專利名稱：一種有機(jī)氟殘液中制取氟氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)氟殘液中制取氟氣的方法，具體地說(shuō)，涉及一種在無(wú)氧條件
下，將有機(jī)氟殘液在高溫電弧的作用下直接裂解制取氟氣的方法。
背景技術(shù)：
在二氟一氯甲烷高溫裂解制備四氟乙烯的過(guò)程中，會(huì)生成少量的六氟丙烯、八氟 環(huán)丁烷以及痕量的八氟異丁烯。在四氟乙烯裂解制備六氟丙烯的過(guò)程中也會(huì)生成少量的八 氟環(huán)丁烷和八氟異丁烯。由于八氟異丁烯是一種劇毒物質(zhì)，也是聯(lián)合國(guó)禁化武(0PCW)核查 的重要物質(zhì)之一，因此這兩種殘液只能通過(guò)高溫焚燒處理。目前幾乎所有的有機(jī)氟殘液都
是在有氧存在下進(jìn)行高溫裂解、焚燒，然后通過(guò)水洗、堿洗來(lái)處理，最終c元素與空氣中的o
結(jié)合生成C02放空，而F元素與水中的H結(jié)合生成30%左右的氫氟酸，也就是最后的氟元素 是以氫氟酸的水溶液形式存在，因此只能作為低檔次的副產(chǎn)品出售掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將有機(jī)氟殘液在無(wú)氧條件下，以氟氣作為等離子引弧介質(zhì)，在高 溫下進(jìn)行裂解，將有機(jī)氟殘液中的C-F鍵、C-C鍵斷開(kāi)，生成納米級(jí)的碳黑和氟氣，然后通過(guò) 冷卻過(guò)濾后將氟氣和碳黑分離出來(lái)直接作為副產(chǎn)品出售。 本發(fā)明的目的是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提供的一種有機(jī)氟殘
液中制取氟氣的方法，其包括步驟1)在無(wú)氧條件下，將有機(jī)氟殘液在高溫電弧的作用下
直接進(jìn)行裂解；2)裂解物經(jīng)過(guò)冷卻、過(guò)濾、除塵和精餾處理，最后得到F2。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的高溫電弧是以氟氣作為等離子引弧介質(zhì)。 前述的裂解時(shí)高溫電弧的弧(束)心溫度為7000°C以上。 等離子體是利用電極間所產(chǎn)生的等離子矩或等離子束來(lái)產(chǎn)生高溫的，產(chǎn)生等離子
矩或等離子束可用交流、直流、工頻和高頻等方法。 前述的裂解物包括C、 F2以及H2、 Cl2、 HF和/或HC1 。 前述的裂解物在熱氣流和氟氣的帶動(dòng)下進(jìn)入急冷器進(jìn)行冷卻。 前述的冷卻過(guò)程中的冷卻水變成低壓蒸汽循環(huán)使用。 前述的裂解物進(jìn)入冷卻器冷至140 160°C 。 前述的裂解物，使其依次通過(guò)一級(jí)除塵器、二級(jí)除塵器，分離出碳黑和氟氣。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果
(1)通過(guò)廢熱鍋爐回收余熱，制成低壓蒸汽循環(huán)使用。 (2)后續(xù)處理不采用水洗分離，而完全是通過(guò)過(guò)濾、除塵、精餾來(lái)處理，最后得到的 是附加值很高的F2和副產(chǎn)品碳黑。 (3)副產(chǎn)物HF、HC1制成有水酸作為副產(chǎn)品出售。 (4)主產(chǎn)物&可作為SFe、NF3等物質(zhì)的合成原料，也可作為含氟精細(xì)化學(xué)品的氟化原料使用。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例
1、工作原理 等離子體是利用電極間所產(chǎn)生的等離子矩或等離子束來(lái)產(chǎn)生高溫的，產(chǎn)生等離子 矩或等離子束可用交流、直流、工頻和高頻等方法，弧(束)心溫度可達(dá)到700(TC以上，并可 瞬間實(shí)現(xiàn)高溫。 危險(xiǎn)廢物在能量密集的等離子爐內(nèi)會(huì)迅速被分解成單個(gè)的離子和原子結(jié)構(gòu)。如將 有機(jī)物分解為碳、氫、氯等元素以及CO等分子結(jié)構(gòu)。 制備四氟乙烯的殘液和制備六氟丙烯的殘液都是以C、 F元素為主的有機(jī)混合物。 在等離子高溫電弧的作用下這些有機(jī)物的化學(xué)鍵全部斷開(kāi)，最終生成以碳黑和氟氣為主的 混合物?；旌衔镌诶鋮s、過(guò)濾后分離出納米級(jí)的碳黑和氟氣。
2、操作過(guò)程 先打開(kāi)等離子槍的冷卻無(wú)離子水，冷卻無(wú)離子水的流量控制在3 4噸/h，進(jìn)出口 溫差控制在l(TC。然后向等離子槍中通入精制氟氣，氟氣流量控制在20mVh左右(氟氣的 作用為將高溫電弧吹入焚燒爐中，同時(shí)又保護(hù)了電極)。然后開(kāi)啟電源，電流在等離子槍處 引弧，形成700(TC高溫電弧，電弧產(chǎn)生的高溫將氟氣加熱到600(TC左右，然后高溫氟氣進(jìn) 入到焚燒爐中，將整個(gè)爐膛加熱到400(TC左右。然后再將殘液升溫、汽化，壓入到焚燒爐中， 流量控制在50kg/h，壓力控制在0. 15MPa左右。在高溫?zé)o氧條件下，有機(jī)殘液在裂解爐內(nèi)裂 解生成碳黑和氟氣。由于碳黑的粒徑非常細(xì)小，在熱氣流和氟氣的帶動(dòng)下混合氣體進(jìn)入急 冷器進(jìn)行冷卻，冷卻水變成低壓蒸汽循環(huán)使用，混合氣體再進(jìn)入冷卻器冷至15(TC左右，然 后依次進(jìn)入一級(jí)袋式除塵器、二級(jí)袋式除塵器，最終將碳黑從混合氣體中分離出來(lái)。將分離 出來(lái)的碳黑、氟氣作為副產(chǎn)品出售。 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因 此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種有機(jī)氟殘液中制取氟氣的方法，其特征在于其包括步驟1)在無(wú)氧條件下，將有機(jī)氟殘液在高溫電弧的作用下直接進(jìn)行裂解；2)裂解物經(jīng)過(guò)冷卻、過(guò)濾、除塵和精餾處理，最后得到F2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的高溫電弧是以氟氣作為等離子 引弧介質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述裂解時(shí)高溫電弧的弧心溫度為 7000。C以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其中所述的裂解物包括C、 F2、 H2、 Cl2、 HF禾口 HC1 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于裂解物在熱氣流和氟氣的帶動(dòng)下進(jìn)入 急冷器進(jìn)行冷卻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于冷卻過(guò)程中的冷卻水變成低壓蒸汽循 環(huán)使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于裂解物進(jìn)入冷卻器冷至140 160°C 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于使裂解物依次通過(guò)一級(jí)除塵器、二級(jí)除 塵器，分離出碳黑和氟氣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種有機(jī)氟殘液中制取氟氣的方法，其是在無(wú)氧條件下，將有機(jī)氟殘液在高溫電弧的作用下直接進(jìn)行裂解，將有機(jī)物中的C、F、H、Cl等化學(xué)健斷開(kāi)，分解成C、F2和少量的H2、Cl2、HF、HCl等物質(zhì)，這些物質(zhì)再經(jīng)過(guò)冷卻、過(guò)濾、精餾等處理，最后得到純度較高的F2，并作為SF6、NF3等原料循環(huán)使用。
文檔編號(hào)C01B7/00GK101734623SQ20091025815
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張勁松, 張金剛, 徐美燚, 曾本忠, 王家貴, 謝學(xué)端 申請(qǐng)人:中昊晨光化工研究院