有机氟化工中的特种分离技术及其效果分析
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【摘 要】作为氟化工的重要部分，有机氟化工对于我国化工工业的发展有着重要的意义，其涉及内容涵盖氟农药、氟医药及氟燃料等，发展前景巨大，但市场会因为副产物的出现影响其效用。本文中通过综述调研，分类说明常见的几种有机氟化工特种分离技术，并通过相关实例探究其应用效果，希望对有机氟化工产业的发展有所裨益。
【关键词】有机氟化工；特种分离技术；效果分析
近年来，我国对于化工产业的研究从未懈怠，已经研发出含氟医药气雾剂抛射剂、含氟电子化学品等产品，为民生发展和产业进步做出了贡献，随之产生的是产品纯度问题对研究进度的制约越来越大，亟须解决高纯氟烃的制备问题，研究者提出可以将特种分离技术运用到分离中，取得更好的效果。常见的分离技术分为物理法与化学法两大类，前者包括物理吸附、精馏及膜分离等，后者包括化学氧化、化学吸收及吸附等，下面将对其进行分类介绍。
一、吸附法
（一）吸附法的概念
吸附，从定义上说是指流体接触多孔固体，流体中某个或多个组分积蓄从固体表面吸出，在HCFCs和HFCs的精制工艺中非常常见[1]，包括物理吸附和化学吸附，前者是指通过分子间引力作用，使吸附剂与吸附质间产生吸附，整个过程都不会出现性质改变的情况，但吸附力和持续时间有限，以活性炭吸附气体为例，会因高温而还原；后者是指吸附过程中因化学反应而生成化学键，物质性质产生了变化，吸附力较大。
（二）吸附法的应用实例
通过分子筛可以讲一些烯烃进行分离，对于物理吸附法的运用有研究者发现可借助分子筛AW500去除饱和氟烃中的1-氯-2，2-二氟乙烯和1-氯-2-氟乙烯，还可采用γ活性氧化铝作为吸附剂，在一定的工艺条件下达到良好的吸附效果；运用化学吸附法的实例有：当使用Ag X分子筛作为吸附剂吸附R123中不饱和烯烃杂质时发现效果颇好，吸附产品中R1326含量控制在1.9×10-5，可再通过添加活性 Al2O3得到复合吸附剂的方式增加吸附效果[2]。
二、萃取精馏
（一）萃取精馏法的概念
物质分馏工艺中会出现共沸混合物，即气液相和沸点固定的混合物，其沸点被称为共沸点。萃取精馏技术流程为：将原料液添加至第三组分中，改变不同组分的相对挥发度，与各组分形成共沸液的萃取剂沸点最高，回收过程简单，因此可用于各组分挥发度差别极小的溶液中，是一种特种分离技术，其流程图如下图1所示。
（二）萃取精馏法的应用实例
研究者发现在纯化三氟二氯乙烷萃取精馏方法可将其中的杂质物质，如六氟氯丁烯有效清除，将其含量控制在1×10-6以下，其萃取剂要求沸点在55-160 ℃范围内[3]，可以是醇类、
酯类或者是混配物，在试验中发现丁酮、环己酮等非常适用于此工艺中，但是整个工艺需要较长的操作时间，消耗较高，回收分离剂时也需要蒸馏操作。
三、变压精馏
（一）变压精馏法的概念
变压精馏法可有效分离二元共沸液体混合物，其基础在于压力变化，会对共沸物组成变化造成影响，相对于其他公益来说，操作较为简单，耗能少，分离效果佳，其步骤包括：首先，进行第一次精馏后可在顶部取得组分1，此部分所占比例较大，在底部取得组分2，此部分经过浓缩；其次将上步中得到的组分1结果压力不同的另一个精馏过程，去除其中的组分2，与底部得到浓度较高的组分1。
（二）变压精馏法的应用实例
五氯丙烷现阶段在工业中得到了大量应用，可用于制冷剂、清洗剂及发泡剂等，满足性能的同时不会产生较大的污染问题，但是在氟化形成过程中，难以避免与HF形成二元共沸物，分离较为不易，而使用变压精馏法可明显改变两种物质的共沸组成，通过改变压力进行分离，分离工艺简单，所需成本低、时间快，无需进行回收萃取剂操作。
四、亚沸精馏
（一）亚沸精馏法的概念
高精度晶片生产是非常精细的，会因为微量杂质而对产品性能造成非常大的影响，甚至在普通纯度试剂中含有杂质也会产生严重影响，如碱金属杂质出现在氧化膜中，会使得耐绝缘电压受到影响，很容易造成化学故障，因此需要亚沸精馏技术得到超净高纯试剂，去掉液体中存在的金属离子及固体中微粒，在分离中需要将温度控制在被提纯液体沸点以下，5-20℃的范围内为最佳，将液体转变为蒸汽分子，存在于气相空间，通过冷凝管壁转化为液体，此项工艺后其中的金属离子含量会控制在1×10-10。
（二）亚沸精馏法的应用实例
在清洁集成电路时，常常将1，1，1-三氯乙烷作为清洁剂，会在高温条件下物能分解，并使金属杂质离子以化学反应的方式变为氯化物，达到清洗效果。但是其中所需要的1，1，1-三氯乙烷具有超高纯度的要求，其中金属离子浓度含量需要严格把控，而亚沸精馏技术就是最为合适的1，1，1-三氯乙烷特种分离技术。
五、膜分离
（一）膜分离法的概念
此技术在20 世纪初便开始出现，其主要通过选择性分离功能半透膜进行分离，在膜两侧存在能量差，混合物中的一部分组分可以透过其中，通过组分间迁移率差异进行分离、纯化及浓缩，其方法主要包括滲透、反渗透及透析等，造成能量差的原因可能时压力、浓度或者电位差，使用的膜包括微滤膜、超滤膜及反渗透膜，可以高效、快速的分离液体或气体，无需添加助剂，也不会带来污染，属于节能环保的绿色分离技术。
（二）膜分离法的应用实例
提到此法的应用，首先要说的是回收含氟有机蒸汽，对于冷冻剂制造厂中排放的副产物中，含有大量全氯氟烃及氢氯氟烃，可通过膜分离法回收其中的卤代烃，比如CFCs、HCFC-123等，不仅使得资源的利用率得到了提升，也减少了含氟有机蒸汽带来的臭氧层破坏，其处理能力在发展中不断进步，现如今已经出现多级膜分离组件新技术，更好的完成有机氟化工的分离工作。
六、总结
对于有机氟化工分离技术来说，是化工生产中不可缺少的一部分，其特种分离技术也包含多种，不同的技术存在不同的优缺点，适合的有机氟化工产品也各有区别，详细的了解有机氟化工中特种分离技术的分类、概念，并结合相关实例了解其应用效果有助于物质分离提纯技术的发展。
【参考文献】
[1] 应韵进.有机氟化工中的特种分离技术及其效果探讨[J].当代化工，2016，12（ 12） ： 112-114
[2] 田端正，王桃燕，吴江平.有机氟化工中的特种分离技术[J].浙江化工，2010，37（ 38） ： 247-248
[3] 傅建根.有机氟化工生产中的危险因素与预防对策[J].石化技术，2017，30（ 16） ： 196-198