专利名称：五氟乙烷的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种五氟乙烷(HFC125)的制备方法。
背景技术：
五氟乙烷(HFC125)的臭氧破坏系数为0，是目前用作二氟一氯甲烷(HCFC22)的替代品，广泛应用于制冷领域的氟化合物。目前全球年产量为6万吨左右；二氟一氯乙烷(HCFC142b)作为第二批受限的ODS物质，其用途逐渐受到限制。本工艺从二氟一氯乙烷出发，然后生成二氟三氯乙烷，五氯乙烷进入液相氟化得到五氟乙烷。避免了四氯乙烯或四氟乙烯为主要原料的工艺路线，充分利用了现有的HCFC142b装置的生产能力，将逐步被淘汰的氢氯氟烃转化为环保的氢氟烃，为五氟乙烷的制备提供了新的工艺路线，实现了经济效益与环境效益的双赢。如文献 US5399549、CN1035812、CN1308596、CN1273577、US5300711、US5300710等均为以四氯乙烯或四氟乙烯为主要原料的工艺路线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种五氟乙烷(HFC125)的制备方法，其采用全新的工艺路线以二氟一氯乙烷为基础原料，克服现有制造厂商和文献存在的缺陷。为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是一种五氟乙烷的制备方法，其包括以下步骤I) 二氟三氯乙烷的合成制备将二氟一氯乙烷与氯气在紫外光催化下，在100 160°C的温度下加成反应，获得二氟三氯乙烷，其中二氟以氯乙烷和氯气的摩尔比例为氯气二氟一氯乙烷=2. O 2. 5 1，反应压力为常压，停留时间为5 7秒。加成反应通式如下CH3-CF2C1+2C12= = HCC12-CF2C1+2HC1优选的反应温度为120 150°C。二氟一氯乙烷和氯气优选的摩尔比例为氯气二氟一氯乙烷=2. 2 2. 4 I。2) 二氟三氯乙烷与氟化氢在140 200°C液相催化反应，获得五氟乙烷，其中二氟三氯乙烷和氟化氢的摩尔比为二氟三氯乙烷氟化氢=I : 4 10。反应压力为2. I
2.4MPa，反应的催化剂为氟化钴与氟化锑的混合物。反应通式如下HCC12-CF2C1+3HF= = HCF2CF3 (HFC125) +3HC1优选的液相催化反应的温度为150 180°C。二氟三氯乙烷和氟化氢优选的摩尔比为二氟三氯乙烷氟化氢=I 5 8。本发明整个工艺过程由二氟一氯乙烷生成二氟三氯乙烷，由二氟三氯乙烷得到五氟乙烷(HFC125)。从而避免了从四氟乙烯或四氯乙烯为原料路线，致使整个工艺生产的原料成本或操作成本大幅下降。
具体实施例方式在以下实施例中产物的检测工具采用安捷伦6890N/5937(GC/MS)气相色谱/质谱联用仪。实施例I在0 40 X 4000石英管式反应器至紫外光下，管内升温至120°C，准备开始投料反应。二氟一氯乙烷与氯气混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2550克/小时，氯气的投料速率为3596克/小时。二氟一氯乙烷与氯气在管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小时的收料量为3911克，二氟三氯乙烷的收率为90. 94%。
在带搅拌的5L不锈钢釜式反应器内装填5. 5克由氟化钴和氟化锑组成的催化剂。反应釜连接回流装置，系统用N2置换3次，然后加入氟化氢6390克。开始搅拌并加热反应器到140°C。向反应器内通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通过冷凝器收集产生的五氟乙烷直到不再有冷凝液体产生。收集到的五氟乙烷经过水碱洗干燥精馏得到纯度为99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量为2195克，收率为91. 5%。实施例2在0 40 X 4000石英管式反应器至紫外光下，管内升温至100 V，准备开始投料反应。二氟一氯乙烷与氯气混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2550克/小时，氯气的投料速率为3953克/小时。二氟一氯乙烷与氯气在管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小时的收料量为4158克，二氟三氯乙烷的收率为96. 68%。在带搅拌的5L不锈钢釜式反应器内装填5. 5克由氟化钴和氟化锑组成的催化剂。反应釜连接回流装置，系统用N2置换3次，然后加入氟化氢1994克。开始搅拌并加热反应器到150°C。向反应器内通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通过冷凝器收集产生的五氟乙烷直到不再有冷凝液体产生。收集到的五氟乙烷经过水碱洗干燥精馏得到纯度为99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量为2249克，收率为93. 7%。实施例3在0 40 X 4000石英管式反应器至紫外光下，管内升温至160 V，准备开始投料反应。二氟一氯乙烷与氯气混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2550克/小时，氯气的投料速率为4335克/小时。二氟一氯乙烷与氯气在管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小时的收料量为4014克，二氟三氯乙烷的收率为93. 33%。在带搅拌的5L不锈钢釜式反应器内装填5. 5克由氟化钴和氟化锑组成的催化剂。反应釜连接回流装置，系统用N2置换3次，然后加入氟化氢3180克。开始搅拌并加热反应器到180°C。向反应器内通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通过冷凝器收集产生的五氟乙烷直到不再有冷凝液体产生。收集到的五氟乙烷经过水碱洗干燥精馏得到纯度为99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量为2344克，收率为97. 7%。实施例4在0 40 X 4000石英管式反应器至紫外光下，管内升温至150°C，准备开始投料反应。二氟一氯乙烷与氯气混合后，投入管式反应器，二氟一氯乙烷投料速率为2550克/小时，氯气的投料速率为4503克/小时。二氟一氯乙烷与氯气在管式反应器中的生成物直接经过水碱洗后，精馏得到纯度为99. 0%二氟三氯乙烷。二氟三氯乙烷每小时的收料量为3989克，二氟三氯乙烷的收率为92. 75%。在带搅拌的5L不锈钢釜式反应器内装填5. 5克由氟化钴和氟化锑组成的催化剂。反应釜连接回流装置，系统用N2置换3次，然后加入氟化氢3988克。开始搅拌并加热反应器到200°C。向反应器内通入二氟三氯乙烷3390克，保持回流。通过冷凝器收集产生的五氟乙烷直到不再有冷凝液体产生。收集到的五氟乙烷经过水碱洗干燥精馏得到纯度为99. 7%的五氟乙烷。五氟乙烷的收料量为2209克，收率为92.0%。上述实 施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.ー种五氟こ烷的制备方法，其特征在于包括以下步骤 1)ニ氟三氯こ烷的合成制备将ニ氟一氯こ烷与氯气在紫外光催化下，在100 160°C的温度下加成反应，获得ニ氟三氯こ烷，其中二氟以氯こ烷和氯气的摩尔比例为氯气ニ氟ー氯こ烷=2. O 2. 5 I ； 2)ニ氟三氯こ烷与氟化氢在140 200°C液相催化反应，获得五氟こ烷，其中二氟三氯こ烷和氟化氢的摩尔比为ニ氟三氯こ烷氟化氢=I 4 10。
2.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤I)中，加成反应的温度为120 150°C。
3.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤I)中，ニ氟一氯こ烷和氯气的摩尔比例为氯气ニ氟ー氯こ烷=2. 2 2. 4 I。
4.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤I)中，反应压カ为常压，反应停留时间为5 7秒。
5.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤2)中，液相催化反应的温度为150 180°C。
6.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤2)中，ニ氟三氯こ烷和氟化氢的摩尔比为ニ氟三氯こ烷氟化氢=I 5 8。
7.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤2)中，反应压カ为2. I 2. 4MPa。
8.根据权利要求I所述的五氟こ烷的制备方法，其特征在干在所述步骤2)中，反应的催化剂为氟化钴与氟化锑的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种五氟乙烷(HFC125)的制备方法，包括由二氟一氯乙烷与氯气在紫外光催化下加成反应制备二氟三氯乙烷的制备步骤、二氟三氯乙烷在催化剂催化下与氟化氢反应生成五氟乙烷(HFC125)步骤，本发明整个工艺过程避免了从四氟乙烯或四氯乙烯为原料路线，致使整个工艺生产的原料成本或操作成本大幅下降。
文档编号C07C19/08GK102617271SQ201210054840
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者司林旭, 张平忠, 张建平, 顾和祥 申请人:常熟三爱富氟化工有限责任公司