用于液相氟化的反应器设计的制作方法
【专利摘要】本发明提供了反应器装置，其具有反应室；包括多个隔室的隔室化装置，各隔室在顶端和底端开放，该隔室化装置经设置在反应室内；和入口，其经设置在反应器的一个区域并在反应室和进料源之间流体连通。还提供了反应器装置，其包括具有反应室的组件；至少一个经构造以在反应室内产生混合的搅拌器组件，该搅拌器组件包括：用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料部分加衬或涂布的轴，和用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料加衬或涂布的叶轮；和入口，其经设置在反应器的一个区域并在反应室和进料源之间流体连通。所提供的反应器装置可以用于氢氟化方法中。
【专利说明】用于液相氟化的反应器设计
[0001]1.发明领域
本发明涉及用于氟化有机化合物的装置，或更特别涉及适用于商业规模有机化合物的氟化的反应器。
[0002]I1.发明背景
碳氟化合物(特别是氟化烯烃，作为一类碳氟化合物)具有许多和不同的用途，包括作为化学中间体和单体。尤其是，这些产品可用作制冷剂、用于制备制冷剂的单体或中间体，特别是确定为具有低全球变暖潜势的那些。
[0003]随着对全球变暖的关注，因为氢氟烯烃(HFO)不消耗臭氧层并具有低全球变暖潜势，HFO正在被商业化为用作制冷剂、传热剂、发泡剂、单体和抛射剂的氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)和氢氟烃(HFC)的替代物。某些HFO通过多个步骤制备，所述多个步骤包括在氟化催化剂的存在下用氟化剂(例如氟化氢)来氟化氯化的有机化合物。这些反应可以在液相或气相或这些的组合中进行。在一个制备2，3，3，3_四氟-1-丙烯(HF0-1234yf)的方法中，下列反应顺序是优选的:
步骤1: CC12=CC1CH2C1 + 3HF CH2=CClCF3 + 3HC1 ；
步骤2: CH2=CClCF3 + HF ^ Ch3CCIFCF3;和步骤3: Ch3CCIFCF3^ CH2=CFCF3 + HCl0
[0004]在一个优选的实施方案中，步骤I在气相中在氟化催化剂的存在下进行，步骤2在液相中在氟化催化剂的存在下进行，和步骤3在气相中在脱氯化氢催化剂的存在或不存在下进行。
[0005]关于上述方法的步骤2，优选液相氟化，因为该反应控制在相对较低的温度下，其导致较少的由于低聚、分解或过氟化造成的副产物形成。
[0006]但是，液相氟化使用和生成腐蚀性化合物，例如氟化氢、氯化氢和路易斯酸催化剂，其形成超酸。这些超酸倾向于腐蚀在其中进行反应的反应器容器，甚至是由耐腐蚀材料例如Inconel 600、NAR25-50MI1、Hastelloy C、Hastelloy G-30、两相不锈钢和HastelloyC-22构成的反应器。反应器的腐蚀损害了反应器的结构完整性，并减少其使用寿命。因此，需要尽量减少反应器腐蚀。
[0007]在液相反应中，尤其是当反应组分不混溶或部分混溶时，反应物引入的位置和反应物料的混合是非常重要的标准。在这些反应中，混合程度影响转化率、产率和选择性。此夕卜，在工业规模上，混合程度会影响放热反应中反应器系统的安全性并导致失控反应，其能损坏设备并导致操作人员受伤。因此，不良混合的反应器会导致低转化率、低产率、低选择性以及安全性问题。
[0008]通常，为了反应系统的有效混合，使用搅拌器。搅拌器通常由有利于强度的金属轴和在反应器内部的(一个或多个)金属叶轮和用于将电动驱动器(motor drive)与反应器内部的部分隔离的密封机构构成。在腐蚀性环境中，这些组分会腐蚀，导致反应器和搅拌器的结构完整性的折损并减少反应系统的使用寿命。因此，需要在这样的腐蚀性环境中提供混合的方法。
[0009]当有效混合的需要与腐蚀性反应环境组合时，反应器设计受到双重挑战。在一些腐蚀性系统中，通常使用搪玻璃钢件(glass lined steel)来构造反应器、搅拌器和挡板以尽量减少腐蚀和保持设备完整。但是，在使用HF作为反应组分的系统中，由于HF与玻璃的不相容性，这些系统是不合适的。
[0010]美国专利N0.7，102，040公开了尽量减少腐蚀的反应器设计。但是，美国专利N0.7，102,040并没有公开用于混合反应内容物的装置。在生成HCl的氟化系统中(参见下面的实例)，通常不必提供附加的混合装置，因为所生成的HCl在其离开液相时提供了反应器内容物的有效混合。这些反应的实例是:
CCl4 + 2HF CCl2F2 + 2HC1(用于制备CFC-12、CC12F2的化学反应)
CHCl3 + HF ^ CHClF2 + 2HC1 (用于制备HCFC_22、CHC1F2的化学反应)
CHCI2CH2CCI3 + 5HF CHF2CH2CF3 + 5HC1(用于制备HFC-245fa、CHF2CH2CF3的化学反应)。
[0011]尤其关于氟化反应，衬有由含氟聚合物材料制造的活动内衬(looselining)的反应器被发现可用于对抗在一些小规模液相氟化反应中存在的腐蚀性条件。例如，美国专利N0.5，902，912教导了将50加仑(大约6.7 ft3)灵活加衬的反应器容器用于在中试规模操作中生产小于一百万lb/yr的碳氟化合物。但是，已经确定，当用于大批量方法，例如至少大约1000加仑(大约134 ft3)中时，常规不腐蚀、经含氟聚合物加衬的反应器受制于许多问题。这些问题包括主体(body)法兰密封泄漏、内衬挠曲应力和收缩、以及经由内衬的氟化氢泄露。因此，存在对可以用于氟化化合物的商业规模生产的非腐蚀性反应器的需要。更特别地，需要具有热输入/输出能力的高完整性、经含氟聚合物加衬的金属容器，其适于制备HFCj|^nHFC-143a、HFC-32、HFC-245fa、HFC-227ea、HFC-236fa、HFC-365mfc、HCF0-1233xf、HCFC-244bb、HF0-1234yf等，并且适于进行在商业规模上的其它高度腐蚀性应用。
[0012]II1.发明概述
本发明提供了可用于有机化合物的液相氢氟化的非腐蚀和高度可靠的装置，以及用于更有效反应的反应器内容物的搅拌的本发明装置，这导致更高的转化率、更高的产率和更好的选择性以及更经济和更安全的操作。
[0013]本发明的反应器还可用于需要混合及加热或冷却的其它化学加工。该反应器具有用于生产氢氯氟烃(HCFC)的特定用途。本发明的反应器包括衬有高度耐腐蚀的活动含氟聚合物内衬的大体积反应器容器，和在使用或不使用反应器中的机械搅拌下促进混合的(一个或多个)系统。
[0014]本发明的一个实施方案包括反应器装置，其包括具有反应室的反应器组件;包括多个隔室的隔室化装置，各隔室在顶端和底端开放，该隔室化装置经设置在反应室内；和入口，其经设置在反应器的一个区域并在反应室和进料源之间流体连通。
[0015]本发明的另一个实施方案包括:反应器装置，其包括具有反应室的反应器组件;至少一个经构造以在反应室内产生混合的搅拌器组件，该搅拌器组件包括:用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料部分加衬或涂布的轴；用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料加衬或涂布的叶轮;和入口，其经设置在反应器的一个区域并在反应室和进料源之间流体连通。
[0016]搅拌器组件还包括:主密封件，其经设置在一部分的反应室壁上并介于反应室和搅拌器组件的轴之间，该主密封件经构造以防止液体或气体从反应室到外部环境中的泄露;和副密封件，其在主密封件下方以限定的距离沿着搅拌器组件的轴设置，该副密封件经构造以在搅拌器组件的轴和反应室壁之间密封，其中该主密封件和副密封件经构造以允许搅拌器组件的轴旋转。
[0017]另外，本发明的实施方案包括至少一个搅拌器组件，所述搅拌器组件具有:在副密封件下方某一位置处沿着搅拌器组件的轴设置的密封皮碗(seal cup);含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料的内衬，其从反应室壁延伸至密封皮碗中；经设置并保持在所述密封皮碗中的密封流体，所述密封流体是与在反应室内进行的反应相容的流体。
[0018]IV.
【附图说明】
本发明的这些和其它特征、方面和优点在论及下面的说明书、所附权利要求和附图下会变得更好理解，其中:
图1图解了本发明的隔室化装置的一个实施方案；
图2图解了本发明的搅拌器组件的一个实施方案；
图3图解了本发明的搅拌器组件的另一个实施方案。
[0019]V.发明详述
本发明的前述概要和一般描述以及随后的详细描述是示例性和说明性的，并不限制如在所附权利要求中所限定的本发明。其它特征和实施方案和修改将由本说明书而变得明显并且在本发明的范围之内。美国专利N0.8，258，355、8，084，653和美国公开专利申请N0.2007/0197842的全部内容通过引用并入本文。
[0020]在一个实施方案中，本发明提供了反应器装置，其包括容器，在其内部安置有隔室化装置100以将商业尺寸反应器隔室化从而更贴切地近似具有至少2:1的长径比的小规模反应器，其中由于较小的直径以及由于增强湍流的壁效应而导致混合更有效。这一类型的小规模反应器可以被称为鼓泡塔反应器。参考图1，隔室化装置100包括多个在顶部和底部开放的隔室102。各隔室102的形状可以是矩形、圆形、六边形等或这些形状的组合。隔室102由既耐腐蚀又有效传热的材料(例如碳化硅、石墨等)来构造。
[0021]进料引入装置104将单独的进料引入至各隔室102。可替代地，进料引入装置104将进料引入至成组布置的多个隔室102。
[0022]本实施方案免除了对机械搅拌的需要。作为替代，各隔室表现类似于尺寸小得多的鼓泡塔反应器。
[0023]隔室化装置100不需要连接至反应器106(即，反应室)的内壁。在密封的反应器壳体110内提供反应器106。至反应器的进料通过反应器106的底部106b、侧喷嘴进入，或经由多个浸料管(dip tube)108通过顶部106a进入。
[0024]可替代地，当反应器进料从反应器106的底部106b引入时，在反应器106的底部中设置的液体或蒸气分配器112可以任选地用于促进初始混合并将反应物流引导至隔室化装置100的隔室102中。在此实施方案中，分配器112替代了浸料管108。该布置经由附加的湍流促进了混合并且减少了窜流。
[0025]在另一个实施方案中，如图2中所示，将机械搅拌组件200用于反应器中，该反应器具有在形成反应室的容器外壳208的内表面上设置的活动含氟聚合物内衬210。机械搅拌器组件200可以包括含氟聚合物加衬(或涂布)的金属搅拌器轴202和叶轮204，以及用于将可以渗透穿过内衬或涂层的任何HF排出的排气口。
[0026]主密封件206经设置在搅拌器轴202的上端。主密封件206起到通过机械密封(例如具有吹扫(purge)的双重机械密封)将反应器气体与环境隔离密封的作用。可替代地，无密封搅拌器驱动器，例如磁力驱动器，可以替代主密封件206使用。在这样的无密封实施方案中，密封容器外壳208，并且搅拌器组件200没有向容器外壳208的外部延伸。
[0027]由于反应混合物含有可以渗透穿过含氟聚合物内衬210的HF，因此必须采取措施以排出在含氟聚合物内衬210和金属搅拌器轴202之间的渗透材料。该措施通常是将渗透材料排放至反应器外的大气中。因为HF是危险的材料，此系统的设计存在捕获或处置危险材料的挑战。此外，经聚合物完全加衬的搅拌器轴202可能提出非常有挑战性的机械密封设计，因为含氟聚合物内衬210会处于持续旋转和密封接触。
[0028]为克服上述问题，使用包括含氟聚合物加衬或涂布的搅拌器轴202的新型和改进的搅拌器设计。聚合物覆盖在容器外壳208内的至少95%的轴长度。为了使得通过旋转接触和密封区域的搅拌器轴202的设计合理，搅拌器轴202的剩余5%或更少由相同基础搅拌器轴金属，或由耐受反应器蒸气空间中的反应混合物蒸气的金属、金属内衬或金属涂层构成。5%或更少的暴露金属的部分被称为“耐蚀金属”。搅拌器轴202不必完全由耐蚀金属制造。而是，仅没有用含氟聚合物加衬或涂布的轴的部分由耐蚀金属构造。含氟聚合物内衬210通常在此耐蚀金属处终止。只有搅拌器组件200的经聚合物加衬的部分浸入到液体内容物中。
[0029]但是，由于喷溅、起雾或夹带，腐蚀性液体可以存在于容器的蒸气空间中。新型搅拌器设计包括防止这样的液体与轴的耐蚀金属接触的措施。
[0030]渗透穿过内衬210的任何材料(例如HF)将在内衬终止于此耐蚀金属，然而仍在容器外壳208内部的位点处排出。为适应这种情况，以及为防止腐蚀性液体与耐蚀金属接触，在内衬终端的下方，在搅拌器轴202的加衬部分上提供副密封件212 ο如在工业中已知的，这种副密封件212可以是迷宫式密封、节流衬套或其它合适的密封。
[0031]将吹扫流体(气体或液体)引入到主密封件206和副密封件212之间的空间214中以积极地防止腐蚀性反应器混合物材料与耐蚀金属接触并且将其扫回到容器中。所使用的流体可以是与反应混合物相容并且不腐蚀耐蚀金属的任何流体，包括反应物或产物。
[0032]为了促进混合，容器可以装备有挡板(未示出)。这些由用含氟聚合物加衬或涂布的金属制成并可以穿过容器顶部中的喷嘴插入。通常采用一至四个挡板。
[0033]在另一个实施方案中，如图3中图解的那样，在沿着经聚合物加衬的部分210的某一位置处将液体密封充分的皮碗(liquid seal well cup)302安装到旋转轴202上，以形成静态液体密封从而保持腐蚀性反应器混合物与耐蚀金属轴分离。在此实施方案中，吹扫流体304是与反应混合物相容并且不腐蚀耐蚀金属的液体。密封皮碗302可以单独使用或与如在前面的实施方案中描述的副密封件212组合使用。
[0034]在各实施方案中的设计允许将在反应器容器内的要在反应器内再捕获的渗透有害材料排出，同时活性流体流动覆盖耐蚀金属部分，并且搅拌器旋转机构会防止任何腐蚀性材料与耐蚀金属轴接触。该设计允许将常规金属轴和常规主密封件设计(例如双重机械密封或无密封搅拌器驱动器)用于持续旋转和密封接触的区域。
[0035]本发明还提供了使用上述和在图1-3中示出的反应器组件的氢氟化方法。在本发明的氢氟化方法中，将氢氯氟烯烃材料通过至少一个入口供应至容器中。此外，也通过至少一个入口将氟化氢供应至容器中。使氢氯氟烯烃与氟化氢反应以形成氢氯氟烃。取决于所采用的特定反应器实施方案，通过由隔室化装置100的隔室102产生的微湍流，或通过由图2和3中所示的搅拌器组件生成的搅拌动作促进反应。
[0036]此外，氯源也可以供入到反应室中。
[0037]而且，可以将催化剂按计量加入到反应室中以进一步促进氢氟化过程。
[0038]通过使用本发明的实施方案，本发明进一步提供了用于形成氢氟烃，例如HFC-143a、HFC-32、HFC-245fa、HFC-227ea、HFC-236fa、HFC-365mfc、HCFC-244bb，但不限于这些HFC的方法。
[0039]在另一个实施方案中，本发明是制备2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)的方法，该方法包括使2-氯-3，3，3，_三氟丙烯(1233xf)与HF在本文所述的反应器装置中在氟化催化剂的存在下接触。在这一方面考虑的氟化催化剂是，不加以限制，本领域中已知的那些，并且优选是液相氟化催化剂。在本发明中可用的此类氟化催化剂的非穷举列表包括:路易斯酸、过渡金属卤化物、过渡金属氧化物、第I Vb族金属卤化物、第Vb族金属卤化物或其组合。液相氟化催化剂的非穷举实例包括卤化锑、卤化锡、卤化钽、卤化钛、卤化铌、和卤化钼、卤化铁、氟化的卤化铬，或其组合。液相氟化催化剂的具体非穷举实例是SbCl5、SbCl3、SbF5、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoCl6、FeCl3、SbCl5 的氟化物类、SbCl3 的氟化物类、SnCl4 的氟化物类、TaCl5的氟化物类、TiCl4的氟化物类、NbCl5的氟化物类、MoCl6的氟化物类、FeCl3的氟化物类，或其组合。五氯化锑，SbCl5，是优选的，更优选SbCl5的氟化物类。
[0040]在又一个实施方案中，本发明是制备化合物例如2,3,3,3-四氟丙烯(1234yf)的方法。例如，本发明的反应器装置可以用于多步骤方法以制备1234yf。在这一方面的一个优选实施方案中，本发明的反应器装置可以用于制备2，3，3，3_四氟丙烯的三步集成制造方法的第二步骤。该方法的优选起始材料是根据式Ι、Π和/或III的一种或多种氯化化合物:
CX2=CCl-CH2X(式I)
CX3-CC1=CH2(式 II)
CX3-CHCl-CH2X(式II I)
其中X独立地选自F、C1、Br和I，条件是至少一个X不为氟;优选地，这些化合物包含至少一个氯，更优选大部分X为氯，甚至更优选所有X均为氯。优选地，该方法通常包括至少三个反应步骤。
[0041 ]步骤I:
在第一步骤中，包含具有式(Ι)、(π)或(III)的一种或多种化合物，优选1，1，2，3_四氯丙烯(TCP或1230xa)，和/或2,3,3,3-四氯丙烯(也是TCP或1230xf)，和/或1,1,1,2,3_五氯丙烷(240db)的起始组合物与无水HF在第一气相反应器(氟化反应器)中反应以生产2-氯_3,3,3-三氟丙烯(1233xf)和HCl的混合物。该反应优选在催化剂，例如氟化的氧化铬的存在下发生。此反应在第一气相反应器中，例如在大约100-400°C的反应温度和大约0-200 psig的反应压力下进行。离开气相反应器的流出物流可以任选包含附加组分，例如未反应的HF、未氣化(underf Iuoinated)的中间体和 HFC_245cb ο
[0042]在气相法的情况中，反应器填充有气相氟化催化剂。在此方法中可以使用本领域中已知的任何氟化催化剂。合适的催化剂包括，但不限于铬、铝、钴、锰、镍和铁的氧化物、氢氧化物、卤化物、卤氧化物、其无机盐和它们的混合物。适用于本发明的催化剂的组合非排它地包括 Cr203、FeCl3/C、Cr203/Al203、Cr203/AlF3、Cr203/碳、CoCl2/Cr203/Al203、NiCl2/Cr203/Al203、CoCl2/AlF3、NiCl2/AlF3及其混合物。氧化铬/氧化铝催化剂描述在美国专利N0.5，155，082中，其通过引用并入本文。氧化铬(III)例如结晶氧化铬或无定形氧化铬是优选的，无定形氧化铬是最优选的。氧化铬(Cr2O3)是市售材料，其可以以多种粒度购买。氟化催化剂以过量，但以至少足以驱动反应的量存在。
[0043]步骤2:
在第二步骤中，采用本发明的反应装置，由此将在步骤I中产生的1233xf转化为244bb。这样的过程可以在大约70-120°C的温度范围和大约50-120 psig下进行。可以使用如上所述的氟化催化剂。如果此类催化剂失活，则它们可以通过本领域中已知的任何手段容易地再生。再生催化剂的一个合适的方法包括使氯气物流流过催化剂。例如，对于每镑液相氟化催化剂，可以将大约0.002至大约0.2 Ib每小时的氯气添加至液相反应。这可以在大约65°C至大约100°C的温度下进行例如大约I至大约2小时或持续进行。
[0044]步骤3:
在第三步骤中，将根据本发明由步骤2产生的244bb进料至第二气相反应器(脱氯化氢反应器)以进行脱氯化氢从而制备所需产物2,3,3,3-四氟丙烯(1234yf)。这种反应器包含可以催化地将244bb脱氯化氢以制备1234y f的催化剂。
[0045 ]在此，催化剂可以是金属卤化物、卤化的金属氧化物、中性(或零氧化态)金属或金属合金，或呈本体或负载形式的活性炭。当使用金属卤化物或金属氧化物催化剂时，优选一价、二价和三价金属卤化物、氧化物和它们的混合物/组合，更优选一价和二价金属卤化物和它们的混合物/组合。组分金属包括，但不限于，Cr3+、Fe3+、Mg2+、Ca2+、Ni2+、Zn2+、Pd2+、Li+、Na+、K+和Cs+。组分卤素包括，但不限于，F—、Cl—、Br—和I—。可用的一价或二价金属卤化物的实例包括，但不限于，1^?、恥？、肝丄8?、]\%?2、03?2、1^(:1、恥(:1、1((:1和08(:1。卤化处理可以包括现有技术中已知的任意那些，尤其是采用册士、!1(:1、(:12、!^、80、!11和12作为卤化源的那止匕
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[0046]当使用中性(即零价)金属、金属合金和它们的混合物时，可用的金属包括，但不限于，Pd、Pt、Rh、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Cr、Mn以及前述金属作为合金或混合物的组合。催化剂可以是负载或未负载的。金属合金的可用实例包括，但不限于，SS 316、Monel 400、Inconel825、Inconel 600和Inconel 625。
[0047]优选的催化剂包括活性炭、不锈钢(例如，SS316 )、奥氏体镍基合金(例如，Inconel 625)、镍、氟化的 10% CsCl/MgO和 10% CsCl/MgF2。反应温度优选为大约300-550°C，反应压力优选为大约0-150 psig。优选地，将反应器流出物进料至碱洗气器或蒸馏塔中以去除HCl的副产物，从而产生无酸有机产物，其任选可以经历进一步纯化。
[0048]实施例1
反应器装置如上所述构造，并具有3加仑内部容积(11，353升)。反应器预装料有五氯化锑催化剂。然后将氟氯化有机物和氟化氢引入反应器中。反应器的运行条件设定为100psig和230°F，将蒸汽引入蒸汽夹套上以加热反应器。该方法产生至少4，000 lb/hr的氢氯氟烃，和累积至少2000小时的运行时间而没有泄露、内衬损坏或对混合系统的损坏。
[0049]实施例2
反应器装置如上所述构造，并具有3，000加仑内部容积(11，353升)ο反应器预装料有预定量的五氯化锑催化剂和HF。然后将氟氯化有机物和氟化氢连续进料至反应器。反应器的运行条件设定为100 PSig和230°F，并将蒸汽引入蒸汽夹套上以加热反应器。监测有机物的转化率，分批和/或连续进行五氯化锑催化剂的附加投料以保持转化率超过90%。该方法产生至少4，000 lb/hr的氢氯氟烃，和累积至少2000小时的运行时间而没有泄露、内衬损坏或对混合系统的损坏。
[0050]实施例3
反应器如上所述构造，并具有2500加仑(9462升)内部容积。其装配有5HP顶置式搅拌器。该搅拌器由叶轮和轴构成，这两者都用聚四氟乙烯(PTFE)包封。搅拌器通过磁力耦合器驱动，在耦合器下面提供迷宫式密封。轴内衬在磁力耦合器和迷宫式密封之间的空间中终止。将氮气吹扫物流以大约2.0 SCFM的速率引入至磁力耦合器和迷宫式密封之间的空间中。提供两个经PTFE加衬的挡板。反应器预装料有预定量的五氯化锑催化剂和HF。然后将氟氯化有机物和氟化氢连续进料至反应器。反应器的运行条件是100 psig和190°F。该方法产生了4，000 lb/hr的氢氯氟烃。
【主权项】
1.反应器装置，其包括: 具有反应室的反应器组件； 包括多个隔室的隔室化装置，各隔室在顶端和底端开放，所述隔室化装置经设置在所述反应室内；和 入口，其经设置在反应器的一个区域并在反应室和进料源之间流体连通。2.如权利要求1的装置，其中所述入口包括多个浸料管，各浸料管与所述隔室化装置的相应隔室相关连。3.如权利要求1的装置，进一步包括在所述反应器的底部设置的液体或蒸气分配器，所述分配器经构造以:促进初始混合，将反应物流引导至多个隔室中，诱导混合直至湍流且包括湍流，并且减少窜流。4.装置，其包括: 具有反应室的反应器组件； 至少一个经构造以在反应室内产生混合的搅拌器组件，所述搅拌器组件包括: 用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料部分或完全加衬或涂布的轴，和 用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料加衬或涂布的叶轮;和 入口，其经设置在反应器的一个区域并在反应室和进料源之间流体连通。5.如权利要求4的装置，其中所述至少一个搅拌器组件由磁力驱动。6.如权利要求4的装置，其中所述至少一个搅拌器组件进一步包括: 主密封件，其经设置在一部分的反应室壁上并介于反应室和搅拌器组件的轴之间，所述主密封件经构造以防止液体或气体从反应室到外部环境中的泄露;和 副密封件，其在主密封件下方以限定的距离沿着搅拌器组件的轴设置，所述副密封件经构造以在搅拌器组件的轴和反应室壁之间密封， 其中所述主密封件和副密封件经构造以允许搅拌器组件的轴旋转。7.如权利要求6的装置，其中所述主密封件位于所述搅拌器组件的轴的缺乏含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料的区域，所述副密封件位于所述搅拌器组件的轴的用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料加衬或涂布的区域。8.如权利要求6的装置，其中所述主密封件和副密封件之间的体积包含吹扫流体，所述吹扫流体与在反应室中进行的反应相容。9.如权利要求7的装置，其中所述副密封件由迷宫式套筒构成。10.如权利要求7的装置，其中所述副密封件由节流衬套构成。11.如权利要求6的装置，其中所述至少一个搅拌器组件进一步包括: 在所述副密封件下方某一位置处沿着所述搅拌器组件的轴设置的密封皮碗； 含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀内衬材料，其从反应室壁延伸至密封皮碗中；和 经设置并保持在所述密封皮碗中的密封流体，所述密封流体是与在反应室中进行的反应相容的流体。12.氢氟化方法，其包括: 提供反应器装置，其具有设置在其中的隔室化装置； 通过至少一个入口将氢氯氟烯烃材料供应至所述隔室化装置的隔室中； 通过至少一个入口将氟化氢供应至所述隔室中； 使氢氯氟烯烃与氟化氢反应以形成氢氯氟烃。13.如权利要求12的方法，其进一步包括通过至少一个入口将氯源供应至所述隔室中。14.如权利要求12的方法，其进一步包括通过至少一个入口将催化剂按计量供应至所述隔室中。15.氢氟化方法，其包括: 提供具有搅拌器组件的反应器装置，所述搅拌器组件至少部分用含氟聚合物或其它非金属耐腐蚀材料加衬或涂布，所述搅拌器组件经设置在所述反应器装置的反应室内； 通过至少一个入口将氢氯氟烯烃材料供应至所述反应室中； 通过至少一个入口将氟化氢供应至所述反应室中； 使氢氯氟烯烃与氟化氢反应以形成氢氯氟烃。16.如权利要求15的方法，其进一步包括通过至少一个入口将氯气供应至所述反应室中。17.如权利要求15的方法，其进一步包括通过至少一个入口将催化剂按计量供应至所述反应室中。18.制备2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷(244bb)的方法，其包括在权利要求1的反应装置中，在有效生产244bb的条件下，在氟化催化剂的存在下，使2-氯-3，3，3，-三氟丙烯(1233xf)与HF接触。19.权利要求18的方法，其中所述氟化催化剂选自SbCl5、SbCl3、SbF5、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoCl6、FeCl3、SbCl5 的氟化物类、SbCl3 的氟化物类、SnCl4 的氟化物类、TaCl^氟化物类、TiCl4的氟化物类、NbCl5的氟化物类、MoCl6的氟化物类、FeCl3的氟化物类，或其组合。20.制备2，3，3，3-四氟丙烯(1234yf)的方法，其包括: a)提供包含至少一种具有选自式1、II和II的结构的化合物的起始组合物: CX2=CCl-CH2X(式I) CX3-CCl=CH2(式 II) CX3-CHCl-CH2X (式 III) 其中，X独立地选自F、Cl、Br和I，条件是至少一个X不为F; b)在有效生产包含2-氯-3，3，3-三氟丙烯(1233xf)的第一中间体组合物的条件下，使所述起始组合物与HF接触； c)在权利要求1的反应装置中，在有效生产包含244bb的第二中间体组合物的条件下，在氟化催化剂的存在下，使包含1233xf的所述第一中间体组合物与HF接触;和 d)将至少一部分的所述244bb脱氯化氢以生产包含1234yf的反应产物。21.制备2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(244bb)的方法，所述方法包括:在权利要求3的反应装置中，在有效生产244bb的条件下，在氟化催化剂的存在下，使2-氯-3，3，3，-三氟丙烯(1233xf)与 HF 接触。22.权利要求21的方法，其中所述氟化催化剂选自SbCl5、SbCl3、SbF5、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoCl6、FeCl3、SbCl5 的氟化物类、SbCl3 的氟化物类、SnCl4 的氟化物类、TaCl^氟化物类、TiCl4的氟化物类、NbCl5的氟化物类、MoCl6的氟化物类、FeCl3的氟化物类，或其组合。23.制备2，3，3，3-四氟丙烯(1234yf)的方法，其包括: a)提供包含至少一种具有选自式1、II和II的结构的化合物的起始组合物: CX2=CCl-CH2X(式I) CX3-CCl=CH2(式 II) CX3-CHCl-CH2X (式 III) 其中，X独立地选自F、Cl、Br和I，条件是至少一个X不为F; b)在有效生产包含2-氯-3，3，3-三氟丙烯(1233xf)的第一中间体组合物的条件下，使所述起始组合物与HF接触； c)在权利要求3的反应装置中，在有效生产包含244bb的第二中间体组合物的条件下，在氟化催化剂的存在下，使包含1233xf的所述第一中间体组合物与HF接触;和 d)将至少一部分的所述244bb脱氯化氢以生产包含1234yf的反应产物。
【文档编号】C07C17/20GK105960277SQ201580007955
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年2月10日
【发明人】H.科普卡利, 邱勇, D.C.默克尔, R.J.鲁夫, R.A.史密斯, A.V.普兰克
【申请人】霍尼韦尔国际公司