光氯化反应器及制备二氟一氯乙烷的方法技术

公开了光氯化反应器及制备二氟一氯乙烷的方法。所述光氯化反应器包括：至少一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于每组反应室单元和光源单元两侧的两个冷却单元，相邻的一组反应室单元和光源单元共用一个冷却单元；所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠。

Photochlorination Reactor and Method of Preparing Difluoro-1-chloroethane

A photochlorination reactor and a method for preparing difluorochloroethane are disclosed. The photochlorination reactor comprises at least one group of adjacent reaction chamber units and light source units, which are separated by light transmission materials, two cooling units on both sides of each group of reaction chamber units and light source units, and a group of adjacent reaction chamber units and light source units sharing a cooling unit. Many LED beads on the opposite cell wall on one side of the transparent material.

【技术实现步骤摘要】
光氯化反应器及制备二氟一氯乙烷的方法
本专利技术涉及一种光氯化反应器，它采用单光波长光源，从而能高效地引发光氯化反应。本专利技术还涉及采用所述光氯化反应器制备二氟一氯乙烷的方法，本专利技术方法具有高效、节能的特点。
技术介绍
二氟一氯乙烷(简称HCFC-142b)是一种非常重要的有机中间体，常用作制冷剂、发泡剂或者作为偏氟乙烯单体的原料。徐美燚的“一氯二氟乙烷生产装置工艺设计”(《化学工程与装备》，2015年第10期)对一氯二氟乙烷的生产方法进行了概述，其制造方法总体上包括以甲基氯仿为原料的制造方法、以偏氯乙烯为原料的制造方法、以氯乙烯为原料的制造方法和以乙炔为原料的制造方法。乙炔法是一个相对成熟的工业方法，它包括使乙炔和HF在催化剂的存在下发生加成反应生成二氟乙烷(F152a)，然后二氟乙烷在50-90℃的条件下与氯气进行光氯化反应，得到HCFC-142b:CH≡CH+2HF→CH3CHF2CH3CHF2+Cl2→CH3CF2Cl+HCl其中的光氯化反应包括使氟化产生的二氟乙烷(F152a)和氯气按照一定的比例在混合罐中混合后进入光氯化反应器进行反应，生成二氟一氯乙烷(HCFC-142b)和少量的多氯代副产物：主反应：C2H4F2+Cl2→C2H3F2Cl(Fl42bD+HCl副反应：C2H4F2+2Cl2→C2H2F2Cl2+2HClC2H4F2+3Cl2→C2HF2Cl3+3HClC2H4F2+4Cl2→C2F2Cl4+4HCl常见的光氯化反应器为螺旋管式反应器，材质为石英玻璃以保证光的透过率。光源为高压汞灯或紫外灯，是光氯化反应最合适的光源。光氯化反应是放热反应，其放出的热量透过冷风带出，使反应温度控制在100℃以下。中国专利CN101781164A公开了一种二氟一氯乙烷的制备方法，，它包括以液相二氟乙烷和氯气为原料，经过气化、按比例混合后经过干法光氯化反应器进行反应生成二氟一氯乙烷粗品。该专利采用的干法光氯化反应器包括间隔排列的反应塔节和外循环降温塔节两种塔节，所述反应塔节包括装有灯光接口的上下反应塔节和装有灯管接口的中间反应塔节，所述外循环降温塔节的结构使得其管内走物料、管壳走降温水的排列。中国专利CN103012053A公开了一种二氟一氯乙烷的制备方法，包括将原料按1.15：1的摩尔比混合后通入光氯化反应器。所述光氯化反应器由多节反应段串联而成，各反应段包括中下部设有光源系统的反应器和管壳式换热器，光源系统为紫外灯管。汪民的“HFC-152a光化生成HCFC-142b装置的选择”(《浙江化学》第30卷第1期)对二氟乙烷光氯化生成二氟一氯乙烷的反应进行了概述，认为该光氯化反应属于放热反应，由于二氟乙烷分子中各种C-H键氯代的选择性较差，而且二元取代速度又与一元取代速度相等，很难控制，光的存在有选择性，但光太强，温度高产生高沸物。氯分子的光化离解能是59.7Kcal/mol，能使氯分子发生光化离解的最长波长不能超过478.5-479.5nm。光的波长越短，吸收的光能越大。二氟乙烷光氯化需要的波长在300-500nm，一般日光灯的波长为400-700nm，汞灯的波长为20-750nm，因此作为二氟乙烷光氯化最合适的光源是汞灯，尤其是高压汞灯，因为它的光波是连续光波，光功率从40W至300W都可以。综上所述，现有光氯化反应器多选用紫外灯、高压汞灯、钠灯、日光灯等作为光氯化反应器光源。发现这种反应器容易产生副反应，副产物比例较高。例如在二氟乙烷为原料光氯化生产一氯二氟乙烷过程中，发现采用日光灯等为光源时会产生5％-10％的一氯二氟乙烷异构体及深度氯化高沸点含氟混合物。此外，由于高波长部分并不用于真正所需的反应，造成能耗浪费。因此，仍需要提供一种光氯化反应器，它能克服现有技术中副产物比例较高、能耗大的缺陷，从而提高产品品质，降低制造成本。本领域还需要提供一种二氟乙烷光氯化制造二氟一氯乙烷的方法，该方法克服了现有方法中副产物比例较高的缺陷、能耗大的缺陷，从而提高产品品质，降低制造成本。
技术实现思路
本专利技术的一个专利技术目的是提供一种光氯化反应器，它能克服现有技术中副产物比例较高的缺陷、能耗大的缺陷，从而提高产品品质，降低制造成本。本专利技术的另一个专利技术目的是提供一种二氟乙烷光氯化制造二氟一氯乙烷的方法，该方法克服了现有方法中副产物比例较高的缺陷、能耗大的缺陷，从而提高产品品质，降低制造成本。因此，本专利技术的一个方面提供一种光氯化反应器模块，它包括：一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于该组反应室单元和光源单元一侧的冷却单元；所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠。本专利技术的另一个方面提供一种光氯化反应器，它包括：至少一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于每组反应室单元和光源单元两侧的两个冷却单元，相邻的一组反应室单元和光源单元共用一个冷却单元；所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠。本专利技术还提供一种二氟乙烷光氯化制造二氟一氯乙烷的方法，它包括将反应原料和冷却介质分别通入上述光氯化反应器模块或者上述光氯化反应器。附图说明下面结合附图更详细地说明本专利技术。附图中：图1是本专利技术一个较好实例中光氯化反应器模块的结构示意图；图2是本专利技术一个较好实例中一种光氯化反应器的结构示意图；图3是本专利技术一个较好实例中一种光氯化反应器的结构示意图。具体实施方式本专利技术光氯化反应器模块包括一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开。所述相邻放置的反应室单元和光源单元通常各自具有矩形的剖面形状。在本专利技术的一个实例中，所述矩形剖面具有相同的长度和相同或者不同的宽度。为了提高反应原料与光的接触面积，所述矩形剖面通常具有大的长宽比并且沿长度方向布置所述透光材料。在本专利技术的一个实例中，以内壁距离计，所述矩形剖面的长度为0.02m-2m，较好为0.05-1.8m，更好为0.1-1.5m，宜为0.2-1.2m，优选0.5-1m；所述矩形剖面的宽度为0.1-1cm，较好为0.2-0.9cm，更好为0.3-0.8cm，宜为0.4-0.7cm，优选0.5-0.6cm。在本专利技术中，术语“矩形剖面的长度”是指反应室单元矩形剖面和光源单元矩形剖面共用边的长度。因此。术语“矩形剖面的宽度”是指与所述共用边相垂直的边的长度。本专利技术光氯化反应器模块的高度无特别的限制，取决于实际需要(所述反应器模块的高度是指与矩形剖面垂直的长度)。在本专利技术的一个实例中，所述光氯化反应器模块的高度为20-200cm，较好为25-180cm，更好为30-150cm，宜为35-120cm，优选40-100cm。所述光源单元矩形剖面具有两个长度方向的壁，其中与反应室单元共用的长度壁由透光材料构成，另一长度壁的至少部分表面上朝透光材料均匀或不均匀地布置有许多LED灯珠(即所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠)，该LED灯珠被密封在所述光源单元中。在本专利技术的一个实例中，所述光源单元的内部空间是经抽真空处理的。LED灯珠是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光氯化反应器模块，它包括：一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于该组反应室单元和光源单元一侧的冷却单元；所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠。

【技术特征摘要】
1.一种光氯化反应器模块，它包括：一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于该组反应室单元和光源单元一侧的冷却单元；所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠。2.如权利要求1所述的光氯化反应器模块，其特征在于所述许多LED灯珠中的每一个具有相同的波长，波长范围在350-500nm之间。3.如权利要求1或2所述的光氯化反应器模块，其特征在于所述反应室单元、光源单元和冷却单元均具有矩形剖面。4.如权利要求3所述的光氯化反应器模块，其特征在于所述反应室单元、光源单元和冷却单元的矩形剖面具有相同或不同的尺寸，所述矩形剖面的长度为0.02m-2m，较好为0.05-1.8m，更好为0.1-1.5m，宜为0.2-1.2m，优选0.5-1m；所述矩形剖面的宽度为0.1-1cm，较好为0.2-0.9cm，更好为0.3-0.8cm，宜为0.4-0.7cm，优选0.5-0.6cm。5.一种光氯化反应器，它包括：至少一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于每组反应室单元和光源单...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢海军，王慧，温帅，宁伟，梁聪强，张海波，
申请(专利权)人：内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司，上海三爱富新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15