[发明专利]一种制备六氟环氧丙烷低聚物的方法及设备

说明书

本发明公开了一种制备六氟环氧丙烷低聚物的方法及设备，该设备包括管道式反应器、与管道式反应器连接的液相分离罐、与液相分离罐连接的气液分离罐，所述管道式反应器包括内部填充填料的螺旋状管道，所述螺旋状管道沿竖向螺旋延伸，所述螺旋状管道的上端设有气液接触口，六氟环氧丙烷与催化剂混合溶液经气液接触口进入管道式反应器，并沿螺旋状管道从上端流向下端，在管道式反应器中生成的六氟环氧丙烷低聚物流入液相分离罐并实现分层，所述液相分离罐出口设有出料阀，通过出料阀控制流量使流入气液分离罐中的产物质量与沉积在液相分离罐的产物质量保持一致。本发明可以提高六氟环氧丙烷低聚物的产率。

技术领域

本发明涉及氟化工技术，具体涉及六氟环氧丙烷低聚物的制备技术。

背景技术

六氟环氧丙烷低聚物是材料界重要的有机氟中间体，分子中仅含有C、F、O三种元素，在热稳定性、抗氧化性、机械稳定性、抗辐射性、防腐蚀性等方面表现优异，应用十分广泛。例如：六氟环氧丙烷二聚体酰氟可与碳酸盐反应制备全氟正丙基乙烯基醚(PPVE),它是重要的含氟单体，用于氟塑料和氟橡胶的改性，提高产品性能。六氟环氧丙烷三聚体或四聚体酰氟可进一步反应制备系列的含氧氟碳表面活性剂。该表面活性剂具有良好的生物降解性能，可望成为环境友好的含氟表面活性剂的新品种。

目前关于六氟环氧丙烷低聚物的制备方法，主要是以六氟环氧丙烷为原料，选择某一催化剂进行低聚聚合。例如：阿尔弗里德·克鲁斯等人申请的中国专利CN10341199A中描述了一种由碱金属氟化物、腈化物和醚类混合而成催化剂体系，制备HFPO六氟环氧丙烷低聚物；中国专利CN1044090A中描述了采用对质子有惰性的极性溶剂、叔二胺、质子化合物组成的催化剂体系，质子化合物优选：水、甲醇、乙二醇、氨或二乙胺。这些低聚聚合一般在间歇反应装置(搅拌反应釜、搅拌热压釜等)中进行：首先需将配好的催化剂加入反应釜中，待釜内温度稳定后，在搅拌下持续通入HFPO，直至反应釜中达到一定料位后，停止反应，静置一段时间，使得反应混合液中轻组分的催化剂与重组分的粗产物能够相分离；最后需要下层产品从反应釜底部出料，得到产品。

使用间歇装置存在以下几个不利因素：其一，静置分离时间长，做不到连续化生产，而且不能经常重复利用反应器的容积，从而导致时空收率低；其二，很难做到精确的相分离，部分催化剂会随粗品一起排出或者部分粗产品还留在反应釜里，难免会使得到的粗产品受污染或者使产品的聚合物分布出现波动；其三，利用间歇釜式反应器来合成聚合物的技术相对比较麻烦，操作步骤多，需要人员较多，在工业化生产上，无疑增加了成本。

相关专利中也有一些使用其他反应装置来合成HFPO低聚物，例如：中国专利CN204211670中描述了一种HFPO多聚物连续反应分离装置，该装置由多口烧瓶、恒压滴液漏斗、冷凝器、气体入口、搅拌入口及连接口组成，但是使用该装置合成的HFPO聚合物，必须停止搅拌且静置一段时间，下层产品才可出料进入储存容器。因此，该反应装置并非连续反应装置。在另一篇的中国专利CN1044091A中描述了使用一些反应器来合成HFPO低聚物的一种连续方法，该反应装置由反应器、进料装置、料位装置、排料装置组成，其中反应器可以是泡罩板反应器或筛板反应器或填料塔或喷洒塔式反应器或环形反应器或喷嘴反应器中的一种。例如使用该专利所述的搅拌反应器、搅拌锅阶式蒸发器、液体环形泵、管道式反应器等可与分离器结合组成的反应装置属于半连续反应装置；抑或使用对流反应器中的泡罩板反应器或筛板反应器或填料塔或喷洒塔式反应器或环形反应器或喷嘴反应器与分离器结合而成的反应装置，依然存在不能回收利用大量生产的五氟丙酰氟问题，这点从该专利的实例中就可以体现，有15％的五氟丙酰氟产生，因此造成二聚体以上的产品产率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种制备六氟环氧丙烷低聚物的设备，提高六氟环氧丙烷低聚物的产率。