八氟丙烷(C3F8)也叫做全氟丙烷,是丙烷上的每一個(gè)氫原子都被氟原子取代的產(chǎn)物,性質(zhì)穩(wěn)定,用途廣泛。在半導(dǎo)體工業(yè)中,八氟丙烷與氧氣的混合氣用作等離子蝕刻材料,會(huì)選擇性地與硅片的金屬基質(zhì)作用。在醫(yī)學(xué)中,八氟丙烷主要用于聲學(xué)超聲造影,能作為一種血球示蹤劑,反映器官的血流灌注情況,而不干擾血流動(dòng)力學(xué)。另外,它還可用作深冷制冷和熱交換器的傳熱介質(zhì)。本文將介紹它的幾種合成工藝。
碳與氟氣直接反應(yīng)
用碳與氟氣直接反應(yīng)可批量生產(chǎn)CF4,C2F6,C3H8,主產(chǎn)品是CF4,C3F8在10%左右。以這條路線生產(chǎn)CF4的工藝已經(jīng)很成熟,無(wú)需大量改造,只需附加少量專用設(shè)備,調(diào)整工藝參數(shù),對(duì)產(chǎn)物中的八氟丙烷進(jìn)行回收即可。
全氟丙烯氟化加成
這條路線是發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)八氟丙烷采用的主要工藝。全氟丙烯直接與氟氣反應(yīng),大量放熱,反應(yīng)條件難以控制,有一定的危險(xiǎn)性。會(huì)生成大量碳原子數(shù)不同的氟烴和多聚物等。難以分離,反應(yīng)式如下:
C3F6+F2→C3F8+CmFn+......
七氟丙烷直接氟化
工業(yè)生產(chǎn)常采用七氟丙烷直接氟化的路線,反應(yīng)式如下:
C3HF7+F2→C3F8+HF
國(guó)內(nèi)C3HF7的純度>3N,可直接使用。氟氣可由電解生產(chǎn),純度為95%左右,由于在制備過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生HF,電解得到的氟氣也可直接使用。
固定床反應(yīng)
以CoF3為氟化劑,合成八氟丙烷,反應(yīng)機(jī)理如下:
2HF→H2+F2
2CoF2+F2→2CoF3
2CoF3+CH3CF=CF2→C3F8+2CoF2
生成的粗品經(jīng)洗滌,吸附,精餾等純化過(guò)程得到八氟丙烷產(chǎn)品。