[发明专利]一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺及装置

说明书

本发明涉及一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺及装置，所述工艺包括如下步骤：分子氧液相氧化法制备六氟环氧丙烷所得反应产物先冷凝分离，低沸点组分经加压后输入到精馏装置进行两级精馏，第一级精馏后再经膜分离可得高纯度碳酰氟，第二级精馏后再经膜分离可得高纯度三氟乙酰氟；冷凝分离后的高沸点组分经膜分离后依次输入至萃取精馏塔、溶剂回收塔，可得到高纯六氟环氧丙烷和原料气六氟丙烯。本发明的工艺，与现有传统的直接“水洗”分离工艺相比，一方面避免产生大量的废液；另一方面能得到高纯度甲酰氟、三氟乙酰氟副产品资源化利用。本发明的工艺路线简单，能耗低，适用于分子氧液相氧化法制备六氟环氧丙烷体系下的间歇或连续生产工艺。

技术领域

本发明属于含氟精细化学品技术领域，具体涉及一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺及装置。

背景技术

酰氟化合物广泛运用于电子行业清洗剂、刻蚀剂、农药中间体、含氟材料单体等，是一类重要的含氟化合物。例如，甲酰氟(COF₂，CAS:353-50-4)常温下是一种有刺激性的、非燃的无色有毒气体。COF₂作为电子特气，可用作半导体制造中的刻蚀气和清洗气，其GWP值约为1、ODP值为零、极低的大气寿命(＜1a)，是一种环境友好型电子气体，可替代传统的PFC、NH₃。另外COF₂还可以作为有机合成的原料制备附加值高的含氟化合物，也可用于化合物的纯化和干燥。三氟乙酰氟(CF₃COF，CAS:354-34-7)作为化学合成全氟烷基化物的中间体，是制备高纯级含氟聚合物所必须的聚合单体而备受关注的重要化合物，其衍生物广泛应用在各个领域。

采用分子氧制备六氟环氧丙烷过程中，除了生成六氟环氧丙烷外，主要还有三氟乙酰氟、甲酰氟的副产物，发明专利CN109678700A、CN111072461A都采用直接“水洗”的方式，造成资源浪费以及严重的环境污染问题。天津长芦化工新材料有限公司在专利CN109678700A提出采用紫外光照射法处理含副产物的氟化物溶剂，一方面可得到重要的化工中间体甲酰氟，另一方面也能够将副产物转化成为全氟表面活性剂或者含氟流体做进一步应用，但得到的羧酸溶液酸度较大，对设备腐蚀严重，增加企业生产成本。东岳公司在专利CN110845448B报道采取醇洗将酰氟类副产物转化为稳定中性的酯类，虽然可以再利用，但是依然不能直接得到高纯度的酰氟化合物。大金工业株式会社在专利CN102822155B中提出了一种甲酰氟和六氟环氧丙烷的制造方法，但该方法没有明确提出具体的分离工艺装置，无法实现工业化；东岳公司在专利CN111646916A中报道，通过简单精馏工艺只能将三氟乙酰氟提纯至98wt％，但是纯度依然不能达到电子特气的要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺。本发明通过提供一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺及装置可实现六氟环氧丙烷与甲酰氟、三氟乙酰氟的联产。本发明分离工艺简单、能耗低，其环保性和经济效益更明显。

术语说明：

六氟环氧丙烷，简写为HFPO；六氟丙烯，简写为HFP。

混合气体中各物质沸点如表1所示：

表1混合气体中各物质沸点数据

低沸点组分指COF₂与CF₃COF的混合气体；高沸点组分指HFP与HFPO的混合气体。

本发明的目的在于提供一种制备高纯度酰氟化合物的分离纯化工艺及装置。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种制备六氟环氧丙烷过程中分离酰氟化合物的方法，包括以下步骤：