[发明专利]光氯化反应器和制备二氟一氯乙烷的方法

说明书

公开了光氯化反应器和制备二氟一氯乙烷的方法。所述反应器包括多个光氯化反应管，所述反应管包括内管和外管以及呈环状的上底板和下底板；所述内管是中空管，其管壁包括朝中空部分的内层和朝外管一侧的外层，内层和外层之间的至少部分表面上布置有许多LED灯珠，内层与外层一起将所述LED灯珠密封在所述内管的管壁中，所述外层是由能透射LED峰值光谱的材料制成的；所述外管包封所述内管，并且所述内管的外表面与外管的内表面之间的间距形成反应通道；所述环状的上底板和下底板各自具有原料出口或者入口；所述原料出口或者入口与所述反应通道流体相通，所述上底板和下底板的外表面、外管外侧面和内管内侧面构成所述光氯化反应器的表面。

技术领域

本发明涉及一种光氯化反应器，特别是一种用于高选择性制备二氟一氯乙烷的光氯化反应器。用本发明反应器可有利地减少反应副产物，降低能耗。本发明还涉及高选择性制备二氟一氯乙烷的光氯化反应方法。

背景技术

二氟一氯乙烷(简称HCFC-142b)是一种非常重要的有机中间体，常用作制冷剂、发泡剂或者作为偏氟乙烯单体的原料。

徐美燚的“一氯二氟乙烷生产装置工艺设计”(《化学工程与装备》，2015年第10期)对一氯二氟乙烷的生产方法进行了概述，其制造方法总体上包括以甲基氯仿为原料的制造方法、以偏氯乙烯为原料的制造方法、以氯乙烯为原料的制造方法和以乙炔为原料的制造方法。

乙炔法是一个相对成熟的工业方法，它包括使乙炔和HF在催化剂的存在下发生加成反应生成二氟乙烷(F152a)，然后二氟乙烷在50-90℃的条件下与氯气进行光氯化反应，得到HCFC-142b：

CH≡CH+2HF→CH₃CHF₂

CH₃CHF₂+Cl₂→CH₃CF₂Cl+HCl

其中的光氯化反应包括使氟化产生的二氟乙烷(F152a)和氯气按照一定的比例在混合罐中混合后进入光氯化反应器进行反应，生成二氟一氯乙烷(HCFC-142b)和少量的多氯代副产物：

主反应：

C₂H₄F₂+Cl₂→C₂H₃F₂Cl(F142b)+HCl

副反应：

C₂H₄F₂+2Cl₂→C₂H₂F₂Cl₂+2HCl

C₂H₄F₂+3Cl₂→C₂HF₂Cl₃+3HCl

C₂H₄F₂+4Cl₂→C₂F₂Cl₄+4HCl

常见的光氯化反应器为螺旋管式反应器，材质为石英玻璃以保证光的透过率。光源为高压汞灯或紫外灯，是光氯化反应最合适的光源。

光氯化反应是放热反应，其放出的热量透过冷风带出，使反应温度控制在100℃以下。