專利名稱：一種五氟化銻的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種五氟化銻的制備方法，具體涉及一種用氟氣和銻為 原料，在負壓容器中進行合成反應(yīng)制備五氟化銻的方法。
背景技術(shù)：
五氟化銻是一種高能氟化劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)用制藥業(yè)中的抗癌類藥 物。目前制備五氟化銻的方法有多種，常用的制備方法如下
一種方法是氟氣(F2)與三氟化銻(SbF3)反應(yīng)生成五氟化銻(SbF5)，
化學反應(yīng)式是
F2+ SbF3~~>SbF5
另一種方法是氟化氫與五氯化銻反應(yīng)制備五氟化銻，其方法是將
氟化氫氣體(HF)和五氯化銻(SbCl5)的混合物在鉑制燒瓶中進行回流
制備五氟化銻(SbF5)，化學反應(yīng)式是
HF + SbCl5~~>SbF5+HCl
但是，實際上制備五氟化銻的方法并不像上述反應(yīng)式那樣簡單，在 反應(yīng)過程中往往生成部分中間氟化物，同時還可能有加合物的存在，這 些加合物非常穩(wěn)定并具有較高的熔點，造成產(chǎn)品難以純化，致使成品中 雜質(zhì)含量多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點而提出的，其目的是提供 一種采用氟氣與三氧化二銻直接合成法生產(chǎn)五氟化銻。
F2+ Sb203~~>SbF5+02
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種五氟化銻的制備方法，包括以下步驟 (i )氟氣凈化
將氟氣儲罐中的氟氣(F2)通入氟氣凈化器內(nèi)進行冷凍，使含有雜 質(zhì)氣體的氟氣液化，根據(jù)沸點不同，用真空機組將氟氣凈化器(3)內(nèi) 不能冷凝的高沸點雜質(zhì)氣體抽空，然后升溫使液體氟氣化，得到高純度 的氟氣；
(ii )氟氣和三氧化二銻進行合成反應(yīng)
氟氣(F2)與預熱到100 250。C的三氧化二銻(Sb203)在反應(yīng)器 內(nèi)接觸，進行合成反應(yīng)生成液態(tài)的五氟化銻粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品中含有氟化 氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)氣體，其反應(yīng)式是
F2+ Sb203^>SbF5+02(iii)五氟化銻粗產(chǎn)品的純化
通過負壓從反應(yīng)器抽出來的液態(tài)五氟化銻粗產(chǎn)品通過管道進入精 餾塔進行提純，將精餾塔升溫至100 150°C，液態(tài)五氟化銻氣化，精餾 塔中的氣相部分通過塔中的精餾柱上升到冷凝器中，上升的氣相主要包 括氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)和五氟化銻氣體，氣相部分在冷凝器中 被冷卻到30 4(TC，氣態(tài)五氟化銻被液化流回塔內(nèi)，而氟化氫、氧氣、 氮氣等輕雜質(zhì)不能被液化，雜質(zhì)氣體通過管道排入尾氣處理器處理后再 通過真空機組排空。
氟氣凈化器的冷凍溫度維持在-140 -195。C之間。
緩沖罐的壓力控制在一O. 04 QMpa之間。
反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度維持在100 25(TC，反應(yīng)器內(nèi)的壓力維持在一 0. 04Mpa 0Mpa之間。
本發(fā)明工藝簡單、且容易控制、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、收率高。


圖l是本發(fā)明五氟化銻的制備方法的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種五氟化銻的制備方法進行 詳細說明 ，
如圖1所示， 一種五氟化銻的制備方法，其中所使用的設(shè)備包括氟 氣儲罐1，氟氣儲罐1由管道與氟氣凈化器2連通，氟氣凈化器2由管 道與氟氣緩沖罐3連通，氟氣緩沖罐3由管道與反應(yīng)器4連通，反應(yīng)器 4由管道與精餾塔5連通。氟氣凈化器2、氟氣緩沖罐3、反應(yīng)器4、精 餾塔5由管道分別與尾氣處理器6連通，尾氣處理器6由管道與真空機 組7連通。
在管道上設(shè)置多個真空閥門8。
本發(fā)明的五氟化銻的制備方法，包括以下步驟
(i)氟氣凈化
首先，將氟氣儲罐1中的氟氣通入氟氣凈化器2內(nèi)進行冷凍液化， 利用氟氣凈化器2外部的液氮冷阱將氟氣凈化器2的溫度維持在-140
其中:
1氟氣儲罐 3緩沖罐
2氟氣凈化器 4反應(yīng)器 6尾氣處理器 8真空閥門
5精餾塔 7真空機組-195。C之間，此時氟氣被液化，其中不能冷凝的雜質(zhì)氣體如氫氣、氧氣 和氮氣等高沸點物質(zhì)仍呈氣體狀態(tài)。啟動真空機組7，將不能冷凝的雜 質(zhì)氣體抽空。
再通過提高氟氣凈化器2溫度使液態(tài)氟氣化，得到氟氣純度在99% 以上。最后，將凈化的氟氣通過管道輸入到緩沖罐3，以備進行化合反 應(yīng)。
在上述過程中，氟氣儲罐l中的壓力保持在一0.02 0.2Mpa之間， 氟氣凈化器2的壓力保持在一O. 09 0. 2Mpa之間。緩沖罐3的壓力一般 控制在一O. 04 0Mpa之間，壓力高于0Mpa對緩沖罐和閥門要求較高， 不易控制；壓力低于一O. 04Mpa不利于反應(yīng)器5內(nèi)五氟化銻的合成。
(ii )氟氣和三氧化二銻進行合成反應(yīng)
氟氣與預熱到100 250。C的三氧化二銻在反應(yīng)器4內(nèi)接觸，生成液 態(tài)的五氟化銻粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品中含有氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)氣體。 反應(yīng)方程式為
F2+ Sb203^>SbF5+02 反應(yīng)器4內(nèi)的反應(yīng)溫度維持在100 250°C。反應(yīng)器4內(nèi)的壓力維持 在一0. 04Mpa 0Mpa之間。
(iii)五氟化銻粗產(chǎn)品的純化
通過負壓從反應(yīng)器4抽出來的液態(tài)五氟化銻粗產(chǎn)品通過管道進入精 餾塔5進行提純，此時，將精餾塔5升溫至100 15(TC，此時液態(tài)五氟 化銻氣化。精餾±荅中的氣相部分通過塔中的精餾柱上升到冷凝器中，上 升的氣相主要包括氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)和五氟化銻氣體，氣相 部分在冷凝器中被冷卻到30 40°C，大部分氣態(tài)五氟化銻被液化流回塔 內(nèi)，而氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)不能被液化，此部分雜質(zhì)通過管道 排入尾氣處理器6處理后再通過真空機組7排空。所得產(chǎn)品五氟化銻純 度可達到98. 5%以上。
以下通過實施例對本發(fā)明的制備三氟化銻的方法進行更詳細的說
明
實施例1
首先凈化反應(yīng)器4，在反應(yīng)器4內(nèi)加入純度為98. 5。/。的三氧化二銻 25公斤；密閉反應(yīng)器，抽真空至-O. 08MPa，再將反應(yīng)器4預熱到IO(TC 。 將緩沖罐3中凈化的氟氣通入反應(yīng)器4。
反應(yīng)過程中反應(yīng)器內(nèi)溫度保持在150°C，待反應(yīng)器溫度趨于明顯下 降時，停止通氟氣，檢査反應(yīng)終止，得到含有輕雜質(zhì)的液態(tài)五氟化銻粗利用負壓的方式，將液態(tài)的五氟化銻粗產(chǎn)品抽入到精餾塔收集，首
先對精餾塔進行加熱升溫，溫度控制在100°C。隨著精餾塔內(nèi)溫度的升 高，液態(tài)五氟化銻開始蒸餾汽化和上升。精餾塔中的氣相部分通過塔中 的精餾柱上升到冷凝器中，上升的氣相主要包括氟化氫、氧氣、氮氣等 輕雜質(zhì)和五氟化銻氣體。然后將精餾塔內(nèi)的冷凝器溫度控制在30 40 °C，氣體五氟化銻在冷凝器中被液化變成液體，下降流回到塔內(nèi)。氟化 氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)通過管道排入尾氣處理器6處理后由真空機組 7排空。
輕雜質(zhì)排放2小時后，精餾塔通過管道出來的液態(tài)五氟化銻灌裝在 鋼瓶中，4小時后獲得五氟化銻33.9公斤，純度達到99.5%。 實施例2
首先凈化反應(yīng)器4，在反應(yīng)器4內(nèi)加入純度為98. 5%的三氧化二銻 25公斤；密閉反應(yīng)器，抽真空至-O. 08MPa，再將反應(yīng)器4預熱到150°C 。 將緩沖罐3中凈化的氟氣通入反應(yīng)器4。
反應(yīng)過程中反應(yīng)器內(nèi)溫度保持在200°C，待反應(yīng)器溫度趨于明顯下 降時，停止通氟氣，檢査反應(yīng)終止，得到含有輕雜質(zhì)的液態(tài)五氟化銻粗
口
廣口n o
利用負壓的方式，將液態(tài)的五氟化銻粗產(chǎn)品抽入到精餾塔收集，首
先對精餾塔進行加熱升溫，溫度控制在125°C。隨著精餾塔內(nèi)溫度的升
高，液態(tài)五氟化銻開始蒸餾汽化和上升。精餾塔中的氣相部分通過塔中 的精餾柱上升到冷凝器中，上升的氣相主要包括氟化氫、氧氣、氮氣等
輕雜質(zhì)和五氟化銻氣體。然后將精餾塔內(nèi)的冷凝器溫度控制在30 40 °C，氣體五氟化銻在冷凝器中被液化變成液體，下降流回到塔內(nèi)。氟化 氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)通過管道排入尾氣處理器6處理后由真空機組 7排空。 '
輕雜質(zhì)排放2小時后，精餾塔通過管道出來的液態(tài)五氟化銻灌裝在 鋼瓶中，4小時后獲得五氟化銻32.8公斤，純度達到99.0%。
實施例3
首先凈化反應(yīng)器4，在反應(yīng)器4內(nèi)加入純度為98. 5%的三氧化二銻 25公斤；密閉反應(yīng)器，抽真空至-O. 08MPa，再將反應(yīng)器4預熱到200°C 。 將緩沖罐3中凈化的氟氣通入反應(yīng)器4。
反應(yīng)過程中反應(yīng)器內(nèi)溫度保持在250°C，待反應(yīng)器溫度趨于明顯下 降時，停止通氟氣，檢査反應(yīng)終止，得到含有輕雜質(zhì)的液態(tài)五氟化銻粗利用負壓的方式，將液態(tài)的五氟化銻粗產(chǎn)品抽入到精餾塔收集，首
先對精餾塔進行加熱升溫，溫度控制在150°C。隨著精餾塔內(nèi)溫度的升 高，液態(tài)五氟化銻開始蒸餾汽化和上升。精餾塔中的氣相部分通過塔中 的精餾柱上升到冷凝器中，上升的氣相主要包括氟化氫、氧氣、氮氣等 輕雜質(zhì)和五氟化銻氣體。然后將精餾塔內(nèi)的冷凝器溫度控制在30 40 °C，氣體五氟化銻在冷凝器中被液化變成液體，下降流回到塔內(nèi)。氟化 氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)通過管道排入尾氣處理器6處理后由真空機組 7排空。
輕雜質(zhì)排放2小時后，精熘塔通過管道出來的液態(tài)五氟化銻灌裝在 鋼瓶中，4小時后獲得五氟化銻34. 2公斤，純度達到98.5%。 本發(fā)明工藝簡單、且容易控制、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、收率高。
權(quán)利要求
1、一種五氟化銻的制備方法，其特征在于包括以下步驟(i)氟氣凈化將氟氣儲罐(1)中的氟氣(F2)通入氟氣凈化器(2)內(nèi)進行冷凍，使含有雜質(zhì)氣體的氟氣液化，根據(jù)沸點不同，用真空機組(7)將氟氣凈化器(2)內(nèi)不能冷凝的高沸點雜質(zhì)氣體抽空，然后升溫使液體氟氣化，得到高純度的氟氣；(ii)氟氣和三氧化二銻進行合成反應(yīng)氟氣(F2)與預熱到100～250℃的三氧化二銻(Sb2O3)在反應(yīng)器(4)內(nèi)接觸進行合成反應(yīng)，生成液態(tài)的五氟化銻粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品中含有氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)氣體，其反應(yīng)式是F2+Sb2O3→SbF5+O2(iii)五氟化銻粗產(chǎn)品的純化通過負壓從反應(yīng)器(4)抽出來的液態(tài)五氟化銻粗產(chǎn)品通過管道進入精餾塔(5)進行提純，將精餾塔(5)升溫至100～150℃，液態(tài)五氟化銻氣化，精餾塔(5)中的氣相部分通過塔中的精餾柱上升到冷凝器中，上升的氣相主要包括氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)和五氟化銻氣體，氣相部分在冷凝器中被冷卻到03～40℃，氣態(tài)五氟化銻被液化流回到精餾塔(5)內(nèi)，而氟化氫、氧氣、氮氣等輕雜質(zhì)不能被液化，雜質(zhì)氣體通過管道排入尾氣處理器(6)處理后再通過真空機組(7)排空。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五氟化銻的制備方法，其特征在于氟 氣凈化器(2)的冷凍溫度維持在-140 -195。C之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五氟化銻的制備方法，其特征在于緩 沖罐(3)的壓力控制在一0.04 0Mpa之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五氟化銻的制備方法，其特征在于反 應(yīng)器(4)內(nèi)的反應(yīng)溫度維持在150 25(TC,反應(yīng)器(4)內(nèi)的壓力維持 在一O. 04Mpa 0Mpa之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種五氟化銻的制備方法，包括以下步驟首先使原料氟氣凈化，去除氟氣中含有不能冷凝的高沸點雜質(zhì)氣體；然后氟氣和三氧化二銻進行合成反應(yīng)生成液態(tài)五氟化銻粗產(chǎn)品；再通過精餾工藝，使液態(tài)五氟化銻粗產(chǎn)品氣化、冷凝，去除粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)氣體后得到高純度的液態(tài)五氟化銻產(chǎn)品。本發(fā)明設(shè)備簡單、操作方便、設(shè)備運行安全，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，純度可達98.5％以上。
文檔編號C01G30/00GK101531400SQ20091006861
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者慶 仝, 崔學文, 崔建起, 湯進軍, 董國芳, 鄧 賀 申請人:核工業(yè)理化工程研究院華核新技術(shù)開發(fā)公司