本发明属于含氟有机化合物制备
技术领域：
，涉及高纯三氟碘甲烷的制备方法。
背景技术：
：三氟碘甲烷是全氟碘代烷烃中最重要的一种产品，在灭火、制冷、有机合成、半导体刻蚀、电气绝缘等领域有着广泛应用前景。一般工业品三氟碘甲烷纯度在95～99％，其中包含多种无机和有机杂质，而当三氟碘甲烷作为电子刻蚀气体使用，或用于电气绝缘领域时，其所含有的杂质种类及数量对于下游产品性能有着决定性的影响，因此需要控制三氟碘甲烷中的各杂质含量，提高产品纯度。对于三氟碘甲烷的提纯方法目前公开报道较少，专利201710631402.5报道了一种三氟碘甲烷的分离提纯工艺，该方法采用萃取精馏的方式对三氟碘甲烷进行提纯，利用三氟碘甲烷和杂质在萃取剂中溶解度的差异实现目标产品的精制，采用该方法可得到纯度大于99.9％的三氟碘甲烷纯品。然而，该专利对于最终产品中的无机杂质的含量并没有明确说明，如n2、o2、h2o、hf、co2等。这些无机杂质的存在对半导体刻蚀和电气绝缘行业有着重要影响，尤其是h2o含量往往需要小于50ppmv，而hf含量需要小于1ppmw，因此需要开发一种新的提纯工艺，使三氟碘甲烷中有机和无机杂质含量满足半导体刻蚀和电气绝缘行业要求。技术实现要素：本发明要解决的技术问题在于，填补高纯三氟碘甲烷制备技术的空白，提供一种工艺流程简单，操作过程易于控制的提纯工艺。本发明采用的技术方案如下：一种制备高纯三氟碘甲烷的方法，采用如下顺序步骤：1)在密闭环境的条件下，将原料三氟碘甲烷在气相条件下进入吸附柱除去水以及部分有机杂质；2)三氟碘甲烷经过吸附后引入精馏塔，进行间歇精馏，塔顶放空除去c1-c5的卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃、氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳杂质后，再收集纯度大于99.99％的高纯三氟碘甲烷灌装保存；其中吸附柱中吸附剂为硅胶、活性氧化铝、活性炭、碳分子筛、a型分子筛、x型分子筛、y型分子筛、zsm-5型分子筛。其中吸附柱采用两级串联，吸附剂优选硅胶、活性氧化铝、碳分子筛、a型分子筛。所述步骤1)中吸附工艺条件：温度为-20～50℃，压力为-0.1～0.2mpa，气体流量为10～1000g/h。优选温度为0-30℃，压力为0～0.1mpa，气体流量为500～800g/h。所述步骤1)中空速为10～300h-1。空速为单位时间内、单位体积吸附剂所处理的气体量，空速＝气体流量(l/h)/吸附剂量(l)所述步骤2)中精馏温度-50～20℃。所述步骤2)中精馏温度优选-25～10℃。所述步骤2)中塔顶放空速度为0.1～10l/min，放空时间5-60min。优选塔顶放空速度为0.1～3l/min,放空时间10-30min。；所述原料三氟碘甲烷纯度为95-99％。步骤2)中的灌装保存为利用隔膜压缩机将高纯三氟碘甲烷加压液化灌装于铝合金容器中。本发明的提纯工艺，采用二级吸附除去水以及部分有机杂质，再采用低温精馏的方式，将无机气体和低沸点气体放空除去，再收集99.99％的高纯三氟碘甲烷，其中h2o含量低于30ppmv，hf含量低于1ppmw，符合半导体刻蚀和电气绝缘行业要求。有益效果1.本发明所述制备方法工艺合理简单，易于操作，无污染物排放，属于闭环体系；2.本发明所述制备工艺稳定可靠，适合大规模工业化生产。附图说明图1为高纯三氟碘甲烷制备工艺流程图具体实施例下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。如图1所示，原料三氟碘甲烷经过吸附塔1#和吸附塔2#后，除去了水以及部分有机杂质，将经吸附的三氟碘甲烷导入精馏塔中，塔顶放空除去c1-c5的卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃、氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳杂质后，再收集纯度大于99.99％的高纯三氟碘甲烷于储气罐中，最后利用隔膜压缩机将高纯三氟碘甲烷加压液化灌装于铝合金容器中。本发明所使用三氟碘甲烷粗品中各杂质含量如下表：表1三氟碘甲烷粗品杂质含量实施例1原料三氟碘甲烷在10℃，0mpa的条件下，以140g/h流量进入两级吸附柱，一级吸附柱中装填硅胶吸附剂，二级吸附柱中装填3a分子筛吸附剂，除去大部分水及部分有机杂质；吸附后引入精馏塔，在-10～0℃下进行间歇精馏，塔顶放空流量为0.3l/min，放空时间30min，检测塔顶产物纯度达到99.99％以上，将产物排入储气罐中，用隔膜压缩机充装进入钢瓶。实施例2原料三氟碘甲烷在20℃，0.1mpa的条件下，以200g/h流量进入两级吸附柱，一级吸附柱中装填活性氧化铝吸附剂，二级吸附柱中装填5a分子筛吸附剂，除去大部分水及部分有机杂质；吸附后引入精馏塔，在-15～-10℃下进行间歇精馏，塔顶放空流量为0.5l/min，放空时间20min，检测塔顶产物纯度达到99.99％以上，将产物排入储气罐中，用隔膜压缩机充装进入钢瓶。实施例3原料三氟碘甲烷在-10℃，-0.05mpa的条件下，以70g/h流量进入两级吸附柱，一级吸附柱中装填硅胶吸附剂，二级吸附柱中装填10x分子筛吸附剂，除去大部分水及部分有机杂质；吸附后引入精馏塔，在-21～-16℃下进行间歇精馏，塔顶放空流量为0.8l/min，放空时间10min，检测塔顶产物纯度达到99.99％以上，将产物排入储气罐中，用隔膜压缩机充装进入钢瓶。实施例4原料三氟碘甲烷在30℃，0.05mpa的条件下，以500g/h流量进入两级吸附柱，一级吸附柱中装填活性炭吸附剂，二级吸附柱中装填碳分子筛吸附剂，除去大部分水及部分有机杂质；吸附后引入精馏塔，在-25～-18℃下进行间歇精馏，塔顶放空流量为0.1l/min，放空时间30min，检测塔顶产物纯度达到99.99％以上，将产物排入储气罐中，用隔膜压缩机充装进入钢瓶。实施例5原料三氟碘甲烷在25℃，0.2mpa的条件下，以300g/h流量进入两级吸附柱，一级吸附柱中装填硅胶吸附剂，二级吸附柱中装填13x分子筛吸附剂，除去大部分水及部分有机杂质；吸附后引入精馏塔，在-20～-15℃下进行间歇精馏，塔顶放空流量为0.3l/min，放空时间30min，检测塔顶产物纯度达到99.99％以上，将产物排入储气罐中，用隔膜压缩机充装进入钢瓶。各实施例实验结果见表2表2各实施例实验结果指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5h2o18.5ppmv9.8ppmv22.1ppmv25.6ppmv19.3ppmvn2+o222ppmv15ppmv28ppmv17ppmv20ppmvco22.3ppmv4.3ppmv5.5ppmv4.1ppmv2.5ppmvco1.5ppmv2.2ppmv2.4ppmv4.2ppmv3.1ppmv2h-九氟丁烷12.3ppmv10.9ppmv14.6ppmv18.9ppmv17.1ppmv全氟-2-丁烯9.5ppmv9.0ppmv7.2ppmv6.5ppmv8.1ppmv六氟-1,3-丁二烯2.1ppmv3.3ppmv4.1ppmv6.5ppmv3.5ppmv全氟丙烷15.1ppmv16.3ppmv20.1ppmv11.2ppmv18.2ppmvhf0.5ppmw0.3ppmw0.3ppmw0.7ppmw0.5ppmw●he离子色谱检测限最低为10ppbv由以上实施例数据可知，采用该工艺可将工业品三氟碘甲烷纯度由97.8％提高至99.99％以上。同时h2o含量低于30ppmv，hf含量低于1ppmw，符合半导体刻蚀和电气绝缘行业要求。当前第1页12