介紹
三氟化硼(BF3)是一種重要的無機化合物,常用作有機合成中的路易斯酸和催化劑。三氟化硼甲醇溶液是將三氟化硼溶解在甲醇(CH3OH)中形成的溶液,這種溶液在有機化學中通常用作催化劑,尤其是在促進某些有機反應(yīng)方面。
三氟化硼甲醇溶液
應(yīng)用
烯烴聚合領(lǐng)域,如合成潤滑油基礎(chǔ)油聚α-烯烴(PAO),其所用催化劑主要有三氟化硼(BF3)催化劑、AlCl3催化劑、齊-納催化劑、茂金屬催化劑和離子液體催化劑等。因催化合成低黏度PAO時的高收率、高選擇性等優(yōu)勢,BF3仍作為生產(chǎn)低黏度PAO的傳統(tǒng)催化劑被廣泛使用。在樹脂、醫(yī)藥、香料等領(lǐng)域,BF3同樣作為聚合催化劑被廣泛使用,且用量也在逐年增加。三氟化硼甲醇溶液可以用于催化領(lǐng)域,但要注意的前提是反應(yīng)體系與甲醇不會發(fā)生反應(yīng),通常更適合于以甲醇為溶劑的反應(yīng)體系。
回收
三氟化硼甲醇溶液的廣泛使用也帶來了一系列后處理問題。一方面,BF3具有一定的毒性,隨排放會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染;另一方面,BF3具有一定的腐蝕性,可腐蝕多種金屬。在烯烴聚合過程中,若不脫除BF3,殘余的BF3還會影響產(chǎn)物物料的進一步加工以及后續(xù)產(chǎn)品的品質(zhì)。此外,BF3成本較高,若能實現(xiàn)BF3的回收再利用,不僅可提高其使用效率,降低工藝的催化劑成本,還避免資源的浪費。因此,BF3的分離脫除和回收利用成為催化工藝研究的熱點,具有重要意義。
堿中和法和絡(luò)合法均是通過加入化學試劑和物料中的三氟化硼甲醇溶液相互反應(yīng),從而將BF3脫除分離出來。這類方法的特點是需要加入一定量的化學試劑,因而可能會將雜質(zhì)引入產(chǎn)物,從而影響產(chǎn)品品質(zhì)。此外,堿中和法的中和產(chǎn)物難以轉(zhuǎn)化回BF3,因而不能將BF3回收再利用。絡(luò)合法產(chǎn)生的BF3絡(luò)合物可加熱分解實現(xiàn)BF3的回收利用,也避免了廢液的產(chǎn)生。
吸附法和萃取法是通過加入吸附劑或萃取液與物料中的BF3相互作用,將BF3匯聚從而從物料中分離出來。這類方法無需加熱,工藝條件溫和,操作簡單,但若加入的吸附劑或萃取液不能再生利用的話,將會產(chǎn)生額外的固體廢棄物或液體廢棄物。熱裂解法和閃蒸法均是通過改變環(huán)境條件將物料中的BF3與物料氣液分離脫除出來,通常是通過減壓或升溫使得物料中溶解的BF3溶解度下降以及BF3絡(luò)合物分解將BF3釋放出來。這類方法不需要加入額外的物質(zhì),因而避免了產(chǎn)物中引入其他雜質(zhì),并且分離出的三氟化硼甲醇溶液可回收再利用,避免了資源的浪費。但熱裂解需要給物料加熱,需要一定的能耗,并且高溫可能會使得聚合產(chǎn)物發(fā)生異構(gòu)化等反應(yīng)。
參考文獻
[1]趙思萌,馬克存,劉通,等.烯烴聚合催化劑三氟化硼的分離回收研究進展[J].精細石油化工進展,2022,23(05):36-40.