一种三氟碘甲烷分离提纯工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种三氟碘甲烷分离提纯工艺，该工艺是将三氟甲烷气相制备三氟碘甲烷的产物混合气分离提纯得到三氟碘甲烷单体的方法。通过分步分离混合气中的组分，达到分离提纯三氟碘甲烷。该系统具有回收率高，分离效果好，成本低等特点。本发明专利技术在分离提纯三氟碘甲烷的过程中具有回收率高、产物纯度高、分离彻底等特点；工艺流程简单，安全系数高，易于操作，分离提纯成本低廉。具有工业化生产的价值。

Separation and purification process of three fluorine iodine methane

The invention discloses a process for the separation and purification of three fluorine iodine methane, which is a process for separating and purifying three fluorine methyl iodide monomer by using the mixture of three fluorine methane gas to prepare the product of three fluorine methyl iodide. Separation and purification of three fluoro methyl iodide by stepwise separation of components in the gas mixture. The system has the characteristics of high recovery, good separation effect and low cost. The invention has the advantages of high recovery rate, high product purity and complete separation in the process of separating and purifying three fluorine methyl iodide, and has the advantages of simple technological process, high safety factor, easy operation and low separation and purification cost. It has the value of industrial production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气相有机合成领域高饱和蒸汽压气体的分离提纯和收集，尤其是涉及一种主要成分为三氟甲烷和三氟碘甲烷混合气体的分离提纯和回收工艺。
技术介绍
三氟碘甲烷(CF3I)，沸点为-22.5℃，临界压力为3.95MPa，标准大气压下为无色无味气体。CF3I作为灭火剂具有灭火效率高、安全性能好、经济效用高、灭火后不留痕迹等特点，是三氟一溴甲烷(哈龙1301)优选替代品种；作为制冷剂，CF3I不燃，具有油溶性和材料相容性很好的特点，被认为是传统氟利昂制冷剂组元的理想替代品之一。另外，CF3I在含氟中间体、半导体蚀刻、发泡剂等其他领域也具有广泛的应用前景。目前，CF3I的分离提纯方法还鲜见报道，尤其是以CF3H为原料气相催化法合成CF3I，其反应方程式如下：(CN101219925)，对混合气体的分离提纯还没有报道。混合气体中含有一定量的不凝气体，以及饱和蒸气压较大的原料CF3H，整个系统的操作压力较大，CF3I和C4F8会形成共沸混合物。共沸混合物通常需要采用萃取精馏技术对混合物进行分离提纯。萃取精馏的通常含义是指在接近精馏塔的顶部连续加入比待分离组分相对挥发度低(或者沸点比待分离组分至少高50℃)的物质(溶剂)，这样做可以改变塔内待分离组分的相对挥发度。因此提供一种结构简单﹑操作方便﹑工艺简单﹑节能环保﹑运行平稳﹑安全可靠﹑产品纯度高﹑设备少﹑投资低的CF3I混合气体提纯装置及提纯方法，显得尤为重要并且具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，填补现有分离提纯CF3I的空白，克服所需提纯混合气体中存在不凝气体，气体饱和蒸汽压大，存在共沸组合等技术难题，提供一种结构工艺简单高效，过程容易控制的CF3I混合气提纯装置及提纯方法。本专利技术的分离提纯工艺原则和优点：本专利技术所采用的萃取剂，使萃取精馏时两者分离度>1.5,并且塔顶中CF3I单体纯度大于99.9％，萃取剂的残留量小于50ppm。三氟碘甲烷粗品混合气体中分离提纯三氟碘甲烷的方法，所述混合气体为以CF3H为原料气相催化法合成CF3I的产物混合物，其中含有三氟甲烷原料，三氟碘甲烷，五氟碘乙烷，八氟丁烯，五氟乙烷，二氧化碳和氧气，其反应方程式如下：该分离提纯方法包括如下步骤：(1)混合气体通过脱气塔1除去不凝气体，再通过脱气塔2除去CF3H和C2F5H。(2)脱气后进入萃取精馏塔精馏，萃取溶剂为酮类溶剂或者乙酸酯溶剂，CF3I单体从塔顶回收，塔釜为富含八氟-2-丁烯和C2F5I的萃取剂。所述酮类溶剂为丙酮、甲乙酮或者丁酮；所述乙酸酯为乙酸甲酯、乙酸乙酯或者乙酸丙酯。所述萃取塔中的填料优选为金属英特洛克斯填料、金属鲍尔环颗粒填料或者金属规整填料，萃取塔中液气比优选为20～0.1:1(萃取剂与进入萃取精馏塔的气体的体积比)所述萃取精馏塔的液体的喷淋温度优选为-30～50℃；萃取精馏塔的工作压力优选为0.1～2.0MPa；所述萃取精馏塔的塔顶温度优选为-40～20℃，塔釜温度优选为20～100℃。所述萃取精馏塔的液体的喷淋更优选温度为-10～20℃；萃取精馏塔的工作压力更优选为0.1～1.0MPa；所述萃取精馏塔的塔顶温度更优选为-40～-10℃，塔釜温度更优选为20～70℃。所述脱气塔1和脱气塔2的填料为瓷环、玻璃弹簧、金属丝网或者拉西环，塔顶的循环冷却液温度优选-20～-50℃，塔釜温度优选20～100℃，脱气塔工作压力优选0.1～2.0MPa。所述脱气塔1的塔顶循环冷却液的温度更优选为-40～-20℃，塔釜温度更优选为20～65℃，脱气塔的压力更优选为0.1～1.0MPa；脱气塔2的塔顶循环冷却液的温度更优选为-50～-30℃，塔釜温度更优选为50～70℃，脱气塔的压力更优选为0.3～0.8MPa。所述富含八氟-2-丁烯以及C2F5I的萃取剂进入解吸塔解吸，解吸塔塔釜的萃取溶剂经冷却后循环使用，解析塔塔顶的八氟-2-丁烯和C2F5I分别回收于相对应的收集罐中。所述解吸塔的工艺条件为解吸塔的工作压力优选为0.1～2.0MPa；所述萃取精馏塔的塔顶温度优选为-10～10℃，塔釜温度优选为50～80℃。在萃取精馏中，选择的溶剂应具有沸点较高，物理化学性质稳定等性质，并且不能与非溶剂组分形成共沸物。对于萃取精馏，选择溶剂的时候应该遵循以下原则：1)萃取精馏中选择的溶剂应具有尽可能大的选择性，即加入后能有效地使原组分的相对挥发度向容易分离的方向转变；2)萃取精馏中选择的溶剂具有较好的溶解性，能与待分离组分充分混合，从而保证足够小的溶剂比和精馏塔板效率；3)萃取精馏中选择的溶剂不能与待分离组分发生化学反应；4)萃取精馏中选择的溶剂应具有较强的热稳定性和化学稳定性；5)萃取精馏中选择的溶剂应具有较低的比热和蒸发潜热，从而降低萃取精馏中的能耗；6)萃取精馏中选择的溶剂应具有较小的摩尔体积，从而减小塔釜体积和塔体持液量；7)萃取精馏中选择的溶剂粘度不宜太大，这样便于物料的输送，达到良好的传质和传热效率；8)萃取精馏中选择的溶剂应尽可能无毒、无腐蚀性，利于环保，且价格经济容易得到。本专利技术所采用的酮类溶剂和乙酸酯溶剂作为萃取剂，不仅可以得到高纯度的CF3I单体,而且能够控制萃取剂在CF3I单体中的残留量处于较低水平。其它副产物及溶剂经解吸塔物理解吸，改变解吸塔中体系的温度，将副产物与萃取剂气液分离，萃取剂可以循环使用。本专利技术优点：本专利技术所述方法操作弹性大，工艺简单流程短，萃取剂价格便宜而且容易取得，操作成本低，投资少，因此本方法适合于工业化生产。而且本专利技术的萃取剂能得到高纯度的CF3I单体，且残留量很低。附图说明图1为三氟碘甲烷(CF3I)提纯的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明，这里所述实施例的方案，不限制本专利技术，本领域的专业人员按照本专利技术的精神可以对其进行改进和变化，所述的这些改进和变化都应视为在本专利技术的范围内，本专利技术的范围和实质由权利要求来限定。实施例1将CF3I粗品通入脱气塔1(填料为金属丝网)初馏除去不凝气体，脱气塔1的塔顶循环冷却液的温度为-20℃，塔釜温度为30℃，脱气塔的压力为0.1MPa；将除去不凝气体的后的CF3I粗品通入脱气塔2除去CF3H和C2F5H等气体，脱气塔2(填料为金属丝网)的塔顶循环冷却液的温度为-45℃，塔釜温度为60℃，脱气塔的压力为0.5MPa。经过两次脱气之后的CF3I粗品通入萃取精馏塔，萃取剂为丙酮，按照表1的工艺参数进行萃取精馏，纯度为99.96％的CF3I单体从塔顶回收，塔釜富含八氟-2-丁烯以及少量C2F5I的萃取剂进入解吸塔解吸，解吸塔塔釜的丙酮经冷却后循环使用，解析塔塔顶的八氟-2-丁烯和少量C2F5I分别回收于相对应的收集罐中。表1实施例2将CF3I粗品通入脱气塔1(填料为拉西环)初馏除去不凝气体，脱气塔1的塔顶循环冷却液的温度为-30℃，塔釜温度为40℃，脱气塔的压力为0.3MPa；将除去不凝气体的后的CF3I粗品通入脱气塔2除去CF3H和C2F5H等气体，脱气塔2(填料为拉西环)的塔顶循环冷却液的温度为-40℃，塔釜温度为70℃，脱气塔的压力为0.7MPa。经过两次脱气之后的CF3I粗品通入萃取精馏塔，萃取剂为乙酸甲酯，按照表2的工艺参数进行萃取精馏，纯度为99本文档来自技高网...

【技术保护点】
从三氟碘甲烷粗品混合气体中分离提纯三氟碘甲烷的方法，所述混合气体为以CF3H为原料气相催化法合成CF3I的产物混合物，其中含有三氟甲烷原料，三氟碘甲烷，五氟碘乙烷，八氟丁烯，五氟乙烷，二氧化碳和氧气，其反应方程式如下：该分离提纯方法包括如下步骤：(1)混合气体通过脱气塔1除去不凝气体，再通过脱气塔2除去CF3H和C2F5H，(2)脱气后进入萃取精馏塔精馏，萃取溶剂为酮类溶剂或者乙酸酯溶剂，CF3I单体从塔顶回收，塔釜为富含八氟‑2‑丁烯和C2F5I的萃取剂。

【技术特征摘要】
1.从三氟碘甲烷粗品混合气体中分离提纯三氟碘甲烷的方法，所述混合气体为以CF3H为原料气相催化法合成CF3I的产物混合物，其中含有三氟甲烷原料，三氟碘甲烷，五氟碘乙烷，八氟丁烯，五氟乙烷，二氧化碳和氧气，其反应方程式如下：该分离提纯方法包括如下步骤：(1)混合气体通过脱气塔1除去不凝气体，再通过脱气塔2除去CF3H和C2F5H，(2)脱气后进入萃取精馏塔精馏，萃取溶剂为酮类溶剂或者乙酸酯溶剂，CF3I单体从塔顶回收，塔釜为富含八氟-2-丁烯和C2F5I的萃取剂。2.根据权利要求1所述的方法，所述酮类溶剂为丙酮、甲乙酮或者丁酮；所述乙酸酯为乙酸甲酯、乙酸乙酯或者乙酸丙酯。3.根据权利要求2所述的方法，所述萃取塔中的填料优选为金属英特洛克斯填料、金属鲍尔环颗粒填料或者金属规整填料，萃取塔中液气比为20～0.1:1。4.根据权利要求3所述的方法，所述萃取精馏塔的液体的喷淋温度为-30～50℃；萃取精馏塔的工作压力为0.1～2.0MPa；所述萃取精馏塔的塔顶温度为-40～20℃，塔釜温度优选为20～100℃。5.根据权利要求4所述的方法，所述萃取精馏塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡儒柱，庆飞要，李忠，权恒道，
申请(专利权)人：北京宇极科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11