Способ получения тетрафторметана
Изобретение относится к улучшенному способу получения тетрафторметана, применяемого как низкотемпературный хладагент, реагент для сухого травления полупроводников, ингибитор горения. Способ включает фторирование смеси различных сортов угля, содержащей от 5 до 25 мас.% активированного угля, при температуре от 700 до 1200oС. Фторирование указанной смеси осуществляют чистым фтором или неочищенным фтором - анодным газом, образующимся при электролизе смеси KF2HF и содержащим до 10 мас.% фтороводорода. При использовании анодного газа полученную смесь продуктов, содержащую тетрафторметан, незначительные количества высокомолекулярных перфторированных алифатических соединений и фтороводород, подвергают последовательной промывке водой и водным раствором щелочи. 2 c.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к химической технологии, а именно к производству тетрафторметана, применяемого как низкотемпературный хладагент, реагент для сухого травления полупроводников, ингибитор горения.
Известны способы получения тетрафторметана путем взаимодействия фторидов металлов с хлором и углеродом в расплаве при температуре от 1200 до 1700oС [Пат. США 2924623, опубл. 09.02.60; пат. США 2924624, опубл. 09.02.60; пат. США 3386989, опубл. 04.06.68]. Недостатками этих способов являются низкие конверсия сырья и селективность процесса, сложное аппаратурное оформление процесса, наличие значительного количества отходов, высокие энергозатраты. Известны также способы синтеза тетрафторметана из хлорсодержащих соединений путем их взаимодействия с фтороводородом в жидкой или паровой фазе в присутствии катализатора. Так, гидрофторирование четыреххлористого углерода проводят при температуре от 0 до 185oС в присутствии пентахлорида или пентабромида тантала [Пат. РФ 2041191, кл. С 07 С 19/08, 17/20, опубл. 09.08.95]. Получение тетрафторметана каталитическим гидрофторированием галогенированных углеводородов проводят при температуре от 150 до 600oС в присутствии катализатора эмпирического состава CrOxFy, приготовленого фторированием гидроокиси хрома [Пат. США 3752850, нац. кл. 260-544F, опубл. 14.08.73]. Недостатками указанных способов являются низкий выход тетрафторметана, наличие в готовом продукте значительного количества полихлорфторуглеродов, использование дорогостоящих катализаторов с ограниченным сроком службы. Описаны способы производства тетрафторметана сжиганием замещенных фторуглеводородов во фторе. Так, тетрафторметан получают сжиганием во фторе трифторхлорметана или дифтордихлорметана [Пат. США 2895999, oп. 21.07.59.], трифторметана [Пат. США 3414628, нац.кл. 260-653.8, опубл. 03.12.68]. В другом способе [Пат. США 5714648, кл. С 07 С 19/08, опубл. 03.02.98] тетрафторметан получают реакцией фторуглеводорода, содержащего один атом углерода в молекуле, с фтором в паровой фазе в присутствии разбавителя. Недостатками этих способов являются необходимость использования специально синтезированного сырья, использование значительного избытка исходного сырья или разбавителя для снижения теплового эффекта реакции, образование в процессе агрессивных и опасных продуктов, таких как фториды хлора, низкая селективность процесса. Известны способы синтеза тетрафторметана взаимодействием фтора с углеродом в присутствии добавок галоидсодержащих веществ [Пат. США 2684987, опубл. 27.07.54]. Недостатками последних способов являются низкая селективность по тетрафторметану, сложность дозирования добавок. Наиболее близким к заявляемому является способ, согласно которому для получения тетрафторметана углеродсодержащее сырье подвергают взаимодействию с фтором при температуре от 700 до 1200oС. Температуру создают и поддерживают путем подачи в зону реакции газа, который самовоспламеняется при контакте с фтором [Пат. РФ 2117652, кл. С 07 С 19/08, 17/007, опубл. 28.08.98]. В результате согласно способу увеличивается выход конечного продукта. Существенным недостатком данного способа является использование чистого фтора. Очистка последнего обычно осуществляется криогенным вымораживанием фтороводорода или поглощением фтороводорода неорганическими адсорбентами [Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора. - М.: Атомиздат, 1968, 188 с.] . Это значительно удорожает конечный продукт. Кроме того, использование по прототипу углеводородных газов для самоспламенения и поддержания температуры усложняет схему и аппаратурное оформление процесса, создает опасность взрыва. Задачей изобретения является получение тетрафторметана путем взаимодействия углеродсодержащего сырья с фтором, снижение затрат на производство продукта, упрощение аппаратурного оформления процесса, снижение его опасности. Поставленная задача в предлагаемом изобретении решается тем, что углеродсодержащее сырье, представляющее собой смесь различных сортов угля и содержащую от 5 до 25 мас.% активированного угля, подвергают взаимодействию при температуре от 700 до 1200oС с чистым фтором или неочищенным фтором - анодным газом, образующимся при электролизе смеси KF![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
Формула изобретения
1. Способ получения тетрафторметана путем взаимодействия смеси различных сортов угля с фтором при температуре от 700 до 1200oС, отличающийся тем, что используют смесь, содержащую от 5 до 25 мас.% активированного угля. 2. Способ получения тетрафторметана путем фторирования смеси различных сортов угля при температуре от 700 до 1200oС, отличающийся тем, что проводят фторирование смеси, содержащей от 5 до 25 мас.% активированного угля, неочищенным фтором - анодным газом, образующимся при электролизе смеси KF![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
РИСУНКИ
Рисунок 1