CN106316778B - 一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法 - Google Patents

一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法。所述方法包括以下步骤：(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得全氟丙烯物料气；(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气通入硫酸浓度为93～98％的处理液中，在压强≤0.1Mpa、常温条件下充分反应，输出气体；(3)将步骤(2)所得气体通入分子筛，充分反应，输出气体，即可。本发明提的方法可以简便、高效地将全氟丙烯生产过程中的杂质去除，获得高纯度的全氟丙烯物料气。本发明提供的方法还可通过进一步水解处理，将反应所得硫酸二甲脂转化为甲醇和硫酸，从而实现原料的回收与再次利用。

Description

一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法
技术领域
本发明涉及全氟丙烯的生产工艺，具体涉及一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法。
背景技术
在裂解法生产全氟丙烯的过程中，会产生的剧毒的副产物全氟异丁烯，采用现有的生产技术去除副产物后，全氟丙烯物料气中会引入其它杂质，后续精馏塔处理步骤繁琐、成本高，且不能将新引入的杂质完全除去，从而影响全氟丙烯裂解工艺的效率和以全氟丙烯为原料所得产品的质量。
目前，在全氟丙烯的生产工艺中，亟需一种简便、高效去除杂质的方法。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的缺陷，提供了一种全氟丙烯生产中简便、高效去除杂质的方法。
具体的，本发明提供了一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气通入硫酸浓度为93～98％的处理液中，在压强≤0.1Mpa、常温条件下充分反应，输出气体；
(3)将步骤(2)所得气体通入分子筛，充分反应，输出气体，即可。
本发明步骤(1)所述以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，为本领域生产全氟丙烯的常规工艺，本发明不对其具体条件进行限定。由于按照上述方法制备全氟丙烯，会产生一定量的剧毒副产物全氟异丁烯，本发明将裂解法生产全氟丙烯的产物通入甲醇的主要目的是去除该剧毒副产物全氟异丁烯。经本发明步骤(1)处理所得的全氟丙烯物料气，由于经过了甲醇溶液的处理，其中含有少量甲醇。本发明优选经步骤(1)处理后全氟丙烯物料气中甲醇的浓度为5500～6500ppm，进一步优选为6000ppm。本发明将经步骤(1)处理后全氟丙烯物料气中甲醇的浓度控制在该范围内，可以确保所述裂解反应的产物与甲醇充分反应，使反应所得的剧毒副产物全氟异丁烯的去除率达到100％，且可以确保在后续的除杂步骤中步骤(1)所引入的甲醇可以被彻底去除。
所述步骤(2)可在喷淋塔中进行，具体包括以下步骤：将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，从底部通入喷淋塔，所述喷淋塔内含处理液；在压强≤0.1Mpa、常温条件下充分反应，从喷淋塔顶部输出气体。该步骤利用浓硫酸与甲醇发生反应，生成硫酸二甲脂，从而将全氟丙烯物料气中所夹带的甲醇等杂质通过化学吸收除去，获得高纯度的全氟丙烯物料气。反应所得硫酸二甲脂，通过进一步水解处理，可以得到甲醇和硫酸，从而实现原料的回收与再次利用。
为了实现甲醇的有效去除，同时防止引入其它杂质，处理液中硫酸的浓度应维持在93～98％的范围内。所述步骤(2)可进一步包括：实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸溶液置换。
本发明所述方法进一步包括对步骤(2)中置换出的、硫酸浓度小于93％的处理液的回收，具体包括如下步骤：将硫酸浓度小于93％的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲脂，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲脂保留在分层槽中；将15～18℃水通入分层槽，与硫酸二甲脂充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，分别回收甲醇和硫酸，即可。
步骤(3)所述分子筛的作用为吸收步骤(2)所得气体中夹带的少量硫酸，并进一步吸收步骤(2)未处理完全的甲醇和水。分子筛可采用颗粒度3～5mm的球状4A型分子筛。本发明采用该类型的分子筛，并将分子筛的粒度控制在3～5mm的范围内，可以确保将全氟丙烯中所含有的多种杂质彻底去除，且不影响全氟丙烯气体的品质。气体通过分子筛的流速应不超过1m/s。当分子筛表面pH值小于7时，应更换分子筛。
作为一种优选方案，本发明提供的方法包括以下步骤：
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得甲醇含量为5500～6500ppm的全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，从底部通入喷淋塔，所述喷淋塔内含硫酸浓度为93～98％的处理液；在压强≤0.1Mpa、常温条件下充分反应，从喷淋塔顶部输出气体；
实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸置换；同时，被置换出的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲脂，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲脂保留在分层槽中；将15～18℃水通入分层槽，与硫酸二甲脂充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，回收利用甲醇和硫酸；
(3)将步骤(2)所得气体以小于1m/s的流速通入颗粒度3～5mm的球状4A型分子筛，充分反应，输出气体，即可。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，采用所述优选方案处理所得的全氟丙烯物料气中，不含有全氟异丁烯、甲醇、硫酸或水。
在实际应用过程中，本发明所述各步骤均为连续进行。
本发明提供的方法简便、快速、高效，可以充分去除全氟丙烯物料气中的杂质，且不引入其它杂质，从而全面提高物料气的质量。同时，本发明提供的方法可以实现对原料的回收、利用，具有极强的实际应用价值。
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。
实施例1
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得甲醇含量为6000ppm的全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，从底部通入喷淋塔，所述喷淋塔内含硫酸浓度为93～98％的处理液；在压强0.1Mpa、常温条件下充分反应，从喷淋塔顶部输出气体；
实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸溶液置换；同时，将被置换出的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲脂，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲脂保留在分层槽中；将16℃水通入分层槽，与硫酸二甲脂充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，回收利用甲醇和硫酸；
(2)将步骤(2)所得气体以0.8m/s的流速通入颗粒度4mm的球状4A型分子筛，充分反应，输出气体，即得纯化的全氟丙烯。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，所得产物中不含有全氟异丁烯、甲醇、硫酸或水，即所得全氟丙烯中，全氟异丁烯、甲醇、硫酸、水的含量均为0。
实施例2
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得甲醇含量为5500ppm的全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，从底部通入喷淋塔，所述喷淋塔内含硫酸浓度为93～98％的处理液；在压强0.1Mpa、常温条件下充分反应，从喷淋塔顶部输出气体；
实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸溶液置换；同时，将被置换出的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲脂，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲脂保留在分层槽中；将15℃水通入分层槽，与硫酸二甲脂充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，回收利用甲醇和硫酸；
(3)将步骤(2)所得气体以0.6m/s的流速通入颗粒度3mm的球状4A型分子筛，充分反应，输出气体，即得纯化的全氟丙烯。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，所得产物中不含有全氟异丁烯、甲醇、硫酸或水。
实施例3
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得甲醇含量为6500ppm的全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，从底部通入喷淋塔，所述喷淋塔内含硫酸浓度为93～98％的处理液；在压强0.1Mpa、常温条件下充分反应，从喷淋塔顶部输出气体；
实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸溶液置换；同时，将被置换出的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲脂，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲脂保留在分层槽中；将18℃水通入分层槽，与硫酸二甲脂充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，回收利用甲醇和硫酸；
(3)将步骤(2)所得气体以0.9m/s的流速通入颗粒度5mm的球状4A型分子筛，充分反应，输出气体，即得纯化的全氟丙烯。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，所得产物中不含有全氟异丁烯、甲醇、硫酸或水。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于，步骤(1)所得全氟丙烯物料气中甲醇的浓度为3000ppm。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，所得产物中可以测得微量全氟异丁烯。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于，步骤(1)所得全氟丙烯物料气中甲醇的浓度为9000ppm。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，所得产物中可以测得微量甲醇。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于，步骤(3)所述分子筛的颗粒度为8mm。
使用精度为0.1ppb(1ppb＝1‰ppm)的仪器检测，所得产物中可以测得微量甲醇和水。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，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 (6)

1.一种全氟丙烯生产中去除杂质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得甲醇浓度为5500～6500ppm的全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，通入硫酸浓度为93～98％的处理液中，在压强≤0.1MPa、常温条件下充分反应，输出气体；
(3)将步骤(2)所得气体通入颗粒度3～5mm的球状4A型分子筛，充分反应，输出气体，即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸溶液置换。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：将被置换出的、硫酸浓度小于93％的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲酯 ，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲酯 保留在分层槽中；将15～18℃水通入分层槽，与硫酸二甲酯 充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，回收利用甲醇和硫酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述气体通入分子筛时的流速不大于1m/s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)以四氟乙烯为原料采用裂解法生产全氟丙烯，将产物通入甲醇，充分反应后，输出气体，得甲醇浓度为5500～6500ppm的全氟丙烯物料气；
(2)将步骤(1)所得全氟丙烯物料气，从底部通入喷淋塔，所述喷淋塔内含硫酸浓度为93～98％的处理液；在压强≤0.1MPa、常温条件下充分反应，从喷淋塔顶部输出气体；
实时监测处理液，当其中硫酸浓度小于93％时，用浓度为98％的硫酸溶液置换；同时，将被置换出的处理液放入分层槽，静置分层，上层为硫酸二甲酯 ，下层为硫酸；将下层硫酸放入硫酸槽，硫酸二甲酯 保留在分层槽中；将15～18℃水通入分层槽，与硫酸二甲酯 充分反应，静置分层，上层为甲醇，下层为硫酸，分别回收甲醇和硫酸；
(3)将步骤(2)所得气体以小于1m/s的流速通入颗粒度3～5mm的球状4A型分子筛，充分反应，输出气体，即可。
6.权利要求1～5任意一项所述方法在全氟丙烯生产中的应用。
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