CN104817424A - 一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)萃取：将含二氟甲烷的四氟乙烯产物通入萃取塔，经萃取剂萃取后，回收四氟乙烯，二氟甲烷随萃取剂进入解析塔；2)解析：对解析塔塔釜加热，将二氟甲烷从所述萃取剂中解析出来，回收至低压储罐；3)膜分离：将所述低压储罐中的二氟甲烷气体进行膜分离，得到高纯度的二氟甲烷气体。本发明所述的分离方法能实现四氟乙烯和二氟甲烷的有效分离，一方面可减少物料的浪费，另一方面可减少环境污染，具有良好的社会效益。

Description

一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法

技术领域

本发明涉及有机物分离领域，具体涉及一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法。

背景技术

四氟乙烯生产过程中会产生副产物二氟甲烷，二氟甲烷的含量直接关系到四氟乙烯的纯度，对四氟乙烯合成的四氟乙烯树脂的性能起到重要的影响。但是由于二氟甲烷沸点低、难于分离等复杂性质，同行业基本未做回收，直接排大气或焚烧掉，这样一方面会造成物料的严重浪费，另一方面会污染环境，甚至会带来安全问题。

发明内容

基于环境保护方面的考虑以及物料的有效利用，本发明提供了一种四氟乙烯产物中二氟甲烷的分离方法，其具体步骤如下:

1)萃取：将含二氟甲烷的四氟乙烯产物通入萃取塔，经萃取剂萃取后，回收四氟乙烯，二氟甲烷随萃取剂进入解析塔；

2)解析：对解析塔塔釜加热，将二氟甲烷从所述萃取剂中解析出来，回收至低压储罐；

3)膜分离：将所述低压储罐中的二氟甲烷气体进行膜分离，得到高纯度的二氟甲烷气体。

本发明中，所述萃取剂为丙酮、甲醇、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、丙酸乙酯、胺类中的一种或几种。这几种物质相对于二氟甲烷的选择性高，易于吸收和分离。

本发明中，所述萃取液吸收温度为-10～-5℃，所述萃取液与所述含二氟甲烷的四氟乙烯产物的质量比8～10:1。采用本发明所述的条件，能充分的吸收二氟甲烷，萃取出其他杂质，同时将萃取液的消耗降到最低。

本发明中，所述萃取塔的萃取条件为，萃取塔塔顶压力0.3～0.5Mpa、萃取塔塔釜温度80～90℃，萃取塔身喷淋口温度-5～0℃，萃取塔顶冷凝器温度-15～-20℃。采用这种萃取条件可保证对二氟甲烷的吸收率达95％以上，理想地实现四氟乙烯与二氟甲烷的分离。

本发明中，所述解析塔塔釜的加热方式为蒸汽加热，控制解析塔塔顶压力0.1～0.2Mpa、所述解析塔塔釜温度65～75℃。在解析完成后，气体中二氟甲烷的体积含量可达到85％以上，杂质为少量四氟乙烯。采用这种条件能将萃取液吸收的二氟甲烷充分的解析，解析液中基本不含二氟甲烷。

本发明在所述膜分离过程中，分离膜为聚醚砜内压式中空纤维膜或磺化聚醚砜内压式中空纤维膜。这两种膜能够承受的压力范围广，对有机物的分离效果明显，处理量大。

本发明中，所述膜分离过程的条件为压力1.1～1.3Mpa、温度5～10℃。采用这种条件能够将大量的二氟甲烷与其他杂质分离开，分离后的二氟甲烷纯度达99％以上。

进一步的，本发明所述的分离方法包括如下步骤：

1)萃取：将含二氟甲烷的四氟乙烯产物通入萃取塔，经萃取剂萃取后，回收四氟乙烯，二氟甲烷随萃取剂进入解析塔；

2)解析：对解析塔塔釜进行蒸汽加热，控制温度65～75℃；维持解析塔塔顶压力0.1～0.2Mpa，将二氟甲烷从所述萃取剂中解析出来，回收至低压储罐；

3)膜分离：将所述低压储罐中的二氟甲烷气体进行膜分离，分离膜为聚醚砜内压式中空纤维膜或磺化聚醚砜内压式中空纤维膜，控制膜分离过程的中压力为1.1～1.3Mpa、温度为5～10℃。

所述萃取过程中，萃取剂为丙酮、甲醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、甲苯、丙酸乙酯、胺类中的一种或几种；所述萃取剂的吸收温度为-10～-5℃，所述萃取剂与所述四氟乙烯产物的质量比为8～10:1，；所述萃取塔塔顶压力为0.3～0.5Mpa、萃取塔塔釜温度为80～90℃，萃取塔身喷淋口温度-5～0℃，萃取塔顶冷凝器温度-15～-20℃。

本发明所述的方法，一方面可将二氟甲烷和四氟乙烯进行有效的分离，四氟乙烯产物中二氟甲烷气体的含量可下降至原含量的5％以下。进一步的，可对二氟甲烷气体进行理想的纯化，最终所得二氟甲烷的纯度可达到99％(体积含量)以上。另一方面，在分离的过程中，四氟乙烯基本没有损失，在萃取和膜分离过程中，分离出的四氟乙烯均直接进行精馏进而参与下一步反应，不存在浪费的现象。因此，本方法既有效的分离回收出高纯度的二氟甲烷，还有效的提高了四氟乙烯的产量。因此能够减少物料的浪费，生产更高质量的含四氟乙烯的产品，减少环境污染，创造良好的经济和社会效益。

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。本发明所述的四氟乙烯为通过二氟一氯甲烷采用水蒸气稀释裂解方法合成的，其中二氟甲烷的含量约为5％左右。实施例中涉及的萃取塔为不锈钢鲍尔环填料塔，解析塔为不锈钢鲍尔环填料塔，所用膜购自天津膜天膜科技股份有限公司。

实施例1

本实施例涉及一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法，具体步骤如下：

1、萃取：四氟乙烯产物由底部进入萃取塔，萃取塔塔顶压力0.3-0.5Mpa、塔釜温度80℃、控制萃取液丙酮的吸收温度-10℃、萃取液与四氟乙烯产物的质量比8：1，萃取塔身喷淋口温度-5℃，萃取塔顶冷凝器温度-20℃。

经过萃取液萃取之后，四氟乙烯产物中二氟甲烷的含量下降至0.05％。经萃取剂萃取的二氟甲烷剂进入解析塔，四氟乙烯在塔顶聚集，进一步回收至四氟乙烯装置的低压系统参与精馏。

2、解析：含二氟甲烷的萃取剂进入解析塔，通过蒸汽对塔釜加热，控制塔顶压力0.1～0.2Mpa、塔釜温度65℃，将二氟甲烷解析出来，在塔顶聚集，并回收至低压储罐，其二氟甲烷的体积含量为88％，杂质为少量四氟乙烯。

3、膜分离：低压储罐中含少量四氟乙烯的二氟甲烷气体，通过压缩机造压，在压力1.1Mpa、温度5℃条件下，采用聚醚砜内压式中空纤维膜进行分离，膜的型号是：PES-UFaIA250，四氟乙烯被分离之后进入四氟乙烯装置的低压系统参与精馏，二氟甲烷通过冷却介质冷凝之后进入贮槽贮存，其纯度达到99.2％(体积含量)。

实施例2

本实施例涉及一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法，具体步骤如下：

1、萃取：四氟乙烯产物由底部通入萃取塔，萃取塔塔顶压力0.3～0.5Mpa、塔釜温度90℃、控制萃取液甲醇的吸收温度-5℃、萃取液与四氟乙烯产物的质量比10:1，萃取塔身喷淋口温度0℃，萃取塔顶冷凝器温度-15℃。

经过萃取液萃取之后，四氟乙烯产物中二氟甲烷的含量下降至0.02％，经萃取剂萃取的二氟甲烷进入解析塔，四氟乙烯在塔顶聚集，进一步回收至四氟乙烯装置的低压系统参与精馏。

2、解析：含二氟甲烷的萃取剂进入解析塔，通过蒸汽对塔釜加热，控制塔顶压力0.1～0.2Mpa、塔釜温度75℃。将二氟甲烷解析出来，在塔顶聚集，并回收至低压储罐，其二氟甲烷的体积含量为86％，杂质为少量四氟乙烯。

3、膜分离：低压储罐中含少量四氟乙烯的二氟甲烷气体，通过压缩机造压，在压力1.3Mpa、温度10℃条件下，采用聚醚砜内压式中空纤维膜进行分离，膜的型号是：PES-UFaIA250，四氟乙烯被分离之后进入四氟乙烯装置的低压系统参与精馏，二氟甲烷通过冷却介质冷凝之后进入贮槽贮存，其纯度达到99.5％(体积含量)。

实施例3

本实施例涉及一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法，具体步骤如下：

1、萃取：四氟乙烯产物由底部通入萃取塔，萃取塔塔顶压力0.3～0.5Mpa、塔釜温度85℃、控制萃取液甲苯的吸收温度-7℃、萃取液与四氟乙烯产物的质量比9:1，萃取塔身喷淋口温度-3℃，萃取塔顶冷凝器温度-18℃。

经过萃取液萃取之后，四氟乙烯产物中二氟甲烷的含量下降至0.03％，经萃取剂萃取的二氟甲烷随萃取剂进入解析塔，四氟乙烯在塔顶聚集，进一步回收至四氟乙烯装置的低压系统参与精馏。

2、解析：含二氟甲烷的萃取剂进入解析塔，通过蒸汽对塔釜加热，控制塔顶压力0.1～0.2Mpa、塔釜温度70℃。将二氟甲烷解析出来，在塔顶聚集，并回收至低压储罐，其二氟甲烷的体积含量为85％。

3、膜分离：低压储罐中含少量四氟乙烯的二氟甲烷气体，通过压缩机造压，在压力1.2Mpa、温度8℃条件下，采用聚醚砜内压式中空纤维膜膜进行分离，膜的型号是：PES-UFaIA250，四氟乙烯被分离之后进入四氟乙烯装置的低压系统参与精馏，二氟甲烷通过冷却介质冷凝之后进入贮槽贮存，其纯度达到99.3％(体积含量)。

对比例1

同实施例1相比，其区别仅在于，萃取过程中萃取条件为萃取剂为乙醇；萃取剂的吸收温度为0℃；萃取完成后四氟乙烯产物中二氟甲烷的含量下降至1％。

对比例2

同实施例1相比，其区别仅在于，膜分离过程中的条件为；压力为0.9Mpa；温度为3℃；，所得二氟甲烷的纯度为95％。

通过本发明所述的方法，既可以实现对四氟乙烯产物中的杂质二氟甲烷的理想分离，还进一步实现了对二氟甲烷的纯化和收集，既提高了四氟乙烯的纯度，也进一步减少了资源的浪费和对环境的污染。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案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。

Claims (8)

1.一种从四氟乙烯产物中分离二氟甲烷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)萃取：将含二氟甲烷的四氟乙烯产物通入萃取塔，经萃取剂萃取后，回收四氟乙烯，二氟甲烷随萃取剂进入解析塔；

2)解析：对解析塔塔釜加热，将二氟甲烷从所述萃取剂中解析出来，回收至低压储罐；

3)膜分离：将所述低压储罐中的二氟甲烷气体进行膜分离，得到高纯度的二氟甲烷气体。

2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述萃取剂为丙酮、甲醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、甲苯、丙酸乙酯、胺类中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其特征在于，所述萃取剂的吸收温度为-10～-5℃，所述萃取剂与所述四氟乙烯产物的质量比为8～10:1。

4.根据权利要求1～3任一项所述的分离方法，其特征在于，所述萃取塔的萃取条件为，萃取塔塔顶压力为0.3～0.5Mpa、萃取塔塔釜温度为80～90℃，萃取塔身喷淋口温度-5～0℃，萃取塔顶冷凝器温度-15～-20℃。

5.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述解析塔塔釜的加热方式为蒸汽加热，解析塔塔顶压力0.1～0.2Mpa，所述解析塔塔釜的温度为65～75℃。

6.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述膜分离过程中，分离膜为聚醚砜内压式中空纤维膜或磺化聚醚砜内压式中空纤维膜。

7.根据权利要求1或6所述的分离方法，其特征在于，所述膜分离过程的条件为压力1.1～1.3Mpa、温度5～10℃。

8.根据权利要求1～7所述的分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)萃取：将含二氟甲烷的四氟乙烯产物通入萃取塔，经萃取剂萃取后，回收四氟乙烯，二氟甲烷随萃取剂进入解析塔；

2)解析：对解析塔塔釜进行蒸汽加热，控制温度65～75℃；维持解析塔塔顶压力0.1～0.2Mpa，将二氟甲烷从所述萃取剂中解析出来，回收至低压储罐；

3)膜分离：将所述低压储罐中的二氟甲烷气体进行膜分离，分离膜为聚醚砜内压式中空纤维膜或磺化聚醚砜内压式中空纤维膜，控制膜分离过程的中压力为1.1～1.3Mpa、温度为5～10℃；

所述萃取过程中，萃取剂为丙酮、甲醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、甲苯、丙酸乙酯、胺类中的一种或几种；所述萃取剂的吸收温度为-10～-5℃，所述萃取剂与所述四氟乙烯产物的质量比为8～10:1，；所述萃取塔塔顶压力为0.3～0.5Mpa、萃取塔塔釜温度为80～90℃，萃取塔身喷淋口温度-5～0℃，萃取塔顶冷凝器温度-15～-20℃。