一种1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的制备方法及装置与流程

本发明涉及溴加成反应，特别是涉及一种1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的制备方法及装置。
背景技术：
：溴加成反应属于亲电加成，溴分子受到外界影响极化为一端带微正电荷、另一端带微负电荷的极性分子，其正端与烯烃双键作用，最初形成π配位化合物，接着发生共价键异裂而得带正电荷的σ配合物和溴离子。1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷是合成六氟丁二烯的一种重要中间体，其通常通过三氟乙烯与液溴发生溴加成反应获得，主要反应式如下所示：cf2＝cfh+br2→cf2brcfbrh。例如，中国专利cn106495982b2公开了将三氟乙烯经水洗、碱洗后通入液溴中进行反应，反应完全后，液溴颜色有棕色逐渐变浅，chf＝cf2和br2完全反应转化为cf2brcfbrh。但是由于该反应是放热反应，直接将三氟乙烯与液溴进行反应放热明显，影响了反应投料的速度，反应耗时较长。为了克服上述缺陷，本发明开发了一种1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的制备方法，该方法通过部分产物回收参与溴加成反应以及紫外光条件下进行光溴化，控制了反应放热，使反应更加平稳，加快了反应的速度。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的制备方法及装置。本发明的制备方法解决了溴加成反应放热导致投料缓慢的问题，具有反应平稳，反应速度快等优点。为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：一种1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的制备方法，在紫外光下，三氟乙烯液体通入溴化反应釜与釜中的溴素进行光溴化反应，得到1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品，经后处理得到1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷产品。进一步地，所述三氟乙烯与溴素的摩尔比为1～1.1:1；优选的，三氟乙烯与溴素的摩尔比为1.05:1。进一步地，所述1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品部分回用至上述光溴化反应中。进一步地，所述1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品与溴素的摩尔比为0.5～2:1；优选的，所述1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品与溴素的摩尔比为1:1。进一步地，所述紫外光的波长范围为190～315nm，采用直管型紫外线汞灯，功率30～100瓦。本发明还提供一种制备上述1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的装置，包括溴化反应釜，所述溴化反应釜设置溴素进口、三氟乙烯进口和紫外光入口，所述紫外光入口与光照通道相连通，所述光照通道为圆柱形，所述光照通道侧壁设置两个以上光照口，所述光照口外部设置紫外发光器，所述光照通道内部由透光玻璃珠填充。进一步地，所述光照通道上方与冷凝器相连接，用于防止三氟乙烯的逃逸。进一步地，所述溴化反应釜的数量为两个，两个溴化反应釜串联设置，第一个溴化反应釜冷凝器上方的出口与第二个溴化反应釜的三氟乙烯进口相连通。本发明冷凝器上方的出口是部分未反应的三氟乙烯，通入第二个溴化反应釜中，提高了三氟乙烯的利用率。进一步地，所述溴化反应釜中还包括搅拌装置。本发明具有如下特点：(1)本发明的三氟乙烯与溴素在紫外光条件下进行光溴化反应，加快了反应速度，缩短了反应时间。(2)本发明将部分1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品回用，继续参与光溴化反应，有利于减小反应放热，加快投料速度，提高生产效率。(3)本发明合理控制工艺参数，具有较高的收率，约为97％以上。附图说明图1本发明制备1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的装置示意图一。图2本发明制备1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的装置示意图二。1-溴化反应釜，2-溴素进口，3-三氟乙烯进口，4-紫外光入口，5-光照通道，6-光照口，7-搅拌装置，8-产物出口。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明制备1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的装置如图1所示，包括溴化反应釜1，所述溴化反应釜设置溴素进口2、三氟乙烯进口3和紫外光入口4，所述紫外光入口4与光照通道5相连通，所述光照通道5为圆柱形，所述光照通道5侧壁设置两个以上光照口6，所述光照口6外部设置紫外发光器，所述光照通道内部由透光玻璃珠填充，所述溴化反应釜中还包括搅拌装置7，用于对反应原料进行充分搅拌，1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品通过产物出口8通入溴化反应釜1底部，回用至上述光溴化反应中。本发明的一个实施例中所述光照通道上方与冷凝器相连接，用于防止三氟乙烯的逃逸。本发明的紫外发光器的紫外光的波长范围为190～315nm，采用直管型紫外线汞灯，功率30～100瓦。本发明的溴化反应器为搪瓷釜，规格可以为200l或其它。以规格为200l的溴化反应器为例，本发明制备1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷的工艺为：首先，将溴素从溴素计量槽中传送至溴化反应釜中，然后，将三氟乙烯按照进料速度10-20kg/h通入溴化反应釜，同时打开搅拌装置，对反应原料进行搅拌，使通入的三氟乙烯与溴素充分混合，当三氟乙烯与溴素的摩尔比达到1～1.1:1时，停止进料，1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品回用量与溴素的摩尔比为0.5～2:1，剩余的1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷粗品进行收集，经后处理得到1,2-二溴-1,1,2-三氟乙烷产品。本发明的一个实施例中，所述溴化反应釜的数量为两个，两个溴化反应釜串联设置，第一个溴化反应釜冷凝器上方的出口与第二个溴化反应釜的三氟乙烯进口相连通，如图2所示。实施例1：粗品回用量与溴配比对系统热量影响试验由于反应放热量较大，试验过程中尝试将部分溴加成产物与溴素混合，再通入三氟乙烯进行反应，结果发现反应放热明显减小，反应放热导致投料缓慢问题得以解决。200l搪瓷釜中按投料系数0.8进行回用产物与溴素配比试验，结果如表1：表1粗品回用量与溴素配比试验由表1可见，当粗品回用量与溴素配比为2:1时3h即可完成投料，三氟乙烯进料速度可达20.7kg/h，但单釜出料量少影响产能；当粗品回用量与溴素配比为2:3单釜出料可达216kg，但耗时较长。综合考虑选用粗品回用量与溴素配比为1:1为最佳配比。实施例2：三氟乙烯投料速度对系统压力影响试验在粗品回用量与溴素配比1:1条件下进行三氟氯乙烯进料速度试验，主要考察不同投料速度对系统压力影响，试验结果如表2。表2三氟乙烯进料速度对系统压力影响试验进料速度，kg/h反应釜最高压力，kpa5～1027.110～2057.920～3091.4由表2可见，当三氟乙烯进料速度为5-10kg/h时，反应压力不高，说明反应吸收较好；当三氟乙烯进料速度为20-30kg/h时反应压力较高，说明三氟乙烯来不及吸收，进料速度过快，因此，本装置三氟乙烯最佳进料速度为10～20kg/h。实施例3：原料配比对粗品组成影响试验在粗品回用量与溴素配比1:1，三氟乙烯进料速度10～20kg/h条件下进行原料配比试验，主要考察不同原料配比对粗品组成影响，试验结果如表3。表3不同原料配比对粗品组成影响试验表3数据表明，当溴素与三氟乙烯摩尔配比为1:1时，粗品观察有少量溴素尚未反应完全；当摩尔比为1:1.05时，溴素反应完全；继续提高三氟乙烯投料量至1:1.1时，粗品取样分析三氟乙烯含量偏高。因此，三氟乙烯与溴素最佳摩尔配比为1:1.05。实施例4：紫外光对工艺以及产品组成的影响在粗品回用量与溴素配比1:1，三氟乙烯进料速度10～20kg/h，溴素与三氟乙烯摩尔配比1:1.05条件下进行试验，其中，批次1-3为关闭紫外光装置条件下进行的，批次4-6为开启紫外光装置条件下进行的，结果如表4所示。表4紫外光对工艺以及产品组成的影响由表4可以看出，在紫外光源条件下，反应时间大大缩短，且粗品组成中产物的纯度要高于非紫外光条件下，原料的利用率得到了提高。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。当前第1页12