CN110563549A - 一种1,1,1,2-四氟乙烷的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于氟化工领域，具体涉及一种1,1,1,2‑四氟乙烷的纯化方法。该方法是将包含2‑氯‑1,1‑二氟乙烯（HCFC‑1122）杂质的1,1,1,2‑四氟乙烷(HFC‑134a)粗品在由下至上的通至有络合硅胶吸附剂层的第一吸附床反应，再由下至上的通至有相同络合硅胶吸附剂层的第二吸附床反应，然后收集产品。

Description

一种1,1,1,2-四氟乙烷的纯化方法
技术领域
本发明属于氟化工纯化领域，特别涉及一种1,1,1,2-四氟乙烷的纯化方法。
背景技术
氢氟烃(以下有时称为"HFC")的臭氧消耗潜能为0。在这些氢氟烃中，五氟乙烷(以下有时称为"HFC-125")和1,1,1,2-四氟乙烷(以下有时称为"HFC-134a")是例如作为制冷剂的合适化合物。另外HCF-134a在医药和食品领域也有广泛的应用。
HFC-134a可以由气相或者液相氟化反应获得，其中最为广用的是两步气相氟化法：
步骤1：CHCl=Cl2+3HF →CF3CH2F(HFC-133a)+2HCl
步骤2：CF3CH2F+HF →CF3CHF2(HFC-134a)+HCl
这两个反应均在铬基催化剂条件下进行，这种工艺路线已知的一个特点是:会产生诸多不饱和杂质,如CF2=CHC1(HCFC-1122)、CF2=CC1F、CFz=CHF、CF3CH=CH2、CF:CF=CH2、CF3CF=CHF等。而这些不饱和杂质由于沸点和HFC-134a很接近,或者形成共沸,通过简单的精馏方法很难将它们与HFC-134a分离。特别的HCFC-1122具有较高的毒性,从安全角度要求HFC-134a产品中应尽可能减少其含量，作为制冷剂美国2006标准要求烯烃HCFC-1122<40ppm,通常产品质量指标规定其含量应小于l0ppm。由于其沸点和HFC-134a相近,很难通过简单精馏的方法从HFC-134a中除去。可以列举的提纯HFC-134a的方法,特别是除去HCFC-1122的方法有:
高锰酸盐水溶液氧化法(US4129603),该方法利用高锰酸盐的强氧化性脱除HCFC-1122。但此方法的缺点是运行费用较高;处理过程中会产生二氧化锰固体沉淀,易堵塞设备和管道,产生含锰废水、废渣。
光氯化法(CN1074207),该方法是在长波紫外线照射下,将气相HFC-134a粗品与少量氯气接触,使HCFC-1122及其他烯烃有选择的氯化,形成易于分离的氯化物,从粗品中除去但是该方法能耗大。
加氢法(CN1044647A) ,该方法是基于不饱和烯烃与氢气在催化剂存在下发生加氢反应,生成易于除去的烷烃类物质。此法虽然在一定程度上可以去除HCFC-1122，但也容易产生除HCFC-1122的其他副产物。
分子筛吸附法(CN 201310574563) ,该方法是从氢氟烃粗产品中脱除微量烯烃杂质的产用方法。但此方法，能耗较大，吸附剂损失也比较多。
发明内容：
针对现有各种纯化包含HFC-1122的HFC-134a粗品存在的问题，本发明提供一种技术路线可行，低吸附温度，高吸附容量，工艺简单HFC13a纯化方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的纯化方法：将包含2-氯-1,1-二氟乙烯（HCFC-1122）杂质的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)粗品在由下至上的通至有吸附剂层的第一吸附床反应，再由下至上的通至有相同吸附剂层的第二吸附床反应，然后收集产品；所述吸附剂为硅胶载体采用等体积浸渍法负载上阳离子为Ag离子和CU离子的混合溶液，然后真空干燥2h，放入家用微波炉进行微波强化分散，冷却至室温制备的络合硅胶吸附剂；吸附了包含2-氯-1,1-二氟乙烯杂质的络合硅胶吸附剂，经过惰性气体吹扫，回收杂质，络合硅胶吸附剂恢复吸附功能。
优选的，2-氯-1,1-二氟乙烯（HCFC-1122）杂质的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)粗品进入吸附床的体积空速LHSV为0.5～5h-1。
优选的，吸附剂放入微波炉的微波时间为2～15min。
优选的，吸附剂 Ag离子和CU离子的混合溶液中的两种阳离子的摩尔比为：1～2:1。更为优选的，摩尔比为2:1。
优选的，吸附床内置的络合硅胶吸附剂的硅胶层为1～4层，更为优选的为3层。
优选的，惰性气体为氮气，吹扫温度为100～200℃，吹扫时间为1～3h。
多次使用的络合硅胶吸附剂失活后，可以将每个硅胶层通过本发明中的络合硅胶吸附剂制备时的方法进行重制再生。络合硅胶络合剂制备方法简单，吸附性能好，有利于节省成本，易操作，利于工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本技术方案进行清楚、完整地描述。这些实施案例并不限制本发明的范围，相关领域的科研人员在阅读本发明涵盖的内容之后，可对本发明提出改进方案，但是这些等效方案仍然属于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
一种1,1,1,2-四氟乙烷的纯化方法,其包括如下步骤：
（1）制备络合硅胶吸附剂：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上Ag离子和CU离子摩尔比为1：1混合溶液，然后真空干燥 2h，放入家用微波炉微波5min，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
（2）含HCFC-1122 0.1%(1000*10000-6)的HFC-134a粗品以体积空速LHSV为2h-1在30℃和1MPa条件下，自下而上的进入装有4层络合硅胶吸附剂层的第一吸附床的，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，从第二吸附床的上端的集气口收集产品。
实验例2：
（1）制备络合硅胶吸附剂：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上Ag离子和CU离子摩尔比为2：1混合溶液，然后真空干燥 2h，放入家用微波炉微波5min，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
（2）将含HCFC-1122 0.1%(1000*10000-6)的HFC-134a粗品以体积空速LHSV为2h-1自下而上的进入装有4层络合硅胶吸附剂层的第一吸附床的，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，从第二吸附床的上端的集气口收集产品。
实验例3：
（1）制备络合硅胶吸附剂：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上Ag离子和CU离子摩尔比为2：1混合溶液，然后真空干燥 2h，放入家用微波炉微波15min，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
（2）将含HCFC-1122 0.1%(1000*10000-6)的HFC-134a粗品以体积空速LHSV为0.5h-1在30℃和1MPa条件下，自下而上的进入装有4层络合硅胶吸附剂层的第一吸附床的，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，从第二吸附床的上端的集气口收集产品。
实验例4：
（1）制备络合硅胶吸附剂：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上Ag离子和CU离子摩尔比为2：1混合溶液，然后真空干燥 2h，放入家用微波炉微波10min，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
（2）将含HCFC-1122 0.1%(1000*10000-6)的HFC-134a粗品以体积空速LHSV为0.5h-在30℃和1MPa条件下，1自下而上的进入装有4层络合硅胶吸附剂层的第一吸附床的，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，从第二吸附床的上端的集气口收集产品。
实验例5：
（1）制备络合硅胶吸附剂：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上Ag离子和CU离子摩尔比为2：1混合溶液，然后真空干燥2h，放入家用微波炉微波10min，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
（2）将含HCFC-1122 0.1%(1000*10000-6)的HFC-134a粗品以体积空速LHSV为5h-在30℃和1MPa条件下，1自下而上的进入装有4层络合硅胶吸附剂层的第一吸附床的，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，从第二吸附床的上端的集气口收集产品。
实验例6：
（1）制备络合硅胶吸附剂：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上Ag离子和CU离子摩尔比为2：1混合溶液，然后真空干燥2h，放入家用微波炉微波10min，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
（2）将含HCFC-1122 0.1%(1000*10000-6)的HFC-134a粗品以体积空速LHSV为5h-1在30℃和1MPa条件下，自下而上的进入装有3层络合硅胶吸附剂层的第一吸附床的，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，从第二吸附床的上端的集气口收集产品。
实施例7：
在实验6收集产品之后，重复步骤实验6步骤2，得到产品。取出吸附床上的吸附剂层用氮气吹扫吹扫温度为200℃，吹扫时间为3h，回收吸附剂层备用。
测定结果
对收集的1，1，1，2-四氟乙烷采用气相色谱法进行测定HFC-1122的含量，测定结果如表一所示。
表1 1，1，1，2-四氟乙烷纯化方法测定结果
从表1的HFC-1122含量数据可以看出，实施例1-6中，HFC-1122的含量均由1000PPM降低至40PPM以下，本发明可以提供更高纯度的1，1，1，2-四氟乙烷。在经过氮气吹扫后，吸附剂的性能依然能保持较好的能力。本发明吸附剂用同家用微波炉频率的微波设备就可以制备和再生，工艺简单，耗能少。本发明提供的纯化方法是具有良好的应用效果和发展潜力。

Claims (7)

1.一种1,1,1,2-四氟乙烷的纯化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、络合硅胶吸附剂的制备：将硅胶载体采用等体积浸渍法负载上阳离子为Ag离子和CU离子的混合溶液，然后真空干燥 2h，放入家用微波炉进行微波强化分散，冷却至室温制备得络合硅胶吸附剂；
步骤二、将包含2-氯-1,1-二氟乙烯杂质的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)粗品在由下至上的通至有吸附剂层的第一吸附床反应，再由下至上的通至有相同数量吸附剂层的第二吸附床反应，然后收集产品；
步骤三、吸附了包含2-氯-1,1-二氟乙烯杂质的络合硅胶吸附剂，经过惰性气体吹扫，回收杂质，络合硅胶吸附剂恢复吸附功能。
2.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于：所述包含2-氯-1,1-二氟乙烯（HCFC-1122）杂质的1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)粗品进入吸附床的体积空速LHSV为0.5～5h-1。
3.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于：所述吸附剂放入微波炉的微波时间为2～15min。
4.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于：所述Ag离子和CU离子的混合溶液中的两种阳离子的摩尔比为：1～2:1。
5.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于：所述吸附剂层为1～4层。
6.根据权利要求1所述的纯化方法， 其特征在于：所述惰性气体为氮气，所述的吹扫温度为100～200℃，吹扫时间为1～3h。
7.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述的络合硅胶吸附剂可通过步骤一进行再生。
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