способ выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из газов синтеза

Классы МПК:C07C17/38 разделение; очистка; стабилизация; использование добавок 
C07C19/08 содержащие фтор 
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Орлов Александр Павлович (RU),
Барабанов Валерий Георгиевич (RU),
Никифоров Борис Леонидович (RU),
Щавелев Владимир Борисович (RU),
Иванов Валерий Викторович (RU),
Мальцев Константин Александрович (RU),
Вахрушев Август Васильевич (RU),
Пруг Валерий Андреевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-05-31
публикация патента:

Изобретение относится к способу выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из реакционной смеси, полученной синтезом хлористого винилидена и фтористого водорода. Процесс включает расслаивание и ректификационное разделение. При этом газовую смесь синтеза, состоящую из 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана, фтористого водорода и хлористого водорода, абсорбируют жидкой смесью продуктов, полученной в результате расслаивания. Жидкая смесь продуктов содержит фтористый водород, 1-фтор-1,1-дихлорэтан и 1,1-дифтор-1-хлорэтан. Газообразные продукты направляют на ректификационное разделение. Полученный после ректификации дистиллат, содержащий хлористый водород и 1,1,1-трифторэтан, направляют на ректификационное разделение и возвращают 1,1,1-трифторэтан обратно на ректификацию в количестве, определяемом температурой и давлением процесса конденсации дистиллата. Кубовый продукт, содержащий фтористый водород, 1-фтор-1,1-дихлорэтана и 1,1-дифтор-1-хлорэтана направляют на расслаивание, после чего полученный фтористый водород с примесями фторорганических продуктов возвращают на абсорбцию в виде жидкого орошения. Смесь, обогащенную 1-фтор-1,1-дихлорэтаном, 1,1-дифтор-1-хлорэтаном и содержащую фтористый водород, направляют на ректификацию, где отделяют фтористый водород в составе смеси с 1,1-дифтор-1-хлорэтаном, близкой по содержанию компонентов к азеотропной, и возвращают ее на повторное расслаивание и ректификацию. После повторного разделения фтористый водород возвращают на синтез. Смесь 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана направляют на ректификационное разделение. В результате процесса выделения из газов синтеза хлористого винилидена и фтористого водорода повышается выход товарных продуктов, упрощается процесс, предотвращается накопление побочных продуктов в процессе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. способ выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана,   1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из газов синтеза, патент № 2265007

способ выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана,   1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из газов синтеза, патент № 2265007

Формула изобретения

1. Способ выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из реакционной смеси, полученной синтезом хлористого винилидена и фтористого водорода, включающий расслаивание и ректификационное разделение, отличающийся тем, что полученную после синтеза газовую смесь, состоящую из 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана, фтористого водорода и хлористого водорода, абсорбируют жидкой смесью продуктов, полученной в результате расслаивания и содержащей фтористый водород, 1-фтор-1,1-дихлорэтан и 1,1-дифтор-1-хлорэтан, при этом полученные газообразные продукты направляют на ректификационное разделение, полученный после ректификации дистиллат, содержащий хлористый водород и 1,1,1-трифторэтан, направляют на ректификационное разделение и возвращают 1,1,1-трифторэтан обратно на ректификацию в количестве, определяемом температурой и давлением процесса конденсации дистиллата, а кубовый продукт - фтористый водород, 1-фтор-1,1-дихлорэтан и 1,1-дифтор-1-хлорэтан - направляют на расслаивание, после чего полученный фтористый водород с примесями фторорганических продуктов возвращают на абсорбцию в виде жидкого орошения, а смесь, обогащенную 1-фтор-1,1-дихлорэтаном, 1,1-дифтор-1-хлорэтаном и содержащую фтористый водород, направляют на ректификацию, где отделяют фтористый водород в составе смеси с 1,1-дифтор-1-хлорэтаном, близкой по содержанию компонентов к азеотропной, и возвращают ее на повторное расслаивание и ректификацию, а смесь 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана направляют на ректификационное разделение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фтористый водород, полученный после отделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана и 1,1-дифтор-1-хлорэтана, возвращают на стадию синтеза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области промышленного фторорганического синтеза, в частности, к способу выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1,1,1-трифторэтана из газов синтеза, полученных синтезом хлористого винилидена и фтористого водорода. 1-фтор-1,1-дихлорэтан, 1,1-дифтор-1-хлорэтан и 1,1,1-трифторэтан являются ценными продуктами химической технологии. В частности, 1-фтор-1,1-дихлорэтан используется как вспенивающий агент, 1,1-дифтор-1-хлорэтан находит широкое применение как компонент смесевых холодильных агентов, используемых взамен дифтордихлорметана, 1,1,1-трифторэтан используется как компонент низкотемпературных смесевых холодильных агентов.

Одним из наиболее распространенных методов синтеза 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1,1,1-трифторэтана является фторирование хлористого винилидена или 1,1,1-трихлорэтана фтористым водородом в жидкой фазе. Процесс может проводиться как в присутствии катализатора (Пат. Великобритании 627 773, кл. С 07 С 17/00, опубл. 16.08.1949 г.), так и без катализатора (Пат. США 3833676, кл. С 07 С 17/20, опубл. 03.09.1974 г.).

В результате синтеза образуется реакционная смесь, содержащая, помимо целевых продуктов процесса, а именно 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1,1,1-трифторэтана, также образующийся в процессе реакции хлористый водород, не вступивший в реакцию фтористый водород, а также ряд примесей, концентрация которых в реакционной смеси невелика: 1,1-дифторэтилен, 1,1-дифторэтан и др.

Выделение товарных продуктов из данной реакционной смеси представляет значительные трудности. Эти трудности прежде всего связаны с тем, что как 1-фтор-1,1-дихлорэтан, так и 1,1-дифтор-1-хлорорэтан образуют с фтористым водородом азеотропные смеси. Обе азеотропные смеси, 1-фтор-1,1-дихлорэтан - фтористый водород и 1,1-дифтор-1-хлорэтан - фтористый водород, являются гетерогенными, то есть в обеих системах наблюдается расслаивание. 1,1-дифтор-1-хлорэтан в смеси с фтористым водородом обладает большей взаимной растворимостью, нежели 1-фтор-1,1-дихлорэтан. Известен способ выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1,1,1-трифторэтана (Пат. США 4975156, кл. B 01 D 3/00, С 07 С 17/38, опубл. 04.12.1990 г. - прототип). В данном процессе из реакционной смеси сначала методом ректификации выводят 1,1,1-трифторэтан и хлористый водород. Затем продукты реакции передаются в ректификационную колонну, где производится разделение их на две фракции, основу одной из которых составляет азеотропная смесь 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода, а другой - азеотропная смесь 1-фтор-1,1-дихлорэтана и фтористого водорода. После этого каждая из фракций направляется в свой расслаиватель.

В одном из расслаивателей продукты делятся на слой (фракцию), обогащенный фтористым водородом, и слой (фракцию), обогащенный 1,1-дифтор-1-хлорэтаном, в другом - на слой (фракцию), обогащенный фтористым водородом, и слой (фракцию), обогащенный 1-фтор-1,1-дихлорэтаном. Далее фракции, обогащенные 1,1-дифтор-1-хлорэтаном и 1-фтор-1,1-дихлорэтаном направляются каждая в свой комплекс ректификационных колонн для выделения товарных продуктов. В то же время, слой, обогащенный фтористым водородом, выделенный при расслаивании азеотропной смеси 1-фтор-1,1-дихлорэтана и фтористого водорода, возвращается в реактор синтеза. Такой метод позволяет выделить 1-фтор-1,1-дихлороэтан, 1,1-дифтор-1-хлорэтан, а при последующем разделении смеси 1,1,1-трифторэтан-хлористый водород также и 1,1,1-трифторэтан.

В то же время, описанному способу присущ ряд недостатков. Во-первых, фтористый водород возвращается в реактор без дополнительной очистки и содержит ряд примесей, в частности, определенное количество 1-фтор-1,1-дихлорэтана. Это приводит к повторному фторированию 1-фтор-1,1-дихлорэтана, вследствие чего выход данного продукта снижается, а расходный коэффициент процесса возрастает. Во-вторых, отсутствует точка вывода из системы малых примесей, таких, как, например, 1,1-дифторэтан. С течением времени примеси накапливаются и начинают влиять на качество товарных продуктов. В-третьих, представленная схема процесса требует использования двух расслаивателей, что, безусловно, усложняет процесс.

Известен способ выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана и 1,1-дифтор-1-хлроэтана с использованием надреакторной ректификационной колонны (Пат. РФ 2 160 245, кл. С 07 С 17/07, 19/08, B 01 J 10/00, опубл. 29.05.1998 г.) К сожалению, при использовании данного метода никак не решается вопрос отделения легколетучих примесей, что приводит к серьезному усложнению процесса на последующих стадиях, а также потерям 1-фтор-1,1-дихлорэтана и 1,1-дифтор-1-хлорэтана.

Таким образом, известные на настоящий момент способы выделения 1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1,1,1-трифторэтана имеют существенные недостатки, затрудняющие их использование. Это вызывает необходимость создания оригинального способа выделения указанных продуктов.

Вследствие этого, задача настоящего изобретения - разработка способа выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из газов синтеза, который обеспечивал бы максимальный выход товарных продуктов, предотвращал накопление примесей в реакционном процессе, упрощал проведение процесса, позволял использовать такие тепло- и хладоносители, которые имеются в распоряжении предприятий, занимающихся получением указанных продуктов.

Поставленная задача решалась следующим способом:

Схема предлагаемого способа выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из газов синтеза представлена на чертеже.

Газы синтеза, покидая реактор, направляются в абсорбер 1, где орошаются потоком, отбираемым из верхнего слоя расслаивателя 3. Основным компонентом данного потока является фтористый водород, кроме того, в состав потока входят 1-фтор-1,1-дихлорэтан, 1,1-дифтор-1-хлорэтан и, в небольшом количестве, примесные продукты, образующиеся в ходе синтеза. В результате взаимодействия газов синтеза и потока орошения в газовую фазу переходят фторорганические продукты, а в качестве жидкой фазы из абсорбера 1 отводится практически чистый фтористый водород, далее возвращаемый в реактор синтеза. Кроме того, регулируя при помощи теплообменника 9 температуру жидкого продукта, направляемого в абсорбер 1, можно добиться дополнительной конденсации фтористого водорода из газов синтеза и тем самым уменьшить количество фтористого водорода, циркулирующего в технологическом цикле. Покидая абсорбер 1, газы синтеза направляются в ректификационную колонну 2, где в качестве дистиллата отбирается смесь 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода, а в качестве кубового продукта - фтористый водород, 1-фтор-1,1-дихлроэтан, 1,1-дифтор-1-хлорэтан с сопутствующими им примесями.

Кубовый продукт колонны 2 охлаждается в теплообменнике 10 и поступает в расслаиватель 3. Снижение температуры приводит к улучшению процесса расслаивания, поэтому температура в расслаивателе 3 поддерживается максимально низкой, исходя из возможностей производства. В большинстве случаев эта температура составляет около минус 20°С...минус 25°С. В ходе расслаивания продукты синтеза разделяются на 2 фракции. Основу верхней, более легкой, фракции составляет фтористый водород с примесями фторорганических продуктов. Данная фракция возвращается в виде жидкого орошения в абсорбер 1.

Основу нижней, более тяжелой, фракции составляют 1-фтор-1,1-дихлорэтан и 1,1-дифтор-1-хлорэтан. Кроме того, данный продукт содержит определенное количество фтористого водорода и примеси, образующиеся в процессе синтеза. Нижняя фракция направляется на разделение в ректификационную колонну 4.

В ректификационной колонне 4 осуществляется окончательное отделение фтористого водорода от целевых продуктов процесса. В результате разделения очищенные от фтористого водорода 1-фтор-1,1-дихлорэтан и 1,1-дифтор-1-хлорэтан с сопутствующими примесями отбираются из колонны в качестве кубового продукта. Фтористый водород выводится из колонны в виде бокового отбора в составе смеси 1,1-дифтор-1-хлорэтан - фтористый водород, состав которой приближается к азеотропному. В качестве дистиллата из колонны выводится ряд примесей, образующихся в ходе синтеза, прежде всего 1,1-дифторэтан.

Смесь 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода, отводимая из колонны 4 в виде бокового отбора, возвращается в процесс и вместе с основным потоком продуктов синтеза подвергается повторному расслаиванию и ректификации. Вследствие этого практически полностью удается избежать потерь как целевых продуктов, так и фтористого водорода. Кубовый продукт колонны 4 направляют на ректификационное разделение в колонны 5 и 6 для окончательного выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана и 1,1-дифтор-1 -хлорэтана.

Дистиллат колонны 2 представляет собой смесь 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода. При отсутствии дополнительных побудителей расхода (например, компрессора) между абсорбером 1 и ректификационной колонной 2 давление в колонне 2 должно составлять величину, приблизительно на 0,5 бар меньшую, чем давление в реакторе синтеза, то есть 6,5-9 бар (абс.). Следовательно, температура верха данной колонны определяется как температура кипения смеси 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода при указанном выше давлении. В зависимости от соотношения 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода эта температура может быть различной. При определенных режимах синтеза эта температура может достигать значений минус 40°С и ниже. К сожалению, на большинстве промышленных предприятий отсутствует возможность поддержания таких низких температур.

Обычно, минимальная температура, которая может поддерживаться в промышленном производстве, не опускается ниже минус 22...минус 27°С. При поддержании температуры верха колонны 2 в этом диапазоне в дистиллате данной колонны будут содержаться, помимо 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода, также менее летучие продукты, а именно 1,1-дифтор-1-хлорэтан, фтористый водород и некоторые примеси. Вследствие этого выделение товарного 1,1,1-трифторэтана будет затруднено, то есть потребует введения дополнительных стадий очистки. Кроме того, это приведет к существенному увеличению потерь 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода.

Таким образом, поскольку, с одной стороны, температура верха колонны 2 должна поддерживаться в указанном выше диапазоне, а, с другой стороны, попадание 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода в дистиллат колонны 2 крайне нежелательно, в колонну 2 дополнительно вводится необходимое количество 1,1,1-трифторэтана, что изменяет соотношение 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода в верхней части колонны 2 и ведет к требуемому повышению температуры верха колонны 2. 1,1,1-трифторэтан, направляемый в колонну 2, отбирается из потока товарного 1,1,1-трифторэтана, получаемого в колонне 7.

Дистиллат колонны 2 компримируется с помощью компрессора 8 и передается в ректификационную колонну 7. В данной колонне хлористый водород выделяется в виде дистиллата, а 1,1,1 -трифторэтан - в виде кубового продукта. При этом, как отмечалось выше, часть 1,1,1-трифторэтана возвращается в колонну 2. Возвращаемый в колонну 2 1,1,1-трифторэтан находится в замкнутом цикле, следовательно, это не приводит к потерям данного продукта.

Описанный выше технологический процесс имеет ряд особенностей.

1. На стадии разделения практически отсутствуют потери целевых продуктов.

2. В реактор синтеза возвращается практически чистый фтористый водород и не возвращаются фторорганические продукты, вследствие чего повышается селективность процесса и не допускается повторное фторирование 1-фтор-1,1-дихлорэтана и 1,1-дифтор-1-хлорэтана.

3. Расслаивание всего реакционного потока осуществляется в одном технологическом аппарате, что существенно упрощает технологическую схему по сравнению с процессами, предусматривающими 2 стадии расслаивания.

4. Наиболее низкая температура в процессе должна поддерживаться в дефлегматоре колонны 2. Вследствие циркуляции дополнительного количества 1,1,1-трифторэтана эта температура может гибко регулироваться и поддерживаться в диапазоне, приемлемом для большинства промышленных предприятий, производящих фторхлоруглеводороды.

5. Несмотря на наличие циркуляционных потоков, в технологической схеме предусмотрены точки вывода примесей, образующихся в ходе синтеза, что предотвращает загрязнение ими товарных продуктов.

Таким образом, описанная выше технологическая схема полностью удовлетворяет поставленным задачам, а именно: предложен такой способа выделения 1-фтор-1,1-дихлорэтана, 1,1-дифтор-1-хлорэтана, 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода из газов синтеза, который обеспечивает максимальный выход товарных продуктов, недопущение накопления примесей в реакционном процессе, максимальную простоту проведения процесса, а также проведение процесса при использовании промышленно доступных хладоносителей.

Предложенный способ был проверен на пилотной установке.

Пример 1

Смесь продуктов, образованную в результате реакции фторирования хлористого винилидена и имевшую следующий состав, мас.%:

- хлористый водород1,241
- 1,1-дифторэтилен 0,007
- 1,1,1-трифторэтан 0,033
- 1,1-дифторэтан 0,002
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан 2,828
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 40,299
- фтористый водород55,590

была подана при температуре 100°С и давлении 7 бар (абс.) в абсорбционную колонну внутренним диаметром 50 мм и высотой насадочного слоя 1,5 м, заполненную спирально-призматической насадкой 4х4 мм. Расход газовой смеси составлял 9,1 кг/час. Сверху колонну орошали жидкой смесью продуктов следующего состава, мас.%:

- 1,1-дифтор-1-хлорэтан8,525
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 6,603
- фтористый водород 84,872

поступавшим в аппарат при температуре 65°С. Расход жидкого продукта составлял 5,9 кг/час. Данный продукт по составу соответствует продукту, отбираемому из верхнего слоя расслаивателя 3 (номер позиции соответствует схеме процесса).

Газообразный и жидкий продукты, отводимые из абсорбционной колонны соответственно сверху и снизу, анализировали. Составы продуктов, полученных в ходе проведения процесса, приводятся ниже.

Газообразный продукт, отбиравшийся с верха абсорбционной колонны, мас.%:

- хлористый водород1,146
- 1,1-дифторэтилен 0,006
- 1,1,1-трифторэтан 0,030
- 1,1-дифторэтан 0,002
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан 7,579
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 41,440
- фтористый водород49,798

Жидкий продукт, отводившийся из нижней части абсорбера, мас.%:

- хлористый водород0,016
- 1,1-дифторэтилен не обнаружен,
- 1,1,1-трифторэтан 0,002
- 1,1-дифторэтан не обнаружен,
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан0,314
- 1-фтор-1,1-дихлорэтанследы
- фтористый водород 99,667

В промышленном технологическом процессе газообразный продукт, полученный в результате абсорбции, направляется на дальнейшее разделение, а жидкий продукт возвращается в реактор синтеза. Можно видеть, что в результате проведения процесса абсорбции из жидкого продукта, возвращаемого в реактор, удаляются практически все нежелательные примеси, и в реактор подается практически чистый фтористый водород.

Таким образом, пример показывает, что в результате введения в технологическую схему стадии абсорбции в реактор со стадии разделения возвращается фтористый водород, освобожденный от нежелательных фторорганических продуктов, вследствие чего предотвращается повторное фторирование 1,1-дифтор-1-хлороэтана и 1-фтор-1,1-дихлоэтан и что в конечном итоге приводит к повышению расходного коэффициента технологического процесса и к снижению количества нежелательных примесей.

Пример 2а.

Газообразная смесь продуктов, полученная в результате фторирования хлористого винилидена и последующей абсорбции и имевшая состав, мас.%:

- хлористый водород1,105
- 1,1,1-трифторэтан 0,037
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан 9,632
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 39,970
- фтористый водород49,256

с расходом 10,1 кг/час была подана в ректификационную колонну непрерывного действия с внутренним диаметром 50 мм и высотой насадочного слоя 3 м, заполненная спирально-призматической насадкой 4×4 мм.

Обогрев кипятильника колонны осуществлялся путем подачи горячей воды от термостата, охлаждение дефлегматора - путем подачи захоложенного этилового спирта от охлаждающего ультратермостата. Питание вводилось в колонну в зоне между царгами на высоте 1.5 м от верха насадочного слоя.

Процесс проводили при абсолютном давлении 6,5 бар.

В процессе работы ректификационной колонны температуру верха колонны поддерживали равной минус 22°С, что соответствует температуре, реально достижимой на большинстве промышленных предприятий.

В ходе проведения процесса расход дистиллата составил 0,13 кг/час, остальной продукт (9,97 кг/час) отбирался из куба колонны.

Дистиллат и кубовый продукт анализировали.

Составы дистиллата и кубового продукта, полученные в результате эксперимента, представлены ниже.

Дистиллат, мас.%:

- хлористый водород86,074
- 1,1,1-трифторэтан 2,843
- 1,1 -дифтор-1 -хлорэтан 10,127
- 1-фтор-и-дихлоэтан отсутствие,
- фтористый водород0,955

Как было отмечено выше, температура верха колонны составляла минус 22°С.

Кубовый продукт, мас.%:

- хлористый водородотсутствие,
- 1,1,1-трифторэтан отсутствие,
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан 9,626
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 40,490
- фтористый водород49,884

Температура низа колонны составляла 64°С.

Таким образом, опыт показал, что при температуре верха колонны минус 22°С дистиллат должен содержал значительные количества 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода.

Аналогичная картина наблюдалась и в аналогичных экспериментах, когда температура верха колонны поддерживалась несколько большей или меньшей минус 22°С.

В промышленном процессе это ведет к потерям 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода, а также к загрязнению 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода, далее выделяемых в качестве товарных продуктов. Пример показывает, что при применении промышленно доступных хладоагентов и без использования устройств, повышающих давление реакционных газов после отбора их из реактора, выделение смеси 1,1,1-трифторэтана и хлористого водорода без примесей иных продуктов невозможно.

Пример 2б.

Условия эксперимента аналогичны примеру 2а.

Однако в отличие от примера 2а, в питание ректификационной колонны было добавлено 0,105 кг/час 1,1,1-трифторэтана.

Вследствие этого, расход потока питания составил 10,2 кг/час, а его состав имел следующий вид, мас.%:

- хлористый водород1,093
- 1,1,1-трифторэтан 1,062
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан 9,534
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 39,560
- фтористый водород48,751

Как и в опыте 2а, процесс проводили под абсолютным давлением 6.5 бар, поддерживая температуру верха колонны равной минус 22°С. В ходе проведения процесса расход дистиллата составил 0,22 кг/час, остальной продукт (9,98 кг/час) отбирался из куба колонны. Дистиллат и кубовый продукт анализировали. Составы дистиллата и кубового продукта, полученные в результате эксперимента, представлены ниже.

Дистиллат, мас.%:

- хлористый водород50,792
- 1,1,1-трифторэтан 49,208
- 1-дифтор-1-хлорэтан отсутствие,
- 1-фтор-1,1 -дихлорэтанотсутствие,
- фтористый водородследы (менее 5 ррт).

Температура верха колонны составляла минус 22°С.

Кубовый продукт, мас.%:

- хлористый водородотсутствие,
- 1,1,1-трифторэтан отсутствие,
- 1,1-дифтор-1-хлорэтан 9,626
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 40,490
- фтористый водород49,884

Температура низа колонны, как и в опыте 2а, составляла 64°С.

Можно видеть, что в данном опыте в дистиллате отсутствуют 1,1-дифтор-1-хлорэтан и фтористый водород.

Таким образом, при добавление в питание данной колонны определенного количества 1,1,1-трифторэтана температуру верха колонны удается поддерживать достаточно высокой, что позволяет в промышленной практике использовать традиционные хладоносители.

Это дает возможность не допускать потерь 1,1-дифтор-1-хлорэтана и фтористого водорода на данной стадии процесса, а также выделять хлористый водород и 1,1,1-трифторэтан, образующиеся в ходе синтеза, в соответствии с требованиями к их чистоте.

Пример 3

Смесь продуктов, полученная в результате фторирования хлористого винилидена и последующих абсорбций и ректификационного отделения хлористого водорода и 1,1,1-трифторэтана и имевшая состав, мас.%:

- 1,1-дифтор-1-хлорэтан11,94
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 39,45
- фтористый водород 48,61

помещалась в сосуд из нержавеющей стали, снабженный рубашкой и оборудованный двумя сифонными трубками различной длины для отбора анализов из верхней и нижней частей сосуда. В рубашку сосуда был подан этиловый спирт из охлаждающего ультратермостата, вследствие чего температура в сосуде была понижена до минус 25°С. После достижения указанной температуры сосуд выдерживали в течение 2 часов, а затем по сифонным трубкам отбирали анализы из верхней и нижней частей сосуда.

Анализы показали, что продукты в верхней и нижней частях сосуда имеют различный состав, то есть в сосуде произошло расслаивание исходной смеси. Ниже приводятся составы продуктов в верхней и нижней частях сосуда.

Состав верхнего слоя, мас.%:

- 1,1-дифтор-1-хлорэтан8,53
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 6,60
- фтористый водород 84,87

Состав нижнего слоя, мас.%:

- 1,1-дифтор-1-хлорэтан16,48
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 83,21
- фтористый водород 0,31

Таким образом, в результате расслаивания продукт удалось разделить на фракцию, обогащенную фтористым водородом (около 85 мас.%), и фракцию, преимущественно содержащую фторорганические продукты. Пример показывает, что в рамках процесса выделения 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1-фтор-1,1-дихлорэтана из реакционной смеси процесс расслаивания смеси указанных продуктов с фтористым водородом может быть проведен совместно для обоих вышеперечисленных продуктов, в одном технологическом аппарате.

Пример 4.

Продукт, отбиравшийся из нижнего слоя расслаивателя 3 и имевший состав, мас.%:

- 1-дифтор-1-хлорэтан16,48
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 83,21
- фтористый водород 0,31

с расходом 4.4 кг/час подавали в ректификационную колонну непрерывного действия с внутренним диаметром 50 мм и высотой насадочного слоя 3 м, заполненная спирально-призматической насадкой 4х4 мм. Обогрев кипятильника осуществлялся путем подачи горячего водного раствора глицерина от термостата, охлаждение дефлегматора производилось холодной водой от водопроводной сети.

Питание вводилось в колонну в зоне между царгами на высоте 1.5 м от верха насадочного слоя.

Процесс проводили при давлении 10 бар (абс.). В ходе проведения процесса с верха колонны отбирали 0,25 кг/час продукта в паровой фазе, остальной продукт (4.15 кг/час) отбирался из куба колонны. Дистиллат и кубовый продукт анализировали. Составы дистиллата и кубового продукта, полученные в результате эксперимента, представлены ниже.

Дистиллат, мас.%:

- 1,1-дифтор-1-хлорэтан94,61
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан отсутствие,
- фтористый водород 5,39

Температура верха колонны составляла 60°С.

Кубовый продукт, мас.%:

- 1,1-дифтор-1-хлорэтан11,78
- 1-фтор-1,1-дихлорэтан 88,22
- фтористый водород следы (менее 5 ppm).

Температура низа колонны составляла 106°С.

Можно видеть, что в кубовом продукте отсутствует фтористый водород. Весь фтористый водород, поступающий в ректификационную колонну, выводится из нее в дистиллате в виде смеси с 1,1-дифтор-1-хлорэтаном. Концентрация фтористого водорода в дистиллате приближается к концентрации фтористого водорода в азеотропной смеси 1,1-дифтор-1-хлорэтан - фтористый водород. Таким образом, в промышленном технологическом процессе фтористый водород, остающийся в смеси фторорганических продуктов после стадии расслаивания, может быть удален оттуда методом ректификации в виде смеси с 1,1-дифтор-1-хлорэтаном, состав которой приближается к составу азеотропа 1,1-дифтор-1-хлорэтан - фтористый водород, и затем без потерь возвращен обратно в процесс.

Кубовый продукт ректификационной колонны представляет собой смесь 1,1-дифтор-1-хлорэтана и 1-фтор-1,1-дихлорэтана. Разница температур кипения указанных продуктов составляет 41°С. Вследствие этого 1,1-дифтор-1-хлорэтан и 1-фтор-1,1-дихлорэтан могут быть легко разделены между собой и выделены в качестве товарных продуктов путем ректификации.

Класс C07C17/38 разделение; очистка; стабилизация; использование добавок 

способ очистки тетрафторметана и устройство для его осуществления -  патент 2467994 (27.11.2012)
способ выделения 1,2-дихлорэтана -  патент 2448941 (27.04.2012)
способ отделения фторолефинов от hf при помощи жидкостно-жидкостной экстракции -  патент 2448081 (20.04.2012)
способ обезвреживания смеси полихлорбифенилов и полихлорбензолов -  патент 2433113 (10.11.2011)
азеотропные композиции, содержащие 2,3,3,3-тетрафторпропен и фтористый водород, и их использование в способах получения 2,3,3,3-тетрафторпропена -  патент 2422427 (27.06.2011)
способ очистки хлороформа -  патент 2417211 (27.04.2011)
способ очистки перфторированных органических жидкостей -  патент 2412928 (27.02.2011)
способ очистки перфтораренов -  патент 2404951 (27.11.2010)
способ контроля над процессом удаления перманганатных восстановленных соединений при использовании технологии карбонилирования метанола -  патент 2376276 (20.12.2009)
способ обезвреживания совтола -  патент 2341509 (20.12.2008)

Класс C07C19/08 содержащие фтор 

Наверх