氟氯烷的俗稱。主要是含氟和氯的烷烴衍生物,少數是環烷烴鹵素衍生物,有的還含有溴原子。商業上用F-xyz(或R-xyz)表示氟利昂,其中x代表分子中碳原子數減1,當x為0時可省略;y代表氫原子數加1;z表示分子中的氟原子數數。從與碳原子相連的總原子數中減去氟和氫原子數之和即可求得氯原子數。如果還含有溴原子,則需在數字後面加上字母 B及溴原子數。工業上重要的氟利昂是甲烷和乙烷的鹵代物(見表),其中最重要的是二氟二氯甲烷(R-12)、一氟三氯甲烷(R-11)和二氟一氯甲烷(R-22),這三種產品的產量約占碳氟化合物總產量的80%~90%。氟利昂在常溫下,除R-112及R-113為液體外,均為無色、無臭的不燃性氣體。

重要氟利昂品種

  沿革 1931年美國動力化學品公司開始用甲烷氯化物為原料采用液相法生產R-11和R-12,1933~1936年,R-114、R-113和R-22又先後投入工業生產。1969年意大利蒙特愛迪生集團公司建成甲烷直接氟氯化制R-11和R-12的工廠。1981年世界氟利昂的產量約為1Mt。

  生產方法 有氯代烴與氟化劑的置換法和甲烷的氟氯化法兩種。由於用元素氟作氟化劑反應異常劇烈,工業上一般用氟化氫或氟化鈣為氟化劑。

  置換法 主要用於生產R-11、R-12、R-22、R-21、R-13、R-113和R-114等。此法有液相法和氣相法兩種:①液相法技術較成熟,溫度易控制,副產物少,是工業上采用的主要方法。所用的鹵化銻催化劑(見固體酸催化劑)壽命也較長(約1~2年,每2~3個月需進行一次再生和補充)。根據原料和目的產品的不同而采取不同的反應溫度(一般為45~200℃)和壓力(最高可達3.5MPa),以促使反應在均相下進行。不同的氯代烴原料可以制得不同的氟化合物,如以四氯化碳為原料,可以生產R-11和R-12;以三氯甲烷為原料,可以生產R-22;以四氯乙烯為原料可以生產R-113和R-114。反應生成物一般要經水洗、堿洗、幹燥、壓縮和蒸餾等後處理,才制得純品。②氣相法使用裝有氟化鋁、氟化鉻和氟氧化鉻催化劑的固定床反應器或流化床反應器,其後處理與液相法相似。

  甲烷氟氯化法 以甲烷、氯氣和氟化氫為原料,在催化劑存在下,一步合成氟氯甲烷(見圖)。

反應產物中主要含R-11、R-12,沸點較高的氟化物和氯化氫,經汽提塔使部分氟化合物再循環,剩餘氣體進入氯化氫蒸餾塔,脫除氯化氫後經水洗、中和、幹燥和精餾,得到R-11和R-12成品。所用催化劑是金屬氟化物或氯化物,載體為活性炭、硫酸鋁或碳酸鋇。反應溫度為370~470℃,接觸時間約4~10s。反應收率以甲烷計為96%~99%;以氯計為97%;以氟計為94%。該過程的優點是工藝過程較簡單、產品純度高。

  用途 由於氟利昂化學性質穩定,具有不燃、無毒、介電常數低、臨界溫度高、易液化等特性,因而廣泛用作冷凍設備和空氣調節裝置的制冷劑。此外,也大量用作霧化劑的組分,但由於它可能破壞大氣臭氧層,現已限制使用。氟利昂的另一重要應用是作聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯等泡沫塑料的發泡劑。R-113、R-11與其他溶劑的混合物還廣泛用於電子工業和航空工業中作為溶劑,在紡織工業中用作紡織染整助劑(如整理油劑和洗滌劑)。氟利昂還是生產氟樹脂的原料。由R-22可以生產四氟乙烯;由R-113可以生產三氟氯乙烯。三氟溴甲烷和1,1,2,2-四氟-1,2-二溴乙烷是效果良好的滅火劑,1,1,1-三氟-二氯-二溴乙烷可作為麻醉劑。