具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，本发明实施例提供一种电子级CHF₃的新型制备装置，包括：

反应罐10包括：中空罐体101、可拆卸设置于所述中空罐体101顶部的顶盖102、可拆卸设置于所述中空罐体101底部的底盖103、分别设置于所述中空罐体101以及所述顶盖102之间和所述中空罐体101以及所述底盖103之间的隔板109、贯穿设置于所述隔板109之间的催化剂列管105，设置于所述顶盖102的气体物料进口104，设置于所述底盖103的物料出口106；

加热单元11，包括设置于所述中空罐体101底部的热媒管道进口111、设置于所述中空罐体101顶部的热媒管道出口112、以及设置于所述中空罐体101顶部的热媒排气口114；

测温单元12，包括用于测量所述中空罐体101顶部、中部以及底部的第一温度传感器121、第二温度传感器122以及第三温度传感器123；

测压单元13，设置于所述顶盖102中，用于测量所述顶盖102中反应气体的压力。

所述中空罐体101的材质外层可以采用碳钢，内层采用不锈钢304。所述顶盖102的材质也可以采用不锈钢304，所述底盖103蒙乃尔材质。这是由于，底部会产生部分水，使HF溶解于水中形成水酸，选用蒙乃尔材质可以防高温腐蚀，延长设备使用寿命。所述底盖103的底部进一步设置设置排污口107。另外，由于所述顶盖102和所述底盖103都是可拆卸结构，因此方便催化剂列管105的更换。

请参照图2，作为进一步改进的，所述反应罐10包括进一步出气罩108，罩设于所述气体物料进口104，所述出气罩108为倒梯形结构，且其两侧边均匀开设有多个开孔1082。对应的，所述催化剂列管105均匀布设于所述中空罐体101的中部。可以理解，通过上述配置，从而可以使反应气体在所述顶盖102中充分混合。

作为进一步改进的，所述催化剂列管105包括填充于其中的催化剂颗粒，所述催化剂颗粒由8～10份重量的三氯化铬/活性炭复合物、50～70份重量的三氯化铝、2～5分重量的氯化镍、2～5份重量的氯化镁混合而成，且三氯化铬在所述三氯化铬/活性炭复合物中的含量为15～25wt％。在其中一个实施例中，所述催化剂颗粒由8份重量的三氯化铬/活性炭复合物、60份重量的三氯化铝、3分重量的氯化镍、5份重量的氯化镁混合而成，且三氯化铬在所述三氯化铬/活性炭复合物中的含量为20wt％。所述三氯化铬/活性炭复合物可以通过浸渍法或其他方法将所述三氯化铬负载于活性炭上。进一步的，将所述三氯化铬/活性炭复合物与其他氯化盐混合而成。

作为进一步改进的，所述加热单元11进一步包括设置于所述中空罐体101底部的热媒排净口111。所述加热单元11在使用时，先通过所述热媒管道进口111通入热媒，并打开热媒管道出口112、以及热媒排气口114，由于热媒排气口114高度高于热媒管道出口112，因此，当热媒管道出口112有热媒流出时，关闭热媒排气口114。当需要排清热媒时，之需要打开所述热媒排气口114以及所述热媒排净口111，就可以排净热媒。

所述第一温度传感器121以及所述第三温度传感器123可以直接在所述中空罐体101的顶部及底部开设对应开孔设置。所述第二温度传感器122为从所述顶盖102、所述隔板109分别开孔，从而伸进所述中空罐体101的中部，这样的好处是可以调整测量的高度。当反应过程中，温度过高或过低时，可以通过调整进气量或调整热媒流量控制反应温度。

请参照图3，本发明实施例进一步提供所述电子级CHF₃的新型制备装置的预热活化方法，包括以下步骤：

S1，在所述催化剂列管105中通入N₂并升温到200℃干燥5～15h；

S2，干燥后，保持N₂流量在200℃温度下通入HF氟化，HF流量从5～10ml/min开始逐渐增加至300ml/min，同时通过测温单元12监测催化剂列管105温度，控制所述催化剂列管105温度在200℃±5℃，HF流量稳定后保持1～3h；

S3，200℃温度下，HF流量不变，逐渐减小N₂流量至0ml/min，同时通过测温单元12监测催化剂列管105温度，控制所述催化剂列管105温度在200℃±5℃，稳定后保持3～5h；

S4，加热使所述催化剂列管105温度从200℃升至260℃，稳定后保持3～5h；

S5，加热使所述催化剂列管105温度从260℃升至300℃，稳定后保持3～5h；

S6，加热使所述催化剂列管105温度从300℃升至350℃，稳定后保持20～28h，降至反应温度，完成预热活化。

作为进一步改进的，在步骤S1中，所述在所述催化剂列管105中通入N₂并升温到200℃干燥5～15h的步骤包括：

S11，保持N₂流量200～400ml/min，以5～10℃/min升温速率将所述催化剂列管105温度升至100℃，恒温干燥2～6h；

S12，以5～10℃/min升温速率将所述催化剂列管105温度升至200℃，恒温干燥3～9h。

作为进一步改进的，在步骤S2中，当所述催化剂列管105的温度过高时减小HF流量。步骤S2主要是降低HF的活性，防止活化过程中反应失控。

作为进一步改进的，在步骤S3中，当所述催化剂列管105的温度过高时增大N₂流量。可以理解通过上述预热活化方法，可以提高所述催化剂的选择性及效率。

请一并参见图4，本发明进一步提供一种电子级CHF3的新型制备方法，包括：以下步骤：

S7，在催化剂列管105由上而下通入HF与二氟一氯甲烷混合的反应气体，其中，所述HF与所述二氟一氯甲烷的比例为1.05～1.1:1HF会部分溶解于形成的水中无反应活性，因此需要过量；所述催化剂列管105包括活化催化剂颗粒；

S8，控制所述催化剂列管105上部温度220～230℃，中部温度245～255℃，下部温度230～240℃，反应压力0.05～0.2Mpa，停留时间40～80s，从而获得纯度98％以上的三氟甲烷粗产品；

S9，将所述三氟甲烷粗产品经过水洗、碱洗、干燥以及精馏后，得到纯度99.9999％的电子级CHF₃。

在步骤S8中，更优选的，控制所述催化剂列管105上部温度225±2℃，中部温度250±2℃，下部温度235±2℃，反应压力0.07Mpa，停留时间60s。

在步骤S9中，所述水洗、碱洗、干燥为较为常见的步骤，在此不再累述。请一并参见图5，图5为三氟甲烷的三级精馏装置。

所述三级精馏装置包括一级精馏塔20、二级精馏塔21以及三级精馏塔22，所述一级精馏塔20为一体结构包括第一塔顶201、顺序设置于所述第一塔顶201下的第一塔中202以及第一塔釜203，所述一级精馏塔20用于精馏重组分；所述二级精馏塔21为一体结构包括第二塔顶211、顺序设置于所述第二塔顶211下的第二塔中212以及第二塔釜213，所述二级精馏塔21用于精馏轻组分，所述第一塔顶201的顶部连接所述第二塔中212的中部；所述三级精馏塔22为分体式结构包括第三塔顶211、与所述第三塔顶211分离的第三塔中212以及设置于所述第三塔中212底部的第三塔釜213，所述第二塔釜213的底部连接所述第三塔中212的中部，所述三级精馏塔22用于对馏出物再次精馏。

作为进一步改进的，所述二级精馏塔21进一步包括第一补集器214，第一补集器214一端连接所述第二塔顶211的顶部，另一端排空设置。所述三级精馏塔22进一步包括第二补集器224，第二补集器224一端连接所述第三塔顶211的顶部，另一端排空设置。通过将所述第一补集器214以及所述第二补集器224的一端排空设置，从而可以通过设置排空量提高精馏的效果。所述第一补集器214以及所述第二补集器224的排空量需要根据通入所述二级精馏塔21以及所述三级精馏塔22通入量选择。定义所述二级精馏塔21的通入量为V₁，所述第一补集器214的排空量优选为12～20％*V₁；定义所述三级精馏塔22的通入量为V₂，所述第一补集器214的排空量优选为2～5％*V₂。

作为进一步改进的，由于所述三级精馏塔22为分体式结构，故，所述三级精馏塔22可以进一步包括样品采集器224，所述样品采集器224连接于所述第三塔顶211的顶部。

所述三级精馏装置进一步包括存储罐23，所述存储罐23连接于所述第三塔顶211的底部。

为了获得良好的精馏效果，需要严格控制所述一级精馏塔20、所述二级精馏塔21以及所述三级精馏塔22的温度。具体的，所述第一塔釜203的温度5～10℃，所述第一塔中202的温度-2～5℃，所述第一塔顶201温度的-5～3℃；所述第二塔釜213的温度0～5℃，所述第二塔中212的温度-5～0℃，所述第二塔顶211的温度-6～-1℃；所述第三塔釜213的温度-5～0℃，所述第三塔中212的温度-8～-2℃，所述第三塔顶211的温度-8～-2℃。

请参照图6，本发明还进一步提供一种三氟甲烷的三级精馏方法，包括以下步骤：

S10，控制所述第一塔釜203的温度5～10℃，所述第一塔中202的温度-2～5℃，所述第一塔顶201温度的-5～3℃；所述第二塔釜213的温度0～5℃，所述第二塔中212的温度-5～0℃，所述第二塔顶211的温度-6～-1℃；所述第三塔釜213的温度-5～0℃，所述第三塔中212的温度-8～-2℃，所述第三塔顶211的温度-8～-2℃，并通入干燥后的三氟甲烷气体；

S11，在精馏过程中，控制所述第一补集器214的排空量为12～20％*V₁；并控制所述第一补集器214的排空量为2～5％*V₂，其中，V₁为所述二级精馏塔21的通入量，V₂为所述三级精馏塔22的通入量。

在步骤S10中，更优选的，所述第一塔釜203的温度7℃，所述第一塔中202的温度1℃，所述第一塔顶201温度的-1℃；所述第二塔釜213的温度3℃，所述第二塔中212的温度-2℃，所述第二塔顶211的温度-4℃；所述第三塔釜213的温度-2℃，所述第三塔中212的温度-5℃，所述第三塔顶211的温度-5℃。

在步骤S11中，更优选的，所述第一补集器214的排空量为15％*V₁；所述第一补集器214的排空量为5％*V₂。

实施例1：

将8份重量的三氯化铬/活性炭复合物、60份重量的三氯化铝、3分重量的氯化镍、5份重量的氯化镁混合其中，三氯化铬在所述三氯化铬/活性炭复合物中的含量为20wt％，填充到所述催化剂列管105中并组装到装置上进行活化；N₂流量300ml/min，以10℃/min升温速率将催化剂床层温度升至100℃，恒温干燥4h；以10℃/min升温速率将催化剂列管105温度升至200℃，恒温干燥6h；200℃干燥完毕后，在此温度下开始通HF氟化；N₂流量保持300ml/min，HF流量从10ml/min开始逐渐增加至300ml/min可每次调整20ml/min，每1小时调整一次，同时注意监测催化剂列管105温度，使催化剂列管105反应热点小于5℃，必要时减小HF流量，HF流量稳定后保持2h；200℃恒温，HF流量不变，逐渐减小氮气流量至0ml/min可每次调整50ml/min，每1小时调整一次，同时注意监测催化剂列管105温度，使催化剂列管105反应热点小于5℃，必要时增大N₂流量，稳定后保持4h；催化剂列管105温度从200℃升至260℃，升温速率5℃/min稳定后保持4h；催化剂列管105温度从260℃升至300℃，升温速率5℃/min稳定后保持4h；催化剂列管105温度从300℃升至350℃，升温速率5℃/min稳定后保持24h，降至反应温度，完成活化。活化完成后，通入HF与所述二氟一氯甲烷摩尔比1.08:1，控制所述催化剂列管105上部温度195±2℃，中部温度255±2℃，下部温度245±2℃，反应压力0.07Mpa，停留时间60～70s，从而获得纯度98％以上的三氟甲烷粗产品；将所述三氟甲烷粗产品经过水洗、碱洗、干燥以及精馏后，得到纯度99.99999％的电子级CHF₃，其中精馏过程中，所述第一补集器214的排空量为15％*V₁；所述第一补集器214的排空量为5％*V₂；所述第一塔釜203的温度7℃，所述第一塔中202的温度1℃，所述第一塔顶201温度的-1℃；所述第二塔釜213的温度3℃，所述第二塔中212的温度-2℃，所述第二塔顶211的温度-4℃；所述第三塔釜213的温度-2℃，所述第三塔中212的温度-5℃，所述第三塔顶211的温度-5℃。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。