CN114276532A - 一种过氧化全氟聚醚的制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光氧化聚合领域，特别涉及一种过氧化全氟聚醚的制备方法及装置。本发明的制备方法包括将溶剂预冷后与全氟烯烃混合得到预混液，将预混液与氧气快速混合后通入反应器内进行光氧化聚合反应，缩短了全氟烯烃与氧气在无紫外光照条件下的接触时间，减少了高过氧化副产物的生成，降低了潜在的爆炸风险；本发明中所采用的预混装置成本较低，反应器冷阱夹套内通入惰性气体，解决了低温下冷阱内壁易结霜的问题，提高了紫外光利用率；采用膜分离器对溶剂和产物直接进行分离，不需将溶剂经过液化和气化的相变过程，实现了节约能耗、降低成本的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于光氧化聚合领域，特别涉及一种过氧化全氟聚醚的制备方法及装置。
背景技术
全氟聚醚分子中仅有C、F、O三种元素，具有耐热、耐氧化、耐辐射、耐腐蚀、不燃等特性。过氧化全氟聚醚是一类具有卓越粘温特性和极低蒸发损失的高性能氟材料，是在苛刻环境下极为可靠的润滑剂，广泛应用于航空航天、核工业、磁介质等高端领域。过氧化全氟聚醚的制备方法是以全氟烯烃和氧气为原料，在低温下，经紫外光照射或添加化学引发剂使原料氧化聚合，得到分子量不同的全氟聚醚。早期，过氧化全氟聚醚工业合成多以间歇反应为主，间歇反应方法存在开停车频繁，辅助操作周期长，反应放热剧烈，安全风险大的缺点；因此，连续化生产成为过氧化全氟聚醚生产工艺的主流。
中国专利CN1401674A(申请号为CN02130438.6)以四氟乙烯和氧气为原料，连续通入装有溶剂的二氟二氯甲烷的光聚釜，在紫外光照射下，于低温环境中进行光氧化聚合反应；反应物从光聚釜中放至光照釜中经蒸馏和紫外灯照射，溶剂以及未反应的原料返回光聚釜中继续反应，实现了全氟聚醚油的连续化生产，但存在两个光化釜，装置比较复杂，且溶剂回收时存在溶剂的汽化、液化两次相变，能量消耗量大，过氧化全氟聚醚生产过程中使用的溶剂和产物质量比一般在10以上，分子量大于10000的产物所需溶剂更多，目前，节能降耗是衡量工艺先进性的重要指标，化工生产过程中分离工艺占总能耗的60％以上。
中国专利CN111138651A(申请号为CN201911408953.0)通过微通道反应器实现溶剂与全氟烯烃和氧气的高效混合溶解，通过连续式反应器实现了全氟聚醚过氧化物的高效合成。但进料混合系统用到了微通道反应器，虽然增强了物料的混合效果，但微通道反应器造价较高，一套实验级微通道反应器通常造价百万以上，且微通道反应器内无光源、通道长且直径小，烯烃和氧气易在微通道生成过氧含量较高的产物，有一定安全隐患(过氧含量在1.0％以上会有爆炸风险)，此方法只适用于过氧化全氟聚醚的分子量10000以下的聚合反应。低温内杯体直接与空气接触，容易在内杯体表面生成冻霜，影响紫外光照射。光氧化反应器是过氧化全氟聚醚的核心设备，过氧化全氟聚醚的合成一般是低温反应，反应器内设紫外灯一般处于低温环境下，严重影响紫外灯的寿命和稳定性。
因此，亟待开发一种新工艺以提高过氧化全氟聚醚的生产安全性、降低能耗，并提升产物的分子量水平。
发明内容
针对以上光氧化反应制备全氟聚醚的连续流工艺存在的技术问题，本发明提供一种过氧化全氟聚醚的制备方法及装置，解决了原料在进入光氧化反应器之前混合易生成高过氧化副产物、产物和溶剂分离工艺复杂、能耗高的技术问题，能够达到减少原料预混阶段副产物的生成、降低预混装置成本、产品分离工艺简单、能耗低的技术效果。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种过氧化全氟聚醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将溶剂预冷后与全氟烯烃混合得到预混液；
(2)将步骤(1)的预混液与氧气快速混合后通入反应器内进行光氧化聚合反应，生成过氧化全氟聚醚；
(3)将步骤(2)生成的过氧化全氟聚醚和溶剂进行分离，得到的溶剂回收利用。
首先将全氟烯烃与溶剂预混合得到预混液，然后再与氧气混合，此操作能够减少全氟烯烃与氧气在无紫外光照射下的副反应，从而减少高过氧化副产物的生成，有利于提升过氧化全氟聚醚的收率。
优选的，本申请采用连续流工艺利用全氟烯烃和氧气在紫外光照条件下制备过氧化全氟聚醚，所述连续流工艺是指在连续流动的状态下进行化学反应的工艺，具体是先分别以适当流量将两个或多个反应物料经混合装置充分混合后泵入反应器中，反应物料流经反应器的同时发生化学反应，并在出口处收集反应液或继续泵入下一工序。连续流反应中物料流经反应器反应后，立刻流出反应系统并进行下一步处理，反应原料的输送、反应以及产品分离与后处理都是在连续流动状态下完成的，反应物料在设备中的停留时间短、反应过程迅速且传质传热速度快，反应的可控性更强，因此往往副反应也相对较少，产物选择性高，更加环保安全。
优选的，步骤(1)中所述溶剂为含氟烷烃，所述含氟烷烃包括二氟一氯甲烷(R22)、1,1,1,2-四氟乙烷(R-134a)、四氟一氯乙烷(R-124)、二氟二氯甲烷(R-12)、二氟甲烷(R32)中的至少一种。含氟烷烃具有黏度低、透光性好、化学稳定性好、无毒无腐蚀的优点，尤其适用于高分子光氧化聚合反应；利用光氧化聚合反应制备过氧化全氟聚醚的过程中，随着反应时间的延长，聚合物分子量逐渐增大，反应体系黏度急剧增加，黏度增大易影响紫外光的透过率，含氟烷烃的黏度低，透光性好，有利于反应顺利进行和产物分子量的提升。
优选的，步骤(1)中所述全氟烯烃为四氟乙烯或六氟丙烯。
优选的，步骤(1)中所述溶剂温度为-60～-30℃。
优选的，步骤(1)中所述溶剂的流量为500～5000mL/min；进一步优选的，溶剂的流量为1000～3500mL/min。
优选的，所述全氟烯烃的流量为500～5000mL/min，氧气流量为1000～10000mL/min，进一步优选的，全氟烯烃的流量为800～3500mL/min，氧气流量为1500～5500mL/min。
优选的，步骤(2)中所述光氧化聚合采用紫外灯进行光引发聚合，所述紫外灯的功率范围为0.2～5kW，有效波长为150～500nm，进一步优选的，所述紫外灯功率为1.0～2.5kW，有效波长为200～400nm。
优选的，步骤(2)中预混液与氧气在文丘里混合器中进行混合。本申请采用市售的文丘里混合器，其具有混合效果好、混合速度快、价格便宜的优势，能够将预混液与氧气快速混合并输入石英管内进行光氧化聚合，减少无紫外光条件下的副反应发生。
优选的，步骤(2)中反应温度为-50～-30℃。
优选的，步骤(2)中反应液在反应器内停留时间为1～10min，进一步优选的，停留时间为1～5min。
本发明还提供上述过氧化全氟聚醚的制备方法所采用的装置，其特征在于，包括依次管路连接的预混罐、文丘里混合器、反应器、膜分离器和产品储罐；所述膜分离器的出口还与所述预混罐的入口管路连接；所述文丘里混合器带有第二入口，并通过第二入口与外部氧气源管路连接；所述预混罐的外部设有夹套，所述夹套与第一制冷机管路连接，所述反应器还连接有第二制冷机。
优选的，所述反应器为平推流反应器，所述平推流反应器从内向外依次包括紫外灯、冷阱、石英管和保冷部件，经保冷部件与第二制冷机连接；
所述保冷部件中央设置有冷阱，所述冷阱外部设置有呈螺旋状环绕的石英管，所述冷阱内部设置有紫外灯，所述石英管一端与所述文丘里混合器的出口管路连接，另一端与膜分离器的入口管路连接；反应液进入石英管内部通过紫外灯照射发生光氧化聚合反应。
优选的，所述保冷部件为冷媒储罐，所述冷媒储罐内部充满冷媒。
优选的，所述冷阱由内壳和外壳构成，所述内壳内部设置有紫外灯，所述内壳与外壳之间构成双层冷阱夹套，所述冷阱夹套内充满惰性气体，所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气。全氟烯烃与氧气的光氧化聚合反应通常采用高强度紫外灯照射引发反应，高强度紫外光易产生较多热量，在冷阱夹套内通入氮气，一方面能够避免冷阱夹套内空气中的水汽在内壁凝固结霜而降低紫外光透过率；另一方面能够避免紫外光产生的热量对冷媒及石英管内的反应液产生升温作用，利用氮气进行隔热从而保证反应的顺利进行。
优选的，所述冷媒为乙二醇和无水乙醇的混合液，所述混合液中乙二醇和无水乙醇质量比为1:(3.5-4.5)，所述冷媒温度为-100～20℃，以乙二醇和无水乙醇的混合物作为冷媒，具有低温下流动性好、透光性好的优点。
优选的，所述石英管的长径比范围为(50～500):1，进一步优选的，所述石英管长径比为(150-250):1。
优选的，所述产品储罐材质为哈氏合金C或蒙乃尔合金。
优选的，所述预混罐、文丘里混合器和平推流反应器主体部分的材质均为316L不锈钢。
优选的，所述预混罐、文丘里混合器、平推流反应器及膜分离器的外表面均包覆保冷材料；所述保冷材料材质为聚氨酯发泡材料。
本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：
1、本发明的装置采用预混罐对全氟烯烃和溶剂进行预混合，并使用文丘里混合器将预混液与氧气进行高效混合，无需使用微通道反应器，解决了现有技术中连续流反应器原料预混设备造价高、混合时间长的技术问题，能够节省80％的设备成本，混合时间缩短90％。
2、本发明过氧化全氟聚醚制备装置中的平推流反应器内通有惰性气体，解决了低温下反应器壁生成冻霜的问题，提高了紫外光的透过率，有利于光氧化聚合的顺利进行。
3、本发明的后处理装置采用膜分离器对溶剂和产物直接进行分离，不需将溶剂经过液化和气化的相变过程，实现了节约能耗、降低成本的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的装置图；
图2为本发明实施例2的GPC测试谱图；
图3为本发明实施例3的GPC测试谱图；
图4是本发明实施例4的GPC测试谱图；
图5是本发明对比例2的GPC测试谱图；
图6是本发明对比例3的GPC测试谱图；
图7是本发明对比例4的GPC测试谱图；
其中，1、预混罐；10、第一制冷机；11、全氟烯烃入口；12、溶剂入口；13、预混液出口；2、文丘里混合器；21、预混液入口；22、反应液出口；23、氧气入口；3、平推流反应器；30、第二制冷机；31、紫外灯；32、石英管；33、冷阱；34、冷媒储罐；4、膜分离器；41、滤膜；42、上腔；421、待分离液入口；422、氮气入口；423、产品出口；43、下腔；431、溶剂出口；5、产品储罐。
具体实施方式
以下配合说明书附图以具体实施例的方式对本发明的一种过氧化全氟聚醚的制备方法及装置作进一步说明。
实施例1
一种制备过氧化全氟聚醚的装置，如说明书附图1所示，包括依次管路连接的预混罐1、文丘里混合器2、平推流反应器3、膜分离器4和产品储罐5。
预混罐1上部设置有全氟烯烃入口11和溶剂入口12，底部设置有预混液出口13；文丘里混合器2一端设置有预混液入口21，另一端设置有反应液出口22，底部设置有氧气入口23；预混液出口13与预混液入口21管路连接；反应液出口22与平推流反应器3入口管路连接。
膜分离器4本体内部设置有滤膜41，滤膜41将膜分离器4内部空腔分隔为上腔42和下腔43，上腔42顶部设置有待分离液入口421和氮气入口422，上腔42底部设置有产品出口423，下腔43底部设置有溶剂出口431，溶剂出口431与预混罐溶剂入口12相连。
此外，采用第一制冷机10对预混罐1内的液体进行预冷；采用第二制冷机30控制平推流反应器3中的反应体系温度，第二制冷机30采用温度为-35℃、质量比为1:4的乙醇与无水乙醇混合液为制冷剂。
平推流反应器3包括冷媒储罐34、设置在冷媒储罐34内部的石英管32和石英冷阱33，冷媒储罐34内部充满冷媒；冷阱33内部设置有紫外灯31，冷阱33包括内壳和外壳，内壳与外壳之间构成双层冷阱夹套，冷阱夹套内通氮气；石英管32的长径比为200:1，一端与文丘里混合器2的出口管路连接，另一端与膜分离器4的入口管路连接。
石英冷阱33置于冷媒储罐34中央，石英管32呈螺旋状环绕设置在冷阱33外周；冷阱33与石英管32距离为20mm。
本实施例中的产品储罐5材质为哈氏合金C，预混罐1、文丘里混合器2和平推流反应器3主体部分的材质为316L不锈钢；此外，预混罐1、文丘里混合器2、平推流反应器3及膜分离器4外表面包覆聚氨酯发泡材料作为保冷材料。
采用本实施例的装置制备过氧化全氟聚醚的工艺流程：从全氟烯烃入口11处向预混罐1中加入四氟乙烯或六氟丙烯，从溶剂入口12处向预混罐1中加入含氟烷烃溶剂，全氟烯烃与含氟烷烃混合得到预混液，当预混罐1中预混液达到指定高度时，打开预混液出口13，将预混液经预混液入口21通入文丘里混合器2中，同时将氧气由氧气入口23输送至文丘里混合器2中，预混液和氧气经文丘里混合器2混合后形成反应液，反应液由文丘里混合器2的反应液出口22流出，经平推流反应器3入口进入石英管32内进行光氧化聚合反应，石英冷阱33夹套内通氮气，反应一定时间后反应液分别经反应器出口、待分离液入口421进入膜分离器4的上腔42，在氮气压力作用下，溶剂经滤膜41进入下腔43，过氧化全氟聚醚由产品出口423流至产品储罐5中，溶剂经溶剂出口431、溶剂入口12流入预混罐1内循环利用。
实施例2
一种过氧化全氟聚醚的制备方法，使用实施例1中的装置进行反应；按图1所示装置图组装连续的过氧化全氟聚醚反应系统，选用四氟乙烯和氧气作为聚合原料，R22作为溶剂。石英管内径为20mm，长度为2000mm。
开启第一制冷机10将预混罐1温度降至-40℃，开启第二制冷机30将平推流反应器3温度降至-35℃。打开预混罐1进行搅拌，转速设置为500r/min，再打开紫外灯31，紫外灯31功率设置为1.5kW。
将R22溶剂进料流量设置为3000mL/min，四氟乙烯进料流量设置为2000mL/min，R22溶剂与四氟乙烯在预混罐1中预混合得到预混液，将氧气进料流量设置为3500mL/min，预混液与氧气在文丘里混合器3中混合得到反应液，反应液从石英管32一端进入，停留时间为1.2min，反应液在紫外灯31的光照下进行光氧化聚合反应，生成的产物与溶剂的混合物通过石英管32的另一端流出平推流反应器3，然后经由待分离液入口421进入膜分离器4中进行产物与溶剂的分离，其中产物经产品出口423进入产品储罐5中，分离出的溶剂经由溶剂出口431流出，并通过溶剂入口12流入预混罐1中进行循环利用。
产物合成速率为0.6kg/h，过氧化全氟聚醚收率达到65％。对反应产物进行GPC测试结果如图2所示，产物的数均分子量为11851，重均分子量为29561，峰值分子量为30504。碘量法测试产物的过氧含量为0.2％。紫外辐照强度UVB为3000μW/cm2，溶剂回收单元无能量消耗，溶剂回收利用率为98％。
实施例3
一种过氧化全氟聚醚的制备方法，使用与实施例1同样的反应器和石英管，并按照同样的连接方式及控制方法。本实施例采用六氟丙烯代替四氟乙烯，并改变反应条件。
开启第一制冷机10将预混罐1温度降至-40℃，开启第二制冷机30将平推流反应器3温度降至-35℃。打开预混罐1进行搅拌，转速设置为600r/min，再打开紫外灯31，紫外灯31功率设置为2.0kW。
将R22溶剂进料流量设置为3000mL/min，六氟丙烯进料流量设置为3000mL/min，R22溶剂与六氟丙烯在预混罐1中预混合得到预混液，将氧气进料流量设置为5000mL/min，预混液与氧气在文丘里混合器3中混合得到反应液，反应液从石英管32一端进入，停留时间为1.2min，反应液在紫外灯31的光照下进行光氧化聚合反应，生成的产物与溶剂的混合物通过石英管32的另一端流出平推流反应器3，然后经由待分离液入口421进入膜分离器4中进行产物与溶剂的分离，其中产物经产品出口423进入产品储罐5中，分离出的溶剂经由溶剂出口431流出，并通过溶剂入口12流入预混罐1中进行循环利用。
产物合成速率为0.85kg/h，过氧化全氟聚醚收率达到61％。对反应产物进行GPC测试结果如图3所示，产物的数均分子量为15924，重均分子量为24955，峰值分子量为24417。碘量法测试产物的过氧含量为0.18％。紫外辐照强度UVB为3300μW/cm2，溶剂回收单元无能量消耗，溶剂回收利用率为97％。
实施例4
一种过氧化全氟聚醚的制备方法，同实施例2，不同之处在于改变石英管长径比和反应条件。
按附图1所示组成连续的过氧化全氟聚醚反应系统，选用四氟乙烯和氧气作为聚合原料，R22作为溶剂。石英管内径选用10mm，长度选用4000mm。
开启第一制冷机10将预混罐1温度降至-40℃，开启第二制冷机30将平推流反应器3温度降至-35℃。打开预混罐1进行搅拌，搅拌器转速设置为500r/min，再打开紫外灯31，紫外灯31功率设置为1.0kW。
将R22溶剂进料流量设置为1500mL/min，四氟乙烯进料流量设置为1000mL/min，R22溶剂与四氟乙烯在预混罐1中预混合得到预混液，将氧气进料流量设置为1750mL/min，预混液与氧气在文丘里混合器3中混合得到反应液，反应液从石英管32一端进入，停留时间为1.2min，反应液在紫外灯31的光照下进行光氧化聚合反应，生成的产物与溶剂的混合物通过石英管32的另一端流出平推流反应器3，然后经由待分离液入口421进入膜分离器4中进行产物与溶剂的分离，其中产物经产品出口423进入产品储罐5中，分离出的溶剂经由溶剂出口431流出，并通过溶剂入口12流入预混罐1中进行循环利用。
产物合成速率为0.33kg/h，过氧化全氟聚醚收率达到71.5％。对反应产物进行GPC测试结果如图4所示，产物的数均分子量为20017，重均分子量为25821，峰值分子量为23245。碘量法测试过氧含量为0.28％。紫外辐照强度UVB为2200μW/cm2，溶剂回收单元无能量消耗，溶剂回收利用率为98％。
对比例1
一种制备过氧化全氟聚醚的装置，与实施例1中装置的不同之处在于，采用微通道反应器代替预混罐和文丘里混合器，其它同实施例1。
对比例2
一种过氧化全氟聚醚的制备方法，使用对比例1中的装置，原料及反应条件同实施例2，产物合成速率为0.55kg/h，过氧化全氟聚醚收率达到62％。对反应产物进行GPC测试结果如图5所示，产物的数均分子量为8870，重均分子量为19587，峰值分子量为16629。碘量法测试产物的过氧含量为0.8％。紫外辐照强度UVB为3000μW/cm2，溶剂回收单元无能量消耗，溶剂回收利用率为98％。由上述可得，用微通道反应器进行预混合时，产物的过氧含量为实施例2中过氧含量的4倍，过氧含量越高，产品活性高，爆炸风险增加。
对比例3
一种过氧化全氟聚醚的制备方法，使用对比例1中的装置，原料、反应条件及制备方法同实施例2，不同之处在于石英冷阱内不通入氮气。产物合成速率为0.55kg/h，过氧化全氟聚醚收率达到58％。对反应产物进行GPC测试结果如图6所示，产物的数均分子量为6673，重均分子量为9098，峰值分子量为8388；碘量法测试产物的过氧含量为1.2％。紫外辐照强度UVB为1600μW/cm2，溶剂回收单元无能量消耗，溶剂回收利用率为97％。由上述可知，与实施例2相比，紫外辐射强度明显下降，产物的过氧含量显著增大，爆炸风险增加，产物收率略有下降。
对比例4
一种过氧化全氟聚醚的制备方法，与实施例4不同之处在于溶剂回收方式，本对比例使用闪蒸罐进行溶剂循环利用和产物分离，产物合成速率为0.31kg/h，过氧化全氟聚醚收率达到69.3％。对反应产物进行GPC测试结果如图7所示，产物的数均分子量为18237，重均分子量为29308，峰值分子量为26574；生产单位质量过氧化全氟聚醚消耗电量80kW·h，其中溶剂回收消耗电量50kW·h。溶剂回收利用率为92％，碘量法测试产物的过氧含量为0.29％。
与实施例4相比，对比例4采用闪蒸罐进行溶剂回收时，溶剂存在由液态转变为气态，又由气态转变为液态的两次相变过程，损耗能量较多，不利于节能环保。
Claims (10)
1.一种过氧化全氟聚醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将溶剂预冷后与全氟烯烃混合得到预混液；
(2)将步骤(1)的预混液与氧气混合后得到反应液，将反应液通入反应器内进行光氧化聚合反应，生成过氧化全氟聚醚；
(3)将步骤(2)生成的过氧化全氟聚醚和溶剂进行分离，得到的溶剂回收利用。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂为含氟烷烃，所述含氟烷烃包括二氟一氯甲烷、1,1,1,2-四氟乙烷、四氟一氯乙烷、二氟二氯甲烷、二氟甲烷中的至少一种；所述全氟烯烃为四氟乙烯或六氟丙烯。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂的流量为500～5000mL/min，所述全氟烯烃的流量为500～5000mL/min，氧气流量为1000～10000mL/min；优选的，所述溶剂的流量为1000～3500mL/min，全氟烯烃的流量为800～3500mL/min，氧气流量为1500～5500mL/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂温度为-60～-30℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中光氧化聚合采用紫外灯光照引发聚合，所述紫外灯的功率为0.2～5kW，有效波长为150～500nm；优选的，所述紫外灯功率为1.0～2.5kW，有效波长为200～400nm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应的温度为-50～-30℃；反应液在反应器内停留时间为1～10min；优选的，停留时间为1～5min。
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法所使用的装置，其特征在于，包括依次管路连接的预混罐(1)、文丘里混合器(2)、平推流反应器(3)、膜分离器(4)和产品储罐(5)；所述膜分离器(4)的出口还与所述预混罐(1)的入口管路连接；
所述文丘里混合器(2)带有第二入口，并通过第二入口与外部氧气源管路连接；
所述预混罐(1)的外部设有夹套，所述夹套与第一制冷机(10)连接；
所述平推流反应器(3)还连接有第二制冷机(30)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述平推流反应器(3)从内到外依次包括紫外灯(31)、冷阱(33)、石英管(32)和保冷部件，经保冷部件与第二制冷机(30)连接；
所述保冷部件中央设置有冷阱(33)，所述冷阱(33)外部设置有呈螺旋状环绕的石英管(32)，所述冷阱(33)内部设置有紫外灯(31)，所述石英管(32)一端与所述文丘里混合器(2)的出口管路连接，另一端与膜分离器(4)的入口管路连接。
优选的，所述保冷部件为冷媒储罐(34)，冷媒储罐(34)内部充满冷媒。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冷阱(33)由内壳和外壳构成，所述内壳内部设置有紫外灯(31)，所述内壳与外壳之间构成双层冷阱夹套，所述冷阱夹套内充满惰性气体，所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气；所述冷媒为乙二醇和无水乙醇的混合液，所述混合液中乙二醇和无水乙醇质量比为1:(3.5-4.5)，冷媒温度为-100～20℃。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述石英管(32)的长径比为(50～500)：1，优选的，所述石英管(32)长径比为(150-250):1。
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