CN111495108B - 一种六氟环氧丙烷的分离纯化方法及所用吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种六氟环氧丙烷的分离纯化方法及所用吸附剂，该吸附剂由201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂、活性炭和氧化镁混合组成；201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂的重量用量比为1：1～3：1～5；活性炭和氧化镁的重量用量比为1：1～5；活性炭和氧化镁的重量用量之和为201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂的重量用量之和的10～30％。本发明分离纯化效果好，工艺简单，操作安全，成本低，可应用于规模化生产。

Description

一种六氟环氧丙烷的分离纯化方法及所用吸附剂
技术领域
本发明涉及一种用于六氟环氧丙烷分离纯化的吸附剂，以及六氟环氧丙烷的分离纯化方法。
背景技术
六氟环氧丙院(英文名Hexafluoropropylene Oxide,简称HFPO),是一种应用广泛的有机氟化学品。由于HFPO的三元环状及氧原子的强吸电子性,HFPO上的碳原子易受亲核试剂进攻。因此HFPO与水、醇、硫酸、胺类、格式试剂、有机锂等亲核试剂易发生反应,与酰基氟化物反应可制备应用广泛的全氟乙烯基醚，也是制备全氟丙酮和全氟丙酰氟的重要原料。
目前,国内外HFPO的合成主要以六氟丙烯(Hexafluoropropylene,简称HFP)为原料,根据反应过程中氧化剂、溶剂、温度、压力、催化剂等工艺条件的不同，归纳为以下方法。1)亲核氧化法：以双氧水或次氯酸盐作为氧化剂,利用全氟烯烃在氟离子催化下发生环氧化。次氯酸钠氧化HFP制备HFPO的工艺与双氧水氧化法类似,不同的是次氯酸钠氧化法采用非均相体系。2)分子氧直接氧化法是在氧气或者空气和氧气与其它惰性气体的混合气体等进行的氧化反应。该法又分为气相氧化法、液相氧化法、光化学氧化和放射氧化法。3)电化学氧化法分为直接电解法和间接电解法。4)碳酸盐-氯气氧化法是将碱金属碳酸盐在含有少量水分的条件下,氯和HFP反应制备HFPO，转化率为20％。5)有机过氧化物环氧化是在一定温度和压力下,气态HFP通入亚氧基有机过氧化氢水溶液反应,HFP的转化率为10％左右，HFPO的选择性为94％。
总之，不管采用哪种方法，为了获得高纯度的六氟环氧丙烷产品，开发研制产品的纯化技术是一项重要课题。目前国内外提纯六氟环氧丙烷的方法主要是直接蒸馏法和萃取精馏法等几种方法。直接蒸馏法的不足之处是所需塔板数较多，无法同时得到较高纯度的产品；萃取精馏法存在着分离过程较长，能耗大，溶剂消耗大。文献报道采用无机吸附剂、有机吸附剂和碳质吸附剂三大类吸附材料对六氟环氧丙烷进行纯化，虽然取得了可喜的进展，但是尚未进行规模化生产。
离子交换树脂在现代工业中起着很重要的作用。随着现代有机合成工业技术的迅速发展，使用离子交换树脂纯化分离化工产品技术已经得到迅速发展和广泛的应用。但是在使用单一离子交换树脂纯化分离化工产品时依然存在一定的局限性，分离纯化效果达不到预期目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的吸附剂组合，该吸附剂用于六氟环氧丙烷的分离纯化，以大大提高六氟环氧丙烷的纯度。
由于单一离子交换树脂纯化分离时存在一定局限性，本发明采用复合离子交换树脂，经不同比例制得复配物作为吸附剂，再经过管式纯化分离器对六氟环氧丙烷进行纯化分离。
本发明首先公开了一种用于六氟环氧丙烷的分离纯化的吸附剂，该吸附剂由201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂、活性炭和氧化镁混合组成；
所述201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂的重量用量比为1：1～3：1～5；
所述活性炭和氧化镁的重量用量比为1：1～5；
所述活性炭和氧化镁的重量用量之和为201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂的重量用量之和的10～30％。
本发明还公开了一种采用前述的吸附剂分离纯化六氟环氧丙烷的方法，包括如下步骤：
(1)在0～10℃，将反应器制得的六氟环氧丙烷与氮气收集到气柜中，得混合气体；
(2)将步骤(1)的混合气体在10～30℃通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂与活性炭和氧化镁混合物的不锈钢盘管中，进行吸附处理，除去未反应的六氟丙烯，得分离纯化后的六氟环氧丙烷。
进一步地，所述六氟环氧丙烷与氮气重量比1：1。
进一步地，所述不锈钢盘管内径为50毫米，长度为1～10米。
进一步地，步骤(2)中混合气体在1～5kg/cm2绝对压力下通入不锈钢盘管中。
本发明在产品纯化分离工序增加了一道装有强碱性阴离子离子交换树脂复合物的管式纯化分离器，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)本发明的分离纯化方法分离纯化效果好，所得六氟环氧丙烷的纯度达99.3％以上，工艺简单，操作安全，成本低，可应用于规模化生产；
2)本发明的吸附剂在使用过程中，活性炭和氧化镁对强碱性阴离子交换树脂起到了保护作用，延长其使用寿命；
3)本发明所使用的吸附剂可以经烘干、脱附后再生使用，是一项绿色可持续发展的分离纯化技术。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例1
在10℃，将从反应器中所得的纯度为93％的六氟环氧丙烷气体以16kg/h，氮气16kg/h收集到气柜中，得混合气体。在30℃，将气柜中的混合气体以进气压力1kg/cm2，通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂1kg，201x4强碱性阴离子交换树脂3kg，D201大孔强碱性阴离子交换树脂5kg，活性炭0.6kg，氧化镁1.2kg的吸附剂复合物的内径为50毫米，长度为1米的不锈钢盘管中，并在在30℃进行六氟环氧丙烷的分离纯化。得到六氟环氧丙烷产品纯度为99.5％。
实施例2
在0℃，将从反应器中所得的纯度为93％的六氟环氧丙烷气体以16kg/h，氮气16kg/h收集到气柜中。在10℃，进气压力3kg/cm2，将气柜中的混合气体通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂1kg，201x4强碱性阴离子交换树脂1kg，D201大孔强碱性阴离子交换树脂5kg，活性炭0.2kg，氧化镁0.5kg的吸附剂复合物的内径为50毫米，长度为3米的不锈钢盘管中，并在10℃进行六氟环氧丙烷的分离纯化。得到产品纯度为99.3％。
实施例3
在5℃，将从反应器中所得的纯度为93％的六氟环氧丙烷气体以16kg/h，氮气16kg/h收集到气柜中，得混合气体。在15℃，进气压力10kg/cm2，将气柜中的混合气体通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂1kg，201x4强碱性阴离子交换树脂3kg，D201大孔强碱性阴离子交换树脂3kg，活性炭0.6kg，氧化镁1.2kg的吸附剂复合物的内径为50毫米，长度为10米的不锈钢盘管中，并在在15℃进行六氟环氧丙烷的分离纯化。得到产品纯度为99.5％。
实施例4
在10℃，将从反应器中所得的纯度为93％的六氟环氧丙烷气体以16kg/h，氮气16kg/h收集到气柜中，得混合气体。在10℃，进气压力1kg/cm2，将气柜中的混合气体通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂1kg，201x4强碱性阴离子交换树脂3kg，D201大孔强碱性阴离子交换树脂1kg，活性炭0.5kg，氧化镁1.0kg的吸附剂复合物的内径为50毫米，长度为10米的不锈钢盘管中，并在10℃进行六氟环氧丙烷的分离纯化。得到产品纯度为99.5％。
实施例5
在5℃，将从反应器中所得的纯度为93％的六氟环氧丙烷气体以16kg/h，氮气16kg/h收集到气柜中，得混合气体。在20℃，进气压力6kg/cm2，将气柜中的混合气体通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂1kg，201x4强碱性阴离子交换树脂2kg，D201大孔强碱性阴离子交换树脂3kg，活性炭0.6kg，氧化镁1.2kg的吸附剂复合物的内径为50毫米，长度为10米的不锈钢盘管中，并在20℃进行六氟环氧丙烷的分离纯化。得到产品纯度为99.6％。

Claims (5)

1.一种用于六氟环氧丙烷的分离纯化的吸附剂，其特征在于：该吸附剂由201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂、活性炭和氧化镁混合组成；
所述201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂的重量用量比为1：1～3：1～5；
所述活性炭和氧化镁的重量用量比为1：1～5；
所述活性炭和氧化镁的重量用量之和为201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂的重量用量之和的10～30％。
2.一种采用权利要求1所述的吸附剂分离纯化六氟环氧丙烷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在0～10℃下，将反应器中制得的六氟环氧丙烷与氮气收集到气柜中，得混合气体；
(2)将步骤(1)的混合气体在10～30℃通入装有201x7强碱性阴离子交换树脂、201x4强碱性阴离子交换树脂、D201大孔强碱性阴离子交换树脂与活性炭和氧化镁混合物的不锈钢盘管中，进行吸附处理，得分离纯化后的全氟环氧丙烷。
3.根据权利要求2所述的分离纯化六氟环氧丙烷的方法，其特征在于：所述六氟环氧丙烷与氮气重量比1：1。
4.根据权利要求2所述的分离纯化六氟环氧丙烷的方法，其特征在于：所述不锈钢盘管内径为50毫米，长度为1～10米。
5.根据权利要求2所述的分离纯化六氟环氧丙烷的方法，其特征在于：步骤(2)中混合气体在1～5kg/cm2绝对压力下通入不锈钢盘管中。
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