吸附法提高六氟丙烯（HFP）质量的研究

【摘要】： 六氟丙烯是有机氟工业的基础原料，是多种含氟共聚物主要的共聚单体，同时也是多种含氟化合物的中间体，在有机氟化工生产中的重要性仅次于四氟乙烯(TFE)，其产量仅次于四氟乙烯和偏氟乙烯(VDF)。采用四氟乙烯和八氟环丁烷共裂解生产六氟丙烯工艺路线中，不可避免地会产生一些与六氟丙烯性质接近的C_4F_6、C_3HF_5、C_3H_2F_4等有机杂质。六氟丙烯产品中含有的C_4F_6、C_3HF_5、C_3H_2F_4等有机杂质，即使是极微量的，也会对聚合反应和聚合物质量产生不良的影响，影响聚合物的分子量及聚合物的耐热性能、耐候性能、耐腐蚀性能及介电性能等等，因此为得到高质量的六氟丙烯-四氟乙烯共聚树脂(F-46)，要求六氟丙烯的质量是相当高的，一般要求六氟丙烯质量99.99％以上，杂质C_4F_6和C_3HF_5、C_3H_2F_4各在10 ppm以下。 本文在分析了相关六氟丙烯质量提纯的技术方法及有关吸附和吸附方法的理论基础上，重点研究通过吸附法提高六氟丙烯质量的可行性。首先针对常用的活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛等吸附剂对六氟丙烯产品及产品中含有的杂质吸附性能差异，开展了固定床吸附柱筛选吸附剂的实验工作，筛选出对产品中含氢的氟烷烃或氟烯烃均有良好吸附效果的活性氧化铝吸附剂；其次通过对活性氧化铝吸附工艺条件的研究，确定了用经精馏优化后的一级品六氟丙烯为原料(仅含W_3和W_5)，按50～100 ml／min流量(吸附柱的尺寸为φ32／59*3*600 mm、吸附剂量为200 g)进料，控制吸附温度在40～60℃的范围、吸附压力不超过0.3 MPa(表压)，从吸附柱出口连续得到了含量99.997％以上的高品质六氟丙烯产品；最后，参照本试验确定的吸附工艺条件和根据本试验过程显现的一些现象(如实验所用的含氟化合物的吸附热大、吸附过程不稳定等)和吸附理论指导，在φ400／500×5×4782 mm工业装置上利用吸附法精制出了小批量的高品质聚合级六氟丙烯(HFP含量99.997％以上)，装置的处理能力为20～25 kg／h。