目前在国内中国,大部分化工厂制备五氟乙烷都是由全氯乙烯和HF来制得,因为五氟乙烷(R125)中的物性数据消耗臭氧潜值(ODP)为0,而且查阅资料可得
目前在国内中国,大部分化工厂制备五氟乙烷都是由全氯乙烯和HF来制得,因为五氟乙烷(R125)中的物性数据消耗臭氧潜值(ODP)为0,而且查阅资料可得现在地球变暖潜值(GWP)为0.84,所以可以说五氟乙烷是一种在现阶段化学工艺流程中比较理想的替代品了,它得应用方向主要面向冷库、空调器等制冷器工厂以及其对应的产品市场。目前市面上已经有的是以该产品为重要组分,然后进行合理配置,形成的新的产物,例如:R507、R404A、R407c、R410等混合工质来替代R-502、HCFC-22的理想绿色制冷剂。在现实应用中五氟乙烷也可以作为哈龙灭火剂的替代品,用五氟乙烷进行单一工质或配制成混合物,一次替代市面上现有的哈龙1211和哈龙1301。五氟乙烷因为其优良的物化性质,被广大研究人员称为替代ODS物质的主流产品,并且愈发增加投入对其惊醒开发和研究。
1.2 设计任务
在现如今得化工市场中,已经研发出了各种各样的合成五氟乙烷的工艺流程手段,通过查阅资料可以知道目前现代工业上主要用于处理氟氯烃生产五氟乙烷的工艺流程主要是是下面几种方法:
1、第一种方法是C2Cl4气相催化氟化法,四氯乙烯是一种常见的化工原料,购买价格低,用该方法制备五氟乙烷的工艺流程简单易操作,所以该方法是现代化学中制备五氟乙烷的主要工艺手段[20]。
2、第二种方法通过四氟乙烯氟化氢加成法制取五氟乙烷。这个工艺流程在方程式上是一步反应方程,在化工生产中可以轻松获得我们所需要的目标产物,而且在化工生产过程中,所耗用时较短,反应物在该流程中的选择新高,产物与副产物分离的方法较为简单,使用该工艺手段可以减少厂商的投资[20]。
3、第三种方法是通过HFC-125和HFC-134a的联产法制取五氟乙烷。该反应是由三氯乙烯来制备五氟乙烷,优点在于原料广泛,易于取得、生产成本较低,并且可同时生产多种HFC产品,因为制造的产品种类的增多,工艺流程合成路线增加,导致资金投入增加,在产物方面各产物的比例有局限,很难在可控的范围内最大化生产我们所需的目标产物,以及在随后的分离工艺上也存在一定困难,不易实现工厂生产[20]。
4、第四种方法是通过HCFC-123气相氟化催化法制取五氟乙烷。该工艺流程的有点在于工艺较简单,缺点在于原料HCFC-123不容易得到,造成了原料成本较高,并且在反应过程中HCFC-123易产生歧化反应,这个反应流程过程中会产生其他的氟氯烃副产物,产品选择性偏低,不易适合大规模化工生产[20]。
5、第五种方法的原料是HCFC-124,然后对该原料进行气相催化氟化制备我们所需的目标产物。使用这一方法的优点在于制取五氟乙烷的工艺过程简单,但同样的原因在于原料HCFC-124不易得到,从而导致生产成本较高,反应伴随所产生的副产物HCl与HCFC-124反应会产生HCFC-123,,增加了新的杂质,在后期提纯中需要更多资金和手段去提纯,增加了不必要的成本,所以该方法也并不在工业化生产中常用[20]。
6、第六种方法所采用的原料还是HCFC-124,然后对该原料进行气相催化歧化法制备我们所需的目标产物。该方法的优点没有查到,但是因为其原料HCFC-124不太易得,反应伴随产生的副产物HFC-123也需要有良好的应用,所以对于工业生产中也有不是必须的资金投入,也不常用[20]。
7、第七种方法所使用的原料依然是HCFC-124,对该化工原料进行气相催化,以此来制备我们所需的目标产物。该工艺流程由于反应中CFC-115与HFC-125会形成共沸混合物,到反应后期不能通过普通蒸馏方法来进行原料和目标产物的分离,也不常用[20]。