专利名称:一种1,1－二氟乙烷生产工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于制冷剂领域，涉及一种1，1-二氟乙烷生产工艺及用于该工艺的反应釜。适用于1，1-二氟乙烷制冷剂生产行业。
背景技术：
1，1-二氟乙烷国际通用名为HFC-152a，是一种用途广泛的含氟有机化合物，可用作制冷剂、喷雾剂及生产氟塑料的原料。它的破坏臭氧潜能值(ODP)为0，全球变暖潜能值(GWP)为0.02，因此，它作为CFC的代用品正受到人们越来越多的重视。
1，1-二氟乙烷的常规生产工艺是利用乙炔为原料，在催化剂(如三氟化硼、氟磺酸、五氟化锑)的作用下，与氟化氢反应而制得，其反应式如下HC≡CH+2HF→CH3CHF2其工艺流程是经净化、干燥处理后的乙炔，送入装有催化剂(如氟磺酸)和氟化氢的反应釜中，在一定的压力(0.03MPa～3MPa)、和温度(20～40℃)下发生反应，生成1，1-二氟乙烷，经过水洗、碱洗、除酸后，气相的物料经压缩成液相的物料，再经分馏提纯后制得。反应是半连续的，液体氟化氢补加入反应器内，而气体乙炔则连续的通入反应器中，直至转化率低于60％(二级反应时，第一级反应器中的转化率)时，停止反应，排出反应器中余料(通常称作残液)，重新加入催化剂和氟化氢，再次开始反应。上述生产工艺的不足之处是乙炔与氟化氢的反应是一个放热反应，大量生成热在反应器中的积聚必然对反应产生不利影响，使反应难以控制，催化剂的寿命及活性都会降低，继而导致转化率和收率的下降。
中国专利申请200410015662.2公开了一种1.1二氟乙烷的制取方法及其生产设备。反应釜接有外循环系统，该系统有一个外循环泵，循环泵通过下接管和阀I与反应釜的底部接通，循环泵通过上接管和阀IV与反应釜的中部接通，外循环泵与阀IV之间接有排液管和阀III，在外循环泵和阀I之间的下接管上接有阀II和补加罐，补加罐的顶部接有阀V和催化剂储槽。制取方法是氢氟酸的初始液位为反应釜容积的60-70％；催化剂为氢氟酸重量的30-40％；乙炔的加料速度为每公斤氢氟酸加乙炔0.08-0.12公斤/小时；反应温度22-32℃；反应压力0.03-0.3兆帕。用这种反应釜制取二氟乙烷的工艺，反应放热带来的温度控制问题难以解决，存在反应热的积聚问题，使催化剂的寿命及活性降低，产品的转化率和收率的下降。
发明内容本发明针对现有技术的不足，提供一种产率高、易于控制的二氟乙烷生产工艺及用于该工艺的反应釜。
本发明提供一种1，1-二氟乙烷生产工艺，所用原料为纯净的乙炔气和工业无水氟化氢，在催化剂存在条件下，在一定温度和压力下反应生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。
优选的，所用催化剂选自氟磺酸、五氯化锑、和/或四氯化锡中的一种或几种的混合物。优选的催化剂为氟磺酸。
优选的，在反应开始前先将氟化氢及催化剂按比例加入反应釜中，催化剂加入量为氟化氢重量的32％～38％。
然后再向反应器中连续通入乙炔气和HF。反应方程式如下HC≡CH+2HF→CH3CHF2乙炔气控制一定流量后以鼓泡方式通过进料口(1)进入反应釜中。并根据反应消耗氟化氢的量及时补加氟化氢。
反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.4～1.6。
优选的，反应温度为10～60℃，反应压力为0.05～0.5MPa。优选的，反应温度为20～50℃，反应压力为0.1～0.4MPa。
优选的，在上述条件下连续的生产1，1-二氟乙烷。
本发明提供一种连续、经济的制取1，1-二氟乙烷的工艺及反应釜所用的反应釜，包括釜主体、上夹套、下夹套、分布在釜上的物料进口、气相出口，其特征在于，该反应釜具有上下两个夹套，反应釜内部具有盘管，上夹套(3)和内部盘管(4)用于及时移走反应生成热，下夹套(5)用于加热反应釜以达到反应所需的温度。
该反应釜具有上下两个夹套，反应釜内部具有盘管，上夹套(3)和反应釜内部盘管(4)内介质为冷冻盐水，用于移走反应生成热。下夹套(5)内介质为蒸汽，用于加热反应釜以达到反应所需的温度。在反应过程中，将根据反应釜内部温度及时调整冷冻盐水及蒸汽的量，控制反应温度在10～60℃，优选反应温度20～50℃。
本发明的优点是本发明所采用反应 釜具有上下两个夹套，反应釜内部具有盘管，既能保证初始反应温度，又能及时移出反应所放出的热量，控制反应温度在一定范围之内，使反应易于控制且能保证较高的反应转化率和产品收率。
图1为本发明的反应釜的结构示意图。其中1为进料口，2为气相出口，3为上夹套，4为内部盘管，5为下夹套。
具体实施方式以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1将氟磺酸和氟化氢加入反应釜中(氟磺酸重量占氟化氢重量的35％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到30℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为20～50℃，压力为0.05～0.5MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.4。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
实施例2将氟磺酸和氟化氢加入反应釜中(氟磺酸重量占氟化氢重量的32％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到30℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为20～50℃，压力为0.05～0.5MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.4。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
实施例3将氟磺酸和氟化氢加入反应釜中(氟磺酸重量占氟化氢重量的38％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到30℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为40～50℃，压力为0.05～0.5MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.5。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
实施例4将五氯化锑和氟化氢加入反应釜中(五氯化锑重量占氟化氢重量的35％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到30℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为20～50℃，压力为0.05～0.5MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.5。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
实施例5将四氯化锡和氟化氢加入反应釜中(四氯化锡重量占氟化氢重量的35％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到30℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为30～50℃，压力为0.05～0.5MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.5。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
实施例6将氟磺酸和氟化氢加入反应釜中(氟磺酸重量占氟化氢重量的35％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到20℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为20～40℃，压力为0.1～0.4MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.6。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
实施例7将氟磺酸和氟化氢加入反应釜中(氟磺酸重量占氟化氢重量的35％)，然后向夹套5内通入蒸汽，使反应釜内温达到40℃。乙炔气由物料口1进入反应器中，根据反应温度变化向夹套3和4内通入盐水，最终控制反应釜内温度为30～40℃，压力为0.2～0.3MPa。反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.6。生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。经分析生成的1，1-二氟乙烷纯度≥99.8％，原料利用率≥95％。
权利要求
1.一种1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，以纯净的乙炔气和工业无水氟化氢为原料，在催化剂存在条件下，在一定温度和压力下反应生成1，1-二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1-二氟乙烷。
2.如权利要求
1所述的1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，所述的催化剂选自氟磺酸、五氯化锑和/或四氯化锡中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求
2所述的1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，所述的催化剂为氟磺酸。
4.如权利要求
1所述的1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，在反应开始前先将氟化氢及催化剂按比例加入反应釜中，催化剂加入量为氟化氢重量的32％～38％。
5.如权利要求
1所述的1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，反应过程中，乙炔气与无水氢氟酸的投料重量比为乙炔气∶无水氢氟酸＝1∶1.4～1.6。
6.如权利要求
1所述的1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，反应温度为10～60℃，反应压力为0.05～0.5MPa。
7.如权利要求
6所述的1，1-二氟乙烷生产工艺，其特征是，反应温度为20～50℃，反应压力为0.1～0.4MPa。
8.实现权利要求
1至7任一项所述的1，1-二氟乙烷生产工艺的反应釜，包括釜主体、上夹套、下夹套、分布在釜上的物料进口、气相出口，其特征在于，该反应釜具有上下两个夹套，反应釜内部具有盘管，上夹套(3)和内部盘管(4)用于及时移走反应生成热，下夹套(5)用于加热反应釜以达到反应所需的温度。
专利摘要
本发明属于制冷剂领域，涉及一种1，1－二氟乙烷生产工艺及用于该工艺的反应釜。所用原料为纯净的乙炔气和工业无水氟化氢，在催化剂存在条件下，在一定温度和压力下反应生成1，1－二氟乙烷粗品，经水洗、碱洗、脱气、精馏从而制得纯品1，1－二氟乙烷。所用的反应釜，包括釜主体、上夹套、下夹套、分布在釜上的物料进口、气相出口，其特征在于，该反应釜具有上下两个夹套，反应釜内部具有盘管，上夹套(3)和内部盘管(4)用于及时移走反应生成热，下夹套(5)用于加热反应釜以达到反应所需的温度。本发明既能保证初始反应温度，又能及时移出反应所放出的热量，反应温度容易控制，能保证较高的反应转化率和产品收率。
文档编号C07C19/00GK1994985SQ200610166228
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月22日
发明者于修源, 宋淑伟, 马永安 申请人:山东东岳化工有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan