三氟丙烯的一种制备方法

2023/12/13 8:48:42

背景技术

三氟丙烯是一种非常具有价值的含氟中间体,具有一定的化学活性,能衍生出很多含氟有机化合物,是生产含氟精细化学品和高分子材料的基本原料。由该单体出发,可经加成、调聚共聚等反应制备得到氟硅橡胶,可用于航空航天等极端环境以及其他高新技术领域。此外,三氟丙烯还可以通过各类反应开发出一系列含有三氟甲基的化合物,应用在医药、农药等领域。在国家节能减排以及汽车、航空航天需求增长迅猛的大环境下,三氟丙烯的需求量逐年增加,并且要求三氟丙烯的制备技术也需要更加的绿色和环保。

三氟丙烯气体

关于三氟丙烯的合成,国内外的研究较多,最常见的制备方法是在固体氟氧化铬催化剂存在下,在高温下暴露于氟化氢,对卤代烃进行气相氟化,见美国专利US2889379A。该体系中催化剂虽最初具有极高的反应速率和产率,但会由于在催化剂表面形成碳沉积物而迅速失活。失活速率如此之快,以致于工业规模的氟化工艺的经济操作非常困难。

美国专利US4465786A公开了一种氟化1 ,1 ,1 ,4‑四氯丙烷制备三氟丙烯的方法,公开了通过在原料中加少量六氯乙烷、氯气来延长催化剂的寿命的方法,但六氯乙烷容易升华,分离提纯困难,而氯气有毒性大、容易与烯烃加成产生新的副产物、设备腐蚀性也极大的问题。

中国专利CN100500626C公开了一种采用1 ,3 ,3 ,3‑四氯丙烷液体喷射加入到过热的HF气体中,利用过热HF气体将热量传导给1 ,3 ,3 ,3‑四氯丙烷降低1 ,3 ,3 ,3‑四氯丙烷的分压,使1 ,3 ,3 ,3‑四氯丙烷在较低的温度下气化,同时采用大量的HF来稀释烯烃的聚合反应,相同的反应空速下也降低了反应器的效率,但该方法只是降低了1 ,3 ,3 ,3‑四氯丙烯脱氯化氢产生三氯丙烯及烯烃聚合反应的几率,一定的程度上减缓了催化剂的结炭速率,但是催化剂的寿命还不够长,只有400h左右,在同领域气相反应中其催化剂的寿命短。

综上所述,亟需开发一种新型的具有原子经济的三氟丙烯生产工艺,延长催化剂使用寿命,降低生产成本和三废产生量,并提高工艺安全性。

制备方法

取H‑Beta‑12.5分子筛50g,放入600mL、1mol/L的HNO3溶液中,在70℃下回流处理24h;反应结束后,过滤得到固体并水洗至滤液为中性。将固体在100℃烘箱中干燥12h,得到脱铝分子筛DeAl‑Beta‑12.5。取1.2g SnCl4·5H2O溶于5g无水乙醇中,将其滴加至40g脱铝分子筛中后,快速研磨均匀,并转移至马弗炉中于700℃下煅烧5h,将固体压片破碎后筛分至粒径40‑60目,得到Sn负载量1%的Sn‑Beta‑12.5分子筛。

将5L/h的三氟甲烷和550mL/h的乙炔充分混合后,预热到120℃连续通入到装填有25mL Sn‑ZSM‑5分子筛(负载量1.5%)的管式反应器中,控制反应器内温度为160℃、压力为8barg,制得三氟丙烯。连续反应720h后,对反应气进行气质色谱分析得知,反应转化率为76%,产品选择性为97.3%,反应效果与初始阶段基本一致。

参考文献

[1]万华化学集团股份有限公司. 一种3,3,3-三氟丙烯的制备方法:CN202211327112.9[P]. 2023-03-14.

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