王珂

【摘 要】作為氟化工的重要部分，有機(jī)氟化工對(duì)于我國(guó)化工工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義，其涉及內(nèi)容涵蓋氟農(nóng)藥、氟醫(yī)藥及氟燃料等，發(fā)展前景巨大，但市場(chǎng)會(huì)因?yàn)楦碑a(chǎn)物的出現(xiàn)影響其效用。本文中通過綜述調(diào)研，分類說明常見的幾種有機(jī)氟化工特種分離技術(shù)，并通過相關(guān)實(shí)例探究其應(yīng)用效果，希望對(duì)有機(jī)氟化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有所裨益。

【關(guān)鍵詞】有機(jī)氟化工；特種分離技術(shù)；效果分析

近年來，我國(guó)對(duì)于化工產(chǎn)業(yè)的研究從未懈怠，已經(jīng)研發(fā)出含氟醫(yī)藥氣霧劑拋射劑、含氟電子化學(xué)品等產(chǎn)品，為民生發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)，隨之產(chǎn)生的是產(chǎn)品純度問題對(duì)研究進(jìn)度的制約越來越大，亟須解決高純氟烴的制備問題，研究者提出可以將特種分離技術(shù)運(yùn)用到分離中，取得更好的效果。常見的分離技術(shù)分為物理法與化學(xué)法兩大類，前者包括物理吸附、精餾及膜分離等，后者包括化學(xué)氧化、化學(xué)吸收及吸附等，下面將對(duì)其進(jìn)行分類介紹。

一、吸附法

（一）吸附法的概念

吸附，從定義上說是指流體接觸多孔固體，流體中某個(gè)或多個(gè)組分積蓄從固體表面吸出，在HCFCs和HFCs的精制工藝中非常常見[1]，包括物理吸附和化學(xué)吸附，前者是指通過分子間引力作用，使吸附劑與吸附質(zhì)間產(chǎn)生吸附，整個(gè)過程都不會(huì)出現(xiàn)性質(zhì)改變的情況，但吸附力和持續(xù)時(shí)間有限，以活性炭吸附氣體為例，會(huì)因高溫而還原；后者是指吸附過程中因化學(xué)反應(yīng)而生成化學(xué)鍵，物質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生了變化，吸附力較大。

（二）吸附法的應(yīng)用實(shí)例

通過分子篩可以講一些烯烴進(jìn)行分離，對(duì)于物理吸附法的運(yùn)用有研究者發(fā)現(xiàn)可借助分子篩AW500去除飽和氟烴中的1-氯-2，2-二氟乙烯和1-氯-2-氟乙烯，還可采用γ活性氧化鋁作為吸附劑，在一定的工藝條件下達(dá)到良好的吸附效果；運(yùn)用化學(xué)吸附法的實(shí)例有：當(dāng)使用Ag X分子篩作為吸附劑吸附R123中不飽和烯烴雜質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)效果頗好，吸附產(chǎn)品中R1326含量控制在1.9×10-5，可再通過添加活性 Al2O3得到復(fù)合吸附劑的方式增加吸附效果[2]。

二、萃取精餾

（一）萃取精餾法的概念

物質(zhì)分餾工藝中會(huì)出現(xiàn)共沸混合物，即氣液相和沸點(diǎn)固定的混合物，其沸點(diǎn)被稱為共沸點(diǎn)。萃取精餾技術(shù)流程為：將原料液添加至第三組分中，改變不同組分的相對(duì)揮發(fā)度，與各組分形成共沸液的萃取劑沸點(diǎn)最高，回收過程簡(jiǎn)單，因此可用于各組分揮發(fā)度差別極小的溶液中，是一種特種分離技術(shù)，其流程圖如下圖1所示。

（二）萃取精餾法的應(yīng)用實(shí)例

研究者發(fā)現(xiàn)在純化三氟二氯乙烷萃取精餾方法可將其中的雜質(zhì)物質(zhì)，如六氟氯丁烯有效清除，將其含量控制在1×10-6以下，其萃取劑要求沸點(diǎn)在55-160 ℃范圍內(nèi)[3]，可以是醇類、

酯類或者是混配物，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)丁酮、環(huán)己酮等非常適用于此工藝中，但是整個(gè)工藝需要較長(zhǎng)的操作時(shí)間，消耗較高，回收分離劑時(shí)也需要蒸餾操作。

三、變壓精餾

（一）變壓精餾法的概念

變壓精餾法可有效分離二元共沸液體混合物，其基礎(chǔ)在于壓力變化，會(huì)對(duì)共沸物組成變化造成影響，相對(duì)于其他公益來說，操作較為簡(jiǎn)單，耗能少，分離效果佳，其步驟包括：首先，進(jìn)行第一次精餾后可在頂部取得組分1，此部分所占比例較大，在底部取得組分2，此部分經(jīng)過濃縮；其次將上步中得到的組分1結(jié)果壓力不同的另一個(gè)精餾過程，去除其中的組分2，與底部得到濃度較高的組分1。

（二）變壓精餾法的應(yīng)用實(shí)例

五氯丙烷現(xiàn)階段在工業(yè)中得到了大量應(yīng)用，可用于制冷劑、清洗劑及發(fā)泡劑等，滿足性能的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較大的污染問題，但是在氟化形成過程中，難以避免與HF形成二元共沸物，分離較為不易，而使用變壓精餾法可明顯改變兩種物質(zhì)的共沸組成，通過改變壓力進(jìn)行分離，分離工藝簡(jiǎn)單，所需成本低、時(shí)間快，無需進(jìn)行回收萃取劑操作。

四、亞沸精餾

（一）亞沸精餾法的概念

高精度晶片生產(chǎn)是非常精細(xì)的，會(huì)因?yàn)槲⒘侩s質(zhì)而對(duì)產(chǎn)品性能造成非常大的影響，甚至在普通純度試劑中含有雜質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如堿金屬雜質(zhì)出現(xiàn)在氧化膜中，會(huì)使得耐絕緣電壓受到影響，很容易造成化學(xué)故障，因此需要亞沸精餾技術(shù)得到超凈高純?cè)噭?，去掉液體中存在的金屬離子及固體中微粒，在分離中需要將溫度控制在被提純液體沸點(diǎn)以下，5-20℃的范圍內(nèi)為最佳，將液體轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝肿?，存在于氣相空間，通過冷凝管壁轉(zhuǎn)化為液體，此項(xiàng)工藝后其中的金屬離子含量會(huì)控制在1×10-10。

（二）亞沸精餾法的應(yīng)用實(shí)例

在清潔集成電路時(shí)，常常將1，1，1-三氯乙烷作為清潔劑，會(huì)在高溫條件下物能分解，并使金屬雜質(zhì)離子以化學(xué)反應(yīng)的方式變?yōu)槁然?，達(dá)到清洗效果。但是其中所需要的1，1，1-三氯乙烷具有超高純度的要求，其中金屬離子濃度含量需要嚴(yán)格把控，而亞沸精餾技術(shù)就是最為合適的1，1，1-三氯乙烷特種分離技術(shù)。

五、膜分離

（一）膜分離法的概念

此技術(shù)在20 世紀(jì)初便開始出現(xiàn)，其主要通過選擇性分離功能半透膜進(jìn)行分離，在膜兩側(cè)存在能量差，混合物中的一部分組分可以透過其中，通過組分間遷移率差異進(jìn)行分離、純化及濃縮，其方法主要包括滲透、反滲透及透析等，造成能量差的原因可能時(shí)壓力、濃度或者電位差，使用的膜包括微濾膜、超濾膜及反滲透膜，可以高效、快速的分離液體或氣體，無需添加助劑，也不會(huì)帶來污染，屬于節(jié)能環(huán)保的綠色分離技術(shù)。

（二）膜分離法的應(yīng)用實(shí)例

提到此法的應(yīng)用，首先要說的是回收含氟有機(jī)蒸汽，對(duì)于冷凍劑制造廠中排放的副產(chǎn)物中，含有大量全氯氟烴及氫氯氟烴，可通過膜分離法回收其中的鹵代烴，比如CFCs、HCFC-123等，不僅使得資源的利用率得到了提升，也減少了含氟有機(jī)蒸汽帶來的臭氧層破壞，其處理能力在發(fā)展中不斷進(jìn)步，現(xiàn)如今已經(jīng)出現(xiàn)多級(jí)膜分離組件新技術(shù)，更好的完成有機(jī)氟化工的分離工作。

六、總結(jié)

對(duì)于有機(jī)氟化工分離技術(shù)來說，是化工生產(chǎn)中不可缺少的一部分，其特種分離技術(shù)也包含多種，不同的技術(shù)存在不同的優(yōu)缺點(diǎn)，適合的有機(jī)氟化工產(chǎn)品也各有區(qū)別，詳細(xì)的了解有機(jī)氟化工中特種分離技術(shù)的分類、概念，并結(jié)合相關(guān)實(shí)例了解其應(yīng)用效果有助于物質(zhì)分離提純技術(shù)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 應(yīng)韻進(jìn).有機(jī)氟化工中的特種分離技術(shù)及其效果探討[J].當(dāng)代化工，2016，12（ 12） ： 112-114

[2] 田端正，王桃燕，吳江平.有機(jī)氟化工中的特種分離技術(shù)[J].浙江化工，2010，37（ 38） ： 247-248

[3] 傅建根.有機(jī)氟化工生產(chǎn)中的危險(xiǎn)因素與預(yù)防對(duì)策[J].石化技術(shù)，2017，30（ 16） ： 196-198endprint