本發(fā)明涉及一種二氟一氯乙烷的制備方法。

背景技術(shù)：

二氟一氯乙烷(1,1-二氟-1-氯乙烷)是一種無色無臭、有麻醉性的氣體，分子量100.5，沸點-0.96℃，在空氣中可燃，主要用作制冷劑、氣霧劑和制備偏氟乙烯的原料。其制備方法一般都是二氟乙烷和氯氣在光化塔中經(jīng)紫外線光照光氯化法制備二氟一氯乙烷，根據(jù)光化塔中有無噴淋設施分為濕法光氯化法和干法光氯化法。

中國專利文件CN101456788A(200810120170.8)公開了一種光催化制備二氟一氯乙烷的方法和設備，其中的二氟一氯乙烷的生產(chǎn)工藝采用二氟乙烷和氯氣混合后在內(nèi)帶噴淋裝置、外壁帶換熱夾套的光氯化反應器內(nèi)進行反應，反應后的混合物料依次經(jīng)過氣相水洗、堿洗、壓縮、脫氣、精餾、干燥制得二氟一氯乙烷成品。反應時采用的光催化反應器，包括外壁帶換熱夾套、內(nèi)壁襯防腐材料的筒體，所述的筒體頂端和底部設有物料口，筒體內(nèi)頂部設有噴淋裝置，噴淋裝置以下部分由四段塔節(jié)上下連通組裝而成，每個塔節(jié)均設有上下布置的四個紫外燈；上下布置的三個測溫口和一個液態(tài)二氟乙烷進料口。

包括上述專利在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)，在制備二氟一氯乙烷時，常采用的方法是在光氯化反應器中水洗去除反應產(chǎn)生的氯化氫氣體，促進反應向正方向進行，但是反應過程中由于原料未完全反應，未反應的氯氣在后續(xù)堿洗過程中被吸收，增加了原料氯氣的消耗和液堿的消耗，浪費現(xiàn)象嚴重。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多級濕法光氯化反應制備二氟一氯乙烷的方法，解決原有方法原料和液堿消耗高、副產(chǎn)物次氯酸鈉溶液質(zhì)量差的問題。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種二氟一氯乙烷的制備方法，以二氟乙烷和氯氣為原料，經(jīng)汽化、多級光氯化反應、水堿洗、壓縮、脫水、精餾制成，具體包括以下步驟：

(1)二氟乙烷經(jīng)汽化器汽化或直接從二氟乙烷生產(chǎn)裝置氣相采出后通入混合器中，原料氯氣汽化后通入混合器中與二氟乙烷混合；二氟乙烷和氯氣按體積比1-3:1混合；混合溫度為70-90℃；

(2)將步驟(1)混合后的混合物通入多級光化塔中進行光氯化反應，反應溫度為80-150℃，反應壓力為0.01-0.1Mpa；混合物在通過一級光化塔時流速為0.03-0.08m/s，控制停留時間為200-500s；一級光化塔中反應后的物料進入分離器中進行粗品和未反應物料的分離，粗品采出進入水洗塔中進行除雜，未反應物料通入二級光化塔中繼續(xù)進行光氯化反應，在通過二級光化塔時流速為0.08-0.2m/s，控制停留時間為100-200s；二級光化塔中反應后的物料進入另一個分離器中進一步進行粗品和未反應物料的分離，粗品采出進入水洗塔中進行再次除雜，未反應的物料通入下一級光化塔中繼續(xù)進行光氯化反應，在通過后續(xù)光化塔時流速成倍增加，控制停留時間依次減半，經(jīng)末級光化塔后未反應的物料進入混合器中重新參與反應；末級光化塔中的流速不超過1m/s，接觸時間不低于60s；

(3)步驟(2)從多級光化塔中反應所得的粗品依次經(jīng)水堿洗、壓縮、脫水、精餾，得二氟一氯乙烷產(chǎn)品。

優(yōu)選的，所述多級光化塔為塔式反應器，內(nèi)部設置水噴淋設施，反應釋放的熱量由噴淋水帶走。

優(yōu)選的，所述多級光化塔的數(shù)量為三級，每一級光化塔包括多個采用并聯(lián)方式連接的光化塔。

優(yōu)選的，步驟(1)二氟乙烷和氯氣按體積比為1.5-2:1。

優(yōu)選的，步驟(2)反應溫度為100-130℃，反應壓力為0.01-0.05Mpa。

優(yōu)選的，步驟(2)混合物在通過一級光化塔時流速為0.04-0.07m/s，通過時間為300-500s。

優(yōu)選的，步驟(2)在通過二級光化塔時流速為0.1-0.15m/s，通過時間為130-170s。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明一種二氟一氯乙烷的制備方法中光氯化反應時的反應器為塔式反應器，內(nèi)帶噴淋設施，二氟乙烷和氯氣汽化后經(jīng)混合器混合后進入光化塔，在紫外燈光照下反應，反應釋放的熱量由內(nèi)部噴淋水帶走，不需增加外循環(huán)降溫系統(tǒng)；作為關(guān)鍵的是，本發(fā)明二氟一氯乙烷的制備方法的光化反應為多級反應，二氟一氯乙烷粗品進入水洗塔，未反應的原料進入下一級反應器，末級反應器未反應的原料重新進入一級反應器中反應，反應過程中氯氣基本完全反應，產(chǎn)生的氯化氫氣體在光化塔中水洗吸收較完全，后續(xù)堿洗耗堿減少多倍，產(chǎn)生的副產(chǎn)物次氯酸鈉溶液鹽酸含量少、質(zhì)量高。

具體實施方式

實施例1：一種二氟一氯乙烷的制備方法，以二氟乙烷和氯氣為原料，經(jīng)汽化、多級光氯化反應、水堿洗、壓縮、脫水、精餾制成，具體包括以下步驟：

(1)二氟乙烷經(jīng)汽化器汽化或直接從二氟乙烷生產(chǎn)裝置氣相采出后通入混合器中，原料氯氣汽化后通入混合器中與二氟乙烷混合；二氟乙烷和氯氣按體積比1.5:1混合；混合溫度為70℃；

(2)將步驟(1)混合后的混合物通入多級光化塔中進行光氯化反應，反應溫度為100℃，反應壓力為0.02Mpa；混合物在通過一級光化塔時流速為0.08m/s，控制停留時間為200s；一級光化塔中反應后的物料進入分離器中進行粗品和未反應物料的分離，粗品采出進入水洗塔中進行除雜，未反應物料通入二級光化塔中繼續(xù)進行光氯化反應，在通過二級光化塔時流速為0.08-0.2m/s，控制停留時間為100-200s；二級光化塔中反應后的物料進入分離器中進一步進行粗品和未反應物料的分離，粗品采出進入水洗塔中進行再次除雜，未反應的物料通入下一級光化塔中繼續(xù)進行光氯化反應，在通過后續(xù)光化塔時流速成倍增加，控制停留時間依次減半，經(jīng)末級光化塔后未反應的物料進入混合器中重新參與反應；末級光化塔中的流速不超過1m/s，接觸時間不低于60s；所述多級光化塔的數(shù)量為三級，每一級光化塔包括多個采用并聯(lián)方式連接的同級光化塔，多級反應器之間連有分離塔；

(3)步驟(2)中進入水洗塔中的粗品依次經(jīng)水堿洗、壓縮、脫水、精餾，得產(chǎn)品二氟一氯乙烷。

通過24小時連續(xù)運行，計量氯氣原料罐重量、液堿罐液位、成品罐重量等，計算得氯氣單耗775kg/t，30％液堿單耗133kg/t。次氯酸鈉溶液有效氯含量7.71％，顏色較清。

實施例2：一種二氟一氯乙烷的制備方法，以二氟乙烷和氯氣為原料，經(jīng)汽化、多級光氯化反應、水堿洗、壓縮、脫水、精餾操作而制成，具體包括如下步驟：

(1)二氟乙烷經(jīng)汽化器汽化或直接從二氟乙烷生產(chǎn)裝置氣相采出后通入混合器中，原料氯氣汽化后通入混合器中與二氟乙烷混合；二氟乙烷和氯氣按體積比1.8:1混合；混合溫度為90℃；

(2)將步驟(1)混合后的混合物通入多級光化塔中進行光氯化反應，反應溫度為120℃，反應壓力為0.03Mpa；混合物在通過一級光化塔時流速為0.06m/s，控制停留時間為300s；一級光化塔中反應后的物料進入分離器中進行粗品和未反應物料的分離，粗品采出進入水洗塔中進行除雜，未反應物料通入二級光化塔中繼續(xù)進行光氯化反應，在通過二級光化塔時流速為0.15m/s，控制停留時間為150s；二級光化塔中反應后的物料進入分離器中進一步進行粗品和未反應物料的分離，粗品采出進入水洗塔中進行再次除雜，未反應的物料通入下一級光化塔中繼續(xù)進行光氯化反應，在通過后續(xù)光化塔時流速成倍增加，控制停留時間依次減半，經(jīng)末級光化塔后未反應的物料進入混合器中重新參與反應；末級光化塔中的流速不超過1m/s，接觸時間不低于60s；所述多級光化塔的數(shù)量為三級，每一級光化塔包括多個采用并聯(lián)方式連接的同級光化塔，多級反應器之間連有分離塔；

(3)步驟(2)中進入水洗塔中的粗品依次經(jīng)水堿洗、壓縮、脫水、精餾，得產(chǎn)品二氟一氯乙烷。

通過24小時連續(xù)運行，計量氯氣原料罐重量、液堿罐液位、成品罐重量等，計算得氯氣單耗778kg/t，30％液堿單耗138kg/t。次氯酸鈉溶液有效氯含量7.69％，顏色較清。

試驗例：為了驗證本發(fā)明一種二氟一氯乙烷的制備方法的有益效果，本發(fā)明人做了對比試驗，具體分為對照組和實驗組。

其中，對照組采用改造前的傳統(tǒng)制備方法(即一步反應法)制備二氟一氯乙烷,通過24小時連續(xù)運行，計量氯氣原料罐重量、液堿罐液位、成品罐重量等，計算得氯氣平均單耗882kg/t，30％液堿單耗338kg/t，次氯酸鈉溶液有效氯含量5.5％，顏色渾濁、泛黃。

實驗組分別以實施例1和實施例2的制備方法來制備二氟一氯乙烷。由實施例1制備二氟一氯乙烷后，通過24小時連續(xù)運行，計量氯氣原料罐重量、液堿罐液位、成品罐重量等，計算得氯氣單耗775kg/t，30％液堿單耗133kg/t；次氯酸鈉溶液有效氯含量7.71％，顏色較清。由實施例2制備二氟一氯乙烷后，通過24小時連續(xù)運行，計量氯氣原料罐重量、液堿罐液位、成品罐重量等，計算得氯氣單耗778kg/t，30％液堿單耗138kg/t；次氯酸鈉溶液有效氯含量7.69％，顏色較清。

具體數(shù)據(jù)對比見表1：

表1氯氣單耗、液堿單耗、次氯酸鈉溶液有效氯含量具體情況

由表1看出，使用本發(fā)明的制備方法制備二氟一氯乙烷后，通過24小時連續(xù)運行，計算得知氯氣單耗分別為775kg/t、778kg/t，30％液堿單耗133kg/t、138kg/t；次氯酸鈉溶液有效氯含量7.71％、7.69％。而使用傳統(tǒng)的其他制備方法制備二氟一氯乙烷后，通過24小時連續(xù)運行，計算得知氯氣單耗分別為882kg/t，30％液堿單耗338kg/t；次氯酸鈉溶液有效氯含量5.5％。

顯然，本發(fā)明的制備方法與傳統(tǒng)的制備方法相比，其原料和液堿消耗低、副產(chǎn)物次氯酸鈉溶液有效氯含量高。