淺述高純?nèi)淄榈纳a(chǎn)及應用.pdf

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1、有機氟工業(yè)·12·Organo—FluorineIndustry2015年第1期業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)專論與綜述本本本帶帶帶恭芥淺述高純?nèi)淄榈纳a(chǎn)及應用何雙材徐嬌胡欣齊海張金柯白占旗(浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州310023)摘要：概述了高純度三氟甲烷的合成和提純方法，介紹了高純?nèi)淄榈闹饕猛?，討論了高純?nèi)淄閲a(chǎn)化的價值和可行性。關鍵詞：高純；三氟甲烷；合成；提純；用途0前言1三氟甲烷的性質(zhì)與制備作為一種氟利昂替代品，三氟甲烷可用作低溫三氟甲烷又稱三氟甲、氟仿、氟利昂一23、HFC(一100oC)制冷劑；它也是一種有機氟化合物的原一23滅火劑。分子式為CH

2、F，英文名稱Trifluoro—料，用來制備滅火劑三氟碘甲烷(CIF)、聚合物單methane，相對分子質(zhì)量70．0138，熔點一155cI=，沸體TFE(四氟乙烯)、HFP(六氟丙烯)和VDF(偏氟點一84℃，飽和蒸汽壓2．5MPa(20oC)，臨界溫度乙烯)等¨I2J。隨著電子、微電子行業(yè)的發(fā)展，研究25．7℃，臨界壓力4．84MPa。常溫常壓下，它是尢人員發(fā)現(xiàn)高純度的三氟甲烷可作為金屬有機化合物色、無味、無臭、不易燃、微溶于水、能溶于大部分有化學氣相沉積(MOCVD)工藝的清洗劑和化學離子機溶劑的液化氣體。蝕刻、等離子體化學蝕刻、反應離子蝕刻(IBE)、

3、反由于碳一氟鍵的穩(wěn)定性，決定了三氟甲烷具有應離子束蝕刻(RIBE)工藝的優(yōu)良蝕刻氣體。目前，較高的熱穩(wěn)定性、化學性質(zhì)不活潑、低毒、不易燃燒高純?nèi)淄橐呀?jīng)是主要的氟碳類蝕刻氣體，廣泛等性質(zhì)。三氟甲烷可與易燃氣體混合燃燒并分解生應用于電子和微電子行業(yè)。近年來，由于全球半導成有毒氟化物；通常情況下，三氟甲烷不和水發(fā)生化體工業(yè)的發(fā)展，高純度三氟甲烷的需求量快速增長。學反應；在170oC以上溫度，三氟甲烷可以與三氧化目前，國內(nèi)生產(chǎn)高純?nèi)淄榈钠髽I(yè)較少，有一二氮反應；溫度100?！?時，能與氟化亞硝酰(NOF)反些企業(yè)正處于籌劃或研發(fā)階段，主要分為兩類：一類應；三氟甲

4、烷不發(fā)生光化學溴化反應，可以發(fā)生光化為擁有高純氣體生產(chǎn)經(jīng)驗并以氣體為主業(yè)的氣體公學氯化反應，但反應非常緩慢。司；另外一類是氟化工企業(yè)，他們利用具有合成技術實驗室制備三氟甲烷的方法，一是采用在無水或副產(chǎn)三氟甲烷的優(yōu)勢進行提純研究，希望以此為氫氟酸中電解醋酸、丙酮或甲胺的電解法；二是三氯切入口進入高端含氟氣體市場。盡管國內(nèi)氟化工企甲烷分別與氟化銀、三氟化銻和氟化氫等在不同溫業(yè)擁有原料優(yōu)勢，但由于純度99．999％以上高純氣度、壓力下的合成方法。體與工業(yè)級氣體的生產(chǎn)技術有著很大的區(qū)別，國產(chǎn)3AgF+CHC13—一CHF3+3AgC1三氟甲烷的純度與進口產(chǎn)品還有一定的

5、差距，因此，工業(yè)生產(chǎn)三氟甲烷的方法主要有以下幾種：國內(nèi)電子級三氟甲烷幾乎全部來自于外資氣體公1．1氯仿催化氟化法司。世界上具有生產(chǎn)能力的廠家主要集中在歐美、將由氯仿和氟化氫組成的混合原料氣體通人裝日韓等國家，主要生產(chǎn)商有空氣產(chǎn)品及化學公司、液有催化劑的管式固定床反應器中進行反應，生成三化空氣公司、普萊克斯、關東電化、林德等。氟甲烷。該方法的工藝和設備簡單，選擇性、轉(zhuǎn)化率作者簡介：何雙材(1981一)，男，本科，從事含氟特種氣體合成、高純含氟電子氣體提純研發(fā)和氣體工程項目管理工作。2015年第1期何雙材等·淺述高純?nèi)淄榈纳a(chǎn)及應用·13·高，催化劑使用壽命長

6、，設備要求低；缺點是需要苛HF反應生產(chǎn)制冷劑CHC1F的副產(chǎn)物，它與HC1一刻的反應條件等。起作為尾氣排出，其反應機理如下：主反應：CHC1CHF+3HC1SbC15+HF—SbC14F+HC11．2二氟一氯甲烷歧化法’卜叫SbC14F+CHC13——}SbC15+CHC12F該方法的優(yōu)點是反應溫度較低，又不使用氟化SbC14F+CHC12F—__+SbC15+CHC1F2氫，經(jīng)不斷改進后，催化劑壽命也較長，生成物中SbC14F+HFSbC13F2+HC1CHF含量也較高；缺點是二氟一氯甲烷轉(zhuǎn)化成三SbC13F2+CHC13——_CHC1F2+SbC13+Cl

7、2氟甲烷的選擇性低，每生成2分子三氟甲烷，至少就SbC13+Cl2—}SbC15有1分子的氯仿生成。副反應：3CHC1F，2CHF+CHC1，SbC13F2+HF—SbC12F3+HC11．3二氟一氯甲烷催化氟化法SbC12F3+CHC13——CHF3+SbC13+Cl2郭心正、蔡珍香【的發(fā)明專利公開了以二氟一從上述機理可以看出，起氟傳遞作用的催化劑氯甲烷和無水氟化氫為原料，在催化劑存在下采用SbC1的濃度是十分關鍵的因素，在反應釜中催化劑固定床氣相反應制備三氟甲烷的方法。催化劑主要SbC1的濃度高則CHF。偏高，濃度太低則CHC1：F偏成分為各種不同晶型的氟

8、化鋁，或同時添加一種或高，實際工業(yè)生產(chǎn)