CN112299973B - 采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，该方法包括：a、制造前的准备；b、微通道反应器的组装；c、六氟环氧丙烷的制备；d、全氟己酮的制备。本发明通过以六氟丙烯为原材料，在微反应通道内通入二氧化硫、一氧化氮以及氧气进行反应，微反应通道内生成三氧化硫与二氧化氮后，再向微反应通道内通入原材料六氟丙烯气体，从而生成六氟环氧丙烷气体，环形转动套与驱动件的设置加快了三氧化硫、二氧化氮、六氟环氧丙烷的生成时间，从而提高了反应效率，减少了原材料的投入，降低了制备成本，接着将生成的六氟环氧丙烷与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内再催化剂的作用下进行反应制得全氟己酮。

Description

采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法

技术领域

本发明属于全氟己酮制备的技术领域，具体涉及采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法。

背景技术

随着哈龙灭火剂的淘汰,氢氟烃类替代品相继涌现。全氟己酮灭火剂，商品名称为Novec1230。化学名称为1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-三氟甲基-戊-三酮，是一种无色无味透明的液体。自从上世纪70年代被人们合成以来，一直没有进行大规模投入生产。自从2001年美国3M公司将其作为代替哈龙和氟代烷类的灭火剂后，该产品的合成技术及应用研究才日益得到人们的关注。目前，在环境政策的要求和全球变暖造成气候变化的影响下,全氟己酮灭火剂具有较多的优越性能,这种新型替代品以液态形式储存,它克服了第一代哈龙替代物具有使全球变暖和造成气候变化的缺陷,是一种新型哈龙替代物。在使用向保护区喷放时可以迅速蒸发并覆盖整个保护区,利用吸热方式灭火，对环境和人体的危害接近为零，是一种绿色环保物质。但是，在生产技术上产品的转化率和产品的纯度都有待于完善和改进，产品成本也需要进一步降低。因此，大力发展该类产品的绿色合成工艺是十分必要的，有重要的经济效益和社会效益，有广泛的应用前景。

全氟己酮的合成方法很多，主要是在氟离子催化剂的作用下使六氟丙烯和六氟环氧化合物反应，然后异构化制得。后来又发明了六氟丙烯和酰卤反应；全氟代羧酸类化合物反应等合成方法。六氟丙烯和六氟环氧丙烷在氟离子催化下会产生多聚体副产物，反应的选择性较差。六氟丙烯和酰卤反应需要无水条件，反应的选择性和收率较高，但是原料全氟丙酰氟的来源受限，难以规模化生产。全氟代羧酸酯可以通过用氟气直接氟化，但是这条路线的合成步骤较多，氟气直接氟化反应控制困难，成本较高。另外，也有报道利用全氟羧酸碱金属盐与全氟羰基酸氟化物反应，但是两种反应原料都不容易得到，无法进行规模化生产。鉴于以上合成方法的不足，有必要开拓一条新的全氟己酮制备反应路线。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，通过以六氟丙烯为原材料，在微反应通道内通入二氧化硫、一氧化氮以及氧气进行反应，通过驱动件驱动环形转动套带动微反应通道进行转动，微反应通道内生成三氧化硫与二氧化氮后，再向微反应通道内通入原材料六氟丙烯气体，通过六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮，以及剩余未反应完全的氧气再结合驱动件驱动环形转动套带动微反应通道转动进行反应，在环形转动套连接出气口的连接管道处通过气柜分离得到六氟环氧丙烷气体，环形转动套与驱动件的设置加快了三氧化硫、二氧化氮、六氟环氧丙烷的生成时间，微反应通道的设置增加了二氧化硫、一氧化氮以及氧气之间接触的面积以及六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮、氧气之间的接触面积，使得二氧化硫、一氧化氮以及氧气充分均匀混合以及六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮、氧气之间充分均匀混合，从而提高了反应效率，减少了原材料的投入，降低了制备成本，接着将生成的六氟环氧丙烷与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内再催化剂的作用下进行反应制得全氟己酮。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、制造前的准备

首先准备作为反应用的原材料六氟丙烯气体、氧气、二氧化硫、一氧化氮、三碘氟甲烷与三氟碘甲烷气体，同时对反应器进行清洁复位；

b、微通道反应器的组装

首先根据需要组装合适数量底板的微反应通道，接着在微反应通道的两端安装固定端部，在固定端部之间安装滑移件，通过滑移件将微反应通道装入环形转动套内，并将微反应通道固定在环形转动套内，使得微反应通道的进气口、出气口与环形转动套的连接管道连接，接着封闭端部封闭环形转动套的一端，顶紧组件抵在封闭端部上，同时在环形转动套的另一端安装夹紧组件；

c、六氟环氧丙烷的制备

1)三氧化硫、二氧化氮的生产

将二氧化硫、一氧化氮和氧气通过环形转动套上的连接管道通入到微反应通道的进气口中，环形转动套的另一端设置驱动件，驱动件通过夹紧组件带动环形转动套进行转动，反应一定时间后生成三氧化硫和二氧化氮以及未完全反应的氧气；

2)六氟环氧丙烷的生产

驱动件控制环形转动套停止转动后，将六氟丙烯气体通入到微反应通道内，六氟丙烯气体添加完成后，驱动件控制环形转动套继续转动，反应一定时间后，在与微反应通道出气口连接的连接管道处分离得到六氟环氧丙烷气体；

d、全氟己酮的制备

将生产的六氟环氧丙烷气体与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内，接着向在管式反应器内加入催化剂，在催化剂的作用下生产全氟己酮。

进一步，在步骤b中，微反应通道的具体组状过程为：微反应通道包括第一端盖、第二端盖以及设于第一端盖与下端该之间的底板，底板之间相互对堆叠，底板的上下两侧均设有环形凹槽，环形凹槽的两端设有物料入口与物料出口，环形凹槽均匀排列有通孔，通孔贯穿底板，相邻的两个底板之间，位于一侧的底板上环形凹槽与位于另一侧的底板上对应的环形凹槽相互贴合后形成环形通道，第一端盖设有进气口，第二端盖设有出气口，底板一侧的四角处设有插块，底板的另一侧对应设有插槽，插块与插槽相匹配，第一端盖靠近底板的一侧设有第一安装槽，第一安装槽与底板相匹配，第一安装槽的四角处对应插槽设有连接块，连接块插入插槽内，第二端盖靠近底板的一侧设有第二安装槽，第二安装槽与底板相匹配，第二安装槽的四角处对应插块设有连接槽，插块插入连接槽内。进气口、物料入口与连接管道的设置，实现了环形转动套封闭时，能够将原材料气体通入到环形转动套内的微通道反应器的内部，方便微通道反应器通入原材料进行反应，从而缩短了制备所需时间，大大提高了制备效率，出气口、物料出口与连接管道的设置，实现了环形转动套封闭时，能够直接从环形转动套的连接管道处得到生成物，无需打开环形转动套，从而避免了环形转动套打开时生成物泄漏的现象产生，从而提高了收率。

进一步，在步骤b中，固定端部安装的具体过程为：固定端部包括固定环与固定卡夹，第一端盖、第二端盖外侧壁的四角处均设有固定块，固定环分别套设在第一端盖、第二端盖的外侧，固定卡夹的一端与固定环固定连接，固定卡夹的另一端与固定块固定连接。实现了固定端部与微通道反应器之间的固定连接。

进一步，在步骤b中，微反应通道装入环形转动套内的具体过程为：环形转动套靠近顶紧组件一端设有开口，开口处设有限位槽，限位槽的内侧壁设有第一内螺纹，封闭端部对应设有限位块，限位块的内侧壁设有第一外螺纹，限位块螺纹连接在限位槽内，使得封闭端部固定在环形转动套的开口处，环形转动套设有反应腔，反应腔的内侧壁圆周分布有滑移槽，滑移槽与滑移件相匹配，滑移件圆周分布在两个固定环之间，滑移件包括弧形连接臂、转动座、转动臂、滑轮、导引臂、固定座与导向杆，弧形连接臂固定连接在两个固定环之间，弧形连接臂两端的底部固定连接有转动座，转动座的底部转动连接有转动臂，转动臂的底部转动连接有滑轮，弧形连接臂的中部均匀排列固定有固定座，相邻两个固定座之间固定连接有导向杆，导向杆上滑动连接有滑块，滑块与导引臂的一端铰接，导引臂的另一端与相邻的转动臂的中部之间转动连接，通过滑块沿着导向杆滑块来调节滑轮的高低位置，使得滑轮位于滑移槽内，通过滑轮带动微反应通道装入到环形转动套内。限位块螺纹连接在限位槽内，增加了封闭端部与环形通达之间的密封连接，从而提高了环形通道的密封性，通过滑块沿着导向杆移动来调节滑轮的高度，当滑块向对应的滑轮一侧移动时，滑轮向下摆动，从而使得滑块向环形转动套的外侧伸出；当滑块向另一侧移动时，滑轮向上摆动，从而使得滑块向环形转动套的内侧缩回，滑轮位于滑移槽内，通过滑轮的滑动带动微反应通道装入到环形转动套内，从而方便微反应通道的定位安装。

进一步，在步骤C中，驱动件驱动环形转动套转动的具体过程为：夹紧组件包括连接螺杆、紧固螺母、第一限位环、第二限位环与L型卡紧杆，首先将连接螺杆穿过将第一限位环与第二限位环，并在连接螺杆两端拧入紧固螺母，紧固螺母分别拧紧在第一限位环的一侧、第二限位环的一侧，第一限位环与第二限位环的内侧壁均设有第二内螺纹，环形转动套靠近驱动件的一端设有第二外螺纹，然后将固定在一起的第一限位环与第二限位环拧入到环形转动套的端部，驱动件的端部抵在环形转动套的一端上，接着将L型卡紧杆的一端卡紧在第一限位环远离驱动件的一侧，再将L型卡紧杆的另一端固定在驱动件上。夹紧组件的设置不仅用于连接驱动件，同时增加了环形转动套的稳固性，通过第二内螺纹与第二外螺纹的设置，实现了第一限位环、第二限位环与环形转动套之间的固定连接。

进一步，在步骤c的步骤2)中，六氟丙烯气体在通入到微反应通道前预热温度为15℃-30℃。

进一步，在步骤d中，催化剂为氨气，氨气与六氟环氧丙烷的摩尔比为4.5:1。

进一步，在步骤d中，六氟环氧丙烷气体、三碘氟甲烷与三氟碘甲烷采用并流匀速加入到管式反应器中，加热温度为80℃-90℃，压力为2.5-2.7个大气压下，反应接触时间为40min-60min。

进一步，反应接触时间结束后，冷却管式反应器的温度至15℃-25℃，收集冷却管式反应器内的液体，同时对管式反应器内剩余的气体采用无水乙醇进行吸收，然后加水喷淋吸收，接着将液体经过过滤，在负压下，加热液体至30℃-35℃进行蒸发，然后将蒸发的气体进行冷却至20℃-25℃，得到全氟己酮。反应得到的氟气经过喷淋吸收进行处理。

进一步，吸收气体的无水乙醇多次循环使用，吸收气体后的无水乙醇采用蒸馏法将其中的三碘氟甲烷、三氟碘甲烷回收并再次使用。本发明最终未反应物料通过无水乙醇吸收，吸收后的无水乙醇可循环利用，待无水乙醇中的三碘氟甲烷和三氟碘甲烷质量分数大于15％，再通过蒸馏法将其中的三碘氟甲烷、三氟碘甲烷回收并再次使用，从而大大降低了反应成本。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明通过以六氟丙烯为原材料，在微反应通道内通入二氧化硫、一氧化氮以及氧气进行反应，通过驱动件驱动环形转动套带动微反应通道进行转动，微反应通道内生成三氧化硫与二氧化氮后，再向微反应通道内通入原材料六氟丙烯气体，通过六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮，以及剩余未反应完全的氧气再结合驱动件驱动环形转动套带动微反应通道转动进行反应，在环形转动套连接出气口的连接管道处通过气柜分离得到六氟环氧丙烷气体，环形转动套与驱动件的设置加快了三氧化硫、二氧化氮、六氟环氧丙烷的生成时间，微反应通道的设置增加了二氧化硫、一氧化氮以及氧气之间接触的面积以及六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮、氧气之间的接触面积，使得二氧化硫、一氧化氮以及氧气充分均匀混合以及六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮、氧气之间充分均匀混合，从而提高了反应效率，减少了原材料的投入，降低了制备成本，接着将生成的六氟环氧丙烷与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内再催化剂的作用下进行反应制得全氟己酮。

本发明在步骤b中，微反应通道的具体组状过程为：微反应通道包括第一端盖、第二端盖以及设于第一端盖与下端该之间的底板，底板之间相互对堆叠，底板的上下两侧均设有环形凹槽，环形凹槽的两端设有物料入口与物料出口，环形凹槽均匀排列有通孔，通孔贯穿底板，相邻的两个底板之间，位于一侧的底板上环形凹槽与位于另一侧的底板上对应的环形凹槽相互贴合后形成环形通道，第一端盖设有进气口，第二端盖设有出气口，进气口与物料入口匹配设置，出气口与物料出口相匹配，底板一侧的四角处设有插块，底板的另一侧对应设有插槽，插块与插槽相匹配，第一端盖靠近底板的一侧设有第一安装槽，第一安装槽与底板相匹配，第一安装槽的四角处对应插槽设有连接块，连接块插入插槽内，第二端盖靠近底板的一侧设有第二安装槽，第二安装槽与底板相匹配，第二安装槽的四角处对应插块设有连接槽，插块插入连接槽内。进气口、物料入口与连接管道的设置，实现了环形转动套封闭时，能够将原材料气体通入到环形转动套内的微通道反应器的内部，方便微通道反应器通入原材料进行反应，从而缩短了制备所需时间，大大提高了制备效率，出气口、物料出口与连接管道的设置，实现了环形转动套封闭时，能够直接从环形转动套的连接管道处得到生成物，无需打开环形转动套，从而避免了环形转动套打开时生成物泄漏的现象产生，从而提高了收率。

本发明反应时间短、工艺简单，安全，成本低，收率高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中微通道反应器的结构示意图；

图2为本发明中微反应通道与固定端部连接时的结构示意图；

图3为本发明中底板的结构示意图；

图4为本发明中第二端盖的结构示意图；

图5为本发明中第一端盖的结构示意图；

图6为本发明中固定端部与滑移件连接的结构示意图；

图7为本发明中封闭端部的结构示意图；

图8为本发明中环形转动套通过夹紧组件与驱动件固定时的结构示意图；

图9为本发明中微反应通道装入到环形转动套内时的结构示意图；

图10为本发明中封闭端部封闭环形转动套时的结构示意图；

图11为图8中A处放大的结构示意图；

图12为图8中B处放大的结构示意图。

图中，1-微通道反应器；2-微反应通道；3-固定端部；4-滑移件；5-环形转动套；6-进气口；7-出气口；8-连接管道；9-封闭端部；10-顶紧组件；11- 夹紧组件；12-驱动件；13-第一端盖；14-第二端盖；15-底板；16-环形凹槽； 17-物料入口；18-物料出口；19-通孔；20-第二限位环；21-L型卡紧杆；22- 插块；23-插槽；24-第一安装槽；25-连接块；26-第二安装槽；27-连接槽；28- 固定环；29-固定卡夹；30-固定块；31-第一限位环；32-开口；33-限位槽；34- 第一内螺纹；35-限位块；36-第一外螺纹；37-反应腔；38-滑移槽；39-弧形连接臂；40-转动座；41-转动臂；42-滑轮；43-导引臂；44-固定座；45-导向杆； 46-滑块；47-连接螺杆；48-紧固螺母。

具体实施方式

如图1至图12所示，为本发明采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，包括如下步骤：

a、制造前的准备

首先准备作为反应用的原材料六氟丙烯气体、氧气、二氧化硫、一氧化氮、三碘氟甲烷与三氟碘甲烷气体，同时对反应器进行清洁复位。

b、微通道反应器1的组装

首先根据需要组装合适数量底板15的微反应通道2，接着在微反应通道2的两端安装固定端部3，在固定端部3之间安装滑移件4，通过滑移件4将微反应通道2装入环形转动套5内，并将微反应通道2固定在环形转动套5内，使得微反应通道2的进气口6、出气口7与环形转动套5的连接管道8连接，接着封闭端部9封闭环形转动套5的一端，顶紧组件10抵在封闭端部9上，同时在环形转动套5的另一端安装夹紧组件11。

c、六氟环氧丙烷的制备

1)三氧化硫、二氧化氮的生产

将二氧化硫、一氧化氮和氧气通过环形转动套5上的连接管道8通入到微反应通道2的进气口6中，环形转动套5的另一端设置驱动件12，驱动件12通过夹紧组件11带动环形转动套5进行转动，反应一定时间后生成三氧化硫和二氧化氮以及未完全反应的氧气。

2)六氟环氧丙烷的生产

驱动件12控制环形转动套5停止转动后，将六氟丙烯气体通入到微反应通道2内，六氟丙烯气体添加完成后，驱动件12控制环形转动套5继续转动，反应一定时间后，在与微反应通道2出气口7连接的连接管道8处分离得到六氟环氧丙烷气体。

d、全氟己酮的制备

将生产的六氟环氧丙烷气体与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内，接着向在管式反应器内加入催化剂，在催化剂的作用下生产全氟己酮。

在步骤b中，微反应通道2的具体组状过程为：微反应通道2包括第一端盖13、第二端盖14以及设于第一端盖13与下端该之间的底板15，底板15之间相互对堆叠，底板15的上下两侧均设有环形凹槽16，环形凹槽16的两端设有物料入口17与物料出口18，环形凹槽16均匀排列有通孔19，通孔19贯穿底板15，相邻的两个底板15之间，位于一侧的底板15上环形凹槽16与位于另一侧的底板15上对应的环形凹槽16相互贴合后形成环形通道，第一端盖13设有进气口6，第二端盖14设有出气口7，底板15一侧的四角处设有插块22，底板15的另一侧对应设有插槽23，插块22与插槽23相匹配，第一端盖13靠近底板15的一侧设有第一安装槽24，第一安装槽24与底板15相匹配，第一安装槽24的四角处对应插槽23设有连接块25，连接块25插入插槽23内，第二端盖14靠近底板15的一侧设有第二安装槽26，第二安装槽26与底板15相匹配，第二安装槽26的四角处对应插块22设有连接槽27，插块22插入连接槽27内。进气口6、物料入口17与连接管道8的设置，实现了环形转动套5封闭时，能够将原材料气体通入到环形转动套5内的微通道反应器1的内部，方便微通道反应器1通入原材料进行反应，从而缩短了制备所需时间，大大提高了制备效率，出气口7、物料出口18与连接管道8的设置，实现了环形转动套5封闭时，能够直接从环形转动套5的连接管道8处得到生成物，无需打开环形转动套5，从而避免了环形转动套5打开时生成物泄漏的现象产生，从而提高了收率。

在步骤b中，固定端部3安装的具体过程为：固定端部3包括固定环28与固定卡夹29，第一端盖13、第二端盖14外侧壁的四角处均设有固定块30，固定环28分别套设在第一端盖13、第二端盖14的外侧，固定卡夹29的一端与固定环28固定连接，固定卡夹29的另一端与固定块30固定连接。实现了固定端部3与微通道反应器1之间的固定连接。

在步骤b中，微反应通道2装入环形转动套5内的具体过程为：环形转动套5靠近顶紧组件10一端设有开口32，开口32处设有限位槽33，限位槽33 的内侧壁设有第一内螺纹34，封闭端部9对应设有限位块35，限位块35的内侧壁设有第一外螺纹36，第一内螺纹34与第一外螺纹36匹配设置，限位块35 螺纹连接在限位槽33内，使得封闭端部9固定在环形转动套5的开口32处，环形转动套5设有反应腔37，反应腔37的内侧壁圆周分布有滑移槽38，滑移槽38与滑移件4相匹配，滑移件4圆周分布在两个固定环28之间，滑移件4 包括弧形连接臂39、转动座40、转动臂41、滑轮42、导引臂43、固定座44与导向杆45，弧形连接臂39固定连接在两个固定环28之间，弧形连接臂39两端的底部固定连接有转动座40，转动座40的底部转动连接有转动臂41，转动臂 41的底部转动连接有滑轮42，弧形连接臂39的中部均匀排列固定有固定座44，相邻两个固定座44之间固定连接有导向杆45，导向杆45上滑动连接有滑块46，滑块46与导引臂43的一端铰接，导引臂43的另一端与相邻的转动臂41的中部之间转动连接，通过滑块46沿着导向杆45滑块46来调节滑轮42的高低位置，使得滑轮42位于滑移槽38内，通过滑轮42带动微反应通道2装入到环形转动套5内。限位块35螺纹连接在限位槽33内，增加了封闭端部9与环形通达之间的密封连接，从而提高了环形通道的密封性，通过滑块46沿着导向杆45 移动来调节滑轮42的高度，当滑块46向对应的滑轮42一侧移动时，滑轮42 向下摆动，从而使得滑块46向环形转动套5的外侧伸出；当滑块46向另一侧移动时，滑轮42向上摆动，从而使得滑块46向环形转动套5的内侧缩回，滑轮42位于滑移槽38内，通过滑轮42的滑动带动微反应通道2装入到环形转动套5内，从而方便微反应通道2的定位安装。

在步骤C中，驱动件12驱动环形转动套5转动的具体过程为：夹紧组件11 包括连接螺杆47、紧固螺母48、第一限位环31、第二限位环20与L型卡紧杆 21，首先将连接螺杆47穿过将第一限位环31与第二限位环20，并在连接螺杆47两端拧入紧固螺母48，紧固螺母48分别拧紧在第一限位环31的一侧、第二限位环20的一侧，第一限位环31与第二限位环20的内侧壁均设有第二内螺纹，环形转动套5靠近驱动件12的一端设有第二外螺纹，然后将固定在一起的第一限位环31与第二限位环20拧入到环形转动套5的端部，驱动件12的端部抵在环形转动套5的一端上，接着将L型卡紧杆21的一端卡紧在第一限位环31远离驱动件12的一侧，再将L型卡紧杆21的另一端固定在驱动件12上。夹紧组件11的设置不仅用于连接驱动件12，同时增加了环形转动套5的稳固性，通过第二内螺纹与第二外螺纹的设置，实现了第一限位环31、第二限位环20与环形转动套5之间的固定连接。

在步骤c的步骤2)中，六氟丙烯气体在通入到微反应通道2前预热温度为 15℃-30℃。

进一步，在步骤d中，催化剂为氨气，氨气与六氟环氧丙烷的摩尔比为4.5:1。

在步骤d中，六氟环氧丙烷气体、三碘氟甲烷与三氟碘甲烷采用并流匀速加入到管式反应器中，加热温度为80℃-90℃，压力为2.5-2.7个大气压下，反应接触时间为40min-60min。

进一步，反应接触时间结束后，冷却管式反应器的温度至15℃-25℃，收集冷却管式反应器内的液体，同时对管式反应器内剩余的气体采用无水乙醇进行吸收，然后加水喷淋吸收，接着将液体经过过滤，在负压下，加热液体至30℃-35℃进行蒸发，然后将蒸发的气体进行冷却至20℃-25℃，得到全氟己酮。反应得到的氟气经过喷淋吸收进行处理。

吸收气体的无水乙醇多次循环使用，吸收气体后的无水乙醇采用蒸馏法将其中的三碘氟甲烷、三氟碘甲烷回收并再次使用。本发明最终未反应物料通过无水乙醇吸收，吸收后的无水乙醇可循环利用，待无水乙醇中的三碘氟甲烷和三氟碘甲烷质量分数大于15％，再通过蒸馏法将其中的三碘氟甲烷、三氟碘甲烷回收并再次使用，从而大大降低了反应成本。

本发明通过以六氟丙烯为原材料，在微反应通道2内通入二氧化硫、一氧化氮以及氧气进行反应，通过驱动件12驱动环形转动套5带动微反应通道2进行转动，微反应通道2内生成三氧化硫与二氧化氮后，再向微反应通道2内通入原材料六氟丙烯气体，通过六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮，以及剩余未反应完全的氧气再结合驱动件12驱动环形转动套5带动微反应通道2转动进行反应，在环形转动套连接出气口的连接管道处通过气柜分离得到六氟环氧丙烷气体，环形转动套5与驱动件12的设置加快了三氧化硫、二氧化氮、六氟环氧丙烷的生成时间，微反应通道2的设置增加了二氧化硫、一氧化氮以及氧气之间接触的面积以及六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮、氧气之间的接触面积，使得二氧化硫、一氧化氮以及氧气充分均匀混合以及六氟丙烯气体与三氧化硫、二氧化氮、氧气之间充分均匀混合，从而提高了反应效率，减少了原材料的投入，降低了制备成本，接着将生成的六氟环氧丙烷与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内再催化剂的作用下进行反应制得全氟己酮。

将0.3摩尔的二氧化硫，0.5摩尔的一氧化氮以及4.8摩尔的氧气通入微通道反应器中进行反应，反应时间为7分钟，反应温度为20℃，同时将0.35摩尔的六氟丙烯气体进行预热，预热温度为20℃，再将预热完成后的六氟丙烯气体通入到微通道反应器中，反应时间为7分钟，反应温度为20℃，在环形转动套连接出气口的连接管道处通过气柜分离得到六氟环氧丙烷气体52克，收率96％，将制得六氟环氧丙烷气体与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷按照摩尔比1：1：2同时加入到管式反应器中内，再加入氨气作为催化剂，六氟环氧丙烷与氨气的摩尔比为1:4.5,反应温度为85℃，压力为2.6个大气压，反应时间为50分钟，然后降温至20℃，收集其中的液体，剩余的气体采用无水乙醇吸收，然后得到的氟气经过加水喷淋吸收进行处理，将液体经过精密过滤后，在负压下，在温度为32℃下液体进行蒸发，然后将蒸发出的气体冷却至温度为24℃，即得全氟己酮，收率96％。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、制造前的准备

首先准备作为反应用的原材料六氟丙烯气体、氧气、二氧化硫、一氧化氮、三碘氟甲烷与三氟碘甲烷气体，同时对反应器进行清洁复位；

b、微通道反应器的组装

首先根据需要组装合适数量底板的微反应通道，接着在微反应通道的两端安装固定端部，在固定端部之间安装滑移件，通过滑移件将微反应通道装入环形转动套内，并将微反应通道固定在环形转动套内，使得微反应通道的进气口、出气口与环形转动套的连接管道连接，接着封闭端部封闭环形转动套的一端，顶紧组件抵在封闭端部上，同时在环形转动套的另一端安装夹紧组件；所述微反应通道的具体组装过程为：所述微反应通道包括第一端盖、第二端盖以及设于第一端盖与第二端盖之间的底板，底板之间相互堆叠，底板的上下两侧均设有环形凹槽，环形凹槽的两端设有物料入口与物料出口，环形凹槽均匀排列有通孔，通孔贯穿所述底板，相邻的两个底板之间，位于一侧的底板上环形凹槽与位于另一侧的底板上对应的环形凹槽相互贴合后形成环形通道，第一端盖设有进气口，第二端盖设有出气口，底板一侧的四角处设有插块，底板的另一侧对应设有插槽，插块与插槽相匹配，第一端盖靠近底板的一侧设有第一安装槽，第一安装槽与底板相匹配，第一安装槽的四角处对应插槽设有连接块，连接块插入插槽内，第二端盖靠近底板的一侧设有第二安装槽，第二安装槽与底板相匹配，第二安装槽的四角处对应插块设有连接槽，插块插入连接槽内；所述固定端部安装的具体过程为：所述固定端部包括固定环与固定卡夹，第一端盖、第二端盖外侧壁的四角处均设有固定块，固定环分别套设在第一端盖、第二端盖的外侧，固定卡夹的一端与固定环固定连接，固定卡夹的另一端与固定块固定连接；所述微反应通道装入环形转动套内的具体过程为：环形转动套靠近顶紧组件一端设有开口，开口处设有限位槽，限位槽的内侧壁设有第一内螺纹，封闭端部对应设有限位块，限位块的内侧壁设有第一外螺纹，第一内螺纹与第一外螺纹匹配设置，限位块螺纹连接在限位槽内，使得封闭端部固定在环形转动套的开口处，环形转动套设有反应腔，反应腔的内侧壁圆周分布有滑移槽，滑移槽与滑移件相匹配，滑移件圆周分布在两个固定环之间，滑移件包括弧形连接臂、转动座、转动臂、滑轮、导引臂、固定座与导向杆，弧形连接臂固定连接在两个固定环之间，弧形连接臂两端的底部固定连接有转动座，转动座的底部转动连接有转动臂，转动臂的底部转动连接有滑轮，弧形连接臂的中部均匀排列固定有固定座，相邻两个固定座之间固定连接有导向杆，导向杆上滑动连接有滑块，滑块与导引臂的一端铰接，导引臂的另一端与相邻的转动臂的中部之间转动连接，通过滑块沿着导向杆滑块来调节滑轮的高低位置，使得滑轮位于滑移槽内，通过滑轮带动微反应通道装入到环形转动套内；

c、六氟环氧丙烷的制备

1）三氧化硫、二氧化氮的生产

将二氧化硫、一氧化氮和氧气通过环形转动套上的连接管道通入到微反应通道的进气口中，环形转动套的另一端设置驱动件，驱动件通过夹紧组件带动环形转动套进行转动，反应一定时间后生成三氧化硫和二氧化氮以及未完全反应的氧气；所述驱动件驱动环形转动套转动的具体过程为：夹紧组件包括连接螺杆、紧固螺母、第一限位环、第二限位环与L型卡紧杆，首先将连接螺杆穿过将第一限位环与第二限位环，并在连接螺杆两端拧入紧固螺母，紧固螺母分别拧紧在第一限位环的一侧、第二限位环的一侧，第一限位环与第二限位环的内侧壁均设有第二内螺纹，环形转动套靠近驱动件的一端设有第二外螺纹，然后将固定在一起的第一限位环与第二限位环拧入到环形转动套的端部，驱动件的端部抵在环形转动套的一端上，接着将L型卡紧杆的一端卡紧在第一限位环远离驱动件的一侧，再将L型卡紧杆的另一端固定在驱动件上；

2）六氟环氧丙烷的生产

驱动件控制环形转动套停止转动后，将六氟丙烯气体通入到微反应通道内，六氟丙烯气体添加完成后，驱动件控制环形转动套继续转动，反应一定时间后，在与微反应通道出气口连接的连接管道处分离得到六氟环氧丙烷气体；

d、全氟己酮的制备

将生产的六氟环氧丙烷气体与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷加入到管式反应器内，接着向管式反应器内加入催化剂，在催化剂的作用下生产全氟己酮。

2.根据权利要求1所述的采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于：在所述步骤c的步骤2）中，所述六氟丙烯气体在通入到微反应通道前预热温度为15℃-30℃。

3.根据权利要求1所述的采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于：在所述步骤d中，所述催化剂为氨气，所述氨气与所述六氟环氧丙烷的摩尔比为4.5:1。

4.根据权利要求1所述的采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于：在所述步骤d中，六氟环氧丙烷气体、三碘氟甲烷与三氟碘甲烷采用并流匀速加入到管式反应器中，加热温度为80℃-90℃，压力为2.5-2.7个大气压下，反应接触时间为40min-60min。

5.根据权利要求4所述的采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于：反应接触时间结束后，冷却管式反应器的温度至15℃-25℃，收集冷却管式反应器内的液体，同时对管式反应器内剩余的气体采用无水乙醇进行吸收，然后加水喷淋吸收，接着将液体经过过滤，在负压下，加热液体至30℃-35℃进行蒸发，然后将蒸发的气体进行冷却至20℃-25℃，得到全氟己酮。

6.根据权利要求5所述的采用六氟丙烯制备全氟己酮的方法，其特征在于：吸收气体的无水乙醇多次循环使用，吸收气体后的无水乙醇采用蒸馏法将其中的三碘氟甲烷、三氟碘甲烷回收并再次使用。

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