用于产生三氟碘甲烷的整合方法与流程

本公开涉及用于产生三氟碘甲烷(cf3i)的方法。具体地，本公开涉及用以产生三氟碘甲烷的整合方法。

背景技术：

1、三氟碘甲烷(cf3i)也被称为全氟甲基碘、三氟甲基碘或碘三氟甲烷，是商业应用中可用作例如制冷剂或灭火剂的化合物。三氟碘甲烷是一种几乎没有臭氧损耗潜势的低全球变暖潜势分子。三氟碘甲烷可替代对环境更有害的物质。

2、制备三氟碘甲烷的方法是已知的。例如，美国专利号7,196,236(mukhopadhyay等人)公开了使用包含碘源、至少化学计量量的氧以及反应物cf3r(其中r选自：—cooh、—cox、—cho、—coor2和—so2x，其中r2为烷基基团，并且x为氯、溴或碘)的反应物产生三氟碘甲烷的催化方法。可由该反应产生的碘化氢可被至少化学计量量的氧氧化，从而产生水和碘以进行经济的循环利用。

3、又如，美国专利号7,132,578(mukhopadhyay等人)也公开了由三氟乙酰氯产生三氟碘甲烷的一步催化方法。然而，碘的来源为氟化碘(if)。与碘化氢相比，氟化碘相对不稳定，在0℃以上分解为i2和if5。氟化碘也可能无法以商业上可用的量获得。

4、又如，美国专利号10,752,565(nair等人)公开了一种用于产生三氟碘甲烷的气相方法。该方法包括：提供包含碘化氢和三氟乙酰卤化物的反应物料流，该三氟乙酰卤化物选自：三氟乙酰氯、三氟乙酰氟、三氟乙酰溴以及它们的组合；以及在存在催化剂的情况下，使反应物料流在约200℃至约600℃的温度下反应，以产生包含三氟碘甲烷的产物料流。

5、需要开发一种更有效的方法，该方法可规模化以由相对廉价的原材料产生商业量的三氟碘甲烷。

技术实现思路

1、本公开提供了一种用于产生三氟碘甲烷(cf3i)的整合方法。

2、根据一个实施方案，本公开提供了一种用于产生三氟碘甲烷(cf3i)的方法，该方法包括：(a)提供包含碘化氢(hi)的第一反应物料流；(b)使第一反应物料流与包含三氟乙酰氯(tfac)的第二反应物料流反应以产生包含三氟乙酰碘(tfai)的中间产物料流；以及(c)使中间产物料流反应以产生包含三氟碘甲烷(cf3i)的最终产物料流。

技术特征：

1.一种用于产生三氟碘甲烷(cf3i)的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中氢气(h2)和碘(i2)反应以产生包含碘化氢(hi)的所述第一反应物料流。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下项中的至少一项：

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一产物料流还包含未反应碘(i2)和未反应氢气，所述未反应碘和所述未反应氢气两者均被再循环到所述反应步骤中

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括第一催化剂，并且所述第一催化剂包括至少一种选自镍、碘化镍(nii2)、钴、铁、氧化镍(nio)、氧化钴和氧化铁、碘化钴(ii)(coi2)、碘化铁(ii)(fei2)和碘化铁(iii)(fei3)的催化剂。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二反应物料流还包含二氧化硫(so2)，并且所述方法在步骤(b)之前还包括以下附加步骤：

7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)还包括以下项中的至少一项：

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述第二反应物料流包含：

9.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)还包括催化剂，并且所述催化剂包括至少一种选自活性炭和碳化硅的催化剂。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间产物料流还包含未反应三氟乙酰氯(tfac)，并且所述方法还包括以下附加步骤：

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间产物料流还包含三氟乙酰氯(tfac)、碘化氢(hi)、氯化氢(hcl)、三氟乙酸(tfa)、三氟碘甲烷(cf3i)、含碘物质和一氧化碳(co)中的至少一者，并且步骤(b)还包括纯化所述中间产物料流以获得三氟乙酰碘(tfai)浓度大于约99％的纯化的中间产物料流。

12.根据权利要求11所述的方法，其中纯化所述中间产物料流还包括：

13.根据权利要求11所述的方法，其中纯化所述中间产物料流还包括：

14.根据权利要求11所述的方法，其中纯化所述中间产物料流在低于约150℃的温度下进行。

15.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过以下方式从包含三氟乙酰碘(tfai)或三氟碘甲烷(cf3i)的料流中去除至少一种含碘物质：使包含三氟乙酰碘(tfai)或三氟碘甲烷(cf3i)的所述料流与含碳材料接触，以从所述料流中去除碘化氢(hi)、三碘化氢(hi3)和碘(i2)中的至少一者。

技术总结
本公开提供了一种用于产生三氟碘甲烷(CF<subgt;3</subgt;I)的整合方法，经三个步骤：a)使包含氢气(H<subgt;2</subgt;)和碘(I<subgt;2</subgt;)的第一反应物料流在第一催化剂的存在下反应以产生包含碘化氢(HI)的第一产物料流；(b)使该第一产物料流与包含三氟乙酰氯(TFAC)的第二反应物料流在第二催化剂的存在下反应以产生包含三氟乙酰碘(TFAI)的中间产物料流；以及(c)使该中间产物料流反应以产生包含三氟碘甲烷(CF<subgt;3</subgt;I)的最终产物料流。

技术研发人员：哈洛克·科普卡利,王海友,古斯塔沃·切里,S·贝克特谢维奇,邱永,克里斯蒂安·郑工,理查德·D·霍尔瓦特,丹尼尔·C·默克尔,詹尼弗·W·麦克莱恩,特里斯·杨,R·威尔考克斯,约书亚·克洛斯,R·马莱帕利
受保护的技术使用者：霍尼韦尔国际公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29