CN105418541B - 一种六氟环氧丙烷的多级除水方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六氟环氧丙烷的多级除水方法与装置，采用物理除水和化学除水相结合的方法，以多孔分子筛、碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱性氧化物为干燥剂，气体通过循环泵反复经过上述干燥柱干燥，收率大于99％，除水效果明显提高，含水量小于10ppm。

Description

一种六氟环氧丙烷的多级除水方法与装置

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，特别是涉及一种六氟环氧丙烷的多级除水方法与装置。

背景技术

六氟环氧丙烷是氟化工领域一种重要的化工中间体，其分子结构独特，可以衍生出多种下游重要产品，有非常广泛的用途。现有的六氟环氧丙烷的生产方法大都在水相中进行，因此产物中大都含有一定量的水和氟化氢，会对后续反应产生不利影响，六氟环氧丙烷除杂就变的尤为重要。

六氟环氧丙烷的纯度是衡量产品性质的一项重要指标。工业上常用的六氟环氧丙烷除杂的方法主要有两种：物理除杂和化学除杂。物理除杂是将气体通过低温冷凝装置将水蒸气和氟化氢凝结下来，该方法设备要求很高，耗能很大，且除杂效果不佳，目前工业化生产中使用的除杂方法即为此方法。化学除杂是将气体通过能够与水和氟化氢反应的干燥柱(如氧化钙、片碱等)，该方法能够得到含水量较低的六氟环氧丙烷，但是该方法需要消耗大量的干燥剂，使用一段时间后干燥剂失活，需要重新干燥或者活化干燥剂。

专利CN102558538A公开了一种采用氧化钙、氧化铝为干燥剂串联干燥柱深度纯化六氟环氧丙烷的方法。纯度为99％的六氟环氧丙烷经过纯化后含水量达到0.1ppm以下，HF的含量在1ppm以下，但是由于六氟环氧丙烷具有特殊的环状结构，具有高度的化学活性，尤其是在Lewis酸催化下可以重排成六氟丙酮，因此，在该发明中，纯化后的六氟丙酮含量在100ppm以下。六氟丙酮成为纯化六氟环氧丙烷过程中的副产物。

US4356291公开了一种用氢化钙、氢化铝锂纯化六氟环氧丙烷的方法，能够得到纯度较高，六氟丙酮较少的纯化气体，该气体能够满足合成高分子量全氟聚醚的聚合要求。但是该方法也需要消耗大量的干燥剂，干燥剂失活后也不能回收使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种六氟环氧丙烷的多级除水方法与装置，该方法能够对六氟环氧丙烷进行多级、规模化除水，除水成本低，且除水效果好，能够达到六氟环氧丙烷气体中水含量小于10ppm，且不引入其他杂质。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种六氟环氧丙烷的多级除水装置，其特征在于包括三个干燥柱和主管路，所述三个干燥柱串联安装在所述主管路上；所述主管路在第一个干燥柱和第二个干燥柱之间分支有支管路一，所述主管路在第二个干燥柱和第三个干燥柱之间分支有支管路二，所述主管路在第三个干燥柱之后分支有支管路三；所述支管路一、支管路二和支管路三分别安装有气体循环泵，支管路一、支管路二和支管路三汇集至所述第一个干燥柱之前的主管路；

上述“之前”、“之后”是以六氟环氧丙烷气体在主管路的流动方向来说，例如：所述“第一个干燥柱之前”是指的六氟环氧丙烷气体通过主管路进入第一个干燥柱之前的主管路，所述“第三个干燥柱之后”是指的六氟环氧丙烷气体从第三个干燥柱出去之后的主管路；

优选的，所述主管路在第一个干燥柱之前安装有气体循环泵，该气体循环泵是用于对进入主管路的待除水气体提供动力和流量记录的。

优选的，所述三个干燥柱填充有多孔分子筛、碱金属氢氧化物、碱金属氧化物或碱性氧化物。

一种六氟环氧丙烷的多级除水方法，其特征在于按照如下操作：将干燥柱安装在主管路上，主管路在每一个干燥柱之后分别开设有支管路，支管路分别连接至第一个干燥柱之前的主管路中；六氟环氧丙烷气体通过任一个干燥柱之后，部分气体继续沿着主管路输送，剩余的部分气体会在气体循环泵的作用下进入在该干燥柱之后的支管路，再被泵入第一个干燥柱之前的主管路中。

所述干燥柱装载有多孔分子筛、碱金属氢氧化物、碱金属氧化物或碱性氧化物。

所述第一个干燥柱安装有多孔分子筛，第二个干燥柱安装有氢氧化钾或氢氧化钠，第三个干燥柱安装有氢化钙。

更进一步的，所述主管路和支管路安装有多个阀门，通过阀门便能够控制六氟环氧丙烷气体的流动。

本发明的工作原理为：首先对对六氟环氧丙烷在干燥柱内通过多孔分子筛进行物理除水，能够除去气体中大部分的水，并不能去除全部，且物理除杂的时间比较长，尽管通过多次循环过气能够降低气体中水分的含量，但是除杂效果有限,只能得到含水率为几百ppm的六氟环氧丙烯气体，达不到使用要求；本发明在使用多孔分子筛进行物理除水之后，再使用碱性氧化物、碱金属氢氧化物进行除水，但是其吸收速度也比较慢，需要较长的除水时间，且碱金属氢氧化物吸收一定量的水分后，除水效率大大降低；本发明在第三步通过氢化钙进行除水，氢化钙适合含水量小于100ppm气体的除杂，且除水效果好；经过前两步的除水，六氟环氧丙烷中含水量已经很低(如果含水量较高，氢化钙反应会放出大量的热，诱导六氟环氧丙烷异构化，产生多种副产物)，适合通过氢化钙的进行最后一步的除水，最终能够将气体中的水含量降低到10ppm以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用物理除水和化学除水相结合的方法，以多孔分子筛、碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱性氧化物为干燥剂，气体通过循环泵反复经过上述干燥柱干燥，收率大于99％，除水效果明显提高，含水量小于10ppm；此外，经过使用后，多孔分子筛能够重新活化，循环利用，且碱金属氢氧化物和氢化钙的消耗量得到大大降低，提高了其除水效率，减少了干燥剂的消耗；该方法操作简单，除水效果好，可以进行放大生产。

附图说明

图1所示为一种六氟环氧丙烷的多级除水方法与装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示为一种六氟环氧丙烷的多级除水装置，包括主管路1和三个干燥柱，所述三个干燥柱串联安装在所述主管路1上；所述主管路1在第一个干燥柱21和第二个干燥柱22之间分支有支管路一31，所述主管路1在第二个干燥柱22和第三个干燥柱23之间分支有支管路二32，所述主管路1在第三个干燥柱23之后分支有支管路三33；所述支管路一31、支管路二32和支管路三33分别安装有气体循环泵，支管路一31、支管路二32和支管路三33汇集至所述第一个干燥柱之前的主管路1；

上述“之前”、“之后”是以六氟环氧丙烷气体在主管路的流动方向(图1中箭头方向所示)来说，例如：所述“第一个干燥柱之前”是指的六氟环氧丙烷气体通过主管路进入第一个干燥柱之前的主管路，所述“第三个干燥柱之后”是指的六氟环氧丙烷气体从第三个干燥柱出去之后的主管路；

优选的，所述主管路在第一个干燥柱之前安装有气体循环泵，该气体循环泵是用于对进入主管路的待除水气体提供动力和流量记录的。

优选的，所述三个干燥柱填充有多孔分子筛、碱金属氢氧化物、碱金属氧化物或碱性氧化物。

一种六氟环氧丙烷的多级除水方法，按照如下操作：将干燥柱安装在主管路上，主管路在每一个干燥柱之后分别开设有支管路，支管路分别连接至第一个干燥柱之前的主管路中；六氟环氧丙烷气体通过任一个干燥柱之后，部分气体继续沿着主管路输送，剩余的部分气体会在气体循环泵的作用下进入在该干燥柱之后的支管路，再被泵入第一个干燥柱之前的主管路中。

所述干燥柱装载有多孔分子筛、碱金属氢氧化物、碱金属氧化物或碱性氧化物。

更进一步的，所述主管路和支管路安装有多个阀门，通过阀门便能够控制六氟环氧丙烷气体的流动。

实施例：

1.除水过程

在干燥体系中，依次将分子筛、片碱、氢化钙等干燥剂填充于内径30mm长度300mm的干燥柱内，控制主管道气体入口处的气体循环泵41的流速为30L/h，气体循环泵42、43、44的流速为10L/h，待气流稳定，干燥体系出口得到的干燥六氟环氧丙烷含水量为5ppm，不含氟化氢，不含六氟丙酮。

实施例1：控制气体循环泵41的流速为30L/h，气体循环泵42、43、44的流速为5L/h，待气流稳定，经除杂装置处理的六氟环氧丙烷含水量为7ppm，不含氟化氢，不含六氟丙酮。

实施例2：控制气体循环泵41的流速为20L/h，气体循环泵42、43、44的流速为5L/h,待气流稳定，经除杂装置处理的六氟环氧丙烷含水量为8ppm，不含氟化氢，不含六氟丙酮。

实施例3：控制气体循环泵41的流速为30L/h,关闭气体循环泵42、43、44，在除杂体系主管路1的出口得到的六氟环氧丙烷含水量高达475ppm，含78ppm氟化氢，不含六氟丙酮。

实施例4：控制气体循环泵41的流速为50L/h，气体循环泵42、43、44的流速为10L/h，待气流稳定后，经除杂装置处理的六氟环氧丙烷含水量为2ppm，不含氟化氢，不含六氟丙酮。

由此可见，在图1所示主管路和支管路位置增加了气体循环泵之后，六氟环氧丙烷其他的含水量得到了很大程度的降低，氟化氢气体完全除去，且不含异构化产物六氟丙酮。

2.干燥剂活化之后除水

本发明提供的出水方法，经过一段时间的除水作业，干燥柱中的干燥效果变差。重新加热活化第一个干燥柱21中的多孔分子筛、更换含水量大于40wt％的化学干燥剂后，重新填料，即可再次使用。经过测试，气体经过活化后的干燥柱除水后，六氟环氧丙烷中的水含量降低至10ppm以下。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种六氟环氧丙烷的多级除水装置，其特征在于包括三个干燥柱和主管路，所述三个干燥柱串联安装在所述主管路上；所述主管路在第一个干燥柱和第二个干燥柱之间分支有支管路一，所述主管路在第二个干燥柱和第三个干燥柱之间分支有支管路二，所述主管路在第三个干燥柱之后分支有支管路三；所述支管路一、支管路二和支管路三分别安装有气体循环泵，支管路一、支管路二和支管路三汇集至所述第一个干燥柱之前的主管路；三个干燥柱内分别安装有多孔分子筛、氢氧化钾或氢氧化钠、氢化钙。

2.根据权利要求1所述的一种六氟环氧丙烷的多级除水装置，其特征在于所述主管路在第一个干燥柱之前安装有气体循环泵。

3.一种利用权利要求1或2所述的六氟环氧丙烷的多级除水装置的多级除水方法，其特征在于按照如下操作：六氟环氧丙烷气体通过任一个干燥柱之后，部分气体继续沿着主管路输送，剩余的部分气体会在气体循环泵的作用下进入在该干燥柱之后的支管路，再被泵入第一个干燥柱之前的主管路中。

4.根据权利要求3所述的多级除水方法，其特征在于所述主管路和支管路上安装有多个阀门。