二氟乙烷|R152a
二氟乙烷合成方法
二氟乙烷的生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)起始較早,已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模。在國外,二氟乙烷大規(guī)模的生產(chǎn)公司為美國杜邦公司、蘇威Solvay公司(荷蘭)及日本、德國、前蘇聯(lián)、中國,美國、日本有大規(guī)模的生產(chǎn)裝置。生產(chǎn)方法按原料不同主要分為以下3種: (1)以氯乙烯為原料合成二氟乙烷;(2)以乙炔為原料合成二氟乙烷;(3)以氯乙烷為原料合成二氟乙烷。
氯乙烯法生產(chǎn)二氟乙烷的原料為氯乙烯和無水氫氟酸,該反應(yīng)過程包含加成和取代兩個反應(yīng)過程。
乙炔和二氯乙烷為原料生產(chǎn)二氟乙烷
(1)以乙炔為原料
該法生產(chǎn)二氟乙烷的原料為乙炔和無水氫氟酸,具體反應(yīng)式如下:CH=CH+2HF→CH3CHF2。
一般以AlF3為催化劑,發(fā)生氣相反應(yīng)來合成HFC-152a。反應(yīng)溫度較高,在200~280 ℃,反應(yīng)時間的控制十分重要,一般情況下轉(zhuǎn)化率可達(dá)96%~98%。
以乙炔和HF為原料合成二氟乙烷(HFC-152a),成本低,原料易得,目前已形成液相法和氣相催化法兩大工藝。在國內(nèi),液相法制造二氟乙烷已有30多年歷史,集累了相當(dāng)經(jīng)驗。氣相法制造流程的研究工作開始較晚,不太成熟。從技術(shù)水平來看,兩種制造方法各有千秋,但在催化劑壽命、廢催化劑排放處理、設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染、操作彈性及原料消耗等方面,似乎氣相法比液相法略勝一籌。
(2)以二氯乙烷為原料
有文獻(xiàn)報道,在路易斯酸催化劑和FeCl3助催化劑的條件下,通過使用氫氟酸和1,2-二氯乙烷來液相氟化合成HFC-152a的方法。其中路易斯酸是基于錫、銻、鈦、鉬、鎢、鈮或鉭的化合物。該方法的反應(yīng)溫度為30~180 ℃,壓力為0.2~5 MPa。
有文獻(xiàn)報道了一種1,1-二氟乙烷(HFC-152a)的制備方法。該方法所用催化劑是浸漬了選自 As、Sb、Al、Tl、In、V、Nb、Ta、Ti、Zr和 Hf 的鹵化物的強(qiáng)路易斯酸氟化催化劑的活性炭,該催化劑通過無水氟化氫氣體和氯氣進(jìn)行活化;反應(yīng)原料為氟化氫與1,2-二氯乙烷或1,1-二氯乙烷的鹵化烴,反應(yīng)溫度40~400 ℃ ,反應(yīng)壓力0.0689~約1.24MPa。
用作制冷劑和發(fā)泡劑
(1)二氟乙烷(HFC-152a)可以單獨使用為制冷劑,如中國萬寶集團(tuán)于1992年就生產(chǎn)了小批量的HFC-152a電冰箱。但由于HFC-152a易燃、低毒的性質(zhì),因此HFC-152a多用于與其他組分混配用作制冷劑 ,用來代替對大氣臭氧層破壞嚴(yán)重的制冷劑二氟二氯甲烷(CFC-12)、二氟一氯甲烷(HCFC-22)及CFC-502等,同時由于近年來歐洲地區(qū)限制1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)使用,有很多由HFC-152a 與其他組分混配的混合制冷劑也用來代替四氟乙烷(HFC-134a)。
(2)用作發(fā)泡劑:鑒于環(huán)境保護(hù)的需要,歷來一直被用于發(fā)泡劑的氯氟烴具有明顯的ODP而將被逐漸被淘汰;烴類發(fā)泡劑被規(guī)定為具有光化還原性的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),其使用也受到嚴(yán)格的制約;因此,二氟乙烷(HFC-152a)常作為三氯一氟甲烷(CFC-11)、CFC-12等發(fā)泡劑的最終產(chǎn)品而被研究開發(fā)。
其他應(yīng)用領(lǐng)域
1、二氟乙烷HFC-152a通過光氯化生成1,1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)。HCFC-412b的臭氧破壞系數(shù)也很小為0.06,是制冷劑、發(fā)泡劑、氣溶膠噴射劑的候補(bǔ)替代品之一,又是合成氟橡膠、氟塑料的重要單體-偏氟乙烯不可缺少的原料。
國外以美國Pennwalt公司為代表,國內(nèi)以上海市有機(jī)輔材料研究所、化工部晨光化工研究院、浙江省化工研究院,均以HFC-152a作為PVDF樹脂的原料。國外PVDF樹脂的產(chǎn)量占氟樹脂的第2位,而隨著近年國內(nèi)對PVDF樹脂的研究應(yīng)用開發(fā),HFC-152a的需求量已逐年上升。
2、用于熱泵工質(zhì):混配的HFC-152a可用作熱泵工質(zhì)。專利CN1613956公開了以HFC-152a和1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa)這2種物質(zhì)按指定的比例在常溫下物理混合配成相應(yīng)的混合工質(zhì),適用于中高溫?zé)岜脵C(jī)組,該混合工質(zhì)不破壞臭氧層,符合環(huán)境保護(hù)要求,熱工參數(shù)適宜,循環(huán)性能優(yōu)良。
3、除了上述應(yīng)用領(lǐng)域,二氟乙烷HFC-152a也長被用做太陽能電池工業(yè)和表面處理劑。我國的一些工廠和科研單位都以開始應(yīng)用,早期均需國外進(jìn)口,現(xiàn)已是用浙江省化工研究院生產(chǎn)的精制HFC-152a。此外也有將HFC-152a用作保護(hù)氣氛的,如專利CN1587424公開1種以二氟乙烷HFC-152a為保護(hù)氣氛的鎂合金熔煉方法,采用HFC-152a作為保護(hù)氣氛可有效防止鎂合金在熔煉過程中的氧化和燃燒,具有良好的保護(hù)效果、低廉的價格和較低的溫室效應(yīng)等優(yōu)點。
二氟乙烷-基本信息
中文名 |
二氟乙烷 |
英文名 |
difluoroethane |
別名 |
二氟乙烷 |
英文別名 |
difluoroethane |
化學(xué)式 |
C2H4F2 |
分子量 | 66.0499664 |
物化性質(zhì) | 理化性質(zhì) 二氟乙烷(1,1-difluoroethane),俗稱HFC-152a,是一種重要的有機(jī)氟工業(yè)產(chǎn)品,無色有微弱氣味的氣體,不溶于水,但溶于酒精、醚類溶劑,沸點為-24.7℃,屬低毒類化學(xué)品,高含量時有麻醉作用,有可燃性,遇強(qiáng)氧化劑會發(fā)生劇烈反應(yīng)。二氟乙烷是制取氟乙烯和偏氟乙烯的重要原料,也可用作制冷劑、飛機(jī)推進(jìn)劑,HFC-152a消耗臭氧潛能值(ODP)為0,全球變暖潛能值(GWP)為 0.03。 |