技術領域

本發明特別涉及一種含氟磺酸的制備方法。

背景技術

傳統的強酸催化劑為硫酸和三氟甲酸，硫酸流失多、效率低、污染環境；三氟甲酸揮發性大，損失多。近年來隨著石油化工企業的發展，對二甲醚合成工藝以及酰基化反應、酯化反應、烷基化反應提出了更高的要求，通過加入耐高溫、穩定性好、揮發少、不易流失、高催化活性好的強酸催化劑-四氟乙基磺酸，以達到高收率，低污染。四氟乙基磺酸普通采用電解方法制得，能耗高、污染大，收率低，純度90%以下，生產成本高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種反應平穩，安全、環保、副產物少，操作簡便，收率高、生產成本低的含氟磺酸的制備方法，所得的含氟磺酸純度高，酸性強，具有較高的穩定性，可作為二甲醚催化劑和有機合成催化劑。

一種含氟磺酸的制備方法，其特征是：按照重量份數計將亞硫酸氫鈉14-27份，水15-30份和催化劑6.6-13份混合，在60-150℃下加入含氟烯烴13.5-26份和過氧化苯甲酰2-8份進行反應，反應壓力為0.5-2Mpa，反應時間為1-5h，反應后降溫，并過濾、脫水、減壓精餾后制得目標產物。

上述的含氟烯烴為四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯和氟乙烯中一種。

上述的催化劑為硫酸、鹽酸或硝酸。

上述的含氟烯烴為四氟乙烯。

上述的催化劑為硫酸。

本發明采用加成反應，可連續進料，與電解法相比，降低成本30%以上，整個過程反應平穩，操作簡便，安全、環保、副產物少，收率高、可以獲得純度為98%以上的含氟磺酸。

具體實施方式

實施例1

在裝有電動攪拌器、冷卻盤管、電熱偶、壓力顯示、電加熱的1L高壓不銹鋼反應釜中，用氮氣密封試壓合格后，排氧置換。加入水300g，硫酸130g,亞硫酸氫鈉270g，升溫至90℃，緩慢加入四氟乙烯至反應釜壓力為0.5?MPa，用計量泵加入8克過氧化苯甲酰，控制反應溫度90-110℃，反應4h結束，計量消耗的四氟乙烯的量為260g?，降溫至40℃以下。經減壓精餾獲得產物464g，產率為98%。通過沸點檢測210.1℃，色譜分析純度99.92%，紅外色譜確定具有C₂H₂F₄SO₃的結構。

實施例2

在裝有電動攪拌器、冷卻盤管、電熱偶、壓力顯示、電加熱的1L高壓不銹鋼反應釜中，用氮氣密封試壓合格后，排氧置換。加入水150g，硫酸66g,,亞硫酸氫鈉140g，升溫至110℃，緩慢加入四氟乙烯至反應釜壓力為0.8?MPa，用計量泵加入5克過氧化苯甲酰，控制反應溫度110-130℃，反應3h結束，計量消耗的四氟乙烯的量為135g?，降溫至40℃以下。經減壓精餾獲得產物241g，產率為98.5%。通過沸點檢測210.1℃，色譜分析純度99.92%，紅外色譜確定具有C₂H₂F₄SO₃的結構。

實施例3

在裝有電動攪拌器、冷卻盤管、電熱偶、壓力顯示、電加熱的1L高壓不銹鋼反應釜中，用氮氣密封試壓合格后，排氧置換。加入水220g，硫酸100g，亞硫酸氫鈉205g，升溫至130℃，緩慢加入四氟乙烯至反應釜壓力為1.0?MPa，用計量泵加入2克過氧化苯甲酰，控制反應溫度130-150℃，反應1h結束，計量消耗的四氟乙烯的量為197g?，降溫至40℃以下。經減壓精餾獲得產物341g，產率為95%。通過沸點檢測210.1℃，色譜分析純度99.92%，紅外色譜確定具有C₂H₂F₄SO₃的結構。

實施例4

在裝有電動攪拌器、冷卻盤管、電熱偶、壓力顯示、電加熱的1L高壓不銹鋼反應釜中，用氮氣密封試壓合格后，排氧置換。加入水200g，硫酸90g，亞硫酸氫鈉180g，升溫至60℃，緩慢加入四氟乙烯至反應釜壓力為2.0?MPa，用計量泵加入6克過氧化苯甲酰，控制反應溫度60-90℃，反應5h結束，計量消耗的四氟乙烯的量為173g?，降溫至40℃以下。經減壓精餾獲得產物390g，產率為97%。通過沸點檢測210.1℃，色譜分析純度99.92%，紅外色譜確定具有C₂H₂F₄SO₃的結構。

實施例5

在裝有電動攪拌器、冷卻盤管、電熱偶、壓力顯示、電加熱的1L高壓不銹鋼反應釜中，用氮氣密封試壓合格后，排氧置換。加入水260g，硫酸110g，亞硫酸氫鈉230g，升溫至70℃，緩慢加入四氟乙烯至反應釜壓力為1.5?MPa，用計量泵加入4克過氧化苯甲酰，控制反應溫度70-100℃，反應2h結束，計量消耗的四氟乙烯的量為221g?，降溫至40℃以下。經減壓精餾獲得產物386g，產率為96%。通過沸點檢測210.1℃，色譜分析純度99.92%，紅外色譜確定具有C₂H₂F₄SO₃的結構。