CN107285991B - 一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,包括如下步骤:(a)加固装置安装;(b)冷却装置安装;(c)将加固装置和冷却装置安装到反应釜中;(d)在反应釜中加入催化剂SbCl5;(e)在反应釜中加入氯仿和氟化氢;(f)反应产物回流;(g)冷却装置对反应釜进行冷却。本发明对反应釜底部进行结构加强作用,减小反应物、反应产物与反应釜釜体接触面积,有效降低了反应釜的腐蚀,同时通过两段循环水管对反应釜釜体和反应釜的内部进行冷却,促使反应釜温度逐渐降低,可对反应釜温度有效控制,防止反应釜出现应力破坏和加固装置出现变形现象,增加反应釜使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于化工生产技术领域,具体涉及一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法。
背景技术
二氟一氯甲烷,是一种无色气体,略带有轻微的发甜气味,毒性较低,对大气臭氧层有极强破坏力,常用作致冷剂及气溶杀虫药发射剂。
氟化氢是以氟取代卤素最常用的氟化剂,以SbCl5作催化剂,氯仿与氟化氢在液相中进行卤素交换反应生成二氟一氯甲烷,对化工生产而言,无疑是一个重要的反应。该反应一般在特定温度下,SbCl5存在于液相中进行,反应的主要产物是二氟一氯甲烷。该反应的特点是难以全部置换连于同一碳原子的三个卤原子,因为反应不易被深度氟化生成高氟化的CHF3,这一点对于提高原料的利用率是十分有利的。但是反应釜底部容易受到氟化氢的腐蚀,催化剂的活性难以保持。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题,提供一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,对反应釜底部进行结构加强作用,减小反应物、反应产物与反应釜釜体接触面积,有效降低了反应釜的腐蚀,同时通过两段循环水管对反应釜釜体和反应釜的内部进行冷却,促使反应釜温度逐渐降低,可对反应釜温度有效控制,防止反应釜出现应力破坏和加固装置出现变形现象,增加反应釜使用寿命。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,其特征在于包括如下步骤:
(a)加固装置安装:将第一加强板和第二加强板之间板面相互垂直摆放,将第一加强板上的第一凸起部朝向内侧,将第二加强板上的第二凸起部朝向内侧,然后对第一加强板和第二加强板接触部位进行焊接;
(b)冷却装置安装:将流量控制器挂设在第一加强板的金属杆上,再逐个对流量控制器处于金属杆上的高度进行调整,保证流量控制器均处于同一平面上,然后在金属杆上焊接支撑杆,对支撑杆与流量控制器的底部进行焊接,同时对流量控制器的背面与金属杆进行焊接,然后在流量控制器上接入冷却水管,再在第二加强板的侧面焊接加厚板,然后在冷却水管处接入循环水管,并将一段循环水管设置到加厚板中,另一段循环水管设置到两块第一加强板之间的区域中;
(c)将加固装置和冷却装置安装到反应釜中:先将反应釜底部封盖通过螺栓固定到固定座上,再将加固装置和冷却装置整体放置到反应釜底部封盖上,对加厚板与反应釜底部封盖之间进行对孔工作,然后在加厚板与反应釜底部封盖之间拧入固定螺栓,再将反应釜釜体装入到反应釜底部封盖上,加厚板的外侧紧贴反应釜釜体的内壁,再对反应釜釜体和反应釜底部封盖之间进行法兰连接,接着在反应釜釜体的进出水口处设置连接管件,将连接管件与冷却水管连接,然后在连接管件处设置进水管和出水管;
(d)在反应釜中加入催化剂SbCl5;
(e)在反应釜中加入氯仿和氟化氢:先通过反应釜处的加热夹套调节反应釜中反应温度,再预先加入少量氯仿,然后根据第二加强板的设置位置,调节反应釜中的反应物注入管的位置,将反应物注入管紧靠第二加强板的内侧面,然后采用计量泵按设计比例同时向反应釜中加入氯仿和氟化氢,并控制氯仿和氟化氢的配比,将氯仿和氟化氢在液相中进行氟化反应;
(f)反应产物回流:在反应过程中控制反应釜上部的回流装置顶部的压力和温度,将反应产物经反应釜上部的回流塔和分凝器进行回流,从分凝器顶部取出气相产物,未反应物随回流液再次回到反应釜的催化剂相中;
(g)冷却装置对反应釜进行冷却:反应完成后,在进水管处通入冷却液,一部分冷却液经过加厚板中的循环水管从出水管排出,另一部分冷却液经过两块第一加强板之间的循环水管从出水管排出,对反应釜釜体和反应釜的内部进行冷却。
进一步,第一加强板和第二加强板均采用不锈钢板。
进一步,步骤(e)中,反应釜中反应温度控制在60-85℃。
进一步,步骤(f)中,定时对反应釜中的催化剂进行测定,并在催化剂相液面一定高度下,使反应压力、反应温度保持一定。
进一步,步骤(g)中,通过反应釜上的温度计了解反应釜内部的温度,根据具体温度对流量控制器进行调控,控制两块第一加强板之间的循环水管中冷却液的流速。
本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明将第一加强板和第二加强板之间板面相互垂直摆放,将第一加强板上的第一凸起部朝向内侧,将第二加强板上的第二凸起部朝向内侧,然后对第一加强板和第二加强板接触部位进行焊接,使得第一加强板和第二加强板组成一个加固体系,再将整个加固体系安装到反应釜釜体中,加厚板的外侧紧贴反应釜釜体的内壁,第一加强板和第二加强板对反应釜釜体的内壁起到加厚和支撑作用,同时对反应釜底部进行结构加强作用,而且在加入反应物前,调节反应釜中的反应物注入管的位置,将反应物注入管紧靠第二加强板的内侧面,然后采用计量泵按设计比例同时向反应釜中加入氯仿和氟化氢,反应物顺着第二加强板上的第二凸起部进行反应,提高液相流动性,提高反应效率,同时又能减小反应物、反应产物与反应釜釜体接触面积,有效降低了反应釜的腐蚀。而且本发明在流量控制器上接入冷却水管,然后在冷却水管处接入循环水管,并将一段循环水管设置到加厚板中,另一段循环水管设置到两块第一加强板之间的区域中,流量控制器控制处于两块第一加强板之间的循环水管的流量,处于两块第一加强板之间的循环水管吸收反应釜内部热量,使得反应釜的内部温度逐渐下降,同时通过加厚板中的循环水管对加厚板冷却,加厚板对反应釜釜体进行冷却,使得加厚板中的循环水管间接对反应釜釜体进行冷却,促使反应釜釜体的壁处温度逐渐降低,使得反应釜釜体内外壁降温同步进行,可对反应釜温度有效控制,防止反应釜出现应力破坏和加固装置出现变形现象,增加反应釜使用寿命。
本发明在反应过程中控制反应釜上部的回流装置顶部的压力和温度,将反应产物经反应釜上部的回流塔和分凝器进行回流,从分凝器顶部取出气相产物,未反应物随回流液再次回到反应釜的催化剂相中,这样使得反应釜中反应连续进行,同时保持催化剂高活性,提高一氯二氟甲烷的产率和质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明中反应釜的结构示意图;
图2为本发明中冷却装置设置在加固装置中的结构示意图;
图3为本发明中冷却水管与循环水管连接的结构示意图;
图4为本发明中第一加强板和第二加强板连接的结构示意图;
图5为本发明中流量控制器安装的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示,为本发明一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,包括如下步骤:
(a)加固装置安装:将第一加强板1和第二加强板2之间板面相互垂直摆放,将第一加强板1上的第一凸起部3朝向内侧,将第二加强板2上的第二凸起部4朝向内侧,然后对第一加强板1和第二加强板2接触部位进行焊接。第一加强板1和第二加强板2均采用不锈钢板,同时第一凸起部3和第二凸起部4也采用不锈钢条,第一加强板1与第一凸起部3焊接固定,第二加强板2与第二凸起部4焊接固定。由于在相同环境和相同时间下,不锈钢的腐蚀率为2-3mm/a,而碳钢腐蚀率为12-14mm/a,因此采用不锈钢制成第一加强板1、第二加强板2、第一凸起部3和第二凸起部4,提高抗腐蚀作用,使得加固装置的寿命在8-10年。
(b)冷却装置安装:将流量控制器5挂设在第一加强板1的金属杆6上,再逐个对流量控制器5处于金属杆6上的高度进行调整,保证流量控制器5均处于同一平面上。然后在金属杆6上焊接支撑杆7,对支撑杆7与流量控制器5的底部进行焊接,同时对流量控制器5的背面与金属杆6进行焊接。然后在流量控制器5上接入冷却水管8,并用直角尺将冷却水管8调整至水平位置。再在第二加强板2的侧面焊接加厚板10,然后在冷却水管8处接入循环水管9,并将一段循环水管9设置到加厚板10中,另一段循环水管9设置到两块第一加强板1之间的区域中。
(c)将加固装置和冷却装置安装到反应釜中:先将反应釜底部封盖11通过螺栓固定到固定座12上,再将加固装置和冷却装置整体放置到反应釜底部封盖11上,对加厚板10与反应釜底部封盖11之间进行对孔工作,然后在加厚板10与反应釜底部封盖11之间拧入固定螺栓。再将反应釜釜体13装入到反应釜底部封盖11上,加厚板10的外侧紧贴反应釜釜体13的内壁,再对反应釜釜体13和反应釜底部封盖11之间进行法兰连接。接着在反应釜釜体13的进出水口处设置连接管件14,将连接管件14与冷却水管8连接,然后在连接管件14处设置进水管和出水管。
(d)在反应釜中加入催化剂SbCl5,SbCl5具有高活性,具有向它的相对失活的三价态转化的很大趋势,主要指在通常的操作温度下的分解或与产物中带入的烃类反应。
(e)在反应釜中加入氯仿和氟化氢:先通过反应釜处的加热夹套调节反应釜中反应温度,反应釜中反应温度控制在60-85℃。再预先加入少量氯仿,然后根据第二加强板2的设置位置,调节反应釜中的反应物注入管的位置,将反应物注入管紧靠第二加强板2的内侧面。然后采用计量泵按设计比例同时向反应釜中加入氯仿和氟化氢,并控制氯仿和氟化氢的配比,将氯仿和氟化氢在液相中进行氟化反应。
(f)反应产物回流:在反应过程中控制反应釜上部的回流装置顶部的压力和温度,将反应产物经反应釜上部的回流塔和分凝器进行回流,从分凝器顶部取出气相产物,未反应物随回流液再次回到反应釜的催化剂相中。定时对反应釜中的催化剂进行测定,并在催化剂相液面一定高度下,使反应压力、反应温度保持一定。
(g)冷却装置对反应釜进行冷却:反应完成后,在进水管处通入冷却液,一部分冷却液经过加厚板10中的循环水管9从出水管排出,另一部分冷却液经过两块第一加强板1之间的循环水管9从出水管排出,对反应釜釜体13和反应釜的内部进行冷却。通过反应釜上的温度计了解反应釜内部的温度,根据具体温度对流量控制器5进行调控,控制两块第一加强板1之间的循环水管9中冷却液的流速。
本发明将第一加强板1和第二加强板2之间板面相互垂直摆放,将第一加强板1上的第一凸起部3朝向内侧,将第二加强板2上的第二凸起部4朝向内侧,然后对第一加强板1和第二加强板2接触部位进行焊接,使得第一加强板1和第二加强板2组成一个加固体系,再将整个加固体系安装到反应釜釜体13中,加厚板10的外侧紧贴反应釜釜体13的内壁,第一加强板1和第二加强板2对反应釜釜体13的内壁起到加厚和支撑作用,同时对反应釜底部进行结构加强作用,而且在加入反应物前,调节反应釜中的反应物注入管的位置,将反应物注入管紧靠第二加强板2的内侧面,然后采用计量泵按设计比例同时向反应釜中加入氯仿和氟化氢,反应物顺着第二加强板2上的第二凸起部4进行反应,提高液相流动性,提高反应效率,同时又能减小反应物、反应产物与反应釜釜体13接触面积,有效降低了反应釜的腐蚀。而且本发明在流量控制器5上接入冷却水管8,然后在冷却水管8处接入循环水管9,并将一段循环水管9设置到加厚板10中,另一段循环水管9设置到两块第一加强板1之间的区域中,流量控制器5控制处于两块第一加强板1之间的循环水管9的流量,处于两块第一加强板1之间的循环水管9吸收反应釜内部热量,使得反应釜的内部温度逐渐下降,同时通过加厚板10中的循环水管9对加厚板10冷却,加厚板10对反应釜釜体13进行冷却,使得加厚板10中的循环水管9间接对反应釜釜体13进行冷却,促使反应釜釜体13的壁处温度逐渐降低,使得反应釜釜体13内外壁降温同步进行,可对反应釜温度有效控制,防止反应釜出现应力破坏和加固装置出现变形现象,增加反应釜使用寿命。
本发明在反应过程中控制反应釜上部的回流装置顶部的压力和温度,将反应产物经反应釜上部的回流塔和分凝器进行回流,从分凝器顶部取出气相产物,未反应物随回流液再次回到反应釜的催化剂相中,这样使得反应釜中反应连续进行,同时保持催化剂高活性,提高一氯二氟甲烷的产率和质量。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,其特征在于包括如下步骤:
(a)加固装置安装:将第一加强板和第二加强板之间板面相互垂直摆放,将第一加强板上的第一凸起部朝向内侧,将第二加强板上的第二凸起部朝向内侧,然后对第一加强板和第二加强板接触部位进行焊接;
(b)冷却装置安装:将流量控制器挂设在第一加强板的金属杆上,再逐个对流量控制器处于金属杆上的高度进行调整,保证流量控制器均处于同一平面上,然后在金属杆上焊接支撑杆,对支撑杆与流量控制器的底部进行焊接,同时对流量控制器的背面与金属杆进行焊接,然后在流量控制器上接入冷却水管,再在第二加强板的侧面焊接加厚板,然后在冷却水管处接入循环水管,并将一段循环水管设置到加厚板中,另一段循环水管设置到两块第一加强板之间的区域中;
(c)将加固装置和冷却装置安装到反应釜中:先将反应釜底部封盖通过螺栓固定到固定座上,再将加固装置和冷却装置整体放置到反应釜底部封盖上,对加厚板与反应釜底部封盖之间进行对孔工作,然后在加厚板与反应釜底部封盖之间拧入固定螺栓,再将反应釜釜体装入到反应釜底部封盖上,加厚板的外侧紧贴反应釜釜体的内壁,再对反应釜釜体和反应釜底部封盖之间进行法兰连接,接着在反应釜釜体的进出水口处设置连接管件,将连接管件与冷却水管连接,然后在连接管件处设置进水管和出水管;
(d)在反应釜中加入催化剂SbCl5;
(e)在反应釜中加入氯仿和氟化氢:先通过反应釜处的加热夹套调节反应釜中反应温度,再预先加入少量氯仿,然后根据第二加强板的设置位置,调节反应釜中的反应物注入管的位置,将反应物注入管紧靠第二加强板的内侧面,然后采用计量泵按设计比例同时向反应釜中加入氯仿和氟化氢,并控制氯仿和氟化氢的配比,将氯仿和氟化氢在液相中进行氟化反应;
(f)反应产物回流:在反应过程中控制反应釜上部的回流装置顶部的压力和温度,将反应产物经反应釜上部的回流塔和分凝器进行回流,从分凝器顶部取出气相产物,未反应物随回流液再次回到反应釜的催化剂相中;
(g)冷却装置对反应釜进行冷却:反应完成后,在进水管处通入冷却液,一部分冷却液经过加厚板中的循环水管从出水管排出,另一部分冷却液经过两块第一加强板之间的循环水管从出水管排出,对反应釜釜体和反应釜的内部进行冷却。
2.根据权利要求1所述的一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,其特征在于:第一加强板和第二加强板均采用不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,其特征在于:步骤(e)中,反应釜中反应温度控制在60-85℃。
4.根据权利要求1所述的一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,其特征在于:步骤(f)中,定时对反应釜中的催化剂进行测定,并在催化剂相液面一定高度下,使反应压力、反应温度保持一定。
5.根据权利要求1所述的一种用氯仿氟化制备一氯二氟甲烷的方法,其特征在于:步骤(g)中,通过反应釜上的温度计了解反应釜内部的温度,根据具体温度对流量控制器进行调控,控制两块第一加强板之间的循环水管中冷却液的流速。
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