本發(fā)明涉及減排和氣體生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及合成氟甲酸三氟甲酯的反應(yīng)精餾耦合系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、氟甲酸三氟甲酯cf3ocof是一種制備耐低溫全氟醚橡膠的新型功能單體全氟甲氧基甲基乙烯基醚move的中間體。

2、cn?112778129?a?公開了一種氟甲酸三氟甲酯(cf3ocof)的制備方法，包括：以含氟試劑為溶劑，以六氟丙烯和氧氣為反應(yīng)原料，在紫外光引發(fā)下反應(yīng)生成氟甲酸三氟甲酯。但上述合成方法需要含氟試劑為溶劑以及紫外光。

3、現(xiàn)有的合成方法中，使用三氟甲基次氟酸酯cf3of和一氧化碳co通過光分解或熱解自由基法合成氟甲酸三氟甲酯cf3ocof，反應(yīng)如下：

4、??????（1）

5、主要副反應(yīng)：

6、???????（2）

7、在cf3of和co光解或熱解反應(yīng)中，cf3oco自由基由cf3o自由基和co結(jié)合形成。由于o-f鍵的裂解需要高溫或紫外線輻照，相對(duì)于產(chǎn)率較高的cof2等副產(chǎn)物目標(biāo)產(chǎn)物cf3ocof產(chǎn)率相對(duì)較低。

8、而在回收目標(biāo)產(chǎn)物方面，目前是將反應(yīng)混合物在-110?℃的含cfcl=cfcl（a1112）冷阱中冷凝，使未反應(yīng)的cf3of與冷阱中的cfcl=cfcl（a1112）反應(yīng)生成cf3ocfclcf2cl。所得混合物經(jīng)過分餾之后，獲得目標(biāo)產(chǎn)物cf3ocof，以及cf3ocfclcf2cl和cof2?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是破壞了反應(yīng)中間體，使總產(chǎn)率降低。

9、基于此，本發(fā)明提出一種新的合成氟甲酸三氟甲酯的反應(yīng)精餾耦合系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)，包括依次設(shè)立的反應(yīng)單元、換熱單元、冷阱單元、低溫精餾單元以及回收循環(huán)單元；所述反應(yīng)單元具有進(jìn)料管和出料管，所述出料管通過第三換熱管路與所述冷阱單元連通，所述冷阱單元與所述低溫精餾單元連通，所述低溫精餾單元與所述回收循環(huán)單元連通；其中，所述反應(yīng)單元具有與所述進(jìn)料管連通的反應(yīng)器；所述換熱單元具有多股流換熱器；所述低溫精餾單元具有精餾段和提餾段，所述回收循環(huán)單元具有用于對(duì)來自所述精餾段產(chǎn)物進(jìn)行循環(huán)利用的第一循環(huán)管及第二循環(huán)管，所述第一循環(huán)管通過第二換熱路與所述進(jìn)料管連通，所述第二循環(huán)管通過第一換熱管與所述進(jìn)料管連通，所述第一換熱管、所述第二換熱管與所述第三換熱管均通過所述多股流換熱器。

3、在一個(gè)實(shí)施例中，所述反應(yīng)器采用盤管式反應(yīng)器，圓盤的內(nèi)徑40-200?mm，管長(zhǎng)10-200?m。

4、在一個(gè)實(shí)施例中，所述反應(yīng)器材質(zhì)為不銹鋼或聚四氟乙烯ptfe或內(nèi)襯改性聚四氟乙烯pfa。

5、本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種合成氟甲酸三氟甲酯方法，包括采用上述的合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)來制備氟甲酸三氟甲酯。

6、本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種合成氟甲酸三氟甲酯方法，包括以下步驟：

7、s1、在反應(yīng)器內(nèi)采用三氟甲基次氟酸酯cf3of和一氧化碳co反應(yīng)生成包括氟甲酸三氟甲酯cf3ocof的反應(yīng)混合物；

8、s2、將步驟s1中的反應(yīng)混合物換熱后采用冷阱和低溫精餾分離，得到氟甲酸三氟甲酯cf3ocof；

9、s3、對(duì)分離后反應(yīng)混合物中的氟光氣cof2、原料cf3of和co復(fù)熱后進(jìn)行回收或循環(huán)。

10、在一個(gè)實(shí)施例中，步驟s1中，所述反應(yīng)器采用盤管式反應(yīng)器并延長(zhǎng)管的長(zhǎng)度，管長(zhǎng)設(shè)置為10-200?m，反應(yīng)溫度150-480?℃，反應(yīng)壓力0.1-5?bar?(g)。

11、在一個(gè)實(shí)施例中，步驟s1中，所述cf3of流量1-1000?l/h，優(yōu)選的，10-500?l/h；所述一氧化碳co流量1-1000?l/h，優(yōu)選的，10-500?l/h。

12、在一個(gè)實(shí)施例中，所述cf3of與所述co流量比（0.2-1.5）：1，優(yōu)選的，（0.5-1.2）：1。

13、在一個(gè)實(shí)施例中，步驟s2中，所述冷阱溫度低于-100?℃。

14、在一個(gè)實(shí)施例中，步驟s2中，采用的精餾塔中回流冷凝的溫度控制在-105到-80℃之間；優(yōu)選的，回流冷凝的溫度控制在-100到-85?℃；進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料溫度低于-70?℃，優(yōu)選低于-80?℃。

15、在一個(gè)實(shí)施例中，步驟s3中采用多股流換熱器進(jìn)行換熱。

16、在一個(gè)實(shí)施例中，所述管式反應(yīng)器材質(zhì)為不銹鋼或聚四氟乙烯ptfe或內(nèi)襯改性聚四氟乙烯pfa。

17、在一個(gè)實(shí)施例中，采用高溫?zé)崃ζ茐?、堿性吸收塔和吸附塔處理反應(yīng)精餾耦合系統(tǒng)的尾氣。

18、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的反應(yīng)精餾耦合系統(tǒng)，包括：管式反應(yīng)器；與所述管式反應(yīng)器連接的換熱器；與所述換熱器連接的冷阱；與所述冷阱連接的低溫精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品收集設(shè)備及原料回收循環(huán)系統(tǒng)；plc控制系統(tǒng)連接壓力傳感器、溫度傳感器、流量控制器及組分分析儀gc-ms。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

20、（1）采用長(zhǎng)的盤管式反應(yīng)器提高目標(biāo)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率；

21、（2）反應(yīng)耦合低溫精餾系統(tǒng)原料和副產(chǎn)品循環(huán)降低原料損耗，提高回收率；

22、（3）在高溫反應(yīng)和冷阱及低溫精餾系統(tǒng)間設(shè)置多股流換熱器，同時(shí)回收熱量和冷量；為降低能耗，多股流換熱器內(nèi)配置溫差小的流股間進(jìn)行換熱，或采用內(nèi)部折流設(shè)計(jì)以降低不同換熱流股間的溫差。

技術(shù)特征：

1.一種合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器采用盤管式反應(yīng)器，圓盤的內(nèi)徑40-200?mm，管長(zhǎng)10-200?m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器材質(zhì)為不銹鋼或聚四氟乙烯或內(nèi)襯改性聚四氟乙烯。

4.一種合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)來制備氟甲酸三氟甲酯。

5.一種合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，步驟s1中，所述三氟甲基次氟酸酯流量為1-1000?l/h。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，所述三氟甲基次氟酸酯與所述一氧化碳流量比為（0.2-1.5）：1。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，步驟s2中，所述冷阱溫度低于-100?℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成氟甲酸三氟甲酯方法，其特征在于，步驟s2中，采用的精餾塔中回流冷凝的溫度控制在-105到-80?℃之間；進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料溫度低于-70℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)及方法，該合成氟甲酸三氟甲酯系統(tǒng)包括依次設(shè)立的反應(yīng)單元、換熱單元、冷阱單元、低溫精餾單元及回收循環(huán)單元；反應(yīng)單元具有進(jìn)料管、出料管及反應(yīng)器，出料管通過第三換熱管與冷阱單元連通，冷阱單元與低溫精餾單元連通，低溫精餾單元與回收循環(huán)單元連通；換熱單元具有換熱器；低溫精餾單元具有精餾段和提餾段，回收循環(huán)單元具有用于對(duì)來自精餾段產(chǎn)物進(jìn)行循環(huán)利用的第一循環(huán)管及第二循環(huán)管，第一循環(huán)管、第二循環(huán)管分別通過第二換熱管、第一換熱管與進(jìn)料管連通，第一換熱管、第二換熱管與第三換熱管均通過換熱器。本發(fā)明通過對(duì)來自精餾段產(chǎn)物進(jìn)行循環(huán)利用，降低了原料損耗，提高了產(chǎn)品收率。

技術(shù)研發(fā)人員：尚家莊,張麗嬌,顧偉超,修國(guó)華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海森桓新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19