专利名称：全氟三丁胺的工业化制备方法
技术领域：
本发明涉及全氟三丁胺的一种工业化制备方法。
目前，该产品只能在试验室进行小试，还没有研究出适合工业化生产要求的制备工艺。
本发明所述全氟三丁胺的工业化制备方法是采用西蒙斯化学氟化法，即用三丁胺(C4H9)3N与无水氟化氢HF通过电解，使氟化氢电解，在阴极产生氟自由基，将三丁胺氟化从而获得全氟三丁胺(C4F9)3N，其化学反应方程式为其制备过程包括如下几个步骤(一)、氟化氢电解脱水将氟化氢用氮气压入电解槽中，通过制冷系统使电解槽的温度控制在-1℃～5℃之间，通过整流器给电解槽通以直流电，其电压为5～7V，电流为0～2500A，调整电解槽的输入电压，将电压控制在5.0～5.5V之间，此时，氟化氢开始电解脱水，其反应式为电解时向电解槽内通入氮气，以去除脱水时产生的氟化氧，当氟化氢中所含的水分逐渐减少之后，电流值开始下降，电压值升高，当电流降低到125A时，脱水结束。(二)、三丁胺的电解氟化氟化氢经脱水后，中止电解，将三丁胺缓缓放入电解槽中，使三丁胺与氟化氢之间的摩尔比控制在1∶27～1∶30之间，调整电解槽的温度、电压和电流，温度设定在-1℃～0℃之间；电压设定为5.0～6.0V，电流设定为2000～2500A，在此条件下三丁胺与氟化氢电解氟化，其反应式为生成的全氟三丁胺(C4F9)3N不溶于氟化氢HF，由于其比重＞1.5，生成后便沉降于电解槽底部。在电解过程中，电流将逐渐下降，而电压则逐渐上升，当电流降至150A，电压升至6.5V时表明，三丁胺的浓度已降到不足以维持电解的时候，反应到达终点。(三)、提取全氟三丁胺粗油将电解液充分静置后，从电解槽底部放出沉积下来的全氟三丁胺粗油，用水冲洗，以倾析法倒掉上层的水。(四)、下一周期反应的维持向电解母液中加入三丁胺，并补加氟化氢至规定液位，将三丁胺与氟化氢的摩尔数比控制在1∶27～1∶30之间，以维持下一周期的反应。(五)、清洗将得到的全氟三丁胺粗油，用强碱溶液进行碱洗，然后水洗。(六)、精密蒸馏将清洗过的全氟三丁胺粗油用反应釜进行精细蒸馏，蒸馏温度为100～120℃，用分子筛对蒸馏物进行过滤和干燥，最后得到全氟三丁胺成品。
本发明所用的电解槽包括槽体、冷凝管、阳极、槽盖，槽体由外层、隔热层和内层组成，内层为碳素钢板，隔热层设置在内层和外层之间，冷凝管设置槽体内层与隔热层之间，并与槽体内层接触，阳极均匀地设置在槽盖的反面，阳极为高纯度的镍管，槽体内层与整流器的负极相连，阳极与整流器的正极相连，冷凝管与制冷系统相连接。
本发明所用的电解槽包括槽体1、冷凝管2、阳极3、槽盖4，槽体1由外层11、隔热层12和内层13组成，内层13为碳素钢板，隔热层12设置在内层13和外层11之间，冷凝管2设置槽体内层13与隔热层12之间，并与槽体内层13接触，阳极3均匀地设置在槽盖4的反面，阳极3为高纯度的镍管，槽体内层13与整流器的负极相连，阳极4与整流器的正极相连，冷凝管2与制冷系统相连接。
按上述工艺方法其总的制备时间为6天(144小时)，全氟三丁胺的收率达到41％，与理论收率相比只相差10％，单槽月产量为1吨以上，已具备了工业化生产的条件。而试验室中的小试时间为10天(240小时)，全氟三丁胺收率仅为22％。
权利要求
1.一种全氟三丁胺的工业化制备方法，其特征是用三丁胺(C4H9)3N与无水氟化氢HF通过电解，使氟化氢电解，在阴极产生氟自由基，将三丁胺氟化从而获得全氟三丁胺(C4F9)3N，其化学反应方程式为其制备过程包括如下几个步骤(一)、氟化氢电解脱水将氟化氢用氮气压入电解槽中，通过制冷系统使电解槽的温度控制在-1～5℃之间，通过整流器给电解槽通以直流电，其电压为5～7V，电流为0～2500A，调整电解槽的输入电压，将电压控制在5.0～5.5V之间，此时，氟化氢开始电解脱水，其反应式为电解时向电解槽内通入氮气，以去除脱水时产生的氟化氧，当氟化氢中所含的水分逐渐减少之后，电流值开始下降，电压值升高，当电流降低到125A时，脱水结束；(二)、三丁胺的电解氟化氟化氢经脱水后中止电解，将三丁胺缓缓放入电解槽中，使三丁胺与氟化氢的摩尔数之比控制在1∶27～1∶30之间，调整电解槽的温度、电压和电流，温度设定在-1～0℃之间；电压设定为5.0～6.0V，电流设定为2000～2500A，在此条件下三丁胺与氟化氢电解氟化，其反应式为生成的全氟三丁胺(C4F9)3N不溶于氟化氢HF，生成后便沉降于电解槽底部，在电解过程中，电流将逐渐下降，而电压则逐渐上升，当电流降至150A，电压升至6.5V时反应到达终点；(三)、提取全氟三丁胺粗油将电解液充分静置后，从电解槽底部放出沉积下来的全氟三丁胺粗油，用水冲洗，以倾析法倒掉上层的水；(四)、下一周期反应的维持向电解母液中加入三丁胺和氟化氢至规定液位，三丁胺与氟化氢的摩尔数之比为1∶27～1∶30之间，以维持下一周期的反应；(五)、清洗将得到的全氟三丁胺粗油，用强碱溶液进行碱洗，然后水洗；(六)、精密蒸馏将清洗过的全氟三丁胺粗油用反应釜进行蒸馏，蒸馏温度为100～120℃，蒸馏物用分子筛进行过滤和干燥，最后得到全氟三丁胺成品；本发明所用的电解槽包括槽体(1)、冷凝管(2)、阳极(3)、槽盖(4)，槽体由外层(11)、隔热层(12)和内层(13)组成，内层(13)为碳素钢板，隔热层(12)设置在内层(13)和外层(12)之间，冷凝管(2)设置槽体内层(13)与隔热层(12)之间，并与槽体内层(13)接触，阳极(3)均匀地设置在槽盖(4)的反面，阳极(3)的材质为高纯度的镍，槽体内层(13)与整流器的负极相连，阳极(3)与整流器的正极相连，冷凝管(2)与制冷系统相连接。
全文摘要
本发明公开了一种全氟三丁胺的工业化制备方法，用三丁胺(C
文档编号C25B3/08GK1450204SQ0311340
公开日2003年10月22日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者汤新华, 樊福定 申请人:樊福定