CN114478186A - 一种全氟烷基乙醇及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于含氟化合物及其衍生物领域，具体涉及一种全氟烷基乙醇及其制备方法，包括以下步骤：将质量比为20:1的原料和水的混合物投入反应釜中，进行蒸馏反应，得到第一反应液；所述原料包括质量比为1:2的全氟烷基乙基碘和N‑甲基吡咯烷酮；将第一反应液转移至水洗釜中，用碱溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池；将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合转移至反应釜，进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；副产烯烃进入烯烃罐；将第三反应液于反应釜中，进行蒸馏反应，得到第四反应液；将第四反应液转移至蒸馏釜中，进行减压蒸馏，得全氟烷基乙醇成品。本发明的制备方法环保、操作简单，收率高。
Description
技术领域
本发明属于含氟化合物及其衍生物领域，具体涉及一种全氟烷基乙醇及其制备方法。
背景技术
全氟烷基乙醇是生产含氟精细化学品的关键中间体。目前工业上合成全氟烷基乙醇的方法有直接水解法，此方法原料虽为简单，但在强碱性的条件下，容易生成全氟烷基甲醚等副产品，因副产物与全氟烷基乙醇性质相近，存在主副产物难以实现分离导致产品收率低的弊端。
其次，工业上常用的制备全氟烷基乙醇的方法有发烟硫酸法，此方法收率尚还可以，但不足之处在于三氧化硫气体具有强腐蚀性和强氧化性，极易腐蚀设备及管线，且高温促使生成物单质碘升华，造成管路堵塞。
还有报道采用发烟硝酸法生成全氟烷基硝酸酯，再经催化加氢还原，最后通过蒸馏制得全氟烷基乙醇，此方法不仅需要强酸，且还原步骤需在高压条件下进行，故存在工艺安全性差和设备成本大等问题。
目前国内对于全氟烷基乙醇的市场需求广阔，但国内各企业、各单位根据自身工艺条件的生产技术手段过于传统，操作条件十分苛刻。而国内对于全氟烷基乙醇的生产技术受限，使得长期以来全氟烷基乙醇的原料市场一直受到国外公司的技术垄断，同时将其转化为高附加值、高额利润的含氟精细化学品在国内进行销售。因此开展全氟烷基乙醇的工艺制备方法具有重要的现实意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：结合精制装置，提供一种环保、制备条件简单且高收率的全氟烷基乙醇及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种全氟烷基乙醇的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量比为20:1的原料和水的混合物投入反应釜中，在温度为125-145℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液；
所述原料包括质量比为1:2的全氟烷基乙基碘和N-甲基吡咯烷酮；
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用碱溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池；
步骤3、将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合转移至反应釜，在温度为70-90℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐；
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为70-90℃、常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，得全氟烷基乙醇成品。
本发明的有益效果在于：本发明提供的一种环保、条件简单同时收率高全氟烷基乙醇的制备方法，克服了目前工业上制备全氟烷基乙醇存在主副产物难以实现分离导致产品收率低、会生成具有强腐蚀性和强氧化性的气体污染环境、易造成管路堵塞、使用酸性原料易腐蚀设备、反应条件苛刻设备成本高的问题。
本发明提供的制备方法，不产生污染性、强氧化性或强腐蚀性的物质，不对设备或管路造成腐蚀，且操作条件简单，所得产物的收率高，工艺安全性良好、所需设备成本低。
附图说明
图1所示为本发明具体实施方式的全氟烷基乙醇的精制装置的示意图；
图2所示为本发明具体实施方式的全氟烷基乙醇的精制装置的投水系统的示意图；
图3所示为本发明具体实施方式的全氟烷基乙醇的精制装置的反应系统的示意图；
图4所示为本发明具体实施方式的全氟烷基乙醇的精制装置的水洗系统的示意图；
图5所示为本发明具体实施方式的全氟烷基乙醇的精制装置的醇带烯烃系统的示意图；
图6所示为本发明具体实施方式的全氟烷基乙醇的精制装置的蒸馏系统的示意图；
标号说明：
1、投水系统；101、纯水计量槽；102、纯水计量槽进水切断阀；
2、反应系统；201、反应釜；202、第一热电阻；203、第一蒸汽进管；204、第一蒸汽调节阀；205、第一蒸汽出管；206、第一远传压力变送器；207、抽空切断阀；208、反应釜进料切断阀；
3、水洗系统；301水洗釜；302、第二蒸汽调节阀；303、第二蒸汽进管；304、第二蒸汽出管；305、第二热电阻；306、第二远传压力变送器；307、氮气切断阀；308、水洗釜进水切断阀；
4、醇带烯烃系统；401、反应冷凝器；402、烯烃罐；403、冷盐水进管；404、冷盐水出管；405、冷凝器出口管；406、第三热电阻；407、冷盐水调节阀；
5、蒸馏系统；501、蒸馏釜；502、正馏分槽；503、前馏分槽；504、蒸馏冷凝器；505、导热油调节阀；506、导热油进管；507、导热油出管；508、第三蒸汽调节阀；509、第三蒸汽进管；510、第三蒸汽出管；511、第四蒸汽调节阀；512、第四蒸汽进管；513、第四蒸汽出管；514、第四热电阻；515、热水调节阀；516、热水进管；517、热水出管；518、第五热电阻；519、第六热电阻；520、第七热电阻。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：结合精制装置中的设备，并提供一种环保、制备条件简单且高收率的全氟烷基乙醇及其制备方法，从而得到收率高的全氟烷基乙醇。
本发明的一种全氟烷基乙醇的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量比为20:1的原料和水的混合物投入反应釜中，在温度为125-145℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液；
所述原料包括质量比为1:2的全氟烷基乙基碘和N-甲基吡咯烷酮；
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用碱溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池；所述碱洗液进行回收重复利用；
步骤3、将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合转移至反应釜，在温度为70-90℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐；
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为70-90℃、在常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；过量的甲醇进行回收重复利用；
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，得全氟烷基乙醇成品。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的合成方法，通过全氟烷基乙基碘与水发生取代反应，生成半成品全氟烷基乙醇，以及副产烯烃、N-甲基吡咯烷酮和水。通过用碱溶液洗涤完全洗去第一反应液中的碘离子和部分洗去N-甲基吡咯烷酮，，将杂质的含量降低为40％-50％；再经过3次水洗涤，第一次水洗，将杂质的含量降低为20-30％；第二次水洗，将杂质的含量降低为5％-10％；第三次水洗，将杂质的含量降低到1％以下。使用甲醇与第二反应液进行醇带烯烃反应以除去副产烯烃，并将副产烯烃收集在烯烃罐中，可以废物利用。避免现有技术中直接在碱性环境下进行水解，容易生成全氟烷基甲醚等副产品，其副产物与全氟烷基乙醇性质相近，存在主副产物难以实现分离导致产品收率低的弊端。第三步通过常压蒸馏，将甲醇除去，其过程、方法和条件简单。最后通过减压蒸馏于精馏塔中分离得到全氟烷基乙醇成品，而杂质留在蒸馏釜中。
该工艺结合精制装置的生产方法，其过程不产生污染性、强氧化性或强腐蚀性的物质，不对设备或管路造成腐蚀。克服了强碱性水解法合成全氟烷基乙醇中，产物与副产物难以分离导致收率低的问题。本发明的制备方法，一方面可防止温度过高造成全氟烷基乙醇挥发从而导致收率降低，另一方面可有效控制副产烯烃从而降低能耗。本方法操作条件简单，且所得产物的收率高，工艺安全性良好和设备成本低。
进一步地，所述全氟烷基乙醇的通式为RfCH2CH2OH，其中Rf为碳数为4-12的直链全氟烷基。
进一步地，所述全氟烷基乙基碘为C6F13CH2CH2I、C8F17CH2CH2I、C10F21CH2CH2I、C12F25CH2CH2I中的一种。
进一步地，所述步骤3中的甲醇选用工业级纯度的甲醇。
进一步地，所述步骤的碱溶液为氢氧化钾溶液。
本发明应用于实验室或工业上制备全氟烷基乙醇。
全氟烷基乙醇的精制装置，是一种带自动投水切断联锁、反应抽料切断联锁、反应升温调节联锁、水洗升温调节联锁、打料补压切断联锁、冷凝控温调节联锁、蒸馏升温调节联锁、收集保温调节联锁的精制装置，包括投水系统、反应系统、水洗系统、醇带烯烃系统和蒸馏系统：
所述投水系统1包括纯水计量槽101；所述纯水计量槽101的进水管上设有纯水计量槽进水切断阀102。所述纯水计量槽101的中部设具有4个称重模块和远传称重控制器。
所述反应系统2包括反应釜201；所述述反应釜201的蒸汽夹套上设有具有第一蒸汽调节阀204的第一蒸汽进管203和第一蒸汽出管205；所述反应釜201的顶部设多个开口，多个开口处分别设有第一热电阻202和第一远传压力变送器206；所述反应釜201的抽空管上设有抽空切断阀207；所述反应釜201的进料管上设有反应釜进料切断阀208。所述反应釜201的中部设具有4个称重模块和远传称重控制器。
所述水洗系统3包括水洗釜301；所述水洗釜301的蒸汽夹套上设有具有第二蒸汽调节阀302的第二蒸汽进管303和第二蒸汽出管304；所述水洗釜301的顶部设多个开口，多个开口处分别设有第二热电阻305相连和第二远传压力变送器305；所述水洗釜301的氮气管上设有氮气切断阀306；所述水洗釜301的进水管上设有水洗釜进水切断阀307。所述水洗釜301的中部设具有4个称重模块和远传称重控制器。
所述醇带烯烃系统4包括：反应冷凝器401和烯烃罐402；所述醇带烯烃系统4在反应冷凝器401至烯烃罐402、烯烃罐402至反应釜201的管线上增设了蒸汽伴热管；所述反应冷凝器401包括冷盐水进管403、冷盐水出管404和反应冷凝器出口管405；所述反应冷凝器出口管405上设有第三热电阻406；所述冷盐水进管403和冷盐水出管404上设有冷盐水调节阀407；所述烯烃罐402设置于反应釜201的回流管上。
所述蒸馏装置包括蒸馏釜501、正馏分槽502和前馏分槽503、蒸馏冷凝器504；所述反应釜201、水洗釜301、正馏分槽502和前馏分槽503的外围均设有蒸汽夹套；所述蒸馏釜501的外围设有导热油夹套。
所述蒸馏冷凝器504的出口管线上增设了蒸汽伴热管；所述蒸馏釜501的导热油夹套上设有具有导热油调节阀505的导热油进管506和导热油出管507；所述正馏分槽502的蒸汽夹套上分别设有具有第三蒸汽调节阀508的第三蒸汽进管509和第三蒸汽出管510；所述前馏分槽503的蒸汽夹套上分别设有具有第四蒸汽调节阀511的第四蒸汽进管512和第四蒸汽出管513；所述导热油夹套上设有第四热电阻514；所述蒸馏冷凝器504上设有具有热水调节阀515的热水进管516和热水出管517，所述蒸馏冷凝器504的出口管上设有第五热电阻518；所述正馏分槽502和前馏分槽503的蒸汽夹套上分别设有第六热电阻519和第七热电阻520。
所述投水系统1的出料端与所述反应釜201的进料端连通；所述反应釜201的进料端与所述醇带烯烃系统4的进料端连通；所述反应釜201的出料端与所述水洗釜301的进料端连通；所述反应釜201的出料端与所述蒸馏釜501的进料端连通；所述蒸馏釜501的出料端与所述正馏分槽502的进料端，以及所述前馏分槽503的进料端连通。
所述反应系统2在原料至反应釜201的管线上设有蒸汽伴热管，在反应釜201至蒸馏釜501的管线上设有蒸汽伴热管；所述水洗系统3在水洗釜301至反应釜201的管线上设有蒸汽伴热管；所述蒸馏系统5在蒸馏冷凝器至正馏分槽502的管线上设有蒸汽伴热管。
本发明的实施例1为：
步骤1、将10kg全氟己基乙基碘、20kgN-甲基吡咯烷酮投入反应釜中，打开纯水计量槽，向反应釜中加入1.5kg的蒸馏水；在温度为130℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液。
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用氢氧化钾溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池，所述碱洗液进行回收重复利用。
步骤3、将第二反应液通过氮气切断阀从水洗釜转移至反应釜，将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合，在温度为80℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐。
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为80℃、在常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；过量的甲醇进行回收重复利用。
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，待170℃未有馏分蒸出，则视为反应结束。在精馏塔中分离得全氟己基乙醇成品。产量为7.30kg，收率为95.06％。
本发明的实施例2为：
步骤1、将20kg全氟辛基乙基碘、40kgN-甲基吡咯烷酮投入反应釜中，打开纯水计量槽，向反应釜中加入3kg的蒸馏水；在温度为135℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液。
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用氢氧化钾溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池，所述碱洗液进行回收重复利用。
步骤3、将第二反应液通过氮气切断阀从水洗釜转移至反应釜，将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合，在温度为70℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐。
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为70℃、在常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；过量的甲醇进行回收重复利用。
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，待170℃未有馏分蒸出，则视为反应结束。在精馏塔中分离得全氟辛基乙醇成品。产量为15.04kg，收率为93.02％。
本发明的实施例3为：
步骤1、将30kg全氟癸基乙基碘、60kgN-甲基吡咯烷酮投入反应釜中，打开纯水计量槽，向反应釜中加入4.5kg的蒸馏水；在温度为145℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液。
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用氢氧化钾溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池，所述碱洗液进行回收重复利用。
步骤3、将第二反应液通过氮气切断阀从水洗釜转移至反应釜，将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合，在温度为90℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐。
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为90℃、常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；过量的甲醇进行回收重复利用。
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，待170℃未有馏分蒸出，则视为反应结束。在精馏塔中分离得全氟癸基乙醇成品。产量为20.84kg，收率为83.01％。
本发明的实施例4为：
步骤1、将40kg全氟十二烷基乙基碘、80kgN-甲基吡咯烷酮投入反应釜中，打开纯水计量槽，向反应釜中加入6kg的蒸馏水；在温度为140℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液。
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用氢氧化钾溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池，所述碱洗液进行回收重复利用。
步骤3、将第二反应液通过氮气切断阀从水洗釜转移至反应釜，将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合，在温度为80℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐。
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为80℃、常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；过量的甲醇进行回收重复利用。
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，待170℃未有馏分蒸出，则视为反应结束。在精馏塔中分离得全氟十二烷基乙醇成品。产量为30.20kg，收率为88.01％。
综上所述，本发明提供的一种新的全氟烷基乙醇的制备方法，克服了目前工业上在强碱性的条件下水解法合成全氟烷基乙醇，容易生成全氟烷基甲醚等副产品，因副产物与全氟烷基乙醇性质相近，存在主副产物难以实现分离导致产品收率低的弊端。同时克服了用发烟硫酸法合成全氟烷基乙醇，其产生具有强腐蚀性和强氧化性的气体SO3，极易腐蚀设备及管线，且高温促使生成物单质碘升华，造成管路堵塞。进一步克服了用发烟硝酸法合成全氟烷基乙醇需要强酸，且还原步骤需在高压条件下进行，故存在工艺安全性差和设备成本大等问题。本发明提供的制备方法，不产生强氧化性或强腐蚀性的气体，故不对设备或管路造成腐蚀；操作条件简单，所得产物的收率高；常减压蒸馏规避高压风险，工艺安全性良好、所需设备成本低；所用助剂可回收并重复利用，杜绝直接排污引发的水体污染，具有一定的经济和环保效益。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种全氟烷基乙醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将质量比为20:1的原料和水的混合物投入反应釜中，在温度为125-145℃、常压下进行蒸馏反应，得到第一反应液；
所述原料包括质量比为1:2的全氟烷基乙基碘和N-甲基吡咯烷酮；
步骤2、将第一反应液转移至水洗釜中，用碱溶液洗涤1次后，再用蒸馏水洗涤3次，得到水洗液与第二反应液；所述水洗液进入至沉淀池；
步骤3、将质量比为1:2的甲醇与第二反应液混合转移至反应釜，在温度为70-90℃、常压下进行回流反应，得到副产烯烃和第三反应液；所述副产烯烃进入烯烃罐；
步骤4、将第三反应液于反应釜中，在温度为70-90℃、常压下进行蒸馏反应，得到第四反应液；
步骤5、将第四反应液转移至蒸馏釜中，将温度升高至130℃后，在温度为130-170℃、压强为-0.1MPa--0.090MPa下进行减压蒸馏，待170℃未有馏分蒸出，则视为反应结束，得全氟烷基乙醇成品。
2.根据权利要求1所述的全氟烷基乙醇的制备方法，其特征在于，所述全氟烷基乙醇的通式为RfCH2CH2OH，其中Rf为碳数为4-12的直链全氟烷基。
3.根据权利要求1所述的全氟烷基乙醇的制备方法，其特征在于，所述全氟烷基乙基碘为C6F13CH2CH2I、C8F17CH2CH2I、C10F21CH2CH2I、C12F25CH2CH2I中的一种。
4.根据权利要求1所述的全氟烷基乙醇的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的甲醇选用工业级纯度的甲醇。
5.根据权利要求1所述的全氟烷基乙醇的制备方法，其特征在于，所述步骤的碱溶液为氢氧化钾溶液。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的全氟烷基乙醇的制备方法制备得到的全氟烷基乙醇。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115318224A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-11 | 福建三农新材料有限责任公司 | 一种全氟烷基乙基烷氧基硅烷生产装置及其控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4219681A (en) * | 1978-08-09 | 1980-08-26 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the manufacture of 2-(perfluoroalkyl)-ethanols |
| CN103772150A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 江苏理文化工有限公司 | 全氟烷基乙醇的制备方法 |
| CN106495985A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-03-15 | 巨化集团技术中心 | 一种溶剂法合成全氟烷基乙醇的环保制备工艺 |
| CN107324973A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-07 | 巨化集团技术中心 | 一种全氟烷基乙醇的制备方法 |
| CN112898121A (zh) * | 2021-01-23 | 2021-06-04 | 四川上氟科技有限公司 | 一种全氟烷基乙醇的制备方法 |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4219681A (en) * | 1978-08-09 | 1980-08-26 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the manufacture of 2-(perfluoroalkyl)-ethanols |
| CN103772150A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-05-07 | 江苏理文化工有限公司 | 全氟烷基乙醇的制备方法 |
| CN106495985A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-03-15 | 巨化集团技术中心 | 一种溶剂法合成全氟烷基乙醇的环保制备工艺 |
| CN107324973A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-07 | 巨化集团技术中心 | 一种全氟烷基乙醇的制备方法 |
| CN112898121A (zh) * | 2021-01-23 | 2021-06-04 | 四川上氟科技有限公司 | 一种全氟烷基乙醇的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115318224A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-11 | 福建三农新材料有限责任公司 | 一种全氟烷基乙基烷氧基硅烷生产装置及其控制方法 |
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