一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法技术

本发明专利技术公开一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法，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，使得在氟化催化剂存在下，三氯甲烷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R22和R21的反应液物流；(2)从步骤(1)的所述反应液物流中依次分离出部分的R21，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，得到包含R22的反应液物流；(3)从步骤(2)的包含R22的反应液物流中分离出R22，剩余的反应液物流再循环至步骤(1)。本发明专利技术通过提供一种多联产R21和R22的方法，使得生产R22和R21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。

A method of producing R22 and R21 by pipelining in liquid phase

【技术实现步骤摘要】
一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法
本专利技术涉及一种一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法。
技术介绍
多联产R21和R22作为一类物质，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。随着用作致冷剂，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多联产R21和R22本身可用作致冷剂、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。现有的制备多联产R21和R22的工艺，通常采用液相氟化法，但是存在严重腐蚀反应器的问题，具有腐蚀严重、安全隐患大、能耗大的缺点，该法的反应器材质需要使用哈式合金，设备成本高，加工困难，不适合实际生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种多联产R21和R22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：一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法，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，所述原料包括三氯甲烷、氟化氢和氟化催化剂，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，三氯甲烷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R22和R21的反应液物流；(2)从步骤(1)的所述反应液物流中依次分离出部分的R21，形成R21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，得到包含R22的反应液物流；(3)从步骤(2)的包含R22的反应液物流中分离出R22，形成R22产品物流后，剩余的反应液物流再循环至步骤(1)。优选地，从所述加热段组的前端往管道化反应器内补加入氟化氢，使得有足够的氟化氢，以使步骤(1)和(2)中氟化氢对R21的摩尔比至少为20：1，且氟化氢对三氯甲烷的摩尔比为(1-10)：1。进一步，在所述管道化反应器的加热段中，补加氟化氢，使得氟化氢对二氯一氟甲烷的摩尔比为(50-75)：1。优选地，所述管道化反应器包括第一加热段组、第二加热段组和冷却段组，依次通过串联方式连接第一加热段组和第二加热段组，所述加热段组至少包括一段加热段，所述冷却段组处于所述管道化反应器的末端，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，流经所述第一加热段组，加热所述反应液至50-90℃，流经所述第二加热段组，加热所述反应液至80-120℃。进一步，所述管道化反应器包括预加热段组，所述反应液流经所述预加热段组后流至所述第一加热段组，所述反应液流经所述预加热段组，加热所述反应液至40-70℃。进一步，所述第一加热段组和所述第二加热段组之间设置有中间装置，所述中间装置通过管道与第一气液分离装置相连，所述反应液物流流经所述中间装置，所述反应液物流中的R21部分气化形成R21产品物流，所述R21产品物流流至所述第一气液分离装置，分离成含R21的第一气相料和第一液相料，将所述第一气相料泵入第一纯化装置，分离得到R21。优选地，所述反应液流经所述管道化反应器进行氟化反应后，从所述管道化反应器的出口流出，成为反应流出液，所述反应流出液泵至第二气液分离装置，进行预分离，分离成含有R22的第二气相料和第二液相料，将所述第二液相料泵回所述管道化反应器的入口，将所述第二气相料泵入第二纯化装置，分离得到R22。优选地，在泵入所述管道化反应器前，将所述三氯甲烷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40-70℃，氟化氢以0.2-3m/s流速预热至40-70℃。进一步，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三氯化锑、四氯化钛、四氯化锡和氟化汞中的一种或数种。优选地，所述管道化反应器的加热段由一根或两根以上的管道并联组成，所述管道的管长为1～50米，管道直径为3mm～50mm。优选地，所述氟化反应的温度为50-120℃，所述氟化反应的压力为0.2-3MPa。优选地，所述管道化反应器的冷却段置于超声波环境中。优选地，所述中间装置置于超声波环境中。优选地，所述第一液相料或所述第二液相料泵回所述管道化反应器前，经过过滤设备过滤出固体物质。进一步，将所述固体物质转移至氟化催化剂再活化设备中，用活化剂进行再活化，得到再活化的所述氟化催化剂，并泵回所述管道化反应器，所述活化剂包括氯磺酸、氯气和高氯酸中的一种或数种。本专利技术有以下有益效果：1、二氟一氯甲烷反应，为两级反应，原料三氯甲烷先氟代脱除一分子氯化氢得到产物R21，再进一步氟代脱除一分子氯化氢得到产物R22。在不同反应条件下，所得到产物R22与R21比例不同，而釜式反应器中物料比例、反应条件一致，反应所得产物成分相同，通过分离仅能获得单一产物R22。在管式反应器中，由于可实现分级反应、分段控制，故在不同的物料比例及反应条件下，所得产物中各组分比例不同，通过连续化反应分段分离即可取得不同的产物，有利于生产中对产品R21的获取，也能够使得反应机理的阐述更加透彻，从而使理论对生产的指导更加有实际意义。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、本专利技术的方法通过控制三氯甲烷、氟化氢和氟化催化剂的进料比例以及管式反应器的反应温度，能够使反应迅速进行(反应时间从几小时缩短成几分钟)，反应器内轴向无返混，克服了现有技术存在的局部浓度不均匀的问题，有效减少主要副产物的生成，提高了反应收率，降低了生成成本，反应总收率达95％以上，产品纯度在99.9％以上。4、本专利技术的方法利用管道化反应器的传质传热效率高的特点，保证氟化反应在较优的反应温度和较短的停留时间下保持较高的原料转化率。5、本专利技术的方法所使用的管道化反应器制造成本低，可选材质多，防腐蚀强，生产过程安全可控。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。实施例1一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法，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，所述原料包括三氯甲烷、氟化氢和氟化催化剂，所述原料在管道化反应器混合成反应液，使得在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法，其特征在于，/n所述方法包括以下步骤：/n(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，所述原料包括三氯甲烷、氟化氢和氟化催化剂，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，三氯甲烷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R22和R21的反应液物流；/n(2)从步骤(1)的所述反应液物流中依次分离出部分的R21，形成R21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，得到包含R22的反应液物流；/n(3)从步骤(2)的包含R22的反应液物流中分离出R22，形成R22产品物流后，剩余的反应液物流再循环至步骤(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种液相法管道化多联产生产R22和R21的方法，其特征在于，
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，所述原料包括三氯甲烷、氟化氢和氟化催化剂，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，三氯甲烷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R22和R21的反应液物流；
(2)从步骤(1)的所述反应液物流中依次分离出部分的R21，形成R21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，得到包含R22的反应液物流；
(3)从步骤(2)的包含R22的反应液物流中分离出R22，形成R22产品物流后，剩余的反应液物流再循环至步骤(1)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述加热段组的前端往管道化反应器内补加入氟化氢，使得有足够的氟化氢，以使步骤(1)和(2)中氟化氢对R21的摩尔比至少为20：1，且氟化氢对三氯甲烷的摩尔比为(1-10)：1。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道化反应器包括第一加热段组、第二加热段组和冷却段组，依次通过串联方式连接第一加热段组和第二加热段组，所述加热段组至少包括一段加热段，所述冷却段组处于所述管道化反应器的末端，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，流经所述第一加热段组，加热所述反应液至50-90℃，流经所述第二加热段组，加热所述反应液至80-120℃。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述管道化反应器包括预加热段组，所述反应液流经所述预加热段...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈涛，徐志雄，钱超，陈朝阳，符仁华，
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