氢氯酸的纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及氢氯酸的纯化方法以及适用于实施该方法的设备。本发明可特别地用 于对得自催化氟化反应的流出物进行处理的情况。
【背景技术】
[0002] 通过氯化化合物（特别是例如氢氯烃）的氟化来生产氟化化合物（例如氢氟烃） 是已知的。该氟化通常为使用氢氟酸（HF)作为氟化剂的催化氟化。
[0003] 在该类型的反应期间，共同产生了氢氯酸（HCl)。经由蒸馏塔使HCl与产生的其它 气体分离并然后在绝热吸收柱中吸收所述HCl以产生商业类型的HCl溶液是已知的。
[0004] 文献FR1507252描述了在高的温度下且在水的存在下，在活性炭上进行处理的阶 段，以及使用浓的含水氢氯酸进行洗涤的阶段。
[0005] 文献US3353911描述了通过与作为饱和硼酸溶液的吸收剂溶液接触来纯化HF/ HCl气体混合物。
[0006] 然而，在一些情况下，所述用于纯化氢氯酸的已知技术不能够达到所需的HCl纯 度。
[0007] 因此，对于提供用于纯化气体物流中的氢氯酸的改善的方法存在需要。
【发明内容】
[0008] 本发明首先涉及用于处理包含氢氯酸、氢氟酸及氟化/含氧（氧化，oxygenated) 化合物的气体物流的方法，其中，使所述气体物流相继地经历：
[0009] -催化水解阶段；
[0010] -使用酸溶液的洗涤阶段；
[0011] -通过活性炭的杂质吸附阶段；
[0012] -氢氯酸在水性溶液中的绝热或等温吸收阶段，使得能够收集氢氯酸溶液。
[0013] 根据一个实施方案，在活性炭床上实施所述催化水解阶段。
[0014] 根据一个实施方案，在所述洗涤阶段的过程中所用的酸溶液是氢氯酸溶液且优选 源自在所述绝热或等温吸收阶段的结束时所收集的氢氯酸溶液。
[0015] 根据一个实施方案，所述方法额外地包括：
[0016] -使所述氢氯酸溶液与硅胶接触的阶段。
[0017] 根据一个实施方案，所述氟化/含氧化合物包括碳酰二氟、碳酰氯氟、三氟乙酰基 氟和/或三氟乙酸，且优选地，所述气体物流包含至少50mg/l、特别是至少100mg/l、实际上 甚至至少200mg/l的三氟乙酰基氟和/或三氟乙酸。
[0018] 根据一个实施方案，向用于所述洗涤阶段的酸溶液中加入硼酸。
[0019] 根据一个实施方案，所述气体物流是由至少一种氯化化合物产生至少一种氟化化 合物的催化氟化反应得到的物流，所述物流优选在来自所述催化氟化反应的产物物流的蒸 馏出口处收集。
[0020] 根据一个实施方案，在氧气的存在下实施所述催化氟化反应。
[0021] 根据一个实施方案：
[0022] -所述氯化化合物为氯烃、氢氯烃、氯氟烃、氢氯氟烃、氯烯烃、氢氯烯烃、氯氟烯 烃或氢氯氟烯烃，而且，所述氟化化合物为氟烃、氢氟烃、氯氟烃、氢氯氟烃、氟烯烃、氢氟烯 烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；
[0023] -优选地，所述氯化化合物选自1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2, 3-五氯丙烷、 1，1，1，3, 3-五氯丙烷、1，1，2, 2, 3-五氯丙烷、2,3-二氯-1，1，1-三氟丙烷、全氯乙烯、 1，2-二氯乙烯、1，1，2, 3-四氯丙烯、2, 3, 3, 3-四氯丙烯、1，1，3, 3-四氯丙烯、1，3, 3, 3-四氯 丙烯、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、以及它们的混合物；且
[0024] -优选地，所述氟化化合物选自五氟乙烷、1-氯-2, 2-二氟乙烷、1，3, 3, 3-四氟丙 烯、2, 3, 3, 3-四氟丙烯、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、以及它们的混合 物。
[0025] 本发明还涉及氟化化合物的制备方法，包括：
[0026] -氯化化合物和氢氟酸的供给；
[0027] -所述氯化化合物与所述氢氟酸的催化反应以及粗产物物流的收集；
[0028] -所述粗产物物流的分离，优选通过蒸馏，使得能够一方面收取氟化化合物的物流 且另一方面收取主要包含氢氯酸以及较少量的氢氟酸和氟化/含氧化合物的气体物流；
[0029] -所述包含氢氯酸、氢氟酸及氟化/含氧化合物的气体物流的处理，如前所述的那 样。
[0030] 根据一个实施方案，在氧气的存在下实施所述催化反应。
[0031] 根据一个实施方案：
[0032] -所述氯化化合物为氯烃、氢氯烃、氯氟烃、氢氯氟烃、氯烯烃、氢氯烯烃、氯氟烯 烃或氢氯氟烯烃，而且，所述氟化化合物为氟烃、氢氟烃、氯氟烃、氢氯氟烃、氟烯烃、氢氟烯 烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；
[0033] -优选地，所述氯化化合物选自1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2, 3-五氯丙烷、 1，1，1，3, 3-五氯丙烷、1，1，2, 2, 3-五氯丙烷、2,3-二氯-1，1，1-三氟丙烷、全氯乙烯、 1，2-二氯乙烯、1，1，2, 3-四氯丙烯、2, 3, 3, 3-四氯丙烯、1，1，3, 3-四氯丙烯、1，3, 3, 3-四氯 丙烯、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、以及它们的混合物；且
[0034] -优选地，所述氟化化合物选自五氟乙烷、1-氯-2, 2-二氟乙烷、1，3, 3, 3-四氟丙 烯、2, 3, 3, 3-四氟丙烯、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、以及它们的混合 物。
[0035] 本发明还涉及用于处理包含氢氯酸、氢氟酸及氟化/含氧化合物的气体物流的设 备，包括：
[0036] -用于引入包含氢氯酸、氢氟酸及氟化/含氧化合物的气体物流的管道，对催化水 解单元进行给料；
[0037]-洗涤单元，一方面通过用于收集得自所述催化水解单元的经水解的气体物流的 管道且另一方面通过用于引入酸溶液的管道进行给料；
[0038]-包括活性炭床的用于杂质吸附的单元，所述单元通过用于收集得自所述洗涤单 元的经洗涤的气体物流的管道进行给料；
[0039] -用于绝热或等温吸收的单元，一方面通过用于收集得自所述吸附单元的经纯化 或等温的物流的管道且另一方面通过用于引入水性溶液的管道进行给料；
[0040] -位于所述绝热或等温吸收单元的出口处的用于收集氢氯酸溶液的管道。
[0041] 根据一个实施方案，所述催化水解单元包括活性炭床。
[0042] 根据一个实施方案，所述用于引入酸溶液的管道直接来自所述用于收集氢氯酸溶 液的管道，或者，所述用于引入酸溶液的管道不直接来自所述用于收集氢氯酸溶液的管道。 [0043] 根据一个实施方案，所述设备额外地包括：
[0044]-包含硅胶的额外的吸附单元，所述单元通过所述用于收集氢氯酸溶液的管道进 行给料；和
[0045]-用于收集得自所述额外的吸附单元的经纯化的氢氯酸溶液的管道。
[0046] 根据一个实施方案，所述设备包括向所述洗涤单元贡献硼酸溶液。
[0047] 根据一个实施方案，所述用于引入包含氢氯酸、氢氟酸及氟化/含氧化合物的气 体物流的管道来自蒸馏单元，所述蒸馏单元优选地通过位于催化反应器的出口处的用于收 集粗产物的管道进行给料。
[0048] 根据一个实施方案，所述催化反应器通过用于引入氯化化合物的管道及用于引入 氢氟酸的管道进行给料，而且，所述用于收集粗产物的管道输送包含氟化化合物的物流，且 优选地：
[0049]-所述氯化化合物为氯烃、氢氯烃、氯氟烃、氢氯氟烃、氯烯烃、氢氯烯烃、氯氟烯 烃或氢氯氟烯烃，而且，所述氟化化合物为氟烃、氢氟烃、氯氟烃、氢氯氟烃、氟烯烃、氢氟烯 烃、氯氟烯烃或氢氯氟烯烃；
[0050] -更特别地，所述氯化化合物选自1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2, 3-五氯丙烷、 1，1，1，3, 3-五氯丙烷、1，1，2, 2, 3-五氯丙烷、2,3-二氯-1，1，1-三氟丙烷、全氯乙烯、 1，2-二氯乙烯、1，1，2, 3-四氯丙烯、2, 3, 3, 3-四氯丙烯、1，1，3, 3-四氯丙烯、1，3, 3, 3-四氯 丙烯、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、以及它们的混合物；且
[0051] -更特别地，所述氟化化合物选自五氟乙烷、1-氯-2, 2-二氟乙烷、1，3, 3, 3-四氟 丙烯、2, 3, 3, 3-四氟丙烯、2-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯、以及它们的混 合物。
[0052] 根据一个实施方案，所述设备包括向所述催化反应器贡献氧气。
[0053] 本发明使得能够克服现有技术的缺点。其更特别地提供了用于对气体物流中的氢 氯酸进行纯化的改善的方法。
[0054] 这借助于采用三个相继的气体物流处理阶段（即，催化水解阶段、洗涤阶段及在 活性炭上的吸附阶段，其发生在产生氢氯酸浓溶液的绝热或等温吸收阶段之前）而实现。
[0055] 本发明基于本发明人的如下证明：在蒸馏塔顶端处收取的气体HCl可被少量的游 离HF(其由于与轻质氟化化合物的共沸物而被夹带）以及被氟化/含氧化合物（例如碳酰 二氟（COF 2)、碳酰氯氟（COFCl)和三氟乙酰基氟（CF3COF))污染。
[0056] 这些化合物尤其是在待处理的气体物流得自于氧气的存在下实施的氟化反应时 产生。
[0057] 这些化合物是高度有毒的且是可水解的。因此，它们能够释放出HF(在水中的绝 热或等温吸收阶段期间尤其如此），从而以HF污染了所获得的HCl溶液。此外，三氟乙酰基 氟在其水解期间产生三氟乙酸（或TFA)，该化合物是有害的。
[0058] 本发明使得能够从与HCl混合的HF中分离出HCl，而且，能够从前述氟化/含氧化 合物中分