[发明专利]三氟化硼的分离和回收方法

说明书

本发明涉及一种从有机液体混合物中分离和回收三氟化硼(以下称为“BF₃”)的方法。更确切地讲，本发明涉及一种使用聚丙烯腈纤维从有机液体混合物中分离和回收BF₃的方法。

化合物BF₃是一种重要的酸性物质，它在工业中经常被用作各种不同的烯烃聚合反应和烷基化反应的催化剂。

例如，一般被称为聚丁烯的异丁烯聚合反应的产物是在酸性催化剂的存在下通过聚合主要由含异丁烯的C₄烃类组成的部分制备的。它们被广泛地用作粘污剂和润滑剂原料中的添加剂。BF₃或其络合物被用作制备上述聚丁烯的聚合反应催化剂。

另外，在酸性催化剂的存在下，通过聚合C₉芳族烯烃部分或C₅二烯烃部分或它们的混合物而制备一种通常被叫做石油树脂的低分子量烃类树脂。这种石油树脂被用作制备粘结剂和印刷油墨的原材料。在石油树脂的工业生产中，BF₃同样也广泛地用作聚合反应的催化剂。

在这些生产过程中，在反应之后，需要从反应混合物中分离和回收BF₃催化剂。出于这个目的，在通常情况下，用碱的水溶液中和反应混合物，随后用水冲洗该混合物。

然而，含有用过的碱的废液、通过BF₃的中和反应所产生的氟化物和乳化物质是从洗涤过程中排放出的。因此，必须采取适当的措施处理这种废液。对此，人们提出了分离BF₃的措施，即一种用固体碱吸收的方法，一种通过蒸馏分离的方法、一种使用特殊溶剂萃取的方法等。

在上述的用固体碱吸收处理中，排放的经吸收产生的固体物质又成问题。在蒸馏去除方法中，问题是通过加热对反应产物造成的损害。因此，迫切需要一种更有效的处理方法。

在美国专利号2,997,371中公开了丙烯腈在活性碳上聚合以及用固定在活性碳上的聚丙烯腈分离和除去气体中所含的BF₃。

然而，因为已知BF₃与某种有机液形成配合物，所以BF₃与有机液的化学或物理键合强度高。因此，悬浮或溶解在有机溶剂中的BF₃一般不能使用上述的固定在活性碳上的聚丙烯腈有效地除去。另外，在活性碳载体上制备聚丙烯腈时，一般难以得到高聚合的产物。同时，如果使用低级的丙烯腈聚合物，那么它们将溶解在有机液中并且污染该有机液。

鉴于上述的现有技术的状况，本发明的发明人已经完成了通过使用特殊丙烯纤维有效地分离和除去或回收液体烃中所含的BF₃的方法。

因此，本发明的第一方面涉及一种BF₃的分离方法，其特征在于在50℃或低于50℃的温度下将含有悬浮或溶解的BF₃的有机液体混合物加入液体中与含有腈基的高分子量的纤维接触。

所需处理的含有悬浮或溶解的BF₃的有机液体混合物的例子是含有异丁烯聚合物的液体反应混合物和含有烃类树脂的液体反应混合物，其中含异丁烯聚合物的液体反应混合物是在BF₃催化剂或其配合物的存在下通过异丁烯的液相聚合反应得到的，含有烃类树脂的液体反应混合物是在BF₃催化剂的存在下通过聚合含有C₅链烯烃、C₉芳烯烃、C₁₀链烯烃或它们的混合物得到的。

本发明的第二方面涉及一种分离方法，其特征在于在上述的第一方面中所用的含有腈基的高分子量的纤维包括含有80mol％或更多的丙烯腈可重复单元的聚丙烯腈。

本发明的第三方面涉及一种分离方法，其特征在于在上述的第一方面中所用的含有腈基的高分子量纤维是2旦或更小的非常细的纤维。

此外，本发明的第四方面涉及一种回收BF₃的方法，其特征在于将含有腈基的高分子量纤维加热到80℃或更高，其中腈基是在上述的本发明第一至第三方面中与含有BF₃的液体混合物接触的。

下面更加详细地描述本发明。

首先，描述用本方面的方法处理的材料。欲处理的材料基本上是任何含有BF₃的有机液混合物。BF₃可以处于溶解或悬浮状态。

在BF₃催化剂的存在下从异丁烯液相聚合反应中得到的反应混合物作为这类有机液混合物的实例。