一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法技术

本发明专利技术涉及一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法，将釜残经过稀释搅拌—酸碱中和—固液分离—酸化反应，其中分离得到的固体可以用作陶瓷、涂料、肥料等，分离得到的清液经过喷雾干燥得固体盐，在反应器中与浓硫酸进行酸化反应，回收制得高附加值的三氟甲磺酸产品。本发明专利技术提供的方法工艺操作简单，能够充分利用釜残生产出高附加值产品，解决环保问题的同时，还能给企业带来一定的经济效益。还能给企业带来一定的经济效益。还能给企业带来一定的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法


[0001]本专利技术涉及三氟甲磺酸酐制备
，尤其涉及一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法。

技术介绍

[0002]三氟甲磺酸酐作为超强酸三氟甲磺酸的酸酐,氧化还原极为稳定。广泛应用于塑料加工工业、制药工业、维生素的合成以及糖工业。此外,三氟甲磺酸酐也是药物合成及农业化学药剂的中间体,用途极为广泛,其衍生物三氟甲基磺酸锂是锂电池的重要原料之一。
[0003]工业上制备三氟甲磺酸酐的方法，一般以三氟甲磺酸和五氧化二磷为原料，制备得到产品三氟甲磺酸酐，为了提高三氟甲磺酸的转化利用率，一般会使用相对过量的五氧化二磷，则导致产生粘稠的副产物焦磷酸，大量副产物焦磷酸将少量三氟甲磺酸及三氟甲磺酸酐包覆起来，沸程较高，一般减压蒸馏的方法使它们难以得到分离。为了改善过量五氧化二磷的加入，造成副产物过多，影响制备效率和产品转化率，专利CN111689878A提供了一种以三氟甲磺酸和五氧化二磷为原料制备三氟甲磺酸酐的方法，其采用过量的三氟甲磺酸，避免大量的焦磷酸的产生，提高制备效率和原料整体转化率。专利CN101291906A公开了一种提供了一种以三氟甲磺酸和五氧化二磷为原料制备三氟甲磺酸酐的方法，为了避免副产物焦磷酸的产生影响反应进程和产物收率，通入过量的三氟甲磺酸。但是两篇技术文件依然无法避免大量的酸性物质产生。
[0004]在化工生产过程中会不可避免的产生许多釜残，类似沥青一样的高粘度流体，其主要成分较为复杂，有的釜残存在会影响反应进程，但是大部分釜残是可以通过一些技术方法分离回收利用的，部分釜残分离出的产品可以直接给企业带来经济效益。工业上采用三氟甲磺酸和五氧化二磷为原料制备得到产品三氟甲磺酸酐，其釜残主要为焦磷酸(H4P2O7)、三氟甲磺酸(CF3SO3H)和少量未分馏的三氟甲磺酸酐((CF3SO2)2O)等，这些强酸性废物难以处理，是环保一大难题。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
中以三氟甲磺酸和五氧化二磷为原料制备得到产品三氟甲磺酸酐产生的釜残影响反应进程，污染环境的问题，本专利技术提出的一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法。
[0006]本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]S1.稀释搅拌
[0008]在混合稀释设备中，将釜残与水混合搅拌得到稀释液；
[0009]S2.酸碱中和
[0010]在稀释液中加入碱进行中和反应，通入冷却水降温；
[0011]S3.固液分离
[0012]将S2得到的物料进行固液分离，得到的固体进一步干燥；
[0013]S4.酸化反应
[0014]S3分离的清液经过喷雾干燥得三氟甲磺酸盐，在反应器中与浓硫酸进行酸化反应，减压蒸馏，回收三氟甲磺酸产品。
[0015]优选的，在步骤S1中，所述水为去离子水，所述水与釜残的质量比为0.2～0.6:1，所述加水时釜残温度≤60℃，且压力为常压0.1MPa；
[0016]优选的，在步骤S2中，中和反应采用的设备为带搅拌夹套装置且具备降温功能，所述中和反应的时间为0.5～2h,所述中和反应的压力为常压0.1MPa，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化钡中的一种，碱质量浓度为30％～60％，所述的碱与磷酸反应生成磷酸盐沉淀，工业上用作陶瓷、涂料、肥料等，可以给企业带来一定的经济效益；
[0017]优选的，在步骤S2中，所述反应温度≤80℃，防止温度过高导致磷酸分解或挥发，且压力为常压0.1MPa，所述反应后溶液pH值为8～10，此时PO4‑
全部反应生成磷酸盐沉淀，所述通入冷却水降温至40℃以下。
[0018]优选的，在步骤S4中，所述浓硫酸的当量浓度为98％～105％；所述浓硫酸与三氟甲磺酸盐摩尔比为3～7:1，所述酸化反应时间为1～3h。
[0019]优选的，在步骤S4中，所述减压蒸馏系统压力为
‑
0.09MPa～
‑
0.1MPa，所述三氟甲磺酸的气相温度为80℃～140℃。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021](1)本专利技术操作工艺简单，易于工业化大量处理制备三氟甲磺酸酐过程中产生的釜残；
[0022](2)本专利技术可以有效去除釜残中的焦磷酸等，通过中和反应，过滤得到的沉淀磷酸盐可以在工业上用作陶瓷、涂料、肥料等，解决环保问题的同时，可以给企业增加一定经济收益；
[0023](3)本专利技术中固液反应得到的清液干燥后进一步酸化，得到的三氟甲磺酸可以回收利用，降低生产成本。
附图说明
[0024]图1为焦磷酸釜残处理工艺；
[0025]图2为三氟甲磺酸产品核磁F谱；
[0026]图3为三氟甲磺酸产品核磁H谱。
具体实施方式
[0027]为更进一步阐述本专利技术为实现预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图1～3及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0028]实施例1～3
[0029]如表1，实施例1～3的主要区别在于工艺参数不同，下面以实施例1为例说明。
[0030]实施例1提供了一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法，包括以下步骤：
[0031]S1.稀释搅拌；在釜残温度≤60℃，压力为常压的情况下，在混合稀释设备中，将釜残与去离子水进行混合稀释，涉及的反应为H4P2O7+H2O
→
H3PO4，且水与釜残重量比为0.2:1，
充分搅拌后釜残溶解为流动性较好的液体，混合物中包覆的三氟甲磺酸酐与水反应生成三氟甲磺酸，发生的化学反应式为(CF3SO2)2O+H2O
→
CF3SO3H；
[0032]S2.酸碱中和；在反应温度≤80℃，压力为常压的情况下，在带搅拌夹套具备降温的设备中加入氢氧化钙进行中和反应1～3h，其中氢氧化钙的质量分数为30％～60％并开启搅拌，通入冷却水降温至40℃以下，发生的化学反应为H3PO4+Ca(OH)2→
Ca3(PO4)2↓
+H2O，反应后pH值为8；
[0033]S3.固液分离；在固液分离设备中，将上一步得到的物料进行固液分离并进一步干燥得磷酸盐，工业上用作陶瓷、涂料、肥料等；
[0034]S4.酸化反应；在(
‑
0.09～
‑
0.1)MPa的系统压力下，将上一步分离的清液经过LPG
‑
50型喷雾干燥制得固体盐，在K1000L反应器(材质SUS31603)中固体盐与98％的浓硫酸进行酸化反应，浓硫酸与三氟甲磺酸盐摩尔比为3:1，回收气相温度为80℃～90℃的三氟甲磺酸产品，其涉及的反应为CF3SO3H+Ca(OH)2→
Ca(CF3SO3)2+H2O和Ca(CF3SO3)2+H2SO4→
CF3SO3H+CaSO4↓
。
[0035]表1处理釜残的工艺采参数
[0036][0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法，其特征在于：所述釜残为焦磷酸、三氟甲磺酸和未分馏的三氟甲磺酸酐，所述方法包括以下步骤：S1.稀释搅拌在混合稀释设备中，将釜残与水混合搅拌得到稀释液；S2.酸碱中和在稀释液中加入碱进行中和反应，通入冷却水降温；S3.固液分离将S2得到的物料进行固液分离，得到的固体进一步干燥；S4.酸化反应S3分离的清液经过喷雾干燥得三氟甲磺酸盐，在反应器中与浓硫酸进行酸化反应，减压蒸馏，回收三氟甲磺酸产品。2.根据权利要求1所述的一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法，其特征在于：在步骤S1中，所述水为去离子水，所述水与釜残的质量比为0.2～0.6:1，所述加水时釜残温度≤60℃，且压力为常压。3.根据权利要求1所述的一种对三氟甲磺酸酐制备中釜残的综合处理方法，其特征在于：在步骤S2中，中和反应采用的设备需带搅拌夹套装置且具备降温功能，所述中和反应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕灵华，申永明，武超辉，郑秋艳，胡帅，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：