一种七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法与流程

本发明涉及一种废液的资源化利用方法，特别涉及一种七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法。

背景技术：

1、七氟异丁腈，是一种全氟腈类化合物，沸点为-4.7℃，常温常压下为无色气体。七氟异丁腈具有优异的电绝缘性能和环保性能，是现阶段最具六氟化硫替代潜力的新型环保气体之一。

2、目前，七氟异丁腈的生产工艺通常采用三氟乙酸酐/吡啶体系作为脱水剂，该工艺会产生大量的三氟乙酸吡啶盐，具体为制备1吨七氟异丁腈将会产生约2.8吨三氟乙酸吡啶盐。三氟乙酸吡啶盐作为七氟异丁腈生产废料，无法直接应用，与剩余的反应溶剂以及其他副产物形成废液，处理难度大，环保处理成本高。

3、三氟乙酸吡啶盐英文名为pyridine trifluoroacetate，cas号为464-05-1，分子式为c7h6f3no2，分子量为193.12，外观为白色晶体，熔点为83℃。具体结构如下：

4、

5、三氟乙酸吡啶盐主要用作催化剂，可以催化曼尼希反应、氧化反应和水解反应等反应。

6、中国专利cn213652330u公开了一种三氟乙酸吡啶盐的回收方法，将含三氟乙酸吡啶盐废液先分离大部分反应溶剂，得到三氟乙酸吡啶盐粗品，再将粗品经重结晶提纯得到三氟乙酸吡啶盐产品。但该方法存在重结晶提纯难度大、收率低和设备需求量多等问题。

7、目前，由于三氟乙酸吡啶盐市场需求小，且多数用作催化剂，对产品质量要求高，副产回收的三氟乙酸吡啶盐难以满足需求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，设备投资成本少，能耗低，整个过程实现了三氟乙酸吡啶盐和反应溶剂的全回收，减少了三废并降低了七氟异丁腈的原料成本，适用于工业化生产。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，包含以下步骤：

4、s1.将无机碱和七氟异丁腈生产废液加入到反应器中进行中和反应，所述七氟异丁腈生产废液包含三氟乙酸吡啶盐和反应溶剂；

5、s2.反应结束，蒸馏得到吡啶和反应溶剂的混合液；

6、s3.再往反应器中加入乙醇和无机酸进行酯化反应，蒸馏得到三氟乙酸乙酯。

7、本发明主要涉及两个反应，具体反应方程式如下：

8、

9、本发明提供的七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，所述七氟异丁腈生产废液为三氟乙酸酐/吡啶体系为脱水剂生产七氟异丁腈过程中产生。所述反应溶剂为七氟异丁腈生产过程中采用的反应溶剂。具体地，所述反应溶剂选自酰胺类、醚类、酯类、芳香类和卤代烃类溶剂中的至少一种。优选地，所述反应溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、甲酰胺、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷和二氯乙烷中的至少一种。

10、所述步骤s1中，采用无机碱与三氟乙酸吡啶盐反应，使三氟乙酸吡啶盐转化成三氟乙酸盐和吡啶，反应过程需要持续搅拌。优选地，所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯中的至少一种。

11、步骤s1为中和反应，其反应温度、反应时间和原料配比使三氟乙酸吡啶盐能够转化成三氟乙酸盐和吡啶即可。优选地，所述中和反应温度为20℃～70℃下，所述中和反应时间为0.5～4.0h；更为优选地，所述中和反应温度为30℃～60℃，所述中和反应时间为1.0～2.5h。所述无机碱和三氟乙酸吡啶盐的摩尔比为1.0～1.5：1.0，优选为1.1～1.3：1.0。

12、所述步骤s2中的蒸馏温度能够使得将反应器中的吡啶和反应溶剂蒸出即可，具体地，所述蒸馏温度为80℃～100℃，优选为85℃～95℃。

13、本发明提供的七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，所述步骤s3中，采用三氟乙酸盐在无机酸的存在下，与乙醇反应得到三氟乙酸乙酯。优选地，无机酸选自浓硫酸、浓磷酸、浓盐酸中的至少一种。

14、所述步骤s3为酯化反应，其反应温度、反应时间和原料配比使三氟乙酸盐与乙醇反应得到三氟乙酸乙酯即可。优选地，所述酯化反应温度为30℃～70℃，所述酯化反应时间为1.0～6.0h；更为优选地，所述酯化反应温度为40℃～60℃，所述酯化反应时间为2.0～4.0h。所述乙醇和三氟乙酸盐的摩尔比为1.0～1.5：1.0，优选为1.1～1.3：1.0。所述无机酸和三氟乙酸盐的摩尔比为1.0～1.5：1.0，优选为1.1～1.3：1.0。

15、所述步骤s3中的蒸馏温度能够使得将反应器中的三氟乙酸乙酯蒸出即可，所述蒸馏温度为60℃～90℃，优选为70℃～80℃。

16、本发明提供的七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，可以将所述吡啶和反应溶剂的混合液、三氟乙酸乙酯进一步精馏提纯，得到高纯度的吡啶和反应溶剂的混合液以及三氟乙酸乙酯，纯度均为99％以上。所述精馏温度为70℃～110℃，精馏柱填料选自瓷环、玻璃弹簧、金属丝网、拉西环至少一种。

17、具体地，本发明所述七氟腈生产废液的资源化利用方法，具体包含以下步骤：

18、s1、将包含三氟乙酸吡啶盐和反应溶剂的七氟腈生产废液和无机碱分别加入到反应器中，在温度20℃～70℃下，中和反应0.5～4.0h；

19、s2、升高温度至80℃～100℃，蒸馏得到吡啶和反应溶剂的混合液；

20、s3、往反应器中加入乙醇和无机酸，在温度30℃～70℃下，酯化反应1.0～6.0h；升高温度至60℃～90℃，蒸馏得到三氟乙酸乙酯；

21、s4、将上述得到的吡啶和反应溶剂的混合液以及三氟乙酸乙酯分别进行精馏，得到高纯度的吡啶和反应溶剂的混合液以及三氟乙酸乙酯。

22、所述高纯度的吡啶和反应溶剂的混合液可以回用于七氟异丁腈生产过程，而高纯度的三氟乙酸乙酯可作为大宗精细化学品进行批量销售。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

24、1、本发明所有制备步骤均在同一反应器中进行，设备投资成本少，能耗低，废料回收率高；

25、2、本发明整个操作过程温和可控，适用于工业化生产；

26、3、实现了三氟乙酸吡啶盐和反应溶剂的全回收，减少了三废并降低了七氟异丁腈的原料成本。

技术特征：

1.一种七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，其特征在于：包含以下步骤：

2.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述七氟异丁腈生产废液为三氟乙酸酐/吡啶体系为脱水剂生产七氟异丁腈过程中产生。

3.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s1中，反应溶剂选自酰胺类、醚类、酯类、芳香类和卤代烃类溶剂中的至少一种。

4.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s1中，无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂和氢氧化铯中的至少一种。

5.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s1中，无机碱和三氟乙酸吡啶盐的摩尔比为(1.0～1.5)：1.0。

6.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s1的反应温度为30℃～50℃，反应时间为1.0～2.5h。

7.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s3中，无机酸选自浓硫酸、浓磷酸、浓盐酸中的至少一种。

8.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s3中，乙醇和三氟乙酸盐的摩尔比为(1.0～1.5)：1.0；无机酸和三氟乙酸盐的摩尔比为(1.0～1.5)：1.0。

9.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：所述步骤s3的反应温度为40℃～60℃，反应时间为2.0～4.0h。

10.按照权利要求1所述的资源化利用方法，其特征在于：将所述吡啶和反应溶剂的混合液、三氟乙酸乙酯分别进行精馏，得到高纯度产品。

技术总结
本发明公开了一种七氟异丁腈生产废液的资源化利用方法，所述制备方法包括：将无机碱和七氟异丁腈生产废液加入到反应器中进行中和反应，所述七氟异丁腈生产废液包含三氟乙酸吡啶盐和反应溶剂；反应结束，蒸馏得到吡啶和反应溶剂的混合液；再往反应器中加入乙醇和无机酸进行酯化反应，蒸馏得到三氟乙酸乙酯。本发明具有能耗低，并能实现三氟乙酸吡啶盐和反应溶剂的全回收、适于工业化生产等优点。

技术研发人员：杨汪松,蒋强,倪航,陈伟
受保护的技术使用者：浙江省化工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13