三氟化銻的工業化生產

劉興德，王少青

（滄州市化工研究所，河北滄州061000）

三氟化銻（SbF3）為白色斜方晶體，易溶于水和其他極性有機溶劑（甲醇、丙酮等）。該產品不僅應用于染料及陶瓷工業的生產，也是進行氟取代有機氯反應必須的原料［1］，如三氟化銻作為氟化劑應用于醫用麻醉劑安氟醚的生產。

目前，三氟化銻的制備均采用三氧化二銻（Sb2O3）與過量氫氟酸反應的工藝［2］，此方法需將反應液中的水分全部蒸除。由于三氟化銻在熱溶液中水解十分嚴重，而且蒸發操作必須在過量氫氟酸存在下進行，因此該操作造成了大量氫氟酸的浪費及能量消耗，并且產生具有嚴重刺激和腐蝕性的酸霧；另外，所得產品中仍含有水解的銻鹽成分，要想得到不含氧元素雜質的三氟化銻產品，還需要進行升華操作。受設備材質和操作條件的限制，該方法無法進行工業化規模的生產。筆者使用三氯化銻與無水氟化氫為原料，在合適的溶劑存在下，實現了高純三氟化銻的工業化規模的生產。

1 三氟化銻的工業化生產

1.1 生產工藝的確定

以三氯化銻和氟化氫為原料，在選定的溶劑中反應得到三氟化銻產品。由于三氟化銻易溶于水，在高溫下易發生水解反應，因此使用的原料及溶劑應保證不含水分。選用的溶劑應對三氯化銻有相當的溶解度，但對三氟化銻難溶。在參考大量文獻資料和實驗工作的基礎上，確定使用四氯化碳作為反應溶劑［3-4］。反應溫度控制在溶劑的沸點以下。三氯化銻的四氯化碳溶液應調整到合適的濃度，保證反應生成的三氟化銻產生即分離。確定的三氟化銻生產工藝流程如圖1所示。

圖1 三氟化銻生產工藝流程示意圖

1.2 生產設備

500 L反應釜，碳鋼內襯聚四氟乙烯，帶攪拌、加熱裝置；500 L氟化氫鋼瓶，優質碳鋼材質，用于貯存氟化氫，每瓶約400 kg；Φ200 mm×1 500 mm干燥柱，聚丙烯材質，用于防止水分進入反應釜，內裝氯化鈣；1.5 m3酸吸收槽，PVC板材，用于貯存酸液；Φ300 mm×2 500 mm酸吸收塔，聚丙烯管材，用于吸收氯化氫，內裝塑料填料；流量為5 m3/h酸循環泵，碳鋼內襯聚四氟乙烯，用于鹽酸循環；500 L三合一過濾器，優質碳鋼材質，用于產品的分離、洗滌、干燥；15 m3/h氮氣機，用于提供氮氣。

1.3 生產操作過程

將375 kg四氯化碳加入反應釜中，在緩慢攪拌下加入115 kg三氯化銻，關閉加料口，慢慢加快攪拌速度，用蒸汽加熱到65～70℃，保持該溫度至三氯化銻全部溶解。用4～5 h均勻通入30 kg氟化氫氣體，繼續攪拌反應1 h。將反應混合物降溫到30℃，轉入過濾器中，通入氮氣使壓力達到0.2 MPa。濾液回用，固體物料再用四氯化碳洗滌一遍。過濾器采用蒸汽加熱到110℃，干燥得產品。稱量產品并裝入包裝桶內（產品質量約89 kg）。

1.4 產品質量的測定

按照上述工藝生產三氟化銻產品，每釜產品收率均能接近理論值。三氟化銻純度的測定：稱取0.3 g樣品 （精確到0.000 2 g），加10 mL鹽酸溶液（鹽酸質量分數為10%）溶解，加30 mL酒石酸鉀鈉溶液（4 g酒石酸鉀鈉溶于30 mL水中），加40 mL飽和碳酸氫鈉溶液，加入0.5%（質量分數）的淀粉溶液3 mL作指示劑，用0.1 mol/L碘標準溶液滴定，到溶液為藍紫色即為終點。

式中：V為碘標準溶液的用量（mL）；c為碘標準溶液的濃度（mol/L）；m 為樣品質量（g）；0.089 38 為毫摩爾樣品的質量（g/mmol）。

對5個批次的三氟化銻產品進行了純度測試，結果表明，各批次產品的純度均超過99%，達到試劑級產品質量的要求（Q/SSY 06—2009《化學試劑三氟化銻》）。表1列出5個批次產品的檢測結果。

表1 產品檢測結果

2 結論

用三氯化銻和氟化氫做原料，在適量四氯化碳溶劑存在下，以工業規模生產出試劑級三氟化銻產品。該方法簡便、安全、經濟，生產過程不存在嚴重污染，并且所產三氟化銻產品是高純產品。

［1］王光碧，邱甬生，王明義.3，5-二氟苯胺的合成路線介紹［J］.浙江化工，1995，26（3）：13-15.

［2］謝周.升華三氟化銻的制備［J］.化學世界，1985（5）：6-7.

［3］Kaeding Warren W.Selective production of para-xylene：US，4078009［P］.1978-03-07.

［4］Omotowa Bamidele.Processes for producing halogenated hydrocarbon compounds using inorganic fluoride：US，7649121［P］.2010-01-19.