光氯化反应管和光氯化反应器制造技术

公开了光氯化反应管和光氯化反应器。所述反应器包括多个光氯化反应管，所述反应管包括内管和外管以及呈环状的上底板和下底板；所述内管是中空管，其管壁包括朝中空部分的内层和朝外管一侧的外层，内层和外层之间的至少部分表面上布置有许多LED灯珠，内层与外层一起将所述LED灯珠密封在所述内管的管壁中，所述外层是由能透射LED峰值光谱的材料制成的；所述外管包封所述内管，并且所述内管的外表面与外管的内表面之间的间距形成反应通道；所述环状的上底板和下底板各自具有原料出口或者入口；所述原料出口或者入口与所述反应通道流体相通，所述上底板和下底板的外表面、外管外侧面和内管内侧面构成所述光氯化反应器的表面。

Photochlorination Reactor and Photochlorination Reactor

【技术实现步骤摘要】
光氯化反应管和光氯化反应器
本技术涉及一种光氯化反应器，特别是一种用于高选择性制备二氟一氯乙烷的光氯化反应器。用本技术反应器可有利地减少反应副产物，降低能耗。
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。文献“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(F142b)+HCl表1反应产物中含氟化合物测试结果以上通过实施例对本技术进行了说明，但是应当知道本技术的范围以权利要求为准。C2H4F2+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。
技术实现思路
本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。因此，本技术的一个方面提供一种光氯化反应管，它包括内管和外管以及呈环状的上底板和下底板，所述环状底板的内边形状与所述内管剖面形状相匹配，所述环状底板的外边形状与所述外管剖面形状相匹配；所述内管是中空管，其管壁包括朝中空部分的内层和朝外管一侧的外层，内层和外层之间的至少部分内层表面上布置有LED灯珠，内层与外层一起将所述LED灯珠密封在所述内管的管壁中，所述外层是由能透射LED峰值光谱的材料制成的；所述外管包封所述内管，并且所述内管的外表面与外管的内表面之间的间距形成反应通道；所述环状的上底板和下底板各自具有原料出口或者入口；所述原料出口或者入口与所述反应通道流体相通，所述上底板和下底板的外表面、外管外侧面和内管内侧面构成所述光氯化反应管的表面。本技术的另一方面涉及一种光氯化反应器，它包括外壳和上、下底板，以及在外壳内的多个所述光氯化反应管，所述外壳的上、下底板具有与各光氯化反应管的原料出口或入口流体连接的进料出口或入口，以及冷却介质输入口和冷却介质输出口，所述冷却介质输入口和冷却介质输出口各自与所述光氯化反应管的内管中空部分和多个所述光氯化反应管之间的空隙流体相通。附图说明下面结合实例具体说明本技术，附图中：图1为本技术一个实例的光氯化反应管的结构示意图；图2为本技术一个实例的光氯化反应器横截面图，它包括7个光氯化反应管。具体实施方式本技术涉及一种光氯化反应管，本技术光氯化反应管包括内管和外管以及呈环状的上底板和下底板。在本技术一个较好实例中，所述光氯化反应管的内管为中空圆管，外管是中空圆管，上底板和下底板呈圆环状。在本技术的一个较好实例中，所述光氯化反应管包括同心的内管和外管以及呈圆环状的上底板和下底板。图1是本技术一个实例的光氯化反应管的示意图。如图1所示，本技术光氯化反应管包括同心的内管1和外管2以及呈圆环状的上底板6和下底板7。所述内管1是具有圆环剖面的中空管，其管壁内层3朝外管2一侧的至少部分表面上布置有LED灯珠4，管壁外层5与内层3一起将所述LED灯珠4密封在所述内管1的管壁中。在本技术的一个实例中，所述内管1的管壁外层5与内层3一起将所述LED灯珠4密封在所述内管1的管壁中，并且密封有LED灯珠的管壁空间经抽真空处理。用于制造所述内管1外层5的材料无特别的限制，只要对LED发出的光线无阻挡或者吸收即可。在本技术的一个实例中，所述内管的外层5是由能透射LED峰值光谱的材料制成的，例如石英玻璃、透明聚四氟乙烯等。在本技术的一个实例中，所述光氯化反应管用于布置LED灯的内层3由导热材料制成。在本技术的一个实例中，所述导热材料选自铝合金、不锈钢、铜等金属材质。本技术光氯化反应管的内管1和外管2可具有相同或不同的形状，较好具有相同的形状，例如圆形，多边形。在本技术的一个实例中，所述光氯化反应管的内管1和外管2是同心圆管。在本技术的一个实例中，所述光氯化反应管的外管2采用石英玻璃、玻璃或者钢衬搪玻璃等材料制得。在本技术的一个实例中，所述外管的内壁和/或外壁涂覆有反光涂层。在本技术中，术语“圆”不仅包括圆形本身，而且还包括多边形，例如正多边形。因此，术语“圆环剖面”不仅包括圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光氯化反应管，其特征在于它包括内管和外管以及呈环状的上底板和下底板，所述环状底板的内边形状与所述内管剖面形状相匹配，所述环状底板的外边形状与所述外管剖面形状相匹配；所述内管是中空管，其管壁包括朝中空部分的内层和朝外管一侧的外层，内层和外层之间的至少部分表面上布置有许多LED灯珠，内层与外层一起将所述LED灯珠密封在所述内管的管壁中，所述外层是由能透射LED峰值光谱的材料制成的；所述外管包封所述内管，并且所述内管的外表面与外管的内表面之间的间距形成反应通道；所述环状的上底板和下底板各自具有原料出口或者入口；所述原料出口或者入口与所述反应通道流体相通，所述上底板和下底板的外表面、外管外侧面和内管内侧面构成所述光氯化反应器的表面。

【技术特征摘要】
1.一种光氯化反应管，其特征在于它包括内管和外管以及呈环状的上底板和下底板，所述环状底板的内边形状与所述内管剖面形状相匹配，所述环状底板的外边形状与所述外管剖面形状相匹配；所述内管是中空管，其管壁包括朝中空部分的内层和朝外管一侧的外层，内层和外层之间的至少部分表面上布置有许多LED灯珠，内层与外层一起将所述LED灯珠密封在所述内管的管壁中，所述外层是由能透射LED峰值光谱的材料制成的；所述外管包封所述内管，并且所述内管的外表面与外管的内表面之间的间距形成反应通道；所述环状的上底板和下底板各自具有原料出口或者入口；所述原料出口或者入口与所述反应通道流体相通，所述上底板和下底板的外表面、外管外侧面和内管内侧面构成所述光氯化反应器的表面。2.如权利要求1所述的光氯化反应管，其特征在于所述内管和外管包括同心放置的圆形内管和圆形外管，所述上底板和下底板呈圆环状。3.如权利要求1或2所述的光氯化反应管，其特征在于所述反应通道的径向宽度为1mm-25cm。4.如权利要求3所述的...

【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：新型
国别省市：内蒙古,15