一种用于制备三氟氯乙烯的设备的制作方法

本实用新型涉及化工反应设备技术领域，尤其是一种用于制备三氟氯乙烯的设备。

背景技术：

三氟氯乙烯(CTFE)是主要的氟树脂、氟塑料以及氟橡胶的单体。聚三氟氯乙烯广泛应用于电子技术以及军事航空领域。尤其是以三氟氯乙烯为主体的含氟涂料优异的耐候性和耐腐蚀性在桥梁以及建筑行业中得到了广泛的应用。

目前国内外年产量为1万吨左右，主要生产路线以四氯乙烯为主要原料，通过氯化制成六氯乙烷，六氯乙烷氟化制备三氟三氯乙烷，由三氟三氯乙烷在锌粉或氢的作用下脱除氯得到三氟氯乙烯。

现有的用于制备三氟氯乙烯的设备结构复杂，热交换效率低，能耗高。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种结构简单、热交换效率高、能耗低的用于制备三氟氯乙烯的设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于制备三氟氯乙烯的设备，包括反应箱体，所述反应箱体内有若干列管，所述列管与水平地面之间有一倾角，列管的顶端和反应箱体之间通过第一连接板连接，列管的底端和反应箱体之间通过第二连接板连接，所述第一连接板和第二连接板上开有若干与列管相匹配的通孔，列管与通孔连接，相邻两根列管交叉呈X型排列，所述列管内填充有带有催化剂的填料；

所述反应箱体的顶部和底部分别有物料进口和产物出口，反应箱体的左侧和右侧分别有换热介质的进口和出口，换热介质的进口位于反应箱体的左侧下端，换热介质的出口位于反应箱体的右侧上端；所述产物出口通过出料管与水碱清洗装置连接。

优选的，所述列管的横截面呈梅花状。

优选的，所述列管与通孔之间通过焊接连接或通过连接套连接。

优选的，所述连接套的一端通过内螺纹与列管连接，列管外有一圈外螺纹，连接套的另一端通过螺纹螺帽与第一连接板或第二连接板连接。

优选的，所述列管包括内管和外管，内管内填充有带有催化剂的填料，内管和外管之间填充有一层保温层。

优选的，所述水碱清洗装置内安装有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机，搅拌桨通过轴联器与搅拌轴连接，所述搅拌轴上连接有搅拌桨。

优选的，所述搅拌桨与搅拌轴之间通过连接环连接，连接环与搅拌轴之间通过螺纹连接，连接轴上连接环的两侧有限位环，所述搅拌桨与水平面之间有一个倾斜角。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

1、本实用新型中列管的顶端和反应箱体之间通过第一连接板连接，列管的底端和反应箱体之间通过第二连接板连接，第一连接板和第二连接板上开有若干与列管相匹配的通孔，列管与通孔连接，相邻两根列管交叉呈X型排列，采用此结构，使得列管可以同时与不同部位的换热介质接触，提高了导热介质的热交换效率，提高了反应效率；

2、本实用新型中列管的横截面呈梅花状，采用此结构，一方面，增加了列管的内的物料容纳率，可以提高物料的反应量，另一方面，提高了物料与换热介质的接触面积，提高了换热效率，降低了生产能耗；

3、本实用新型中本连接套的一端通过内螺纹与列管连接，列管外有一圈外螺纹，连接套的另一端通过螺纹螺帽与第一连接板或第二连接板连接，采用此结构，安装拆卸更方便，同时可以根据实际需要对损坏或需要更换的列管进行单个更换，降低了使用成本，螺纹螺帽采用耐腐蚀的材料制成，使用寿命长，不会因为螺纹螺帽的腐蚀给生产使用带来不便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的侧面结构示意图。

图3为本实用新型的列管的结构示意图。

图4为本实用新型的列管与连接板的连接关系示意图。

图中：1反应箱体，2-列管，2-1内管，2-2外管，2-3填料，2-4保温层，3第一连接板，4第二连接板，5物料进口，6产物出口，7进口，8出口，9水碱清洗装置，10螺帽，11连接套。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示，一种用于制备三氟氯乙烯的设备，包括反应箱体1，反应箱体1内有若干列管2，列管2与水平地面之间有一倾角，列管2倾斜安装，可以增加物料与催化剂在同一层面上的接触面积，从而提高催化效率，提高反应的转化率，降低副产物的生成，列管2的顶端和反应箱体1之间通过第一连接板3连接，列管2的底端和反应箱体1之间通过第二连接板4连接，第一连接板3和第二连接板4上开有若干与列管相匹配的通孔，列管2与通孔连接，相邻两根列管2交叉呈X型排列，采用此结构，使得列管2可以同时与不同部位的换热介质接触，提高了导热介质的热交换效率，提高了反应效率，列管2内填充有带有催化剂的填料，反应箱体1的顶部和底部分别有物料进口5和产物出口6，反应箱体1的左侧和右侧分别有换热介质的进口7和出口8，换热介质的进口7位于反应箱体1的左侧下端，换热介质的出口8位于反应箱体1的右侧上端，采用此结构，换热效率更高；产物出口6通过出料管与水碱清洗装置连接。

具体试验：在6根镍合金列管反应器内装填25.68公斤三氢化锌钾，催化剂装填体积为36L。列管反应器夹套采用导热油加热，反应器升温至250℃，用12L/min的速率通入N2进一步干燥催化剂，6小时后，然后升温至300℃。1,1,2-三氟-1,2,2-三氯乙烷预热后从列管反应器顶部投入，投料速率为标准状态下200L/min，保持列管反应器的压力为0.8Mpa，反应物料从列管反应器底部移出，直接经过水碱洗后，经分子筛干燥后，冷凝、精馏收集并取样分析，1小时后收集到纯度为99.5％三氟氯乙烯67.2公斤。其中1,1,2-三氟-1,2,2-三氯乙烷转化率99.0％，收率为99.20％。

如图3所示，本实施例中列管2的横截面呈梅花状，采用此结构，一方面，增加了列管2的内的物料容纳率，可以提高物料的反应量，另一方面，提高了物料与换热介质的接触面积，提高了换热效率，降低了生产能耗。

本实施例中列管2与通孔之间通过焊接连接或通过连接套11连接，通过焊接连接，结构简单，生产方便，通过连接套11连接，安装拆卸更方便。

如图4所示，本实施例中连接套11的一端通过内螺纹与列管2连接，列管2外有一圈外螺纹，连接套11的另一端通过螺纹螺帽10与第一连接板3或第二连接板4连接，采用此结构，安装拆卸更方便，同时可以根据实际需要对损坏或需要更换的列管2进行单个更换，降低了使用成本，螺纹螺帽10采用耐腐蚀的材料制成，使用寿命长，不会因为螺纹螺帽的腐蚀给生产使用带来不便。

本实施例中列管2包括内管2-1和外管2-2，内管2-1和外管2-2之间通过闭合环封闭，闭合环位于内管2-1和外管2-2之间，闭合环与内管2-1、外管2-2之间通过焊接连接或通过螺纹套11连接，螺纹套11的外表面有一圈外螺纹，螺纹套11的内壁与内管之间有一圈密封垫，螺纹套11呈圆柱状，螺纹套11的上表面有手持旋转部，便于操作者进行旋转操作，内管2-1内填充有带有催化剂的填料2-3，内管2-1和外管2-2之间填充有一层保温层2-4，采用此结构，进一步提高了列管反应器内的保温效果，提高了换热效率，降低能耗。

本实施例中水碱清洗装置9内安装有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机，搅拌桨通过轴联器与搅拌轴连接，搅拌轴上连接有搅拌桨，三氟氯乙烯产物生成后需要经过水碱洗后，经分子筛干燥后，冷凝、精馏收集，采用此结构，可以提高水洗的效率，充分去除能溶于水和碱的杂质，为后续操作提供便利。

本实施例中搅拌桨与搅拌轴之间通过连接环连接，搅拌桨与连接轴之间一体成型，连接环与搅拌轴之间通过螺纹连接，通过螺纹连接，一方面，清洗的时候安装拆卸方便，另一方面，可以根据实际需要更换不同搅拌效果的搅拌桨，有效提高了搅拌效率，降低搅拌能耗，连接轴上连接环的两侧有限位环，由于搅拌轴与搅拌桨之间通过螺纹连接，所以限位环的结构设计，可以避免搅拌过程中搅拌桨发生位移，影响搅拌效率，搅拌桨与水平面之间有一个倾斜角倾斜角的结构设计，可以增加搅拌过程中搅拌桨在物料之间的剪切力，提高搅拌效果，降低搅拌能耗。

综上所述：1、本实用新型中列管的顶端和反应箱体之间通过第一连接板连接，列管的底端和反应箱体之间通过第二连接板连接，第一连接板和第二连接板上开有若干与列管相匹配的通孔，列管与通孔连接，相邻两根列管交叉呈X型排列，采用此结构，使得列管可以同时与不同部位的换热介质接触，提高了导热介质的热交换效率，提高了反应效率；

2、本实用新型中列管的横截面呈梅花状，采用此结构，一方面，增加了列管的内的物料容纳率，可以提高物料的反应量，另一方面，提高了物料与换热介质的接触面积，提高了换热效率，降低了生产能耗；

3、本实用新型中本连接套的一端通过内螺纹与列管连接，列管外有一圈外螺纹，连接套的另一端通过螺纹螺帽与第一连接板或第二连接板连接，采用此结构，安装拆卸更方便，同时可以根据实际需要对损坏或需要更换的列管进行单个更换，降低了使用成本，螺纹螺帽采用耐腐蚀的材料制成，使用寿命长，不会因为螺纹螺帽的腐蚀给生产使用带来不便。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。