本发明涉及化学技术领域，尤其涉及从全氟辛酸电解副产物中提取氟碳素溶剂的方法。
背景技术：
高品质氟碳素溶剂具有高稳定性、溶解能力强的特点，其被广泛应用于精密电子、仪器、设备、高密大容量光盘、手机通讯工具等的清洗干燥领域，具有广阔的市场前景。
氟碳素溶剂是全氟辛酸生产过程中产生的一种电解副产物，工业上采用辛酰氯与氟化氢电解生产全氟辛酸，但在电解过程中常伴随一些副反应，其产生的副产物主要为全氟环氧醚、全氟庚烷等，其中主要反应机理如下：
主反应：
(1)电解工序
2hf→h2+f2
(2)氟化反应
c7h15cocl+15f2→c7f15cof+14hf+hcl
(3)中和反应
c7f15cof+2naoh→c7f15coona+naf+h2o
naoh+hf→naf+h2o
(4)酸化反应
c7f15coona+h2so4→c7f15cooh+na2so4
副反应：
(1)电解环化生成全氟2-正丁基四氢呋喃
(2)电解环化生成全氟2-正丙基戊环醚
(3)辛酰氯在少量水存在下，氟化脱羧生产全氟庚烷
c7h15cocl+h2o+16f2→c7f16+co2+hcl+16hf
在电解结束后，通常采用酸化、碱洗、萃取等方法从电解液中提取全氟辛酸产品，剩余的副产物往往作为“三废”通过焚烧处理掉，资源化利用价值不高。但是，近年来，随着环境保护意识的不断增强和资源短缺凸显，人们开始重视和开展全氟辛酸电解副产物氟碳混合物的分离精制工作，目前，全国生产全氟辛酸的厂家主要将氟碳粗品直接作为氟碳素溶剂销售，或者通过简单的水洗和蒸馏后作为产品销售，由于存在大量杂质，不能用于精密电子、仪器、设备、高密大容量光盘、手机通讯工具的清洗，只能部分应用于一般清洗和溶剂场合，限制了氟碳素溶剂的使用领域。
目前，尚无氟碳素溶剂精细提纯方法的公开报道。
技术实现要素：
本发明的目的就是针对现有技术存在的全氟辛酸电解副产物利用率不高，提纯不彻底的缺陷，提供一种分离提纯的方法，对背景技术部分提及的全氟辛酸工业化生产方法产生的含有全氟-2-正丁基四氢呋喃、全氟-2-正丙基戊环醚、全氟庚烷及少量水分等的氟碳混合 物(全氟辛酸电解副产物)进行分离提纯处理，该方法处理得到的氟碳素溶剂纯度高、品质好、资源利用率高。
本发明的技术方案之一是：从全氟辛酸电解副产物中提取氟碳素溶剂的方法，包括如下步骤：
(1)碱解：向全氟辛酸电解副产物中加入碱性物质，进行碱解反应；
(2)水洗并干燥：水洗碱解反应液至水层ph至为7-8，得粗氟碳素溶剂，干燥除去所述粗氟碳溶剂中的水分；
(3)蒸馏：蒸馏干燥后的粗氟碳溶剂，并取85-102℃温度区间的馏分即得。
本发明首先对全氟辛酸电解副产物进行碱解反应，碱解反应能够除去电解副产物中的酸性物质，其中，所述碱性物质可选自有机碱或无机碱，无机碱可选自氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾中的一种或几种，有机碱可选自叔丁醇钾、叔丁醇钠中的一种或几种，本发明优选采用有机碱，进一步优选采用叔丁醇钾作为碱解物质。所述碱性物质的加入量为全氟辛酸电解副产物重量的1-5％，与采用无机碱相比，在对全氟辛酸电解副产物进行碱解反应时采用有机碱更有利于确保中和反应的充分进行，从而确保终产品的品质。
优选地，将所述碱性物质配制成浓度5-40％的水溶液加入全氟辛酸电解副产物中，所述浓度优选为10-20％。
进一步优选地，所述碱解反应的条件为：温度20-50℃，反应时间1-5h；进一步优选为：温度30-40℃，反应时间3-4h。
所述碱解反应优选在搅拌条件下进行。
碱解之后，通过水洗去除碱解过程中产生的水溶性物质，进一步除去溶剂中的杂质。水洗可采用工业水、无离子水或蒸馏水进行，优选为无离子水。无离子水加入量优选为碱解反应液重量的1-2倍。水洗次数一般为3-8次。
水洗后采用分子筛或活性炭除去所述粗氟碳溶剂中的水分，优选采用分子筛，进一步优选分子筛的用量为所述粗氟碳溶剂重量的10-20％。此外，使用分子筛或活性炭对溶剂进行处理还具有脱色的作用，能够进一步提供溶剂的品质。
水洗后采用蒸馏手段进一步提纯溶剂，所述蒸馏可在常压条件下进行也可在减压条件下进行，本发明优选采用常压蒸馏方式，常压精馏能够成功地实现溶剂的提纯，且能耗小。
优选地，蒸馏的回流比为(1.5-2.5)：1，进一步优选为2:1。
为了进一步提高终产品的品质，本发明所述方法还包括对蒸馏后的产物进行过滤的步骤，过滤能够进一步除去溶剂中的悬浮物和机械杂质。
优选地，所述过滤采用碱性白土、酸性白土、硅藻土、高岭土中的一种或多种作为过滤介质，进一步优选为硅藻土。
优选地，过滤介质的用量为产物重量的5-20％，进一步优选为5-10％。
优选地，所述过滤为加压过滤，过滤压力为1-4kgf/cm2，进一步优选为1.5-2.5kgf/cm2。
采用上述条件能够理想地除去溶剂中的悬浮物和机械杂质，使得溶剂更加澄清，品质更好。
本发明的技术方案之二是：一种氟碳素溶剂，所述氟碳素溶剂是通过上述任意一种方法制备得到的。
优选地，所述氟碳素溶剂中包括全氟-2-正丁基四氢呋喃、全氟-2-正丙基戊环醚、全氟庚烷组分。
进一步优选地，所述氟碳素溶剂的沸程(101.3kpa)为85-102℃，水分含量≤50ppm，ph值7-7.5。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本发明各较佳实施例。
经过上述处理，制备得到的氟碳素溶剂不含有酸性物质、机械杂质和水分，产品纯度高，品质高，稳定性好，能够用于精密电子、设备、仪器、高密大容量光盘、收集通讯工具等的清洗干燥，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中涉及到的试剂或物质均可市购获得，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。本发明中涉及到的百分含量如无特殊说明均为质量百分含量。实施例中涉及到的全氟辛酸电解副产物是通过如下方法得到的：以辛酰氯和氟化氢为原料，电解产生全氟辛酸，电解结束后，采用酸化、碱洗、萃取方法从电解液中提取全氟辛酸产品，剩余的液体即为全氟辛酸电解副产物，其内主要含有全氟-2-正丁基四氢呋喃、全氟-2-正丙基戊环醚、全氟庚烷有效成分和其他杂质。
实施例1
从全氟辛酸电解副产物中提取氟碳素溶剂的方法，包括如下步骤：
(1)碱解：取200kg全氟辛酸电解副产物，向其中加入浓度为10％的氢氧化钠水溶液20kg，于30℃，搅拌状态下反应4h；
(2)水洗：向碱解反应液中加入反应液重量1.5倍的无离子水水洗，重复水洗5次，测得水层ph值为7.5，弃去水层即得粗氟碳溶剂；
(3)干燥：向粗氟碳溶剂中加入其重量20％的分子筛，搅拌状态下干燥12h，分离得到不含水的粗氟碳混合物；
(4)蒸馏：将得到的粗制氟碳加入精馏塔塔釜，实施常压精馏，控制回流比为2:1，截取收集80-100℃温度区间的馏分；
(5)过滤：将收集到的馏分加入水平叶片过滤机，加入馏分重量5％的硅藻土启动精密过滤装置，控制过滤压力为2.5kgf/cm2，实 施过滤操作，收集清澈透明的滤液，得到180kg氟碳素溶剂成品。
实施例2
从全氟辛酸电解副产物中提取氟碳素溶剂的方法，包括如下步骤：
(1)碱解：取200kg全氟辛酸电解副产物，向其中加入浓度为20％的叔丁醇钾水溶液40kg，于30℃，搅拌状态下反应3h；
(2)水洗：向碱解反应液中加入反应液重量1.5倍的无离子水水洗，重复水洗6次，测得水层ph值为7.5，弃去水层即得粗氟碳溶剂；
(3)干燥：向粗氟碳溶剂中加入其重量20％的分子筛，搅拌状态下干燥24h，分离得到不含水的粗氟碳混合物；
(4)蒸馏：将得到的粗制氟碳加入精馏塔塔釜，实施常压精馏，控制回流比为2:1，截取收集85-100℃温度区间的馏分；
(5)过滤：将收集到的馏分加入水平叶片过滤机，加入馏分重量10％的硅藻土启动精密过滤装置，控制过滤压力为2.5kgf/cm2，实施过滤操作，收集清澈透明的滤液，得到175kg氟碳素溶剂成品。
实施例3
从全氟辛酸电解副产物中提取氟碳素溶剂的方法，包括如下步骤：
(1)碱解：取200kg全氟辛酸电解副产物，向其中加入浓度为20％的叔丁醇钾水溶液20kg，于30℃，搅拌状态下反应2h；
(2)水洗：向碱解反应液中加入反应液重量1.5倍的无离子水水洗，重复水洗5次，测得水层ph值为7，弃去水层即得粗氟碳溶剂；
(3)干燥：向粗氟碳溶剂中加入其重量10％的分子筛，搅拌状态下干燥24h，分离得到不含水的粗氟碳混合物；
(4)蒸馏：将得到的粗制氟碳加入精馏塔塔釜，实施常压精馏， 控制回流比为2:1，截取收集88-100℃温度区间的馏分；
(5)过滤：将收集到的馏分加入水平叶片过滤机，加入馏分重量5％的硅藻土启动精密过滤装置，控制过滤压力为2kgf/cm2，实施过滤操作，收集清澈透明的滤液，得到185kg氟碳素溶剂成品。
实施例4
该实施例的操作同实施例1，其区别仅在于：步骤(5)中，过滤介质为高岭土。
实施例5
该实施例的操作同实施例1，其区别仅在于：步骤(3)中，向粗氟碳溶剂中加入其重量15％的活性炭除水，除水时间为20h。
经检测，实施例1得到的氟碳素溶剂的技术指标为：
(1)外观：无色透明液体，无机械杂质
(2)沸程(101.3kpa)：88～102℃
(3)水分含量(ppm)：26
(4)ph值：7.0
实施例2得到的氟碳素溶剂的技术指标为：
(1)外观：无色透明液体，无机械杂质
(2)沸程(101.3kpa)：90～100℃
(3)水分含量(ppm)：28
(4)ph值：7.3
实施例3得到的氟碳素溶剂的技术指标为：
(1)外观：无色透明液体，无机械杂质
(2)沸程(101.3kpa)：92～100℃
(3)水分含量(ppm)：30
(4)ph值：7.2
实施例4得到的氟碳素溶剂的技术指标为：
(1)外观：无色透明液体，无机械杂质
(2)沸程(101.3kpa)：88～102℃
(3)水分含量(ppm)：26
(4)ph值：7.0
实施例5得到的氟碳素溶剂的技术指标为：
(1)外观：无色透明液体，无机械杂质
(2)沸程(101.3kpa)：88～102℃
(3)水分含量(ppm)：25
(4)ph值：7.0
实施例1-5制备得到的氟碳素溶剂品质好，可用于精密电子、仪器、设备、高密大容量光盘、收集通讯工具等的清洗干燥。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。