氟利昂
[拼音]:fuli’ang
[外文]:freon
氟氯烷的俗稱。主要是含氟和氯的烷烴衍生物,少數(shù)是環(huán)烷烴鹵素衍生物,有的還含有溴原子。商業(yè)上用F-xyz(或R-xyz)表示氟利昂,其中x代表分子中碳原子數(shù)減1,當x為0時可省略;y代表氫原子數(shù)加1;z表示分子中的氟原子數(shù)。從與碳原子相連的總原子數(shù)中減去氟和氫原子數(shù)之和即可求得氯原子數(shù)。如果還含有溴原子,則需在數(shù)字后面加上字母 B及溴原子數(shù)。工業(yè)上重要的氟利昂是甲烷和乙烷的鹵代物(見表),其中最重要的是二氟二氯甲烷(R-12)、一氟三氯甲烷(R-11)和二氟一氯甲烷(R-22),這三種產(chǎn)品的產(chǎn)量約占碳氟化合物總產(chǎn)量的80%~90%。氟利昂在常溫下,除R-112及R-113為液體外,均為無色、無臭的不燃性氣體。
沿革
1931年美國動力化學品公司開始用甲烷氯化物為原料采用液相法生產(chǎn)R-11和R-12,1933~1936年,R-114、R-113和R-22又先后投入工業(yè)生產(chǎn)。1969年意大利蒙特愛迪生集團公司建成甲烷直接氟氯化制R-11和R-12的工廠。1981年世界氟利昂的產(chǎn)量約為1Mt。
生產(chǎn)方法
有氯代烴與氟化劑的置換法和甲烷的氟氯化法兩種。由于用元素氟作氟化劑反應異常劇烈,工業(yè)上一般用氟化氫或氟化鈣為氟化劑。
置換法
主要用于生產(chǎn)R-11、R-12、R-22、R-21、R-13、R-113和R-114等。此法有液相法和氣相法兩種:
(1)液相法技術較成熟,溫度易控制,副產(chǎn)物少,是工業(yè)上采用的主要方法。所用的鹵化銻催化劑(見固體酸催化劑)壽命也較長(約1~2年,每2~3個月需進行一次再生和補充)。根據(jù)原料和目的產(chǎn)品的不同而采取不同的反應溫度(一般為45~200℃)和壓力(最高可達 3.5MPa),以促使反應在均相下進行。不同的氯代烴原料可以制得不同的氟化合物,如以四氯化碳為原料,可以生產(chǎn)R-11和R-12;以三氯甲烷為原料,可以生產(chǎn)R-22;以四氯乙烯為原料可以生產(chǎn)R-113和R-114。反應生成物一般要經(jīng)水洗、堿洗、干燥、壓縮和蒸餾等后處理,才制得純品。
(2)氣相法使用裝有氟化鋁、氟化鉻和氟氧化鉻催化劑的固定床反應器或流化床反應器,其后處理與液相法相似。
甲烷氟氯化法
以甲烷、氯氣和氟化氫為原料,在催化劑存在下,一步合成氟氯甲烷(見圖)。
反應產(chǎn)物中主要含R-11、R-12,沸點較高的氟化物和氯化氫,經(jīng)汽提塔使部分氟化合物再循環(huán),剩余氣體進入氯化氫蒸餾塔,脫除氯化氫后經(jīng)水洗、中和、干燥和精餾,得到R-11和R-12成品。所用催化劑是金屬氟化物或氯化物,載體為活性炭、硫酸鋁或碳酸鋇。反應溫度為370~470℃,接觸時間約4~10s。反應收率以甲烷計為96%~99%;以氯計為97%;以氟計為94%。該過程的優(yōu)點是工藝過程較簡單、產(chǎn)品純度高。
用途
由于氟利昂化學性質(zhì)穩(wěn)定,具有不燃、無毒、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化等特性,因而廣泛用作冷凍設備和空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷劑。此外,也大量用作霧化劑的組分,但由于它可能破壞大氣臭氧層,現(xiàn)已限制使用。氟利昂的另一重要應用是作聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯等泡沫塑料的發(fā)泡劑。R-113、R-11與其他溶劑的混合物還廣泛用于電子工業(yè)和航空工業(yè)中作為溶劑,在紡織工業(yè)中用作紡織染整助劑(如整理油劑和洗滌劑)。氟利昂還是生產(chǎn)氟樹脂的原料。由R-22可以生產(chǎn)四氟乙烯;由R-113可以生產(chǎn)三氟氯乙烯。三氟溴甲烷和1,1,2,2-四氟-1,2-二溴乙烷是效果良好的滅火劑,1,1,1-三氟-二氯-二溴乙烷可作為麻醉劑。
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標簽:氟利昂
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