СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА Российский патент 1997 года по МПК C07C21/18 

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения тетрафторхлоэтилена 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 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 1,1,2,2-тетрафторхлорэтан (хладон-124А) в количестве 2-14 об. причем 1,1,2,2-тетрафторхлорэтан 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 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана 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 1,1,2,2-тетрафторхлорэтан в реакцию не вступает.

Пример. Пиролиз дифторхлорметана в смеси с 1,1,2,2-тетрафторхлоэтаном проводят в лабораторных условиях в кварцевой трубке, снабженной внешним электрообогревателем, с внутренним диаметром 4 мм и длиной обогреваемой части 350 мм, при температуре 780^oC и времени пребывания в зоне термической обработки 0,4 с (в расчете на холодный газ). Дифторхлорметан и 1,1,2,2-тетрафторхлорэтан 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, после чего сорбат, представляющий собой N-метилпирроллидон с растворенными в нем дифторхлорметаном, 1,1,2,2-тетрафторхлорэтаном и другими примесями, вновь подвергают ректификации для выделения непрореагировавшего дифторхлорметана и 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана. Продолжительность каждого опыта составляла 5 ч. Был проведен также ряд контрольных опытов по прототипу: в аналогичных условиях, но без добавления 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана. Конкретные условия и результаты опытов приведены в таблице: опыты 1-4 при оптимальных условиях; опыты 5-7 для обоснования граничных условий; опыты 8-10 по известному способу.

Из приведенных данных видно, что добавка 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана позволяет повысить выход тетрафторэтилена на 3-7%) и снизить непроизводительный расход дифторхлорметана.

Условия и результаты опытов представлены в таблице.

При снижении концентрации 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана в исходной смеси ниже 2 об. выход тетрафторэтилена практически не увеличивается по сравнению с опытами по прототипу (сравнивают опыты 5 и опыты 8-10). Увеличение концентрации 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана выше 14 об. нецелесообразно, так как это не ведет к дальнейшему увеличению выхода тетрафторэтилена (опыты 6 и 7).

Данный способ позволит получить дополнительно 50-70 кг/т тетрафторэтилена, за счет снижения непроизводительных затрат дифторхлорметана на образования побочного продукта 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана, который в настоящее время не утилизируется.

Использование: тетрафторэтилен как сырье для производства фторполимеров. Условия синтеза: дифторхлорметан подвергают пиролизу при 700-1000^oC в присутствии добавки 1,1,2,2-тетрафторхлорэтана в количестве 2-14 об.%. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

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, подаваемому на пиролиз, добавляют 1,1,2,2-тетрафторхлорэтан в количестве 2 14 об. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что 1,1,2,2-тетрафторхлорэтан выделяют из продуктов пиролиза и направляют на смешение с исходным дифторхлорметаном.