四氟化碳的生产工艺主要有以下几种,相关生产厂家也是基于这些工艺进行生产:
氟碳直接合成法
- 原理:通过氟气(F₂)与碳直接反应来制备四氟化碳,反应式为:C + 2F₂ → CF₄。
- 工艺特点:原料易得,反应可控,产物纯度高,是目前工业上最常用的生产方法。但该反应过程剧烈,存在爆炸风险,需要特殊的抑爆剂和技术来控制反应条件,常见的抑爆剂有BrF₃和IF₅,不过它们本身也具有强化学活性,增加了新的危险因素。
- 代表厂家:美国空气产品公司(AP)已实现工业化生产,产品纯度达99.99%以上,可满足电子工业的需求。
氟氯甲烷氟化法
-原理:使三氟一氯甲烷(CF₃Cl)与氟化氢(HF)反应来制备四氟化碳,反应式为:CF₃Cl + HF → CF₄ + HCl。
- 工艺特点:工艺简单,操作安全,但随着CFC和HCFC的逐步禁用,该工艺的原料来源受到限制,最终将停止使用。
- 代表厂家:日本大金工业株式会社报道过一种通过多段反应生产高纯四氟化碳CF₄的工艺。
烷烃直接氟化法
- 原理:以甲烷为例,在有催化剂存在下,使甲烷与Cl₂和HF于气态下反应来制备四氟化碳,反应式为:CH₄+4Cl₂+4HF→CF₄+8HCl。
- 工艺特点:工艺成熟、操作简单、原料易得,但反应不易控制、产物复杂、收率低,正逐渐被其他工艺所淘汰。
- 代表厂家:杜邦(法国)公司采用该方法,使用预先经HF活化的金属氧化物或卤化物作催化剂,如Al₂O₃、Cr₂O₃和CoCl₂等。
热解法
- 原理:将聚四氟乙烯塑料加热到高温,使其分解生成四氟化碳。
- 工艺特点:原料来源广泛,成本较低,但产品纯度较低,同时会产生大量废气和废渣。
电解法
- 原理:通过电解氟化物溶液来制备四氟化碳。
- 工艺特点:产品纯度高,成本较低,但需要使用电解槽和电解液,设备成本较高。
此外,无论采用哪种生产方法,生成的粗品四氟化碳都需要经过精制过程以提高纯度,精制过程主要包括碱洗、吸附和精馏等步骤。
截屏,微信识别二维码
微信号:Maotoogas-chow
(点击微信号复制,添加好友)