[发明专利]1,1-二氯-1-氟乙烷的改进制法

说明书

本发明涉及1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)的一种改进制备方法，特别是由1-氯-1-氟乙烷(HCFC-151a)经光引发氯化制备HCFC-141b的一种新方法。

HCFC-141b是一种用途广泛的氯氟碳化合物，可用作发泡剂、清洗剂、喷雾剂和传热流体。它的破坏臭氧潜能值(ODP)为0.1，全球变暖潜能值(GWP)为0.084-0.097，因此，它作为CFC较理想的代用品，正受到人们日益重视。

关于HCFC-141b的制备方法，过去已有不少专利，如英国专利1,556,131；欧洲专利353，059；391，103；日本公开特许平2-152，935等。但以前所提出的这些方法是以甲基氯仿或偏氯乙烯为原料，经无水氟化氢氟化而得。这些方法原料成本较高。反应均要加压，设备要求较高，氟化过程中易结焦，产品收率低，或存在粗产品难于提纯等缺点。

本发明提出了一条由HCFC-151a和氯气经光引发氯化合成HCFC-141b的新方法。HCFC-151a系由氯乙烯加成HF而得。

本发明所依据的基本反应如下：

反应中同时产生少量多氯化物C₂H_5-nCl_nF(3≤n≤5)，这些多氯化物很容易通过一般精馏法分离精制。

由HCFC-151a光氯化合成HCFC-141b的工艺流程如附图所示，氯气从钢瓶【1】出来后经缓冲器【2】与贮存钢瓶【3】出来的HCFC-151a在混合器【6】中混合后进入氯化反应器【7】，在荧光灯【8】所发出光的激发作用下进行光氯化反应，反应混合物在气液分离器【9】中除去液体付产后经水洗槽【12】水洗，再经碱洗槽【13】碱洗，最后经干燥、冷冻收集产品。

本发明方法的关键之一是原料的摩尔配比必须适当。氯气与HCFC-151a适宜的摩尔配比为1.0～1.5，尤其合适的摩尔配比为1.05～1.2。若氯气与HCFC-151a的摩尔配比低于1.0，则HCFC-151a的转化不完全；若它们的配比高于1.5，则多氯化物付产品增加，主产物HCFC-141b产率降低，原料的有效利用率亦相应降低。

按本发明方法，光氯化反应温度应控制在20-120℃，最好控制在30-80℃。氯化反应温度若高于120℃，原料转化率下降，付产物量显著增加，而反应温度若低于20℃，则反应速度过慢，不具工业化实用价值。由于氯化反应是放热反应，因此反应进行中必须借助冷却剂进行冷却，很好的调节控制反应温度。

本发明还涉及光氯化反应停留时间的选择，停留时间可在较宽的范围内变化，但停留时间过短，反应不完全，停留时间过长，多氯化物付产物亦会相应增加。较合适的停留时间应控制在5-50秒之间为好，最好控制在10-30秒之间。

本发明方法的反应压力0～20Kg/cm²，为便于工业实施，最好在常压下进行。

本发明方法的光氯化反应器可采用玻璃、普通碳钢或各种合金钢制造。氯化反应器可采用单管式，也可采用列管式。

作为本发明的氯化反应光源可使用紫外灯或普通日光灯。对于透明的氯化反应器，光源可设在反应器外围。对于不透明的氯化反应器，光源则设在反应器内部。

本发明方法，反应可在常压进行，工艺简单，设备要求不高，原料便宜易得，中间原料HCFC-151a的转化率和HCF-141b的选择性均可达95％以上，并且主产品HCFC-141b与副产物易于分离提纯。

本发明的产品采用气相色谱法分析，色谱仪为上海分析仪器厂产102G型色谱仪。色谱拄采用DC-550，载气为氢气。

以下为本发明的实施例，用以具体说明本发明：

              实施例1

以一根长1.2m、内径49mm的GG17玻璃管作为附图所示氯化反应器【7】，内部装有内径8mm的玻璃冷却盘管，内通自来水作冷却介质，冷却水与反应物料呈逆流状态。反应管有效容积为2000ml，反应管周围装有六支40瓦的日光灯管【8】。反应器上方装有一气体混合器【6】，该混合器为一内径60mm、长700mm的GG17玻璃管。水洗槽【12】、碱洗槽【13】均为GG17玻璃管制成。