CN207121550U - 一种二乙胺基三氟化硫的生产系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，属于有机氟化工领域。该系统包括高位釜、反应釜、浓缩釜和溶剂回收釜；所述高位釜的高度最高，所述反应釜的高度低于所述高位釜，所述浓缩釜和所述溶剂回收釜的高度低于所述反应釜。本实用新型解决了现有方法生产二乙胺基三氟化硫不安全，且仅有实验室合成方法，不适合大规模工业化生产的问题，克服其缺陷，提供一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，能够大规模工业化安全生产出二乙胺基三氟化硫产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种有机氟化工产品的生产系统，更具体地说，本实用新型涉及一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，属于有机氟化工领域。
背景技术
二乙胺基三氟化硫（DAST）可用作氟化试剂、抗癌药物上氟剂。例如与醇作用得到相应的氟代烷；与酰氯作用得到相应的酰氟；与醛或酮作用得到孪位二氟化物；与亚砜作用得到α-氟代硫醚，再用过氯苯甲酸氧化，得到α-氟代亚砜等，相关的应用可查阅文献资料，例如：
1、有机氟化学，卿凤玲，邱小龙编著。
2、Fluorination with Diethylaminosulfur Trifluoride and Relatedaminofluorosulfuranes, Book on wiley。
3、J.Org.Chem.2012,77,6087-6099。
国内，目前只有少数公司利用间歇式实验装置生产二乙胺基三氟化硫，由于其本身的性质（沸点：43-44℃/12Torr，在高于50℃有可能发生爆炸。纯的DAST的爆炸温度为147℃），在反应及纯化过程中，存在爆炸的危险。Middleton小组对二烷胺基三氟化硫和双（二烷胺基）二氟化硫的稳定性进行了较为详细的研究，这两类化合物在一定的温度下都会发生爆炸，而且早在1979年就有DAST在制备和使用过程中发生爆炸的报道。Middleton小组发现二烷氨基三氟化硫发生爆炸经历两个不同的阶段，即首先所有二烷氨基三氟化硫化合物在50℃时都发生缓慢分解，放出SF4和生成双(二烷氨基)二氟化硫化合物；当进一步加热时，生成的双(二烷氨基)二氟化硫化合物发生爆炸产生气体物质并得到大量的黑炭。爆炸温度与底物的量之间没有关系，但与升温速率有一定的关系，慢慢的升温速率使爆炸温度略有降低。
2011年1月18日华东理工大学的陈冠龙发表了硕士论文《几种氟化试剂的合成研究》。在该论文正文第16-17页中公开了“将N-（三甲基硅基）二乙胺缓慢滴入过量冷却的液态SF4，反应结束后，将剩余SF4和副产物TMSF抽除，在不经减压蒸馏的情况下，得到了纯度较高的二乙胺基三氟化硫。”
上述现有技术为实验室合成DAST，纯度要求高，且产量低，而大规模工业化生产纯度要求不高，但是要求较高的产量（公斤级以上的生产）。所以对比文件中的技术方案无法用于大规模生产DAST。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有方法生产二乙胺基三氟化硫不安全，且仅有实验室合成方法，不适合大规模工业化生产的问题，克服其缺陷，提供一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，采用该系统能够大规模工业化安全生产出二乙胺基三氟化硫产品。
为了实现上述实用新型目的，其具体的技术方案如下：
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：包括高位釜、反应釜、浓缩釜和溶剂回收釜；所述高位釜的高度最高，所述反应釜的高度低于所述高位釜，所述浓缩釜和所述溶剂回收釜的高度低于所述反应釜；所述高位釜一端连接四氟化硫储罐，底部通过管道连接所述反应釜；所述反应釜的底部通过管道连接所述浓缩釜；所述浓缩釜又通过管道连接所述溶剂回收釜；所述高位釜和所述反应釜都与水泵连接；所述溶剂回收釜与油泵连接；所述反应釜、所述浓缩釜和所述溶剂回收釜都与液氮储罐连接。
本实用新型优选的，所述四氟化硫储罐与所述高位釜之间还设置有四氟化硫吸附塔。
本实用新型优选的，所述浓缩釜和所述溶剂回收釜的高度相同。
本实用新型优选的，所述浓缩釜的底部设置有二乙胺基三氟化硫出口。
本实用新型优选的，所述反应釜和所述浓缩釜内设置有搅拌装置。
本实用新型优选的，所述反应釜和所述溶剂回收釜上设置有冷却装置，所述冷却装置与所述液氮储罐连接。
本实用新型带来的有益技术效果：
1、本实用新型解决了现有方法生产二乙胺基三氟化硫不安全，且仅有实验室合成方法，不适合大规模工业化生产的问题，克服其缺陷，提供一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，能够大规模工业化安全生产出二乙胺基三氟化硫产品。
2、采用本实用新型的系统，对原料纯度的要求降低，基本在82%以上都能满足生产的要求。
3、本实用新型系统能够脱掉多余的溶剂及反应产生的副产物，如溶剂或是副产物本生对后续氟化没有影响或是影响较弱，也可以考虑直接投入使用，从而实现了安全生产及大规模生产；
4、本实用新型由于高位釜、反应釜、浓缩釜和溶剂回收釜采用特定的相对高度设置，每个单元操作不会对另外的单元存在影响，从而实现了安全连续化生产的目的。
附图说明
图1为本实用新型生产系统的设备连接示意图；
图2为本实用新型生产系统中反应釜的结构示意图；
图3为本实用新型生产系统中浓缩釜的结构示意图；
图4为本实用新型生产系统中溶剂回收釜的结构示意图。
附图标记：1为高位釜、2为反应釜、3为浓缩釜、4为溶剂回收釜、5为四氟化硫储罐、6为水泵、7为油泵、8为液氮储罐、9为四氟化硫吸附塔、10为二乙胺基三氟化硫出口、11为搅拌装置、12为冷却装置。
具体实施方式
实施例1
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，包括高位釜1、反应釜2、浓缩釜3和溶剂回收釜4；所述高位釜1的高度最高，所述反应釜2的高度低于所述高位釜1，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度低于所述反应釜2；所述高位釜1一端连接四氟化硫储罐5，底部通过管道连接所述反应釜2；所述反应釜2的底部通过管道连接所述浓缩釜3；所述浓缩釜3又通过管道连接所述溶剂回收釜4；所述高位釜1和所述反应釜2都与水泵6连接；所述溶剂回收釜4与油泵7连接；所述反应釜2、所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4都与液氮储罐8连接。
实施例2
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，包括高位釜1、反应釜2、浓缩釜3和溶剂回收釜4；所述高位釜1的高度最高，所述反应釜2的高度低于所述高位釜1，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度低于所述反应釜2；所述高位釜1一端连接四氟化硫储罐5，底部通过管道连接所述反应釜2；所述反应釜2的底部通过管道连接所述浓缩釜3；所述浓缩釜3又通过管道连接所述溶剂回收釜4；所述高位釜1和所述反应釜2都与水泵6连接；所述溶剂回收釜4与油泵7连接；所述反应釜2、所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4都与液氮储罐8连接。
优选的，所述四氟化硫储罐5与所述高位釜1之间还设置有四氟化硫吸附塔9。
实施例3
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，包括高位釜1、反应釜2、浓缩釜3和溶剂回收釜4；所述高位釜1的高度最高，所述反应釜2的高度低于所述高位釜1，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度低于所述反应釜2；所述高位釜1一端连接四氟化硫储罐5，底部通过管道连接所述反应釜2；所述反应釜2的底部通过管道连接所述浓缩釜3；所述浓缩釜3又通过管道连接所述溶剂回收釜4；所述高位釜1和所述反应釜2都与水泵6连接；所述溶剂回收釜4与油泵7连接；所述反应釜2、所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4都与液氮储罐8连接。
优选的，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度相同。
实施例4
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，包括高位釜1、反应釜2、浓缩釜3和溶剂回收釜4；所述高位釜1的高度最高，所述反应釜2的高度低于所述高位釜1，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度低于所述反应釜2；所述高位釜1一端连接四氟化硫储罐5，底部通过管道连接所述反应釜2；所述反应釜2的底部通过管道连接所述浓缩釜3；所述浓缩釜3又通过管道连接所述溶剂回收釜4；所述高位釜1和所述反应釜2都与水泵6连接；所述溶剂回收釜4与油泵7连接；所述反应釜2、所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4都与液氮储罐8连接。
优选的，所述浓缩釜3的底部设置有二乙胺基三氟化硫出口10。
实施例5
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，包括高位釜1、反应釜2、浓缩釜3和溶剂回收釜4；所述高位釜1的高度最高，所述反应釜2的高度低于所述高位釜1，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度低于所述反应釜2；所述高位釜1一端连接四氟化硫储罐5，底部通过管道连接所述反应釜2；所述反应釜2的底部通过管道连接所述浓缩釜3；所述浓缩釜3又通过管道连接所述溶剂回收釜4；所述高位釜1和所述反应釜2都与水泵6连接；所述溶剂回收釜4与油泵7连接；所述反应釜2、所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4都与液氮储罐8连接。
优选的，所述反应釜2和所述浓缩釜3内设置有搅拌装置11。
实施例6
一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，包括高位釜1、反应釜2、浓缩釜3和溶剂回收釜4；所述高位釜1的高度最高，所述反应釜2的高度低于所述高位釜1，所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4的高度低于所述反应釜2；所述高位釜1一端连接四氟化硫储罐5，底部通过管道连接所述反应釜2；所述反应釜2的底部通过管道连接所述浓缩釜3；所述浓缩釜3又通过管道连接所述溶剂回收釜4；所述高位釜1和所述反应釜2都与水泵6连接；所述溶剂回收釜4与油泵7连接；所述反应釜2、所述浓缩釜3和所述溶剂回收釜4都与液氮储罐8连接。
优选的，所述反应釜2和所述溶剂回收釜4上设置有冷却装置12，所述冷却装置12与所述液氮储罐8连接。
实施例7
一种二乙胺基三氟化硫的生产工艺，包括以下工艺步骤：
A、设置高位釜、反应釜、浓缩釜和溶剂回收釜；其中高位釜的高度最高，反应釜的高度低于高位釜，浓缩釜和溶剂回收釜的高度低于反应釜；
B、开启水泵，将反应釜及高位釜抽至负压，然后向反应釜中加入溶剂，再把N,N-二乙基三甲基甲硅烷胺加入到高位釜中；
C、将反应釜中的温度冷冻至-60～-70℃，加入四氟化硫，与溶剂融合，待四氟化硫加毕，将高位釜中的N,N-二乙基三甲基甲硅烷胺缓慢滴加入反应釜中，滴加完毕后控制反应釜中的温度为-50～-60℃，保温25～240分钟，进行反应；
D、反应结束后，开启水泵，吸收处理废气，将反应釜中的反应产物送入浓缩釜中搅拌，然后开启油泵，在低温下将溶剂和副产物回收至溶剂回收釜中，油泵停止后将氮气充入浓缩釜中，在氮气的保护下放出二乙胺基三氟化硫产品。
本实用新型在步骤B中，所述负压为真空度-0.05～-0.08MPa。
本实用新型在步骤B中，所述溶剂为非极性或是弱极性非质子性溶剂。
上述溶剂为二氯甲烷或者二氯乙烷。
本实用新型在步骤C中，所述将高位釜中的N,N-二乙基三甲基甲硅烷胺缓慢滴加入反应釜中是指在1～1.5h内滴加完毕。
本实用新型在步骤D中，所述低温是指0～20℃。
本实用新型在步骤D中，所述开启油泵后2～3h停止。
实施例8
氮气置换装置中空气三次，负压情况下，抽入8kg二氯甲烷至反应釜中，液氮降温至-66℃，通入四氟化硫1.32kg，然后往高位釜中抽入2.1kg原料，控制体系温度在-60℃以下，将原料全部滴入反应釜中，滴加完毕，体系维持在该温度下保温1小时，然后转移至浓缩釜，减压浓缩，最终得到粗产品10kg，纯度50%。
实施例9
氮气置换装置中空气三次，负压情况下，抽入7kg二氯甲烷至反应釜中，液氮降温至-69℃，通入四氟化硫2.7kg，然后往高位釜中抽入4.2kg原料，控制体系温度在-60℃以下，将原料全部滴入反应釜中，滴加完毕，体系维持在该温度下保温2小时，然后转移至浓缩釜，减压浓缩，最终得到粗产品10kg，纯度55%。
实施例10
氮气置换装置中空气三次，负压情况下，抽入5kg二氯甲烷至反应釜中，液氮降温至-68℃，通入四氟化硫3.51kg，然后往高位釜中抽入5.49kg原料，控制体系温度在-60℃以下，将原料全部滴入反应釜中，滴加完毕，体系维持在该温度下保温4小时，然后转移至浓缩釜，减压浓缩，最终得到粗产品10kg，纯度59%。
Claims (6)
1.一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：包括高位釜（1）、反应釜（2）、浓缩釜（3）和溶剂回收釜（4）；所述高位釜（1）的高度最高，所述反应釜（2）的高度低于所述高位釜（1），所述浓缩釜（3）和所述溶剂回收釜（4）的高度低于所述反应釜（2）；所述高位釜（1）一端连接四氟化硫储罐（5），底部通过管道连接所述反应釜（2）；所述反应釜（2）的底部通过管道连接所述浓缩釜（3）；所述浓缩釜（3）又通过管道连接所述溶剂回收釜（4）；所述高位釜（1）和所述反应釜（2）都与水泵（6）连接；所述溶剂回收釜（4）与油泵（7）连接；所述反应釜（2）、所述浓缩釜（3）和所述溶剂回收釜（4）都与液氮储罐（8）连接。
2.根据权利要求1所述的一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：所述四氟化硫储罐（5）与所述高位釜（1）之间还设置有四氟化硫吸附塔（9）。
3.根据权利要求1所述的一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：所述浓缩釜（3）和所述溶剂回收釜（4）的高度相同。
4.根据权利要求1所述的一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：所述浓缩釜（3）的底部设置有二乙胺基三氟化硫出口（10）。
5.根据权利要求1所述的一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：所述反应釜（2）和所述浓缩釜（3）内设置有搅拌装置（11）。
6.根据权利要求1所述的一种二乙胺基三氟化硫的生产系统，其特征在于：所述反应釜（2）和所述溶剂回收釜（4）上设置有冷却装置（12），所述冷却装置（12）与所述液氮储罐（8）连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110107803A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 山东锐华氟业有限公司 | 一种四氟化硫充装系统及其方法 |
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- 2017-08-18 CN CN201721036929.5U patent/CN207121550U/zh active Active
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