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CN110746263A - 一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法 - Google Patents

一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法 Download PDF

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CN110746263A
CN110746263A CN201910919645.8A CN201910919645A CN110746263A CN 110746263 A CN110746263 A CN 110746263A CN 201910919645 A CN201910919645 A CN 201910919645A CN 110746263 A CN110746263 A CN 110746263A
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CN
China
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reaction
section group
reaction section
reactor
pipelined
Prior art date
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Pending
Application number
CN201910919645.8A
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童绍丰
钱超
陈朝阳
沈涛
钟超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Sanmei Chemicals Co Ltd
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Jiangsu Sanmei Chemicals Co Ltd
Zhejiang University ZJU
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Publication date
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    • C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/206—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Abstract

本发明公开一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，包括以下步骤：(1)将包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂的原料预热至40‑200℃后，从管道化反应器的入口泵入；(2)在所述管道化反应器充入加压气体至0.6‑2.5MPa，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，加热至40‑160℃，进行氟化反应，从而得到包含氟化烷烃的反应液物流；(3)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流循环至步骤(1)。本发明的方法具有在线反应量小、安全隐患小、反应便于控制、可连续生产、生产成本低的特点。

Description

一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法
技术领域
本发明涉及一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法。
背景技术
氟化烷烃的制备工艺主要有液相氟化法、气相氟化法或气液联用法，液相法由于生产能力大、能耗低、设备投资小等原因广泛应用于氟化烷烃的生产中。
现有的液相制备氟化烷烃的工艺，通常采用釜式液相氟化法，由于在反应中，混合后的反应液在高温下腐蚀速率加快，因此存在严重的管道化反应器腐蚀问题。通过对管道化反应器内衬防腐蚀材质可有效解决上述问题，但目前可应用于内衬的材料基本为聚氟化合物或碳纤维，上述材料导热性极差，故必须改变传统液相供热方式。通过查阅相关资料可知，氯化烷烃的氟代反应为分步反应，每步反应的反应热数值正负不一，且相对较小，因此氟代烷烃反应本身所需热能较小；可采用预热方式使得原料过热来导入反应所需热量，维持反应进行。由于单一原料高温情况下腐蚀性较小，可有效解决反应腐蚀问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法。该法具有在线反应量小、安全隐患小、反应便于控制、可连续生产、生产成本低的特点。
本发明的目的是这样实现的：
一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，
所述氟化烷烃具有如下通式：
CnH2n+2-x-yClxFy
其中，n为1～3的整数，
所述方法包括以下步骤：
(1)将包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂的原料预热至40-200℃后，从管道化反应器的入口泵入，所述管道化反应器包括反应段组和冷却段组，所述冷却段组置于所述管道化反应器的出口端；
(2)在所述管道化反应器充入加压气体至0.6-2.5MPa，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，加热至40-160℃，进行氟化反应，从而得到包含氟化烷烃的反应液物流；
(3)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流循环至步骤(1)。
优选地，将氯化烷烃预热至40～160℃，氟化氢预热至40～160℃，氟化催化剂预热至40～130℃。
优选地，将氯化烷烃与氟化催化剂以一定比例泵入进入预混罐内混合后，预热至40～130℃，氟化氢预热至40～160℃。
进一步，步骤(3)的剩余的反应液物流循环至所述预混罐内，预热至40～130℃后泵入所述管道化反应器。
优选地，将所述氯化烷烃与所述氟化催化剂按照重量比(2-20)：1，比例混合后，再加入氟化氢，氟化氢与氟化催化剂按照重量比(20-100)：1。
进一步，将预热后的所述原料以一定比例泵入所述管道化反应器，在所述管道化反应器内混合成反应液，所述反应液的温度为40～130℃。
优选地，将氯化烷烃、氟化催化剂和氟化氢以一定比例泵入进入预混罐内混合后，预热至40～130℃后泵入所述管道化反应器。
优选地，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组，从所述第一反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得所述反应液的温度为50～130℃。
进一步，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组和第二反应段组，所述反应液流经所述第一反应段组后流至所述第二反应段组，从所述第一反应段组或所述第二反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第一反应段组中，所述反应液的温度为50～100℃，在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为90～130℃。
优选地，所述管道化反应器包括第一反应段组和第二反应段组，所述第一反应段组和第二反应段组之间设置有第一中间装置，所述反应液流经所述第一反应段组后流经所述第一中间装置，然后再流至所述第二反应段组，通过所述第一中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为90～130℃。
优选地，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组、第二反应段组和第三反应段组，所述反应液流经所述第一反应段组后，流经所述第二反应段组，然后再流经所述第三反应段组，从所述第一反应段组、所述第二反应段组或所述第三反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第一反应段组中，所述反应液的温度为50～80℃，在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为70～110℃，在所述第三反应段组中，所述反应液的温度为100～130℃。
进一步，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组、第二反应段组和第三反应段组，在所述第一反应段组和第二反应段组之间设置有第一中间装置，在所述第二反应段组和第三反应段组之间设置有第二中间装置，所述反应液流经所述第一反应段组后流经所述第一中间装置，然后再流至所述第二反应段组，然后再流至所述第二中间装置，然后再流至所述第三反应段组，通过所述第一中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为70～110℃，通过所述第二中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第三反应段组中，所述反应液的温度为100～130℃。
优选地，所述氯化烷烃进料流速为0.01～1m/s，氟化氢进料流速为0.01～1m/s。
进一步，所述原料经过静态混合器混合后，再泵入所述管道化反应器。
进一步，往所述管道化反应器内补加入预热至40-130℃的氟化氢，以使所述管道化反应器中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比为(1-15)：1，并且氟化氢与R31的摩尔比为至少为20：1。
优选地，往所述管道化反应器通入活化剂，所述原料在管道化反应器内混合成反应液，所述反应液流经所述管式管道化反应器，从而实现活化剂混合加入所述反应液。
进一步，所述活化剂选在氯气、高氯酸、氯磺酸中的一种或数种。
优选地，所述原料中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比例为(1-10)：1。
优选地，在管道化反应器充入加压气体至0.2-3MPa，所述反应液以流速为0.1-3m/s流经所述管式管道化反应器，加热至50-130℃，在所述管道化反应器中进行氟化反应。
优选地，所述原料在管道化反应器内混合成反应液，所述反应液流经所述管道化反应器，进行氟化反应后，从所述管道化反应器的出口泵出，成为所述反应流出液，所述反应流出液泵至气液分离装置，进行预分离，分离成气相料和液相料，所述气相料即为步骤(3)中的所述氟化烷烃产品物流，包含有氟化烷烃，所述液相料即为步骤(3)中的剩余的反应液物流，包含所述氟化催化剂，和未反应完的所述氯化烷烃和所述氟化氢，将所述液相料泵回所述管道化反应器，将所述气相料泵入纯化装置，进行分离程序后，分离出所述氟化烷烃。
优选地，所述氟化催化剂为过渡金属的氯氟化物，包括五氯化锑、氯氟化锑、四氯化锡、四氯化钛、氟化汞中的至少一种，以Tm来表示过渡金属，所述氟化催化剂的通式为TmClxFy。
优选地，所述管道化反应器的材质为碳钢、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金、哈氏合金中的一种或数种的组合。
进一步，所述管道化反应器的内衬为聚氟烃类材质或碳纤维材质。
优选地，所述原料在预加热装置中进行预加热，所述预加热装置的材质为碳钢、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金、哈氏合金中的一种或数种的组合。
本发明有以下有益效果：
1、本发明中采用原料预热法提供热量，可有效避免物料混合后对预热段的电化学腐蚀问题。
2、管道化反应器材质以耐腐蚀材料内衬，可有效解决R32液相氟化中存在的腐蚀问题。
3、由于内衬材质导热效果较差，反应液采用内循环模式，有效降低了热能消耗。
附图说明
图1为本发明实施例一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法的装置连接示意图；
其中，1-催化剂储罐、2-氯化烷烃储罐、3-氟化氢储罐、4-预混罐、5-第一计量泵、6-第二计量泵、7-静态混合器、8-第一反应段组、9-第二反应段组、10-冷却段、11-稳压罐、12-水洗塔、13-碱洗塔、14-精馏塔、15-产品储罐、16-第三计量泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
制备例
1.一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，
所述氟化烷烃具有如下通式：
CnH2n+2-x-yClxFy
其中，n为1～3的整数，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂的原料预热至40-200℃后，从管道化反应器的入口泵入，所述管道化反应器包括反应段组和冷却段10组，所述冷却段10组置于所述管道化反应器的出口端；
(2)在所述管道化反应器充入加压气体至0.6-2.5MPa，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，加热至40-160℃，进行氟化反应，从而得到包含氟化烷烃的反应液物流；
(3)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流循环至步骤(1)；
由于制备氟化烷烃的工艺，存在严重腐蚀管道化反应器的问题，本发明的管道化反应器，优选地，所述管道化反应器的材质为碳钢、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金、哈氏合金中的一种或数种的组合；进一步，所述管道化反应器的内衬为聚氟乙烯类材质或碳纤维材质；优选地，所述原料在预加热装置中进行预加热，所述预加热装置的材质为碳钢、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金、哈氏合金中的一种或数种的组合；
优选地，所述原料中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比例为(1-10)：1；优选地，所述氟化催化剂为过渡金属的氯氟化物，包括五氯化锑、氯氟化锑、四氯化锡、四氯化钛、氟化汞中的至少一种，以Tm来表示过渡金属，所述氟化催化剂的通式为TmClxFy；
管道化反应器的内衬材料采用四氟乙烯材料或者碳纤维材料，但是，这些内衬材料均为导热性差的材料，本发明采用预加热的方式，为氟化反应提供能量；
原料中，催化剂储存在催化剂储罐1中，氯化烷烃储存在氯化烷烃储罐2、氟化氢储存在氟化氢储罐3中；
优选地，将氯化烷烃预热至40～160℃，氟化氢预热至40～160℃，氟化催化剂预热至40～130℃；优选地，将氯化烷烃与氟化催化剂以一定比例泵入进入预混罐4内混合后，预热至40～130℃，氟化氢预热至40～160℃；进一步，将所述氯化烷烃与所述氟化催化剂按照重量比(2-20)：1，比例混合后，再加入氟化氢，氟化氢与氟化催化剂按照重量比(20-100)：1；进一步，将预热后的所述原料以一定比例泵入所述管道化反应器，在所述管道化反应器内混合成反应液，所述反应液的温度为40～130℃；优选地，将氯化烷烃、氟化催化剂和氟化氢以一定比例泵入进入预混罐4内混合后，预热至40～130℃后泵入所述管道化反应器；
氟化氢通过第一计量泵5进行计量，氯化烷烃和/或氟化催化剂通过第二计量泵6进行计量；
优选地，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组8，从所述第一反应段组8的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得所述反应液的温度为50～130℃；
进一步，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组8和第二反应段组9，所述反应液流经所述第一反应段组8后流至所述第二反应段组9，从所述第一反应段组8或所述第二反应段组9的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第一反应段组8中，所述反应液的温度为50～100℃，在所述第二反应段组9中，所述反应液的温度为90～130℃；
优选地，所述管道化反应器包括第一反应段组8和第二反应段组9，所述第一反应段组8和第二反应段组9之间设置有第一中间装置，所述反应液流经所述第一反应段组8后流经所述第一中间装置，然后再流至所述第二反应段组9，通过所述第一中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第二反应段组9中，所述反应液的温度为90～130℃；
优选地，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组8、第二反应段组9和第三反应段组，所述反应液流经所述第一反应段组8后，流经所述第二反应段组9，然后再流经所述第三反应段组，从所述第一反应段组8、所述第二反应段组9或所述第三反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第一反应段组8中，所述反应液的温度为50～80℃，在所述第二反应段组9中，所述反应液的温度为70～110℃，在所述第三反应段组中，所述反应液的温度为100～130℃；
进一步，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组8、第二反应段组9和第三反应段组，所述管道化反应器包括第一反应段组8、第二反应段组9和第三反应段组，在所述第一反应段组8和第二反应段组9之间设置有第一中间装置，在所述第二反应段组9和第三反应段组之间设置有第二中间装置，所述反应液流经所述第一反应段组8后流经所述第一中间装置，然后再流至所述第二反应段组9，然后再流至所述第二中间装置，然后再流至所述第三反应段组，通过所述第一中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第二反应段组9中，所述反应液的温度为70～110℃，通过所述第二中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第三反应段组中，所述反应液的温度为100～130℃；
优选地，所述氯化烷烃预热温度为40～160℃，氟化氢预热温度为40～160℃；优选地，所述氯化烷烃进料流速为0.01～1m/s，氟化氢进料流速为0.01～1m/s；进一步，所述原料经过静态混合器7混合后，再泵入所述管道化反应器；进一步，往所述管道化反应器内补加入预热至40-100℃的氟化氢，以使所述管道化反应器中氟化氢与氯化烷烃的摩尔比为(1-15)：1，并且氟化氢与R31的摩尔比为至少为20：1；
优选地，在管道化反应器充入加压气体至0.2-3MPa，所述反应液以流速为0.1-3m/s流经所述管道管道化反应器，加热至50-130℃，在所述管道化反应器中进行氟化反应；
进一步，所述反应液流经所述管道化反应器进行氟化反应后，成为所述反应流出液所述反应流出液从所述管道化反应器的出口泵出至气液分离装置，进行预分离，分离成气相料和液相料，所述气相料即为所述氟化烷烃产品物流，包含有氟化烷烃，所述液相料即为步骤(3)的剩余的反应液物流，包含所述氟化催化剂，和未反应完的所述氯化烷烃和所述氟化氢，将所述液相料泵回所述管道化反应器，优选地，步骤(3)的剩余的反应液物流循环至所述预混罐4内，预热至40～130℃后泵入所述管道化反应器；将所述气相料泵入纯化装置，进行分离程序后，分离出所述氟化烷烃；
所述液相料泵回所述管道化反应器，通过第三计量泵16进行计量，
实施例1
在实施例1为制备例的一种实施方式，实施例1中没有列明其他的相关技术特征，参考制备例。
一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，所述氟化烷烃具有如下通式：
CnH2n+2-x-yClxFy，其中，n为1～3的整数，具体为二氟一氯甲烷的制备，
在本发明的装置中，将三氯甲烷与五氯化锑按照质量比5：1比例混合后，进入预混罐4，搅拌混合均匀，加入0.05wt％的氟化氢，搅拌活化4h。经由管式管道化反应器进料，待稳压罐11内物料体积超过1/2后，关闭预混进料，使稳压罐11内物料循环进料，并以0.02wt％/h速度向管式管道化反应器内通入氯气，；而后三氯甲烷以0.5m/s流速预热至120℃，氟化氢以0.1m/s流速预热至100℃，经由静态混合器7混合后，进入内衬聚四氟乙烯的不锈钢管式管道化反应器中。管式管道化反应器具有三段反应段，控制氟化反应压力1.0MPa，反应温度70℃,原料物流中的氟化氢和三氯甲烷在催化剂的催化下，在管式管道化反应器中进行氟化反应，生成的反应液中包括有氟化反应的产物二氟一氯甲烷、中间产物、氯化氢、未反应完的原料和催化剂；以0.05m/s流速向第二反应段补加氟化氢，控制第二反应段温度为75℃；以0.05m/s流速向第三反应段补加氟化氢，控制第三反应段温度为80℃；反应结束生成的反应液流至稳压罐11；气相料由稳压罐11分离出后进入分离装置，所述分离装置包括水洗装置、碱洗装置、干燥器和精馏装置，水洗装置包括水洗塔12，碱洗装置包括碱洗塔13，精馏装置包括精馏塔14，进行相关水洗、碱洗、干燥和精馏后，得到产品二氟一氯甲烷，充入产品储罐15储存。
对比例1
将三氯甲烷与五氯化锑按照质量比5：1比例混合后，以2m/s流速经电加热预热至50℃，氟化氢以1m/s流速经电加热预热60℃，经由静态混合器7混合后，得到反应液；在管道化反应器充入加压气体至氟化压力1.0MPa，从所述管道化反应器的入口至出口，加热第一段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度60℃，加热第二段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度70℃，并以0.2m/s流速向第二段加热段组补加氟化氢，加热第三段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度80℃，并以0.2m/s流速向第三段加热段组补加氟化氢，在管道化反应器中进行氟化反应；反应液流经管道化反应器进行氟化反应后，成为反应流出液；所述反应流出液从所述管道化反应器的出口泵入冷却管冷却后，再泵至气液分离装置，进行分离；所述反应流出液在所述气液分离装置分离成气相料和液相料，所述液相料包含所述氟化催化剂，和未反应完的所述三氯甲烷和所述氟化氢；将所述液相料泵回所述管道化反应器；将所述含有二氟一氯甲烷的气相料泵入纯化装置；气相料在所述纯化装置中进行纯化程序后，即气相经由水洗、碱洗、干燥后，精馏得到产品二氟一氯甲烷。
实施例2
在实施例2为一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，具体为一种液相法管道化连续化生产二氟甲烷的方法，实施例1中没有列明其他的相关技术特征，参考制备例。
在本发明的装置中，将二氯甲烷与五氯化锑按照质量比3：1比例混合后，进入预混罐4，搅拌混合均匀，加入0.07wt％的氟化氢，搅拌活化4h。经由管式管道化反应器进料，待稳压罐11内物料体积超过1/2后，关闭预混进料，使稳压罐11内物料循环进料，并以0.02wt％/h速度向管式管道化反应器内通入氯气，；而后二氯甲烷以0.5m/s流速预热至130℃，氟化氢以0.1m/s流速预热至110℃，经由静态混合器7混合后，进入内衬碳纤维的碳钢管式管道化反应器中。管式管道化反应器具有三段反应段，控制氟化反应压力1.5MPa，反应温度80℃,原料物流中的氟化氢和二氯甲烷在催化剂的催化下，在管式管道化反应器中进行氟化反应，生成的反应液中包括有氟化反应的产物二氟甲烷、中间产物、氯化氢、未反应完的原料和催化剂；以0.1m/s流速向第二反应段补加氟化氢，控制第二反应段温度为90℃；以0.1m/s流速向第三反应段补加氟化氢，控制第三反应段温度为100℃；反应结束生成的反应液流至稳压罐11；气相料由稳压罐11分离出后进入分离装置，所述分离装置包括水洗装置、碱洗装置、干燥器和精馏装置进行相关水洗、碱洗、干燥和精馏后，得到产品二氟甲烷，充入产品储罐储存。
对比例2
将二氯甲烷与五氯化锑按照质量比3：1比例混合后，以2m/s流速经电加热预热至60℃，氟化氢以1m/s流速经电加热预热70℃，经由静态混合器7混合后，得到反应液；在管道化反应器充入加压气体至氟化压力1.5MPa，从所述管道化反应器的入口至出口，加热第一段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度80℃，加热第二段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度90℃，并以0.2m/s流速向第二段加热段组补加氟化氢，加热第三段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度100℃，并以0.2m/s流速向第三段加热段组补加氟化氢，在管道化反应器中进行氟化反应；反应液流经管道化反应器进行氟化反应后，成为反应流出液；所述反应流出液从所述管道化反应器的出口泵入冷却管冷却后，再泵至气液分离装置，进行分离；所述反应流出液在所述气液分离装置分离成气相料和液相料，所述液相料包含所述氟化催化剂，和未反应完的所述二氯甲烷和所述氟化氢；将所述液相料泵回所述管道化反应器；将所述含有二氟甲烷的气相料泵入纯化装置；气相料在所述纯化装置中进行纯化程序后，即气相经由水洗、碱洗、干燥后，精馏得到产品二氟甲烷。
实施例3
在实施例3为一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，具体为一种液相法管道化连续化生产1,1,1,3，3-五氟丙烷的方法，实施例1中没有列明其他的相关技术特征，参考制备例。
在本发明的装置中，将1,1,1,3，3-五氯丙烷与五氯化锑按照质量比8：1比例混合后，进入预混罐4，搅拌混合均匀，加入0.03wt％的氟化氢，搅拌活化4h。经由管式管道化反应器进料，待稳压罐11内物料体积超过1/2后，关闭预混进料，使稳压罐11内物料循环进料，并以0.02wt％/h速度向管式管道化反应器内通入氯气，；而后1,1,1,3，3-五氯丙烷以0.5m/s流速预热至130℃，氟化氢以0.1m/s流速预热至110℃，经由静态混合器7混合后，进入内衬聚全氟乙丙烯的不锈钢管式管道化反应器中。管式管道化反应器具有三段反应段，控制氟化反应压力1.3MPa，反应温度80℃,原料物流中的氟化氢和1,1,1,3，3-五氯丙烷在催化剂的催化下，在管式管道化反应器中进行氟化反应，生成的反应液中包括有氟化反应的产物1,1,1,3，3-五氟丙烷、中间产物、氯化氢、未反应完的原料和催化剂；以0.1m/s流速向第二反应段补加氟化氢，控制第二反应段温度为90℃；以0.1m/s流速向第三反应段补加氟化氢，控制第三反应段温度为100℃；反应结束生成的反应液流至稳压罐11；气相料由稳压罐11分离出后进入分离装置，所述分离装置包括水洗装置、碱洗装置、干燥器和精馏装置进行相关水洗、碱洗、干燥和精馏后，得到产品1,1,1,3，3-五氟丙烷，充入产品储罐储存。
对比例3
将1,1,1,3，3-五氯丙烷与五氯化锑按照质量比8：1比例混合后，以2m/s流速经电加热预热至60℃，氟化氢以1m/s流速经电加热预热70℃，经由静态混合器7混合后，得到反应液；在管道化反应器充入加压气体至氟化压力1.3MPa，从所述管道化反应器的入口至出口，加热第一段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度80℃，加热第二段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度90℃，并以0.2m/s流速向第二段加热段组补加氟化氢，加热第三段所述管道化反应器的加热段组至氟化反应温度100℃，并以0.2m/s流速向第三段加热段组补加氟化氢，在管道化反应器中进行氟化反应；反应液流经管道化反应器进行氟化反应后，成为反应流出液；所述反应流出液从所述管道化反应器的出口泵入冷却管冷却后，再泵至气液分离装置，进行分离；所述反应流出液在所述气液分离装置分离成气相料和液相料，所述液相料包含所述氟化催化剂，和未反应完的所述1,1,1,3，3-五氯丙烷和所述氟化氢；将所述液相料泵回所述管道化反应器；将所述含有1,1,1,3，3-五氟丙烷的气相料泵入纯化装置；气相料在所述纯化装置中进行纯化程序后，即气相经由水洗、碱洗、干燥后，精馏得到产品1,1,1,3，3-五氟丙烷。
试验对比例
将实施例1-3和对比例进行相关性能进行检测分析，其中，设备腐蚀速度的检测方法，分别在实施例1-3及对比例中进行设备腐蚀速度实验，实验方法为先将管式管道化反应器的反应段3、氟化氢预热管、预混料预热管、氯化烷烃预热管分别进行清洗、除酯、干燥后称重，并记录其重量；反应8个小时后拆出上述管路，清洗、除酯、干燥后再次称重。管路材质一般选自黄铜、碳钢、316SS不锈钢、二相不锈钢、NAR-25-50MTi和哈氏C-22合金。设备腐蚀速度是采用减重法来进行计算，根据公式v＝△m/(ρ*s*t)，计算得出腐蚀速率；内衬材料以容积变化率来衡量，根据公式Vt＝△v/t，计算可得容积变化率，详见下表1。
表1反应段3管路腐蚀速率及容积变化率对比表
实验例 腐蚀速率v(mm/a) 容积变化率V<sub>t</sub>(％/a)
实施例1 0 2.5
对比例1 0.47 0
实施例2 0 0.5
对比例2 3.45 0
实施例3 0 7
对比例3 1.85 0
由表1可知，采用预加热手段，将反应管内衬防腐蚀材质聚四氟乙烯、碳纤维及聚全氟乙丙烯等材质后管路不发生腐蚀，但聚全氟烯烃类物质在高温及氯化氢存在下易发生体积溶胀，导致管路体积外延，故必须与稳压罐11相连，并定期检查更换相应管路。通过预加热及内衬耐腐蚀材料法可有效解决反应管路腐蚀问题，大大提高生产的安全性。
表2预加热管路腐蚀速率对比表
Figure BDA0002217165830000111
由表2可知，采用预加热手段后，可有效解决预混料对预加热管路的腐蚀，同时由于氟化氢是单一物质，采用预加热氟化氢虽可导致氟化氢预热管路腐蚀率增加，但不存在电化学腐蚀，腐蚀面相对均一，可推测管路更换时间，使得预热管路安全可控。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种预加热液相法管道化连续化生产氟化烷烃的方法，其特征在于，
所述氟化烷烃具有如下通式：
CnH2n+2-x-yClxFy
其中，n为1～3的整数，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将包括氯化烷烃、氟化氢、氟化催化剂的原料预热至40-200℃后，从管道化反应器的入口泵入，所述管道化反应器包括反应段组和冷却段组，所述冷却段组置于所述管道化反应器的出口端；
(2)在所述管道化反应器充入加压气体至0.6-2.5MPa，使得在所述氟化催化剂存在下，氯化烷烃与氟化氢在所述管道化反应器中接触，加热至40-160℃，进行氟化反应，从而得到包含氟化烷烃的反应液物流；
(3)从步骤(1)的所述反应液物流中分离出氟化烷烃，形成氟化烷烃产品物流后，剩余的反应液物流循环至步骤(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将氯化烷烃预热至40～160℃，氟化氢预热至40～160℃，氟化催化剂预热至40～130℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将氯化烷烃与氟化催化剂以一定比例泵入进入预混罐内混合后，预热至40～130℃，氟化氢预热至40～160℃。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，将预热后的所述原料以一定比例泵入所述管道化反应器，在所述管道化反应器内混合成反应液，所述反应液的温度为40～130℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将氯化烷烃、氟化催化剂和氟化氢以一定比例泵入进入预混罐内混合后，预热至40～130℃后泵入所述管道化反应器。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组，从所述第一反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得所述反应液的温度为50～130℃。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组和第二反应段组，所述反应液流经所述第一反应段组后流至所述第二反应段组，从所述第一反应段组或所述第二反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第一反应段组中，所述反应液的温度为50～100℃，在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为90～130℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道化反应器包括第一反应段组和第二反应段组，所述第一反应段组和第二反应段组之间设置有第一中间装置，所述反应液流经所述第一反应段组后流经所述第一中间装置，然后再流至所述第二反应段组，通过所述第一中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为90～130℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组、第二反应段组和第三反应段组，所述反应液流经所述第一反应段组后，流经所述第二反应段组，然后再流经所述第三反应段组，从所述第一反应段组、所述第二反应段组或所述第三反应段组的前端处，向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第一反应段组中，所述反应液的温度为50～80℃，在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为70～110℃，在所述第三反应段组中，所述反应液的温度为100～130℃。
10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述原料在所述管道化反应器内混合成反应液，所述管道化反应器包括第一反应段组、第二反应段组和第三反应段组，在所述第一反应段组和第二反应段组之间设置有第一中间装置，在所述第二反应段组和第三反应段组之间设置有第二中间装置，所述反应液流经所述第一反应段组后流经所述第一中间装置，然后再流至所述第二反应段组，然后再流至所述第二中间装置，然后再流至所述第三反应段组，通过所述第一中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第二反应段组中，所述反应液的温度为70～110℃，通过所述第二中间装置向所述管道化反应器以一定比例输入预热后的所述原料，使得在所述第三反应段组中，所述反应液的温度为100～130℃。
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