在乙腈作溶劑-40℃下,與氟氣發(fā)生氟化反應(yīng),然后與三氟化硼進行硼化反應(yīng)得到產(chǎn)品。
反應(yīng)過程無副反應(yīng)。反應(yīng)原理如下:
2、生產(chǎn)工藝流程
(1)氟化
首先,人工將四氟硼酸鹽和乙腈按1.25:1 的比例投入氟化反應(yīng)釜中,其中乙腈作
溶劑,四氟硼酸鹽溶解在乙腈中;然后將釜內(nèi)溫度降溫在-40℃。將氟氮混合氣通入反
應(yīng)釜內(nèi),保持釜內(nèi)溫度-35~-45℃,常壓條件下,四氟硼酸鹽與氟氣發(fā)生氟化反應(yīng),乙腈
作溶劑,反應(yīng)過程整個反應(yīng)釜保持密閉。反應(yīng)結(jié)束后,然后通氮氣將釜內(nèi)廢氣置換出來,
氟化反應(yīng)廢氣G5(主要為氮氣,廢氣含氟氣、氟化氫等氟化物)抽真空去三級水噴淋
(產(chǎn)生濃度較大,采用三級水吸收氟化氫,吸收效率95%)+一級堿液吸收(吸收效率
80%)系統(tǒng),尾氣經(jīng)車間20m 排氣筒5#排放。三級水吸收產(chǎn)生30%氫氟酸液,作為副
產(chǎn)品外售;堿液吸收產(chǎn)生的堿洗塔廢水W4 作為廢水去自建污水處理站處理
(2)硼化反應(yīng)
氟化反應(yīng)完成后,繼續(xù)通過加料口向釜內(nèi)加入三氟化硼,準備進行硼化反應(yīng)。硼化
反應(yīng)控制釜內(nèi)溫度零下40℃,保溫2 小時,氟化反應(yīng)產(chǎn)物與三氟化硼反應(yīng)得到目標氟試
劑(4-氟-1,4-二疊氮雙環(huán)[2.2.2]辛烷雙四氟硼酸鹽) ,反應(yīng)過程中乙腈仍作溶劑,保持整
個反應(yīng)釜密閉。
(3)結(jié)晶離心
反應(yīng)生成的氟試劑在乙腈溶劑中的溶解度較小,隨著反應(yīng)進行,氟試劑逐漸結(jié)晶析
出,結(jié)晶過程保持釜內(nèi)溫度在-35~-45℃,結(jié)晶析出的氟試劑約占總生成物的94%。項目
使用的制冷劑為R22,冷凍鹽水為冷凍介質(zhì),循環(huán)使用。然后進行離心,離心出的氟試劑晶體去下一步洗滌工序,離心母液(含乙腈以及溶解的氟試劑、未反應(yīng)的四氟硼酸鹽雜質(zhì))去溶劑回收工序,通過蒸餾回收其中的溶劑乙腈。溶劑回收過程中,控制溫度80-82℃,蒸出的乙腈蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后,冷凝液返回氟化工序循環(huán)使用,乙腈不凝氣G6 送兩級活性炭吸附裝置(吸附效率90%)處理后經(jīng)車間20m 排氣筒6#排放。蒸餾后剩余的蒸餾殘液S7 含乙腈、氟試劑、雜質(zhì),作為危廢收集后委托有危廢處理資質(zhì)單位處置。
(4)洗滌離心
結(jié)晶離心得到的目標物氟試劑晶體繼續(xù)用丙酮進行洗滌,溶解去除氟試劑晶體表面
攜帶的乙腈和少量未反應(yīng)的四氟硼酸鹽雜質(zhì),同時,有少量氟試劑溶解到丙酮溶劑中,洗滌后進行離心操作,洗滌離心過程在釜內(nèi)進行,該過程保持釜密閉,基本沒有丙酮的無組織排放,出料時丙酮母液揮發(fā)出少量的丙酮氣體作為車間無組織排放。洗滌后進行離心操作,離心出的氟試劑晶體去下一步烘干工序;離心母液(含丙酮、乙腈以及溶解的氟試劑、未反應(yīng)的四氟硼酸鹽雜質(zhì))去溶劑回收工序,通過蒸餾回收其中的溶劑丙酮。
(5)烘干
上一步洗滌離心得到的產(chǎn)品氟試劑晶體送雙錐干燥機進行真空烘干。項目選用的雙
錐干燥機將冷凝器、真空泵與干燥機配套,組成真空干燥裝置。烘干過程控制溫度60℃左右,產(chǎn)品氟試劑晶體攜帶的溶劑丙酮被烘出,丙酮蒸氣經(jīng)干燥器自帶的冷凝裝置冷凝(冷凝效率95%以上)后,丙酮冷凝液返回洗滌工序繼續(xù)使用。