[发明专利]五氟乙烷提纯方法

说明书

本发明涉及含氯五氟乙烷（F115）的五氟乙烷（F125）提纯方法，尤其是F115可经萃取蒸馏而除去并且就其后续转化成对地球大气层无害的产品而言易于回收的提纯方法。

五氟乙烷是Montréal议定书所涉及的氯氟烃（CFC）的可能的替代品之一，CFC特点是其使用寿命特别长，可使其达到大气层的较高层面并且在UV光影响下也可导致臭氧层破坏。很显然，根据各种不同的制备方法，其替代品应只含微量的CFC。

这些替代品的制备方法一般是采用适当的氟化方法，但这些方法选择性不高并且可能因歧化作用而生成CFC类全卤化合物，另一方法是用CFC本身还原的方法，这实际上是氢解反应。因此，可将全氯乙烯或其中间氟化产品如二氯三氟乙烷（F123）和氯四氟乙烷（F124）氟化或将氯五氟乙烷（F115）氢解而得到五氟乙烷（F125）。在这两种情况下，F125产品均含有大量的F115，由于F115是CFC，所以应将其尽可能完全地去除。

另外，含21wt%（重量百分比）的F115的F115/F125的共氟物（见US3  505  233专利）沸点（1013巴下为-48.5℃）与F125的沸点（-48.1℃）极其接近，这种共沸物的存在使F115和F125基本上不可能通过蒸馏而完全得到分离。因此，只能通过化学方法或用第三种物质进行的物理方法除去F125中的F115。

在专利申请EP508  631中说明了将含氯，溴或碘的化合物用金属氢化物或这种氢化物的配合物进行液相化学还原制成氢氟烃（HFC），其中指出该方法有利于提纯某些HFC如F125。为了同一目的，日本专利申请公开No.2001414/90提出在溶剂介质中使用金属氧化还原电偶。其它技术如Journal  of  Fluorine  Chemistry，1991  vol.55，p.105-107中所述工艺在DMF介质中于过硫酸铵存在下采用有机还原剂如甲酸铵。

这些方法采用难于控制的反应物（金属氢化物）或采用易出现流出物问题的反应物，这与工业上大量生产F125的要求是不相适应的。

为了在工业上生产F125，萃取蒸馏技术似乎是除去残余F115的理想方法。

在萃取蒸馏方法中，二元混合物中各组分的分离是用从锅炉到顶部依次包括三段，其中第一段进行排气（épuisement），第二段进行吸收，而第三段进行回收的所谓萃取塔进行的。

有待分馏的二元混合物从排气段顶部注入，而作为选择性溶剂的第三种物质从吸收段顶部引入并使其以液体状态从其进入点到达锅炉。

第三段，即所谓的回收段用来经过蒸馏将被吸收量最少的组分与在其非零蒸汽压作用下被夹带的微量溶剂分开。

将该技术应用于1，1，1，2-四氟乙烷（F134a）的提纯已构成US5  200  431专利的主题，其中所用萃取剂为氯化溶剂或脂肪烃。

将萃取蒸馏技术应用于提纯F125已在US5 087 329专利中作了说明，其中所用萃取剂为任选含有氢和/或氯原子的C₁-C₄氟代烃，其沸点为-39至+50℃。根据该专利所提供的数据，二氯四氟乙烷（F114和F114a）的效率比所提到的其它化合物高至少3倍。而且，所提到的8种溶剂中的5种均为CFC，而CFC正是Montréal议定书所涉及到的，在不久的将来应停止其销售。

因此，若所用萃取剂不构成获得F125的中间产物系列中的一部分，即在经过氢解而得到F125的工艺中进行，则该专利所述方法的工业应用从经济角度看就不可取。

在将全氯乙烯或其部分氟化产品（F122，F123，F124）氟化而制成F125的情况下，US  5    087  329专利仅提供了市场上已不能得到的CFC和低性能产品如F124或F123之间的选择方案。

现已发现C₅-C₈烃具有选择性，而且其选择性比氯氟乙烷的选择性高得多。F125略溶于这些烃，而F115在这些烃中的溶解度就同样重量的溶剂而言可与其在F114或F114a中的溶解度相比。

因此，本发明目的是提出通过萃取蒸馏而将含氯五氟乙烷的五氟乙烷提纯的方法，其特征在于所用萃取剂为C₅-C₈直链或支链烷烃或环烷烃。

在这些烷烃和环烷烃中，优选应用沸点为25-85℃的这两类烃如正戊烷，异戊烷，环戊烷，正己烷，异己烷和环己烷。