六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法技术

本发明专利技术属于氟化工领域，具体涉及一种六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法。包括下述步骤:以氧气和六氟丙烯二聚为原料，在催化剂的作用下反应制备而成；其中氧气和六氟丙烯二聚体/六氟丙烯三聚体的摩尔比为1:10‑10:1；接触反应的时间为0.1s至200s；反应的压力为0‑1MPa；反应温度为150‑600℃。本发明专利技术提供的六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，反应条件温和、产品收率高，无污染，且易于规模化生产。

Preparation of perfluoroisobutyryl fluoride from hexafluoropropylene dimer

The invention belongs to the field of fluorine chemical industry, in particular to a method for preparing perfluoroisobutyryl fluoride from hexafluoropropylene dimer. It includes the following steps: using oxygen and hexafluoropropylene dimerization as raw materials and reacting with catalyst; the molar ratio of oxygen and hexafluoropropylene dimer/hexafluoropropylene trimer is 1:10:1; the contact reaction time is 0.1 s to 200 s; the reaction pressure is 0 1 MPa; and the reaction temperature is 150 600 C. The method for preparing perfluoroisobutyryl fluoride from hexafluoropropylene dimer provided by the invention has mild reaction conditions, high product yield, no pollution, and is easy to scale production.

【技术实现步骤摘要】
六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法
本专利技术属于氟化工领域，具体涉及一种六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法。
技术介绍
高品质的全氟羰基化合物物特别是全氟丁酰氟是制备HFE-7100/7200/7300/7500的重要中间体，目前全氟丁酰氟的制备方法是丁酰氯电解法等。US6013795A电解合成法中原料较为便宜，但是电解效率很低、难以避免电解杂质引起的产品纯度不高，另外电解极板制作成本昂贵，设备费用较高不利于工业实施。US3351644中采用全氟碘化物与发烟硫酸反应来制备全氟酰基化合物，反应条件苛刻，原料不易得，成本高，也不适合工业放大生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，包括下述步骤：六氟丙烯二聚体进入氧化炉与氧气在催化剂条件下进行裂解反应，精馏得到全氟异丁酰氟；具体步骤为：以氧气和六氟丙烯二聚体为原料，在催化剂的作用下反应制备而成；其中氧气和六氟丙烯二聚体的摩尔比为1:10-10:1；接触反应的时间为0.1s至200s；反应的压力为0-1MPa；反应温度为150-600℃。所述催化剂为负载型催化剂,活性成分为Ag2O、Al2O3、CuO、AgF、NaF、KF、RbF、或者CsF。该步反应中六氟丙烯二聚体以液体形态进入反应器，由于液体分子相比于气体分子具有更短的分子间距离，因此在液体原料缓慢气化过程中会有更多气态六氟丙烯二聚体分子与氧气充分接触，从而可缩短六氟丙烯二聚体的裂解时间，显著提高原料整体裂解效率。且更多与氧气接触的六氟丙烯二聚体的存在可阻止裂解生成的全氟异丁酰氟与全氟乙酰氟的进一步裂解，从而保证所得全氟异丁酰氟具有较高纯度。还包括预活化步骤；具体包括将六氟丙烯二聚体通入180-220℃的填充有预活化载体的反应器中活化1-2h；所述预活化载体的活性成分为四(五氟苯基)硼酸盐和烷基氟铝盐按照质量比1:1-1:5的混合物；其中n＝1-6；预活化载体的载体为SiO2、Al2O3、或者B2O3；负载量为10％-20％。所述的烷基氟铝盐为Al((CR1R2R3)n)3单体或者混合物；其中R1、R2以及R3为H或者F且至少其中之一为F，n＝1-6。该反应中四(五氟苯基)硼酸盐和烷基氟铝盐混合催化剂对C＝C具有良好的活化作用，采用该混合催化剂对六氟丙烯二聚体进行活化可进一步降低C＝C裂解的活化能，提高C＝C断裂的准确性。而现有技术中全氟烯烃的裂解产物一般都存在碳酰氟或全部为碳酰氟，因此预活化步骤的实施可保证六氟丙烯二聚体规律的裂解为全氟异丁酰氟和全氟乙酰氟，有效避免全氟碳酰氟副产物的生成。所述的六氟丙烯二聚体由六氟丙烯在负载型离子氟化物催化下经气相反应得到；反应温度为150-220℃，接触时间为0.1-30s；负载型离子氟化物的负载量为10％-20％；载体为活性碳、三氧化二铝、二氧化硅或者氧化镁；离子氟化物为AgF、NaF、KF、RbF或者CsF。制备时,所述负载型离子氟化物的第一催化反应管的上端产物出口与带有冷凝水夹套的第一冷凝器的一端的进气口相连，第一冷凝器另一端为气体出口，未反应的六氟丙烯通过气体出口循环至负载型离子氟化物的第一催化反应管柱。取第一冷凝器内的液体样品样检测，所得六氟丙烯二聚体的纯度大于99％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，反应条件温和且能够可控聚合、产品收率高，无污染，且易于规模化生产。具体实施方式为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1：六氟丙烯二聚体原料的制备：将六氟丙烯气体通过装有NaF/Al2O3催化剂的催化反应管，催化剂的负载量为10％，接触时间为0.1s；催化反应管的温度为150℃，反应后的混合气体由气口入口进入带有冷却夹套的冷凝器，冷凝水温度为10℃，未反应的六氟丙烯经气体出口循环至催化反应管。经检测冷凝器接收器内液体六氟丙烯二聚体的纯度为99.3％。六氟丙烯二聚体的产率见表1。实施例2：六氟丙烯二聚体原料的制备：将六氟丙烯气体通过装有AgF/C催化剂的催化反应管，催化剂的负载量为15％，催化剂填料柱的温度为180℃，接触时间为10s，反应后的混合气体由进气口进入带有冷却夹套的冷凝器，冷凝水温度为10℃；未反应的六氟丙烯经出口循环至催化反应管柱。经检测冷凝器内液体六氟丙烯二聚体的纯度为99.2％。套用后六氟丙烯二聚体的产率见表1。实施例3：六氟丙烯二聚体原料的制备：将六氟丙烯气体通过装有KF/C催化剂的催化反应管，催化剂的负载量为20％，催化剂填料柱的温度为220℃，接触时间为30s；反应后的混合气体由进气口进入带有冷却夹套的冷凝器，冷凝水温度为10℃，未反应的六氟丙烯经出口循环至催化反应管。经检测冷凝器内液体六氟丙烯二聚体的纯度为99.3％。套用后六氟丙烯二聚体的产率见表1。对比例1：六氟丙烯三聚体原料的制备：将六氟丙烯气体通过装有NaF/Al2O3催化剂的催化反应管，催化剂的负载量为10％，催化剂催化反应管的温度为260℃，接触时间为0.1s；反应后的混合气体由进气口进入带有冷却夹套的冷凝器，冷凝水温度为10℃，未反应的六氟丙烯经出口循环至催化剂催化反应管。经检测冷凝器内液体六氟丙烯三聚体的纯度为99.3％。六氟丙烯三聚体的产率见表1。对比例2：六氟丙烯三聚体原料的制备：将六氟丙烯气体通过装有AgF/C催化剂的催化反应管，催化剂的负载量为15％，催化剂催化反应管的温度为300℃，接触时间为10s，反应后的混合气体由进气口进入带有冷却夹套的冷凝器，冷凝水温度为10℃；未反应的六氟丙烯经出口循环至催化剂催化反应管。经检测冷凝器内液体六氟丙烯三聚体的纯度为99.3％。套用后六氟丙烯三聚体的产率见表1。对比例3：六氟丙烯三聚体原料的制备：将六氟丙烯气体通过装有KF/C催化剂的催化反应管，催化剂的负载量为20％，催化剂催化反应管的温度为320℃，接触时间为30s；反应后的混合气体由进气口进入带有冷却夹套的冷凝器，冷凝水温度为10℃，未反应的六氟丙烯经出口循环至催化剂催化反应管。经检测冷凝器内液体六氟丙烯三聚体的纯度为99.3％。套用后六氟丙烯三聚体的产率见表1。表1实施例4：六氟丙烯二聚体裂解：1)预活化:具体包括将六氟丙烯二聚体通入200℃的填充有预活化载体的反应器中活化1.5h；所述预活化载体的活性成分为四(五氟苯基)硼酸盐和Al((CF3)3)3按照质量比1:3的混合物；预活化载体的载体为SiO2；负载量为15％。2)裂解炉中添满负载量为15％的Ag2O/Al2O3催化剂，并将裂解炉加热到400℃。将氧气和活化后的六氟丙烯二聚体按照摩尔比1:1通入裂解炉内。反应压力为5bar.产物为全氟丁酰氟50.09％,全氟乙酰氟26.92％。实施例5：六氟丙烯二聚体裂解：1)预活化:具体包括将六氟丙烯二聚体通入200℃的填充有预活化载体的反应器中活化1.5h；所述预活化载体的活性成分为四(五氟苯基)硼酸盐和Al((CF3)3)3按照质量比1:3的混合物；预活化载体的载体为SiO2；负载量为15％。裂解炉中添满负载量为15％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，其特征在于，包括下述步骤：六氟丙烯二聚体进入氧化炉与氧气在催化剂条件下进行裂解反应，精馏得到全氟异丁酰氟；

【技术特征摘要】
1.一种六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，其特征在于，包括下述步骤：六氟丙烯二聚体进入氧化炉与氧气在催化剂条件下进行裂解反应，精馏得到全氟异丁酰氟；2.根据权利要求1所述的六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，其特征在于，具体步骤为：以氧气和六氟丙烯二聚体为原料，在催化剂的作用下反应制备而成；其中氧气和六氟丙烯二聚体的摩尔比为1:10-10:1；接触反应的时间为0.1s至200s；反应的压力为0-1MPa；反应温度为150-600℃。3.根据权利要求2所述的六氟丙烯二聚体制备全氟异丁酰氟的方法，其特征在于，所述催化剂为负载型催化剂,活性成分为Ag2O、Al2O3、CuO、AgF、Na...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤峤永，姚素梅，贺光瑞，
申请(专利权)人：天津市长芦化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12