一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法技术

本发明专利技术公开一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，包括以下步骤：(1)将原料从管道化反应器的入口泵入，使得在氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，从而进行氟化反应，得到包含氟化烷烃和中间产物的反应液物流；所述氯化烷烃具有的通式为C

A method of continuous production of fluorinated alkanes by pipelining in liquid phase

【技术实现步骤摘要】
一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法
本专利技术涉及一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法。
技术介绍
氟化烷烃具有通式：CnH2n+2-x-yClxFy，其中，n为1～3的整数，氟化烷烃具有多种不同的应用，包括作为化学中间体、起泡剂和制冷剂。随着用作制冷剂，发泡剂和溶剂的适用于环境技术的碳氟化合物的需要不断增加，不断地刺激了经济上有吸引力的解决其生产方法的研究。由本专利技术的方法生产的氟化烷烃本身可用作制冷剂、发泡剂或溶剂，或用作生产其它满足同样需要的卤代烷烃的中间产物。现有的制备液相制备氟化烷烃的工艺，通常采用釜式液相氟化法，但是存在严重腐蚀反应器的问题。由于釜式构造复杂，一些特殊的耐腐蚀材质如哈氏合金、双相不锈钢等材质均不适宜加工应用于釜式反应器，故在实际生产中腐蚀问题仍然存在，从而给生产带来安全隐患，还会造成较大的环境影响及经济损失。另外，釜式反应器为全混流，各处反应条件一致，不适宜于分段控制，而腐蚀速率取决于反应条件，加剧了釜内的腐蚀。而管式反应器结构简单，易于加工，且单位体积产能高于釜式反应器，对反应器材质的可选择余地较大，可较好的解决腐蚀问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法。该法具有在线反应量小、安全隐患小、反应便于控制、可连续生产、生产成本低的特点。本专利技术的目的是这样实现的：一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，所述氟化烷烃具有如下通式：CnH2n+2-x-yClxFy其中，n为1～3的整数，所述方法包括以下步骤：(1)将原料从管道化反应器的入口泵入，所述管道化反应器包括加热段组和冷却段组，所述加热段组至少包括2段加热段，所述冷却段组置于所述管道化反应器的尾端，所述原料包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂，所述原料在管道化反应器混合成反应液，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，从而进行氟化反应，得到包含氟化烷烃和中间产物的反应液物流；所述氯化烷烃具有的通式为CnH2n+2-xClx，其中，n为1～3的整数；(2)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流继续在所述管道化反应器中进行氟化反应，或者循环至步骤(1)。优选地，在所述管道化反应器的加热段组的前端，补加入氟化氢，以使所述管道化反应器中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比为(1-15)：1。进一步，从所述管道化反应器的加热段组的前端处，向所述管道化反应器内补加氟化氢，使得步骤(1)和(2)中，在所述管道化反应器内，氟化氢与所述中间产物的摩尔比至少为20：1。优选地，加热所述管道化反应器至50-120℃，在管道化反应器充入加压气体至0.2-3MPa，所述反应液以流速为0.1-3m/s流经所述管道反应器，在所述管道化反应器中进行氟化反应，所述反应液流经所述管道化反应器进行氟化反应后，成为所述反应流出液。优选地，所述反应流出液从所述管道化反应器的出口泵出至气液分离装置，进行预分离，分离成气相料和液相料，所述气相料即为所述氟化烷烃产品物流，包含有氟化烷烃，所述液相料包含所述氟化催化剂，和未反应完的所述氯化烷烃和所述氟化氢，将所述液相料泵回所述管道化反应器，将所述气相料泵入纯化装置，进行分离程序后，分离出所述氟化烷烃。进一步，所述气液分离装置的预分离压力为0～0.8MPa，分离温度为0～50℃。优选地，所述管道化反应器的冷却段组置于超声波环境中。优选地，在泵入所述管道化反应器前，将所述氯化烷烃与所述氟化催化剂按照重量比(2-20)：1，比例混合后，以0.5-5m/s的流速预热至40-100℃，氟化氢以0.2-3m/s流速预热至40-100℃。优选地，所述原料经过静态混合器混合后，再泵入所述管道化反应器。优选地，所述氟化催化剂包括五氯化锑或氯氟化锑，所述氯氟化锑的通式为SbClxFy，其中x+y＝5，y<5。进一步，所述氟化催化剂还包括助氟化催化剂，所述助氟化催化剂选自四氯化钛、四氯化锡和氟化汞中的一种或数种的组合。进一步，所述氟化催化剂还包括活化剂，所述活化剂选自氯磺酸、氯气和高氯酸中的一种或数种。优选地，所述反应液物流循环至步骤(1)前，经过过滤设备过滤出所述反应液物流中的固体物质。进一步，将所述固体物质转移至氟化催化剂再活化设备中，进行再活化，得到再活化的所述氟化催化剂，并泵回所述管道化反应器。本专利技术有以下有益效果：1、本专利技术反应器材质可选择余地大，能够较好的解决液相氟化中存在的腐蚀问题。2、本专利技术的物料在管道反应器内的强制流动，既能增加传质，又能简化设备工艺，实现连续化生产。3、本专利技术的方法采用分段控制反应条件，可有效减轻反应器腐蚀并降低副产物含量，减少后续分离能耗。具体实施方式下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本专利技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。制备例一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，其特征在于，所述氟化烷烃具有如下通式：CnH2n+2-x-yClxFy其中，n为1～3的整数，所述方法包括以下步骤：(1)将原料从管道化反应器的入口泵入，所述管道化反应器包括加热段组和冷却段组，所述加热段组至少包括2段加热段，所述冷却段组置于所述管道化反应器的尾端，所述原料包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂，所述原料在管道化反应器混合成反应液，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，从而进行氟化反应，得到包含氟化烷烃和中间产物的反应液物流；所述氯化烷烃具有的通式为CnH2n+2-xClx，其中，n为1～3的整数；(2)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流继续在所述管道化反应器中进行氟化反应，或者循环至步骤(1)；优选地，在所述管道化反应器的加热段组的前端，补加入氟化氢，以使所述管道化反应器中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比为(1-15)：1；进一步，从所述管道化反应器的加热段组的前端处，向所述管道化反应器内补加氟化氢，使得步骤(1)和(2)中，在所述管道化反应器内，氟化氢与所述中间产物的摩尔比至少为20：1；进一步，加热所述管道化反应器至50-120℃，在管道化反应器充入加压气体至0.2-3MPa，所述反应液以流速为0.1-3m/s流经所述管道反应器，在所述管道化反应器中进行氟化反应，所述反应液流经所述管道化反应器进行氟化反应后，成为所述反应流出液；进一步，所述反应流出液从所述管道化反应器的出口泵出至气液分离装置，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，其特征在于，/n所述氟化烷烃具有如下通式：/nC

【技术特征摘要】
1.一种液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，其特征在于，
所述氟化烷烃具有如下通式：
CnH2n+2-x-yClxFy
其中，n为1～3的整数，
所述方法包括以下步骤：
(1)将原料从管道化反应器的入口泵入，所述管道化反应器包括加热段组和冷却段组，所述加热段组至少包括2段加热段，所述冷却段组置于所述管道化反应器的尾端，所述原料包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂，所述原料在管道化反应器混合成反应液，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，从而进行氟化反应，得到包含氟化烷烃和中间产物的反应液物流；所述氯化烷烃具有的通式为CnH2n+2-xClx，其中，n为1～3的整数；
(2)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流继续在所述管道化反应器中进行氟化反应，或者循环至步骤(1)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述管道化反应器的加热段组的前端，补加入氟化氢，以使所述管道化反应器中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比为(1-15)：1。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从所述管道化反应器的加热段组的前端处，向所述管道化反应器内补加氟化氢，使得步骤(1)和(2)中，在所述管道化反应器内，氟化氢与所述中间产物的摩尔比至少为20：1。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加热所述管道化反应器至50-120℃，在管道化反应器充入加压气体至...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱超，赵恒军，葛新，陈新志，童绍丰，钟超，
申请(专利权)人：浙江大学，江苏三美化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33