Способ получения тетрафторэтилена

 

Использование: в химии фтороуглеводородов, в частности в синтезе тетрафторэтилена для производства фторполимеров. Сущность изобретения: способ предусматривает пиролиз дифторхлорметана при 700-1100^oC в присутствии 2-12 об.% добавки - октафторциклобутана. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения тетрафторэтилена сырья для производства широкого класса фторполимеров.

Известен способ получения тетрафторэтилена дехлорированием 1,1,2,2-тетрафтордихлорэтана (хладона-114) цинком в растворителе при температуре 75-150^oC и повышенном давлении (патент США N 2401897, кл. 260-653.5, опубл. 11.06.46). Способ характеризуется высоким выходом целевого продукта. Недостаток способа низкая производительность, обусловленная пониженной скоростью процесса дегалоидирования цинком при относительно низкой температуре.

Известен другой способ получения тетрафторэтилена, который позволяет устранить недостаток предыдущего. Этот способ по своей технической сущности наиболее близок к предлагаемому и включает высокотемпературный (700-1100^oC) пиролиз дифторхлорметана (хладона-22), отмывку продуктов пиролиза от кислых примесей, компримирование и выделение целевого продукта ректификацией (патент США N 3459818, кл. 260-653.3, опубл. 05.08.69). Данный способ характеризуется высокой производительностью благодаря осуществлению процесса при повышенной (свыше 700^oC) температуре.

Недостаток данного способа невысокий выход целевого продукта - тетрафторэтилена, обусловленный низкой селективностью высокотемпературного пиролиза, что ведет к образованию ряда побочных продуктов.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения тетрафторэтилена, включающем пиролиз дифторхлорметана при 700-1100^oC, отмывку продуктов пиролиза от кислых примесей, компримирование и выделение целевого продукта ректификацией, к исходному дифторхлорметану добавляют октафторциклобутан в количестве 2-12 об. причем октафторциклобутан может быть выделен из продуктов пиролиза и направлен на смешение с исходным дифторхлорметаном.

Известных технических решений с аналогичными отличительными признаками не обнаружено.

Положительный эффект от предлагаемого способа, по видимому, обусловлен тем, что при добавлении октафторциклобутана к дифторхлорметану происходит подавление процесса его образования при пиролизе, что ведет к снижению непроизводительных затрат исходного сырья (дифторхлорметана) на образование этого побочного продукта; при этом октафторциклобутан в реакцию не вступает.

Пример. Пиролиз дифторхлорметана в смеси с октафторциклобутаном проводят в лабораторных условиях в кварцевой трубке, снабженной внешним электрообогревателем, с внутренним диаметром 4 мм и длиной обогреваемой части 350 мм, при температуре 790^oC и времени пребывания в зоне термической обработки 0,4 с (в расчете на холодный газ). Дифторхлорметан и октафторциклобутан смешивают перед подачей в зону пиролиза. Продукты пиролиза отмывают водой от хлористого водорода, сушат дегидратированным хлоридом кальция, конденсируют и подвергают низкотемпературной ректификации на стеклянной колонке эффективностью 40 теоретических тарелок. После отделения целевого продукта, содержащего не менее 99% тетрафторэтилена, более высококипящие продукты подвергают экстрактивной ректификации с использованием N-метилпирролидона для разделения азеотропной смеси октафторциклобутана (который не сорбируется N-метилпирролидоном) и 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана. Несорбированные продукты (в основном октафторциклобутан) конденсируют и подвергают низкотемпературной ректификации для выделения октафторциклобутана. Сорбат, представляющий собой N-метилпирролидон с растворенными в нем непрореагировавшим дифторхлорметаном и другими примесями, подвергают ректификации для выделения дифторхлорметана. Продолжительность каждого опыта составляла 5 ч. Был проведен также ряд контрольных опытов по прототипу: в аналогичных условиях, но без добавления октафторциклобутана. Конкретные условия и результаты опытов приведены в таблице: опыты 1-4 при оптимальных условиях; оп. N 5-7 для обоснования граничных условий; опыты 8-10 по известному способу.

Условия и результаты опытов представлены в таблице.

Из приведенных данных видно, что добавка октафторциклобутана позволяет повысить выход тетрафторэтилена на 2-6% и снизить непроизводительный расход дифторхлорметана.

При снижении концентрации октафторциклобутана в исходной смеси ниже 2 об. выход тетрафторэтилена практически не увеличивается по сравнению с опытами по прототипу (сравнивают опыт 5 и опыты 8-10). Увеличение концентрации октафторциклобутана выше 12 об. нецелесообразно, так как это не ведет к дальнейшему увеличению выхода тетрафторэтилена (опыты 6 и 7).

Данный способ позволит получить дополнительно 20-60 кг/т тетрафторэтилена за счет снижения непроизводительных затрат дифторхлорэтилена за счет снижения непроизводительных затрат дифторхлорметана на образование побочного продукта - октафторциклобутана, который в настоящее время не утилизируется.

Формула изобретения

1. Способ получения тетрафторэтилена, включающий пиролиз дифторхлорметана при 700 1100^oС, отмывку продуктов пиролиза от кислых примесей, компримирование и выделение целевого продукта ректификацией, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, к исходному дифторхлорметану добавляют октафторциклобутан в количестве 2 12 об.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что октафторциклобутан выделяют из продуктов пиролиза и направляют на смешение с исходным дифторхлорметаном.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:ОАО "Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б.П. Константинова"

(73) Патентообладатель:ООО "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината"

Договор № РД0007411 зарегистрирован 22.03.2006

Извещение опубликовано: 10.05.2006        БИ: 13/2006