[发明专利]用于产生三氟碘甲烷的方法

说明书

本公开提供了一种用于产生三氟碘甲烷的气相方法，所述方法包括：提供包含碘化氢和三氟乙酰卤化物的反应物流，所述三氟乙酰卤化物选自：三氟乙酰氯、三氟乙酰氟、三氟乙酰溴以及它们的组合；以及在存在催化剂的情况下，使所述反应物流在约200℃至约600℃的温度下反应，以产生包含所述三氟碘甲烷的产物流。

技术领域

本公开涉及用于产生三氟碘甲烷(CF₃I)的方法。具体地，本公开涉及用于产生三氟碘甲烷的气相方法。

背景技术

三氟碘甲烷(CF₃I)也被称为全氟甲基碘、三氟甲基碘或碘三氟甲烷，是商业应用中可用作例如制冷剂或灭火剂的化合物。三氟碘甲烷是一种几乎没有臭氧损耗潜势的低全球变暖潜势分子。三氟碘甲烷可替代对环境更有害的物质。

制备三氟碘甲烷的方法是已知的。例如，美国专利号7,196,236(Mukhopadhyay等人)公开了使用包含碘源、至少化学计量量的氧以及反应物CF₃R(其中R选自：—COOH、—COX、—CHO、—COOR₂和—SO₂X，其中R₂为烷基基团，并且X为氯、溴或碘)的反应物产生三氟碘甲烷的催化方法。可由该反应产生的碘化氢可被至少化学计量量的氧氧化，从而产生水和碘以进行经济的循环利用。

又如，美国专利号7,132,578(Mukhopadhyay等人)也公开了由三氟乙酰氯产生三氟碘甲烷的一步催化方法。然而，碘的来源为氟化碘(IF)。与碘化氢相比，氟化碘相对不稳定，在0℃以上分解为I₂和IF₅。氟化碘也可能无法以商业上可用的量获得。

制备三氟乙酰碘的一些已知方法包括液相工艺。液相工艺可能需要必须将溶剂分离出来并进行处理。分离和处理所需的额外步骤可使得工艺效率降低。

因此，需要开发一种更有效的方法，该方法可规模化以由相对便宜的原材料产生商业量的三氟碘甲烷。

发明内容

本公开提供了用于产生三氟碘甲烷(CF₃I)的气相方法。

在本公开的一种形式中，本公开提供了一种用于产生三氟碘甲烷的气相方法，该方法包括：提供包含碘化氢和三氟乙酰卤化物的反应物流，该三氟乙酰卤化物选自：三氟乙酰氯、三氟乙酰氟、三氟乙酰溴以及它们的组合；以及在存在催化剂的情况下，使反应物流在约200℃至约600℃的温度下反应，以产生包含三氟碘甲烷的产物流。

在提供步骤中，反应物流可包含按体积计小于约500ppm的氧。在提供步骤中，碘化氢可包含按重量计小于约500ppm的水。在提供步骤中，碘化氢与三氟乙酰卤化物的摩尔比可为约0.1:1至约2.0:1。在提供步骤中，碘化氢与三氟乙酰卤化物的摩尔比可为约0.8:1至约1.5:1。在提供步骤中，三氟乙酰卤化物可由三氟乙酰氯组成。

在反应步骤中，反应物流与催化剂的接触时间可为约0.5秒至约60秒。在反应步骤中，反应物流与催化剂的接触时间可为约10秒至约50秒。在反应步骤中，催化剂可包含选自活性炭催化剂和中间相炭催化剂(meso carbon catalyst)的至少一种催化剂。在反应步骤中，催化剂可基本上由选自活性炭催化剂和中间相炭催化剂的至少一种催化剂组成。在反应步骤中，温度可为约350℃至约400℃。该方法还可包括以下附加步骤：在存在催化剂的情况下，在使反应物流反应之前，将反应物流加热至约80℃至约120℃的温度。