二乙醚。

7.根据权利要求1所述的方法，所述烷基醚为二甲醚，所述精馏过程包括：(1)第一次蒸馏：第一蒸馏塔的塔顶组分为碳酰氟、二氧化碳和一氟甲烷，塔釜组分为二甲醚，塔釜组分循环至气相催化氟化反应器继续反应,塔顶组分循环至气相催化氟化反应器继续反应；(2)第一蒸馏塔的塔顶组分通过不断循环至气相催化氟化反应器继续反应，直至第一蒸馏塔的塔顶组分中碳酰氟含量小于1％时，将塔顶组分通入装有质量百分浓度为14％-31.6％氢氧化钠水溶液的二氧化碳吸收塔，控制吸收二氧化碳的物质的量为氢氧化钠物质的量的50％，使二氧化碳被吸收后的塔釜组分是碳酸钠的水溶液，而塔顶组分是一氟甲烷。

8.根据权利要求1所述的方法，所述烷基醚为CH₃-O-R₂，其中R₂＝C_mH_2m-1,m为正整数，且2≤m，所述精馏过程包括：(1)第一次蒸馏：第一蒸馏塔的塔顶组分为碳酰氟、二氧化碳和一氟甲烷，塔釜组分为CH₃-O-R₂和R₂-F，塔釜组分进入第二蒸馏塔进行继续蒸馏,塔顶组分循环至气相催化氟化反应器继续反应；(2)第一蒸馏塔的塔顶组分通过不断循环至气相催化氟化反应器继续反应，直至第一蒸馏塔的塔顶组分中碳酰氟含量小于1％时，将塔顶组分通入装有质量百分浓度为14％-31.6％氢氧化钠水溶液的二氧化碳吸收塔，控制吸收二氧化碳的物质的量为氢氧化钠物质的量的50％，使二氧化碳被吸收后的塔釜组分是碳酸钠的水溶液，而塔顶组分是一氟甲烷；(3)第二次蒸馏：第二蒸馏塔的塔顶组分为R₂-F，塔釜组分为烷基醚。

9.根据权利要求1所述的方法，所述烷基醚为R₁-O-R₂，其中R₁＝C_nH_2n-1,R₂＝C_mH_2m-1,n和m均为正整数，且2≤n≤m，所述精馏过程包括：(1)第一次蒸馏：第一蒸馏塔的塔顶组分为碳酰氟和二氧化碳，塔釜组分为烷基醚R₁-O-R₂、R₁-F和R₂-F的混合物，塔顶组分循环至气相催化氟化反应器继续反应，塔釜组分可进入第二蒸馏塔进行分离；(2)第一蒸馏塔的塔顶组分通过不断循环至气相催化氟化反应器继续反应，直至第一蒸馏塔的塔顶组分中碳酰氟含量小于1％时，将塔顶组分通入装有质量百分浓度为14％-31.6％氢氧化钠水溶液的二氧化碳吸收塔，控制吸收二氧化碳的物质的量为氢氧化钠物质的量的50％，使二氧化碳被吸收后的塔釜组分是碳酸钠的水溶液；(3)第二次蒸馏：第二蒸馏塔的塔顶组分为R₁-F和R₂-F的混合物，塔釜组分为烷基醚R₁-O-R₂，第二蒸馏塔塔釜组分则循环至气相催化氟化反应器继续反应；(4)第三蒸馏塔：如果R₁和R₂不相同，则步骤(3)中第二蒸馏塔的塔顶组分R₁-F和R₂-F进入第三蒸馏塔继续蒸馏，第三蒸馏塔的塔顶组分为沸点较低的R₁-F，第三蒸馏塔的塔釜组分为沸点较高的R₂-F；如果R₁和R₂相同，步骤(3)中第二蒸馏塔的塔顶组分已经得到R₁-F或R₂-F，则不需要进行第三蒸馏塔的蒸馏操作。