專利名稱：一種1,1－二氟乙烷生產(chǎn)工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷劑領(lǐng)域，涉及一種1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝及用于該工藝的反應(yīng)釜。適用于1，1-二氟乙烷制冷劑生產(chǎn)行業(yè)。
背景技術(shù)：
1，1-二氟乙烷國(guó)際通用名為HFC-152a，是一種用途廣泛的含氟有機(jī)化合物，可用作制冷劑、噴霧劑及生產(chǎn)氟塑料的原料。它的破壞臭氧潛能值(ODP)為0，全球變暖潛能值(GWP)為0.02，因此，它作為CFC的代用品正受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暋?br> 1，1-二氟乙烷的常規(guī)生產(chǎn)工藝是利用乙炔為原料，在催化劑(如三氟化硼、氟磺酸、五氟化銻)的作用下，與氟化氫反應(yīng)而制得，其反應(yīng)式如下HC≡CH+2HF→CH3CHF2其工藝流程是經(jīng)凈化、干燥處理后的乙炔，送入裝有催化劑(如氟磺酸)和氟化氫的反應(yīng)釜中，在一定的壓力(0.03MPa～3MPa)、和溫度(20～40℃)下發(fā)生反應(yīng)，生成1，1-二氟乙烷，經(jīng)過水洗、堿洗、除酸后，氣相的物料經(jīng)壓縮成液相的物料，再經(jīng)分餾提純后制得。反應(yīng)是半連續(xù)的，液體氟化氫補(bǔ)加入反應(yīng)器內(nèi)，而氣體乙炔則連續(xù)的通入反應(yīng)器中，直至轉(zhuǎn)化率低于60％(二級(jí)反應(yīng)時(shí)，第一級(jí)反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)化率)時(shí)，停止反應(yīng)，排出反應(yīng)器中余料(通常稱作殘液)，重新加入催化劑和氟化氫，再次開始反應(yīng)。上述生產(chǎn)工藝的不足之處是乙炔與氟化氫的反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，大量生成熱在反應(yīng)器中的積聚必然對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生不利影響，使反應(yīng)難以控制，催化劑的壽命及活性都會(huì)降低，繼而導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率和收率的下降。
中國(guó)專利申請(qǐng)200410015662.2公開了一種1.1二氟乙烷的制取方法及其生產(chǎn)設(shè)備。反應(yīng)釜接有外循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有一個(gè)外循環(huán)泵，循環(huán)泵通過下接管和閥I與反應(yīng)釜的底部接通，循環(huán)泵通過上接管和閥IV與反應(yīng)釜的中部接通，外循環(huán)泵與閥IV之間接有排液管和閥III，在外循環(huán)泵和閥I之間的下接管上接有閥II和補(bǔ)加罐，補(bǔ)加罐的頂部接有閥V和催化劑儲(chǔ)槽。制取方法是氫氟酸的初始液位為反應(yīng)釜容積的60-70％；催化劑為氫氟酸重量的30-40％；乙炔的加料速度為每公斤氫氟酸加乙炔0.08-0.12公斤/小時(shí)；反應(yīng)溫度22-32℃；反應(yīng)壓力0.03-0.3兆帕。用這種反應(yīng)釜制取二氟乙烷的工藝，反應(yīng)放熱帶來的溫度控制問題難以解決，存在反應(yīng)熱的積聚問題，使催化劑的壽命及活性降低，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和收率的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種產(chǎn)率高、易于控制的二氟乙烷生產(chǎn)工藝及用于該工藝的反應(yīng)釜。
本發(fā)明提供一種1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，所用原料為純凈的乙炔氣和工業(yè)無水氟化氫，在催化劑存在條件下，在一定溫度和壓力下反應(yīng)生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。
優(yōu)選的，所用催化劑選自氟磺酸、五氯化銻、和/或四氯化錫中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的催化劑為氟磺酸。
優(yōu)選的，在反應(yīng)開始前先將氟化氫及催化劑按比例加入反應(yīng)釜中，催化劑加入量為氟化氫重量的32％～38％。
然后再向反應(yīng)器中連續(xù)通入乙炔氣和HF。反應(yīng)方程式如下HC≡CH+2HF→CH3CHF2乙炔氣控制一定流量后以鼓泡方式通過進(jìn)料口(1)進(jìn)入反應(yīng)釜中。并根據(jù)反應(yīng)消耗氟化氫的量及時(shí)補(bǔ)加氟化氫。
反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.4～1.6。
優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為10～60℃，反應(yīng)壓力為0.05～0.5MPa。優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為20～50℃，反應(yīng)壓力為0.1～0.4MPa。
優(yōu)選的，在上述條件下連續(xù)的生產(chǎn)1，1-二氟乙烷。
本發(fā)明提供一種連續(xù)、經(jīng)濟(jì)的制取1，1-二氟乙烷的工藝及反應(yīng)釜所用的反應(yīng)釜，包括釜主體、上夾套、下夾套、分布在釜上的物料進(jìn)口、氣相出口，其特征在于，該反應(yīng)釜具有上下兩個(gè)夾套，反應(yīng)釜內(nèi)部具有盤管，上夾套(3)和內(nèi)部盤管(4)用于及時(shí)移走反應(yīng)生成熱，下夾套(5)用于加熱反應(yīng)釜以達(dá)到反應(yīng)所需的溫度。
該反應(yīng)釜具有上下兩個(gè)夾套，反應(yīng)釜內(nèi)部具有盤管，上夾套(3)和反應(yīng)釜內(nèi)部盤管(4)內(nèi)介質(zhì)為冷凍鹽水，用于移走反應(yīng)生成熱。下夾套(5)內(nèi)介質(zhì)為蒸汽，用于加熱反應(yīng)釜以達(dá)到反應(yīng)所需的溫度。在反應(yīng)過程中，將根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)部溫度及時(shí)調(diào)整冷凍鹽水及蒸汽的量，控制反應(yīng)溫度在10～60℃，優(yōu)選反應(yīng)溫度20～50℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明所采用反應(yīng) 釜具有上下兩個(gè)夾套，反應(yīng)釜內(nèi)部具有盤管，既能保證初始反應(yīng)溫度，又能及時(shí)移出反應(yīng)所放出的熱量，控制反應(yīng)溫度在一定范圍之內(nèi)，使反應(yīng)易于控制且能保證較高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率。


圖1為本發(fā)明的反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為進(jìn)料口，2為氣相出口，3為上夾套，4為內(nèi)部盤管，5為下夾套。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。
實(shí)施例1將氟磺酸和氟化氫加入反應(yīng)釜中(氟磺酸重量占氟化氫重量的35％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到30℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為20～50℃，壓力為0.05～0.5MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.4。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
實(shí)施例2將氟磺酸和氟化氫加入反應(yīng)釜中(氟磺酸重量占氟化氫重量的32％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到30℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為20～50℃，壓力為0.05～0.5MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.4。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
實(shí)施例3將氟磺酸和氟化氫加入反應(yīng)釜中(氟磺酸重量占氟化氫重量的38％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到30℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為40～50℃，壓力為0.05～0.5MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.5。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
實(shí)施例4將五氯化銻和氟化氫加入反應(yīng)釜中(五氯化銻重量占氟化氫重量的35％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到30℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為20～50℃，壓力為0.05～0.5MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.5。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
實(shí)施例5將四氯化錫和氟化氫加入反應(yīng)釜中(四氯化錫重量占氟化氫重量的35％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到30℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為30～50℃，壓力為0.05～0.5MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.5。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
實(shí)施例6將氟磺酸和氟化氫加入反應(yīng)釜中(氟磺酸重量占氟化氫重量的35％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到20℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為20～40℃，壓力為0.1～0.4MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.6。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
實(shí)施例7將氟磺酸和氟化氫加入反應(yīng)釜中(氟磺酸重量占氟化氫重量的35％)，然后向夾套5內(nèi)通入蒸汽，使反應(yīng)釜內(nèi)溫達(dá)到40℃。乙炔氣由物料口1進(jìn)入反應(yīng)器中，根據(jù)反應(yīng)溫度變化向夾套3和4內(nèi)通入鹽水，最終控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為30～40℃，壓力為0.2～0.3MPa。反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.6。生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。經(jīng)分析生成的1，1-二氟乙烷純度≥99.8％，原料利用率≥95％。
權(quán)利要求
1.一種1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，以純凈的乙炔氣和工業(yè)無水氟化氫為原料，在催化劑存在條件下，在一定溫度和壓力下反應(yīng)生成1，1-二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1-二氟乙烷。
2.如權(quán)利要求1所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，所述的催化劑選自氟磺酸、五氯化銻和/或四氯化錫中的一種或幾種的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，所述的催化劑為氟磺酸。
4.如權(quán)利要求1所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，在反應(yīng)開始前先將氟化氫及催化劑按比例加入反應(yīng)釜中，催化劑加入量為氟化氫重量的32％～38％。
5.如權(quán)利要求1所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，反應(yīng)過程中，乙炔氣與無水氫氟酸的投料重量比為乙炔氣∶無水氫氟酸＝1∶1.4～1.6。
6.如權(quán)利要求1所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，反應(yīng)溫度為10～60℃，反應(yīng)壓力為0.05～0.5MPa。
7.如權(quán)利要求6所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝，其特征是，反應(yīng)溫度為20～50℃，反應(yīng)壓力為0.1～0.4MPa。
8.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的1，1-二氟乙烷生產(chǎn)工藝的反應(yīng)釜，包括釜主體、上夾套、下夾套、分布在釜上的物料進(jìn)口、氣相出口，其特征在于，該反應(yīng)釜具有上下兩個(gè)夾套，反應(yīng)釜內(nèi)部具有盤管，上夾套(3)和內(nèi)部盤管(4)用于及時(shí)移走反應(yīng)生成熱，下夾套(5)用于加熱反應(yīng)釜以達(dá)到反應(yīng)所需的溫度。
全文摘要
本發(fā)明屬于制冷劑領(lǐng)域，涉及一種1，1－二氟乙烷生產(chǎn)工藝及用于該工藝的反應(yīng)釜。所用原料為純凈的乙炔氣和工業(yè)無水氟化氫，在催化劑存在條件下，在一定溫度和壓力下反應(yīng)生成1，1－二氟乙烷粗品，經(jīng)水洗、堿洗、脫氣、精餾從而制得純品1，1－二氟乙烷。所用的反應(yīng)釜，包括釜主體、上夾套、下夾套、分布在釜上的物料進(jìn)口、氣相出口，其特征在于，該反應(yīng)釜具有上下兩個(gè)夾套，反應(yīng)釜內(nèi)部具有盤管，上夾套(3)和內(nèi)部盤管(4)用于及時(shí)移走反應(yīng)生成熱，下夾套(5)用于加熱反應(yīng)釜以達(dá)到反應(yīng)所需的溫度。本發(fā)明既能保證初始反應(yīng)溫度，又能及時(shí)移出反應(yīng)所放出的熱量，反應(yīng)溫度容易控制，能保證較高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率。
文檔編號(hào)C07C19/00GK1994985SQ200610166228
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者于修源, 宋淑偉, 馬永安 申請(qǐng)人:山東東岳化工有限公司