專利名稱：氣相催化氟化制備七氟丙烷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種七氟丙烷的制備方法，具體涉及一種氟氯置換的方法制備七氟丙烷氣體。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步加強(qiáng)，消防滅火系統(tǒng)釋放出來(lái)的氣體對(duì)大氣層的影響越來(lái)越引起人們的高度關(guān)注，傳統(tǒng)的鹵代烷釋放后，其氣體在大氣中的殘留時(shí)間可達(dá)近百年，對(duì)環(huán)境影響極大。為了保護(hù)大氣臭氧層，根據(jù)國(guó)際公約有關(guān)規(guī)定，自1993年底禁止生產(chǎn)該類滅火劑，從2005年在全球范圍內(nèi)禁止使用該類產(chǎn)品。例如哈龍(Halon)滅火劑具有滅火濃度低，滅火效率高，不導(dǎo)電等優(yōu)異的性能，而在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。但是上世紀(jì)八十年代中期，人們發(fā)現(xiàn)哈龍滅火劑等的使用，使大氣臭氧層遭到破壞，已經(jīng)威脅到人類生存環(huán)境，因此，聯(lián)合國(guó)規(guī)定要定期淘汰哈龍滅火劑?，F(xiàn)在哈龍的替代物主要有七氟丙烷滅火劑(FM200)，六氟丙烷滅火劑(FE36)，三氟甲烷滅火劑(FE23)，惰性氣體滅火劑和二氧化碳滅火劑等。從滅火效果和適用場(chǎng)所考慮，七氟丙烷滅火劑(FM200)和六氟丙烷滅火劑(FE36)屬于較為理想的滅火劑。但是,使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)高溫條件下，六氟丙烷裂解出有害物質(zhì)，主要是氫氟酸(HF)，對(duì)玻璃器具和精密儀器有強(qiáng)烈腐蝕作用。因此，六氟丙烷滅火劑由于其固有的缺點(diǎn)，極大地限制其使用的場(chǎng)所和范圍，只能作為一種“過(guò)渡”時(shí)期的滅火劑使用。按照《蒙特利爾議定書(shū)》發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)其的生產(chǎn)和使用必須在2030年之前逐步淘汰，發(fā)展中國(guó)家則需在2040年前實(shí)現(xiàn)逐步淘汰。七氟丙烷(HFC-227ea、FM-200)的出現(xiàn)改變了滅火劑的布局，成為鹵代烷類滅火劑的替代物。七氟丙烷的滅火原理是化學(xué)滅火，滅火濃度一般為7% 10%。易于儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)31 42年內(nèi)不會(huì)變質(zhì)和分解，它具有不導(dǎo)電、釋放后對(duì)周圍環(huán)境無(wú)破壞、對(duì)設(shè)備及人身無(wú)損害、在大氣中殘留時(shí)間較短、毒性小、相對(duì)滅火濃度低等優(yōu)點(diǎn)，。七氟丙烷滅火劑具有良好的清潔性，在大氣中完全汽化不留殘?jiān)?、良好的氣相電絕緣性，正在被消防滅火中逐漸得到推廣和應(yīng)用。以南京為例，七氟丙烷滅火劑主要用于重要和昂貴的工業(yè)設(shè)備、發(fā)電機(jī)房、油庫(kù)、化學(xué)易燃品庫(kù)房及圖書(shū)庫(kù)、資料庫(kù)、檔案庫(kù)、金庫(kù)、地鐵、機(jī)場(chǎng)、以及高檔娛樂(lè)場(chǎng)所等。如果每個(gè)上述場(chǎng)所配備2個(gè)70 L鋼瓶滅火劑，充裝率暫定800 kg/m3，那么每個(gè)場(chǎng)所需要七氟丙烷滅火劑112 Kg。南京市有超過(guò)3萬(wàn)個(gè)上述場(chǎng)所，所以如果有10%的上述場(chǎng)所使用七氟丙烷滅火劑，七氟丙烷滅火劑的需求量將大于336噸，整個(gè)江蘇省的需求將大于2000噸，全國(guó)的需求在20000噸的規(guī)模。隨著生活水平的提高，精密儀器和高檔樓堂館所的增多，該清潔滅火劑的需求會(huì)迅速增長(zhǎng)。當(dāng)前，七氟丙烷的生產(chǎn)方法主要是六氟丙烯法，由于六氟丙烯價(jià)格昂貴，所以下游產(chǎn)品七氟丙烷價(jià)格一直居高不下。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種生產(chǎn)成本低、產(chǎn)率高的七氟丙烷制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種七氟丙烷的制備方法，其反應(yīng)方程式如下
權(quán)利要求
1.氣相催化氟化制備七氟丙烷，其反應(yīng)方程式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相催化氟化制備七氟丙烷，其特征在于所述預(yù)熱溫度為180 220°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相催化氟化制備七氟丙烷，其特征在于所述催化劑中鉻鹽和稀土化合物L(fēng)a3F3的重量比為10:0. I 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相催化氟化制備七氟丙烷，其特征在于所述載體占催化劑與載體總重量的88% 89. 9%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相催化氟化制備七氟丙烷，其特征在于所述鉻鹽為CrCl3> Cr2O3> CrF3 或
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相催化氟化制備七氟丙烷，其特征在于所述精餾制得的產(chǎn)物1，I, I, 2，3，3，3-七氟丙烷氣體，再經(jīng)精制、提純、壓縮罐裝作為產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相催化氟化制備七氟丙烷，其特征在于將所述精餾過(guò)程中得到的過(guò)量原料氫氟酸和反應(yīng)副產(chǎn)物氟氯丙烷作為原料返回利用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種七氟丙烷的制備方法，包括以下步驟將1,1,1,2,3,3,3-七氯丙烷和無(wú)水氫氟酸氣化后混合預(yù)熱，通過(guò)裝有催化劑的管式固定床反應(yīng)器反應(yīng)，精餾，制得七氟丙烷；其中，反應(yīng)溫度為300～420℃，反應(yīng)壓力為2atm～40atm，氣體原料通過(guò)催化劑表面的時(shí)間是10～35秒；1,1,1,2,3,3,3-七氯丙烷和無(wú)水氫氟酸的摩爾比為1:5～1:12；催化劑為鉻鹽與稀土化合物L(fēng)a3F3的復(fù)配鹽，且采用三氧化二鋁、氧化鋅、氧化鎳或活性炭作為載體。本發(fā)明七氟丙烷制備方法成本低、生產(chǎn)率高。
文檔編號(hào)C07C19/08GK102617268SQ20121004680
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者張超智 申請(qǐng)人:張超智