制备六氟环氧丙烷新工艺的模试研究

摘要

六氟环氧丙烷(Hexafluoropropylene epoxide，简称HFPO)是一种重要的含氟精细化学品，广泛应用于全氟离子交换树脂、可溶性聚四氟乙烯、氟醚油、含氟表面活性剂、氟橡胶等重要含氟化合物的合成。在现有的制备HFPO各种方法中，分子氧液相氧化六氟丙烯(Hexafluoropropylene，简称HFP)是最有应用前途的工业合成方法。但目前由于采用的溶剂不够理想，使得该法中存在工艺不易控制、转化率和选择性低的问题。 本文着重开展了制备六氟环氧丙烷新工艺的模试研究。首先进行了溶剂的筛选与优化，考察了FC-36、FC-45、FC-27、FC-25等溶剂对反应的影响，最终得出绿色环保溶剂FC-36做反应溶剂，使得反应条件温和，且转化率与选择性均较高，十分适合工业化生产。 随后开展了模试反应的优化条件研究。考察了溶剂配比、反应的氧气配比、反应温度、反应釜投料系数等因素对反应的影响，结果表明使用合适新溶剂配比，反应无诱导期，操作稳定，适合工业化放大；优化反应得到了较高的六氟丙烯转化率和产品的选择性。 最后研究了反应中六氟丙烯消耗的宏观动力学，表明该反应为六氟丙烯的一级反应，其表观活化能为80.91kJ/mol，故得出宏观动力学的经验方程式为：

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章文献综述

2.1物理性质

2.2制备方法

2.2.1亲核氧化法

2.2.2电化学法

2.2.3分子氧的光化学氧化和放射化学氧化法

2.2.4气相催化氧化法

2.2.5分子氧液相直接氧化法

2.2.6碳酸盐等氧化HFP法

2.2.7有机过氧化物氧化HFP法

2.2.8 HFPO的分离纯化

2.3六氟环氧丙烷的应用

2.3.1用于生产六氟丙酮(HFA)

2.3.2用于生产全氟磺酸离子交换树脂聚合用单体全氟磺酰氟基乙烯基醚(Perfluoro-2-(2-fluorosulfonylethoxy) Propyl Vinyl Ether,简称PSVE)

2.3.3用于生产可熔性聚四氟乙烯(PFA)用单体全氟正丙基乙烯基醚(Perfluoropropylvinyl Ether,简称PPVE)

2.3.4用于生产全氟聚醚(Perfluorinated，氟醚油)

2.3.5用于生产含氟表面活性剂

2.3.6用于生产含氟医药中间体

2.4文献小结及本文拟定的研究内容

第三章试验部分

3.1试验原料

3.2试验装置及操作步骤

3.2.1试验装置流程及其说明

3.2.2试验操作步骤

3.2.3主要化工原料安全技术说明书

3.3样品分析

3.3.1定性分析

3.3.2定量分析

3.4反应物转化率和选择性的计算

第四章反应溶剂的研究

4.1前言

4.2试验部分

4.3结果与讨论

4.3.1不同溶剂的反应情况

4.3.2 FC-36与CFC113的对比试验

4.4本章小结

第五章模试反应条件的优化

5.1前言

5.2试验部分

5.3结果与讨论

5.3.1 FC-36和HFP配比对转化率的影响

5.3.2 HFP和FC-36配比对选择性的影响

5.3.3投氧量对反应的影响

5.3.4 HFP和氧气配比的研究

5.3.5反应温度对反应的影响

5.3.6单釜投料系数的研究

5.4本章小结

第六章模试反应动力学的研究

6.1前言

6.2试验部分

6.3结果与讨论

6.3.1经验动力学的提出

6.3.2不同温度下的HFP氧化反应表观速率常数

6.3.2 HFP氧化反应的活化能

6.3.3 HFP氧化反应动力学方程

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录 作者攻读硕士期间撰写的文章

致谢