用双(二氟甲基)醚作为灭火剂的应用制造技术

一种灭火剂，包含灭火有效量的双（二氟甲基）醚。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
Halon，特别是1301(CF3Br)和1211(CF2ClBr)，已被成功地用作火和爆炸抑制剂很多年了。Halon 1301通常用于“全溢满”型应用中，在此应用中灭火剂从一个固定的自动体系中放出，并均匀地充满要灭火的空间，或提供惰性。在这种应用中灭火所需要的灭火剂浓度是最重要的性能参数。Halon 1211通常用于“流水式”应用中，在此应用中，Halon 1211从手提的手动灭火器中放出，产生局部灭火作用。在判断灭火能力时，“流水式”灭火剂的熄灭浓度及放出特性均是重要的。室温下Halon 1301的蒸汽压为234Psia，而Halon 1211是40Psia，如果需要，两种体系均可加压以便更快放出。Halon含有氯氟烃，因此，考虑到它们对破坏臭氧的可能，它们与此类的其它化合物一样，受到同样的限制。Halon 1211的大气寿命为15年，臭氧消耗潜能(ODP)为3.0。Halon 1301的大气寿命为110年，ODP为10.0。当这些化合物释放到大气中时，它们受到光的催化分解，然后卤原子催化臭氧分解。因此合适的替代物必须符合某些需要，分子中应含有氢原子以便在对流层中进行光解降解，但最好选择除氟以外不含别的卤素的分子。可接受的取代物应显示抑火效能，低残留量，不导电，可忽略的ODP，低的全球变暖潜能(GWP)，无腐蚀性，与别的材料有相容性，长期贮存稳定性，及低毒性。因此本专利技术的目的是提供一种灭火剂，它不具有通常灭火剂的缺点。本专利技术的另一目的是提供一种灭火方法而同时减少消耗臭氧的潜能。专利技术概述本专利技术已克服了现有技术中存在的问题，它提供了一种非氯氟烃化合物作为灭火剂。更具体地说，本专利技术人发现，双(二氟甲基)醚是不燃的，其大气寿命仅2.8年，臭氧消耗潜能为零。此醚是良好的灭火剂。附图简要说明附图说明图1是用于检测灭火浓度的设备示意图。专利技术详细描述双(二氟甲基)醚可用各种现有技术中的常规方法制取。例如，它可由二甲醚氯化随后将双(二氯甲基)醚分离和氟化而制得。为了避免产生氯化醚的不稳定复杂混合物(它们中的一些是致癌物)优选选用甲基二氟甲基醚作为原料。甲基二氟甲基醚被氯化，生成的氯化反应混合物包括至少一种通式为CF2HOCH3·zClz(式中Z为1，2或3)的化合物，这种化合物能容易地从氯化反应混合物中分离出来。甲基二氟甲基醚的氯化通常仅会形成三种衍生物，即Z＝1，Z＝2和Z＝3。二氯甲基二氟甲基醚(Z＝2)能容易地从氯化反应混合物中分离出来，然后被氟化(分离或不分离)生成双(二氟甲基)醚。能抑制CF2HOCCl3(Z＝3)的生成，而且生成的任何物质都能从氯化反应产物中分离出并氟化。或者，氯化反应产物自身可由下式氟化(不必进行先期分离)(I) 被作为本专利技术方法原料的甲基二氟甲基醚是众所周知的化合物，它可用Hine和Porter发表在Journal of the American Chemical Society。(美国化学会誌)的论文中的方法来制取。具体地说，二氟甲基甲基醚由甲醇钠(NaoMe)与氯二氟甲烷(CF2HCl)反应而制得，此反应可表示如下简要地说，此方法包括形成甲醇钠的醇溶液，及将氯二氟甲烷慢慢鼓泡通入反应混合物中，获得甲基二氟甲基醚，为反应混合物中的残留物。某些产物与未反应CF2HCl一起被带走，可在蒸馏操作中与之分开。初始醚CHF2OCH3也可通过第一步使NaOH与CH3OH反应(制得CH3ONa)，及随后与CF2HCl。反应而制得。然而，也在NaOH/CH3OH反应中形成水。水对随后形成CHF2OCH3的反应的影响是减少CHF2OCH3的产量。本专利技术的氯化和氟化反应可表示如下(式中z＝1，2或3)(式中z＝1，2或3y＝1，2或3 y≤z)在上述反应图解中，CF2HOCH3·zClz(式中z＝3)的生成可通过往汽相反应介质中加入氧源(优选空气)而加以抑制甚至消除。氧的加入令人警异地优先抑制CF2HOCCl3的形成，而不是等同地抑制三种氯化反应产物。任何对制造所需产物无害的氧源均可使用，包括在原位释放氧气的含氧化合物。氧气的存在量应能有效进行所需的抑制。在使用空气的场合，空气的加入量优选为总气体流量的约1.5％至约5.5％。本
技术熟练人员将认识到，在使用纯氧时，其用量为空气的约1/5。最好在通氯气的整个过程中始终将氧源加至反应介质中。业已发现，通过将CHF2OCH3液化和使之与氯气反应，在此同时用可见光源进行照射，可以将CHF2OCH3适当地氯化。或者，可以用别的光源例如紫外光或热，催化剂或游离基引发剂以有助于反应。CHF2OCH3的氯化产物在氟化前可以容易地分离出，或者该反应混合物可以不经分离而氟化，生成CF2HOCCl2F，CF2HOCF2Cl，CF2HOCH2F，CF2HOCFHCl，CF2HOCF2H的混合物，所有分离可以用分馏来进行。氯化CHF2OCH3的优选方法是维持CHF2OCH3于汽相，并使其与氯气反应，而同时使氯化反应受光源，优选可见光或紫外光源的照射。或者该氯化反应中，可以用别的反应辅助手段如催化剂、热或游离基引发剂来代替光。在优选的氟化反应方法中，氯化反应产物与无水氟化氢(HF)反应，此反应可表示如下利用上述与氟化氢的反应，获得高达78％的CF2HOCF2Cl产率，含少量CF2HOCFCl2。这是一个意想不到的结果，因为除非在很高的温度下，否则HF本身通常不置换卤素(例如氯)，而是通过氟化剂例如SbCl5-yFy(例如SbF3或SbF3Cl2)的连续再生，来进行该氟化反应。很明显，二氟甲氧基使在α-碳原子上的氯活化，使得它容易与HF反应。或者，可以用有机溶剂，优选双极性非质子传递溶剂如甲基吡咯烷酮稀释HF，以降低氟化物的裂解，这可获得所需产物的较高产率，生成副产物较少，氟化反应的其它氟源包括能形成HF2(-)阴离子盐的金属氟化物，例如KHF2，NaHF2，LiHF2，NH4HF2等等，以及在适当溶剂中的HF与吡啶的盐，和NaF与KF。所得氟化产物可用蒸馏法或美国专利4025567及3887439中所介绍的方法进行分离，这些专利全文被列入本文作参考。已发现如此制得的双(二氟甲基)醚在空气中以最低浓度11.7％体积时是有效的灭火剂。为了提高驱散和/或分散速度，双(二氟甲基)醚可以和惰性气体例如氮气，二氧化碳，CF3H等一起使用，二氧化碳是特别优选的，因为它显示在醚中某种程度的溶解性。现在用下面的实施例对本专利技术作进一步的解释。实施例1a)制备CF2HOCH3往一个装有温度传感器、压力计及浸入管的4升夹套高压釜中，加入含7.1摩尔甲醇钠的25％重量甲醇钠的甲醇(1533.1g)溶液。把此容器冷至0～5℃，并在搅拌下在2.5小时内加入氯二氟甲烷(318.2g，3.70摩尔)。当此气体加完时，将此高压釜慢慢加热到约60℃，而同时把气体产物通过水冷冷凝器排到冷到约-70℃的收集阱中。当所有挥发性物质均已收集时，把未反应的CHF2Cl在-20℃下收集，而余下的CF2HOCH3被转移到金属圆筒中。回收的二氟甲基甲基醚(150.0g，1.83摩尔)有49.4％的产率(按CF2HCl计)。b)CF2HOCH3的氯化将气态的氯气及CF2HOCH3送过两个冷到0℃的分开的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·J·奥内尔，
申请(专利权)人：汉普郡化学公司，
类型：发明
国别省市：