一种用于气-气反应的连续生产装置及制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法与流程

本发明涉及精细化工的，具体涉及一种用于气-气反应的连续生产装置及制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法。

背景技术：

1、六氟丁二烯，又称六氟-1,3-丁二烯，是一种新型的蚀刻气，具有优良的蚀刻性能，从而作为电子特气从属于电子工业体系。合成六氟丁二烯的方法通常采用1,2,3,4-四氯六氟丁烷为原料，高温下制备生成六氟丁二烯。由于这个反应的优越性，因此1,2,3,4-四氯六氟丁烷被认为是一种重要的原料，在市场中占有很大的需求量。1,2,3,4-四氯六氟丁烷的制备可以采用三氟氯乙烯为原料，高温下制备生成二氯六氟环丁烷和二氯六氟丁烯中间体。其中二氯六氟环丁烷可以进一步开环得到二氯六氟丁烯中间体；然后再与氯气进行加成反应获得1,2,3,4-四氯六氟丁烷。具体过程如下：

2、；

3、；

4、；

5、在制备二氯六氟环丁烷和二氯六氟丁烯中间体时，反应为气-气反应，通常是在加热塔中反应，监测原料反应至一定程度后停止加热，将中间体降温再转移至反应釜中进行下一步的反应。由于原料反应不完全，因此还需要在转移物料时增加尾气吸收装置，对原料进行回收处理。这无疑增加了生产设备的数量，同时原料也存在一定的损耗。

技术实现思路

1、针对现有生产六氟丁二烯的方法存在装置较多、无法连续生产，同时原料存在较大损耗等问题，本发明提供一种用于气-气反应的连续生产装置及制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法，以解决上述问题。本发明利用了中间体产物与原料在物理性质上的差别，提供了一种用于气-气反应的连续生产装置及制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法，反应原料为气态在反应装置上部反应，生成的产物在反应温度下为液态，通过沉降的方式可以从反应体系中向反应设备的下方移动并收集，夹杂在产物中的原料在产物下沉过程中重新挥发汇集到反应体系中继续反应。利用此特性达到产物与原料的分离，实现了连续生产。

2、第一方面，本发明提供一种用于气-气反应的连续生产装置，包括装置本体，装置本体上部为加热段，下部为制冷段；装置本体内部设有一根竖直的内管，贯穿加热段和制冷段；内管和装置本体之间为中间层；内管的上端部通过循环装置与中间层联通；加热段的上部设有进气口；制冷段的底部设有出液口；内管的下端部位于出液口的上方；装置本体位于制冷段部分外侧设有夹层，夹层设有冷媒入口和冷媒出口。

3、进一步的，加热段和制冷段之间还设有过渡段。

4、进一步的，加热段、过渡段和制冷段均设有温度计。

5、进一步的，装置本体位于加热段部分的内部设有加热丝，通过加热丝向加热段提供热能。

6、本发明的工作原理为：本发明的装置适用于任何气-气反应生成高沸点产物的反应。当进行气-气反应时，可以将反应原料气体按照比例事先混合好一起通入生产装置中，也可以分别通入。如果是原料气自身发生反应的话，则直接通入一种气体即可。气体进入加热段后，在加热段的中间层中受到加热丝的加热直至反应温度；在此温度下气体分子发生变化，例如分子间的缩合，使得产物的分子量上升，分子量的上升可能使得产物的沸点升高，高于加热部的温度；然后产物变为小液滴状态，开始从中间层下落，下落时也会携带部分原料气体。当进入制冷段后，产物彻底冷凝为液态，而原料气由于沸点低，因此无法液化，将会从制冷段的内管一端进入内管，在内管内向上运动重返加热段。由于内管的上端部通过循环装置与中间层联通，原料气体会重新进入加热段的中间层中继续反应。当制冷段的液体积累到一定量时，打开出液口的阀门将产物从装置中放出收集。这样可以实现不间断的生产。

7、第二方面，本发明提供一种利用上述装置制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法，采用上述的连续生产装置，从进气口连续通入三氟氯乙烯，控制反应压力0~1.0mpa，加热段控温200~600℃，控制制冷段温度为-100~100℃。收集制冷段获得的中间体产物，转移至加氯反应釜中，进行加成反应，获得1,2,3,4-四氯六氟丁烷。

8、进一步的，制备方法具体如下：

9、（1）将三氟氯乙烯按照1.0~1.5m3/h的进料速度从进气口中通入连续生产装置中，控制反应压力0.1~0.2mpa，加热段控制温度300~310℃；制冷段夹层内通入冷媒水，控制制冷段温度为25~35℃；制冷段观察液位，及时放出产物；

10、（2）观察制冷段的液位，放出部分产物后，液位不再升高时，反应结束，将所收集的液体全部转移至加氯反应釜中，检测液体水分＜0.01%，然后通入氯气反应；气相检测中间体反应完全后，停止反应，精馏得1,2,3,4-四氯六氟丁烷。

11、进一步的，步骤（2）中，反应釜压力为0.2~0.5mpa。

12、进一步的，步骤（2）中，反应温度为20~60℃。

13、本发明的有益效果在于：

14、本发明利用了中间体产物与原料在物理性质上的差别，提供了一种用于气-气反应的连续生产装置，反应原料为气态在反应装置上部反应，生成的产物在反应温度下为液态，通过沉降的方式可以从反应体系中向反应设备的下方移动并收集，夹杂在产物中的原料在产物下沉过程中重新挥发汇集到反应体系中继续反应。利用此特性达到产物与原料的分离，实现了连续生产。通过本发明的装置制备的1,2,3,4-四氯六氟丁烷产率明显高于现有的生产收率，产品纯度符合要求。

15、此外，由于本发明为一种气-气反应的连续生产装置，在进行气-气反应生成了液态产物，那么在连续生产过程中生产装置中压力是逐渐变小的，为了维持装置内的压力，原料气体会从储罐中一直补充进入反应装置中，这样就无需额外设置气体传送装置（例如压缩机）。

技术特征：

1.一种用于气-气反应的连续生产装置，包括装置本体，其特征在于，装置本体上部为加热段，下部为制冷段；装置本体内部设有一根竖直的内管，贯穿加热段和制冷段；内管和装置本体之间为中间层；内管的上端部通过循环装置与中间层联通；加热段的上部设有进气口；制冷段的底部设有出液口；内管的下端部位于出液口的上方；装置本体位于制冷段部分外侧设有夹层，夹层设有冷媒入口和冷媒出口。

2.如权利要求1所述的用于气-气反应的连续生产装置，其特征在于，加热段和制冷段之间还设有过渡段。

3.如权利要求1所述的用于气-气反应的连续生产装置，其特征在于，加热段、过渡段和制冷段均设有温度计。

4.如权利要求1所述的用于气-气反应的连续生产装置，其特征在于，装置本体位于加热段部分的内部设有加热丝。

5.一种使用如权利要求1所述的连续生产装置制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法，其特征在于，在连续生产装置中，从进气口连续通入三氟氯乙烯，控制反应压力0~1.0mpa，加热段控温200~600℃，控制制冷段温度为-100~100℃；收集制冷段获得的中间体产物，转移至加氯反应釜中加成，精馏分离得到1,2,3,4-四氯六氟丁烷。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，制备方法具体如下：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，反应釜压力为0.2~0.5mpa。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，反应温度为20~60℃。

技术总结本发明涉及一种用于气‑气反应的连续生产装置及制备1,2,3,4‑四氯六氟丁烷的方法，属于精细化工的技术领域。生产装置包括装置本体，装置本体上部为加热段，下部为制冷段；装置本体内部设有一根竖直的内管，贯穿加热段和制冷段；内管和装置本体之间为中间层；内管的上端部通过循环装置与中间层联通；加热段的上部设有进气口；制冷段的底部设有出液口；内管的下端部位于出液口的上方；装置本体位于制冷段部分外侧设有夹层，夹层设有冷媒入口和冷媒出口。本发明利用了中间体产物与原料在物理性质上的差别，通过沉降的方式可以从反应体系中收集中间体。利用此特性达到产物与原料的分离，实现了连续生产。技术研发人员：高秀磊,宗继奎,崔波,翟冰,刘胜,王毅,邱金星,申桂贤,白树朋,方治文,杨振峰,殷晓华受保护的技术使用者：山东重山光电材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6