本發(fā)明涉及一種鹵代烴生產(chǎn)工藝的改進技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝。
背景技術(shù)：
1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷是一種廣泛應(yīng)用的含氟化合物，主要用作電子器件和精密儀器的清洗劑，制備含氟中間體1.1.1-三氯-2.2.2-三氟乙烷和合成含氟材料聚三氟氯乙烯樹脂的原料等。
以四氯乙烯、無水氟化氫、氯氣為原料，在五氯化銻催化劑存在下，在一定的溫度、壓力下，通過液相氟化反應(yīng)工藝方法生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷是一種早已應(yīng)用的技術(shù)。其反應(yīng)原理如下化學(xué)反應(yīng)式所示：
也即四氯乙烯、氯氣、氟化氫一起反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷，同時也生成副產(chǎn)物氯化氫。
現(xiàn)有的生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝流程如下：
原料四氯乙烯、無水氟化氫和氯氣一起連續(xù)投入裝有五氯化銻催化劑的氟化反應(yīng)器中。生成的反應(yīng)混合物首先進入反應(yīng)回流塔，催化劑及低氟化度的中間產(chǎn)物從反應(yīng)回流塔底部回到氟化反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)。產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷和副產(chǎn)物氯化氫從反應(yīng)回流塔頂部出來后進入一個帶有冷凝器的反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔。在氣液分離塔內(nèi)大部分產(chǎn)品1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷和未反應(yīng)的氟化氫被冷凝成液體后留在塔底，帶有小量氟化氫的液態(tài)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷產(chǎn)品從塔底引入到酸性料槽中，其后作進一步的脫酸和提純處理。不能冷凝的副產(chǎn)物氯化氫，夾帶著小量無水氟化氫和小量產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的氣相物料從氣液分離塔頂部引出，再進入副產(chǎn)物氯化氫水吸收塔，形成鹽酸后進入副產(chǎn)鹽酸槽。
通常氟化反應(yīng)用五氯化銻作為催化劑，反應(yīng)溫度控制在100～150℃，反應(yīng)壓力控制在0.5～0.8Mpa，反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔塔頂溫度控制在-10℃左右，壓力控制在0.4～0.7Mpa之間，反應(yīng)連續(xù)進行。
此工藝是目前工業(yè)上生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的常規(guī)工藝，但此工藝存在的主要缺點是產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷很難在氣液分離塔內(nèi)完全冷凝成液體，因此從反應(yīng)產(chǎn)品氣液分離塔頂部出來的副產(chǎn)物氯化氫中含有小量的1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷，其含量占氯化氫重量的5％左右。這部分1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷很難回收，常在其后的水吸收和鹽酸尾氣處理過程中損失掉，造成1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷生產(chǎn)收率的下降和原料單耗的增加。一般情況下該部分的物料損失可造成產(chǎn)品收得率下降3％左右。因此有必要通過生產(chǎn)工藝和操作條件的改進，回收這部分反應(yīng)產(chǎn)物，提高生產(chǎn)收率，降低生產(chǎn)成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝。
為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：
生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝，使用四氯乙烯和無水氟化氫、氯氣作為原料，在五氯化銻催化劑的存在下，采用液相氟化反應(yīng)工藝生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷。
進一步的，在常規(guī)的生產(chǎn)工藝中增加一個四氯乙烯吸收塔，所述四氯乙烯吸收塔位于反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔的頂部和氯化氫水吸收塔之間，使從反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔出來的副產(chǎn)物氯化氫和原料四氯乙烯進行逆向接觸，利用四氯乙烯和1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的互溶性以及對氯化氫的不溶性的特點，充分吸收副產(chǎn)物氯化氫中夾帶的1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷。
進一步的，原料四氯乙烯首先從四氯乙烯吸收塔的頂部進入和從四氯乙烯吸收塔底部進入的副產(chǎn)物氯化氫進行逆流接觸，完全吸收副產(chǎn)物氯化氫夾帶的1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷后，從回收塔的塔釜進入一個中間槽，再用計量泵打入氟化反應(yīng)釜中進行反應(yīng)，副產(chǎn)物氯化氫和四氯乙烯充分接觸后，從回收塔的塔頂進入水吸收塔形成副產(chǎn)鹽酸。
進一步的，副產(chǎn)物氯化氫和四氯乙烯在吸收塔的接觸時間在10～100秒之間。
進一步的，副產(chǎn)物氯化氫和四氯乙烯在吸收塔的接觸時間在20～50秒之間。
進一步的，四氯乙烯吸收塔的操作溫度控制在-10℃～20℃之間。
進一步的，四氯乙烯吸收塔的操作溫度控制在-10℃～10℃之間。
進一步的，四氯乙烯吸收塔的操作壓力控制在0.1～0.7Mpa之間。
進一步的，四氯乙烯吸收塔的操作壓力控制在0.3～0.6Mpa之間。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的實施效果如下：
本發(fā)明提供的生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝，在生產(chǎn)工藝中設(shè)置一個四氯乙烯吸收塔，讓來自反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔頂?shù)母碑a(chǎn)物氯化氫從四氯乙烯吸收塔底部進入吸收塔，原料四氯乙烯從吸收塔的頂部進入，和副產(chǎn)物氯化氫在吸收塔內(nèi)逆流接觸，把副產(chǎn)物氯化氫中夾帶的小量產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷完全吸收到原料四氯乙烯內(nèi)。吸收完畢后的四氯乙烯進入一個中間槽，再用計量泵打入氟化反應(yīng)釜進行反應(yīng)。從而達到提高生產(chǎn)收率，降低原料單耗和生產(chǎn)成本的目的。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體的實施例來說明本發(fā)明的內(nèi)容。
本發(fā)明的目的是提供生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝，具體就是在反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔后設(shè)置一個四氯乙烯吸收塔，使從反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔塔頂出來的帶有百分之五左右的1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷副產(chǎn)物和氯化氫在四氯乙烯吸收塔內(nèi)和原料四氯乙烯進行逆流接觸。利用四氯乙烯可以和1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷完全互溶，而和副產(chǎn)物氯化氫不相容的特性，把副產(chǎn)物氯化氫中夾帶的反應(yīng)產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷全部被吸收到原料四氯乙烯中。經(jīng)過四氯乙烯吸收后的氯化氫氣體從吸收塔頂部出來后進入水吸收系統(tǒng)形成鹽酸。從吸收塔底部出來的含有小量1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的原料四氯乙烯進入一只中間槽，再用計量泵打入氟化反應(yīng)器，和氫氟酸、氯氣反應(yīng)生成產(chǎn)品1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷。
通過這樣的工藝改進，可以方便、經(jīng)濟，充分地回收副產(chǎn)物氯化氫中夾帶的產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷。從而達到提高反應(yīng)收率，降低生產(chǎn)成本的目的。
在本發(fā)明的生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝流程中設(shè)置的四氯乙烯吸收塔可用碳鋼或者不銹鋼制作。吸收塔結(jié)構(gòu)可采用化工工藝上常用的填料塔或者泡罩塔。四氯乙烯從吸收塔頂部進入，副產(chǎn)物氯化氫從塔底進入，二者在塔內(nèi)逆流接觸。經(jīng)四氯乙烯吸收后的副產(chǎn)氯化氫從塔頂出來后進入氯化氫水吸收塔變成鹽酸。吸收后的四氯乙烯從塔底進入中間槽，再用計量泵打入氟化反應(yīng)釜進行反應(yīng)。
四氯乙烯吸收塔的尺寸大小可根據(jù)副產(chǎn)物氯化氫和四氯乙烯在塔內(nèi)的接觸時間和吸收效率決定。通常接觸時間在10～100秒，更好在20～50秒就可以保證副產(chǎn)物氯化氫中的1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷被四氯乙烯全部吸收。接觸時間太短，吸收不完全，接觸時間過長，則設(shè)備能力浪費。
吸收塔的操作溫度控制在-10℃～+10℃之間。溫度過高不利于產(chǎn)物的回收，因此四氯乙烯吸收塔應(yīng)有良好的保溫條件，以防止冷量的損失?；蛘咴谖账敳繋б粋€冷凝器，保證吸收塔操作溫度在要求的范圍內(nèi)。
吸收塔的操作壓力在0.2～0.7Mpa之間。較高的壓力可以提高吸收效果，但壓力不能高過反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離塔的操作壓力。操作壓力不能太低，否則會影響吸收效果。
下面用實施例進一步說明本發(fā)明的效果
實施例：
按改進后的工藝流程進行1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的生產(chǎn)，無水氟化氫和氯氣按一定的比例連續(xù)投入一個體積為10m3裝有6000kg五氯化銻的氟化反應(yīng)釜中。原料四氯乙烯先用泵打入四氯乙烯吸收塔和副產(chǎn)物氯化氫接觸后進入中間槽，再用計量泵打入上述氟化反應(yīng)釜中。反應(yīng)生成的產(chǎn)物進入反應(yīng)回流塔，催化劑和低度氟化的有機物回到氟化反應(yīng)釜中。產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷和副產(chǎn)物氯化氫從反應(yīng)回流塔頂出來后進入冷凝器中冷卻，再進入反應(yīng)氣液分離塔中。大部分產(chǎn)品1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷和未反應(yīng)的HF冷卻成液體，1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷粗品從分離塔的底部進入1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷酸性料槽。夾帶著小量1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的副產(chǎn)物氯化氫從氣液分離塔頂出來后，從四氯乙烯吸收塔的塔底進入和從塔頂下來的四氯乙烯逆流接觸。吸收后的副產(chǎn)物氯化氫再從塔頂出來進入水吸收塔，變成副產(chǎn)鹽酸。
反應(yīng)條件和反應(yīng)結(jié)果如下：
反應(yīng)溫度：130℃ 反應(yīng)壓力：0.6Mpa
氣液分離塔塔頂溫度：-10℃ 塔頂壓力：0.55Mpa
四氯乙烯吸收塔塔頂溫度：-5℃ 塔頂壓力：0.55Mpa
四氯乙烯投料量：1000kg/h
無水氫氟酸投料量：660kg/h
氯氣投料量：440kg/h
R113酸性料收率：98.6％
比較例：
采用未經(jīng)改造的工藝生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷，即工藝中未設(shè)置四氯乙烯吸收塔，原料四氯乙烯直接進入氟化反應(yīng)釜。其余工藝條件、操作條件和實施例一完全相同。其反應(yīng)條件和反應(yīng)結(jié)果如下：
反應(yīng)溫度：130℃ 反應(yīng)壓力：0.6Mpa
氣液分離塔塔頂溫度：-10℃ 塔頂壓力：0.55Mpa
四氯乙烯投料量：1000kg/h
無水氫氟酸投料量：660kg/h
氯氣投料量：440kg/h
R113酸性料收率：95.5％
從上述實施例和比較例的數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明生產(chǎn)1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的改進工藝，能夠明顯提高反應(yīng)產(chǎn)物1.1.2-三氯-1.2.2-三氟乙烷的收率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。