[发明专利]一种三氟甲磺酸的生产装置及方法

说明书

本发明涉及一种三氟甲磺酸的生产装置及方法，属于有机化工技术领域。将甲基磺酰氯水溶液与氟化钾反应，得到的甲基磺酰氟粗品减压蒸馏、相位分离后再次减压蒸馏，得到的甲基磺酰氟纯品与无水氟化氢在电解装置中进行电解，电解后得到的气体冷却后通入氟化钠塔中然后再采用冷阱装置收集，得到的三氟甲磺酰氟与氢氧化钾溶液进行水解反应，反应产物进行萃取分离，重结晶后，得到三氟甲磺酸钾；三氟甲磺酸钾与过量的浓硫酸进行酸解反应，得到的三氟甲磺酸粗品蒸馏后，得到纯化后的三氟甲磺酸。能够快速制备和提纯甲基磺酰氟，并且能对在制备过程中产生的不合格品进行重新氟化，有效提升生产的效率和质量。

技术领域

本发明涉及一种三氟甲磺酸的生产装置及方法，属于有机化工技术领域。

背景技术

三氟甲磺酸属于化工中间体、有机化工原料/特殊化学品，有着很广泛的用途，其重要用途之一是用于制备三氟甲磺酸锂，三氟甲磺酸锂是锂离子电池重要原料之一。

另外，三氟甲磺酸作为超强酸之一，对氧化还原均极稳定，由于三氟甲磺酸的独特性质，被用在以下领域：塑料工业，作为齐聚-聚合催化剂；燃料工业，作为一种质子化催化剂；制药工业的各种领域如核苷、抗生素、类固醇、蛋白质、配糖类；除草剂和生长调节剂的合成；维生素的合成；糖工业等，它的酸酐是无羁萜(软木三萜酮)工艺中非常强的烷基化催化剂，最终，三氟甲磺酸与他的衍生物在有机化学反应领域中覆盖了很大的范围，许多化学反应和技术工艺没有他们就无法完成，或者说收益甚微，由于其具有的极高的功能性，被认为是21世纪精细化工的强力支柱的超强酸。目前，三氟甲磺酸的生产效率较低，质量较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三氟甲磺酸的生产装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种三氟甲磺酸的生产装置，包括第一氟化钾存储罐、甲基磺酰氯水溶液存储罐、搅拌器、第一蒸馏装置、相位分离装置、第二蒸馏装置、甲基磺酰氟存储罐、无水氟化氢存储罐、电解装置、氟化钠塔、冷阱装置、氢氧化钾溶液存储罐、蒸发装置、第一无水乙醇存储罐、萃取装置、过滤装置、混合溶液存储罐、第二无水乙醇存储罐、三氟甲磺酸钾存储罐、第一硫酸存储罐、酸解装置、第三蒸馏装置、二氧化硅存储罐、第四蒸馏装置和三氟甲磺酸存储罐；

其中，第一氟化钾存储罐、甲基磺酰氯水溶液存储罐分别与搅拌器连接，搅拌器的底部与第一蒸馏装置的一侧连接，第一蒸馏装置的另一侧与相位分离装置连接，相位分离装置的底部与第二蒸馏装置连接，第二蒸馏装置与甲基磺酰氟存储罐连接；

甲基磺酰氟存储罐、无水氟化氢存储罐分别与电解装置连接，电解装置的顶部设有收集罩，收集罩的顶部设有冷凝器，冷凝器冷凝通过冷凝管与氟化钠塔的一侧连接，氟化钠塔的另一侧与冷阱装置连接；

冷阱装置还与蒸馏装置连接，蒸馏装置上还连接有氢氧化钾溶液存储罐和萃取装置，萃取装置后依次设有过滤装置、混合溶液存储罐、三氟甲磺酸锂存储罐、酸解装置、第三蒸馏装置、第四蒸馏装置和和三氟甲磺酸存储罐；

第一无水乙醇存储罐与萃取装置连接；第二无水乙醇存储罐与混合溶液存储罐连接；第一硫酸存储罐与酸解装置连接；二氧化硅存储罐与第四蒸馏装置连接。

进一步的，所述搅拌器的上端固定有连接板，连接板的下端转动连接有转轴，转轴的下端贯穿搅拌器并延伸至搅拌器外与调速机构连接，搅拌器内的一端侧壁上安装有连接件，连接件上安装有锥形齿轮组和套管，套管转动套接在转轴上，锥形齿轮组由三个锥形齿轮组成，三个锥形齿轮依次啮合，转轴和套管分别固定套装在其中两个相对的锥形齿轮上，能使转轴和套管反向转动，套管的下端固定有横板，横板的两端分别固定有连接杆，连接杆的下端固定有刮板，刮板和搅拌器内的底部相抵触，转轴和连接杆上均固定有搅拌叶，且转轴上的搅拌叶和连接杆上的搅拌叶交错排布。