① 請分別告訴我列管式反應器、膜式反應器、硫化床反應器的原理和應用,具體一點
一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處於懸浮運動狀態,並進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用於氣固系統時,又稱沸騰床反應器。
流化床反應器在現代工業中的早期應用為20世紀20年代出現的粉煤氣化的溫克勒爐;但現代流化反應技術的開拓,是以40年代石油催化裂化為代表的。目前,流化床反應器已在化工、石油、冶金、核工業等部門得到廣泛應用。
按流化床反應器的應用可分為兩類:一類的加工對象主要**體,如礦石的焙燒,稱為固相加工過程;另一類的加工對象主要是流體,如石油催化裂化、酶反應過程等催化反應過程,稱為流體相加工過程。
流化床反應器的結構有兩種形式:①有固體物料連續進料和出料裝置,用於固相加工過程或催化劑迅速失活的流體相加工過程。例如催化裂化過程,催化劑在幾分鍾內即顯著失活,須用上述裝置不斷予以分離後進行再生。②無固體物料連續進料和出料裝置,用於固體顆粒性狀在相當長時間(如半年或一年)內,不發生明顯變化的反應過程。
特性 與固定床反應器相比,流化床反應器的優點是:①可以實現固體物料的連續輸入和輸出;②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能,床層內部溫度均勻,而且易於控制,特別適用於強放熱反應。但另一方面,由於返混嚴重,可對反應器的效率和反應的選擇性帶來一定影響。再加上氣固流化床中氣泡的存在使得氣固接觸變差,導致氣體反應得不完全。因此,通常不宜用於要求單程轉化率很高的反應。此外,固體顆粒的磨損和氣流中的粉塵夾帶,也使流化床的應用受到一定限制。為了限制返混,可採用多層流化床或在床內設置內部構件。這樣便可在床內建立起一定的濃度差或溫度差。此外,由於氣體得到再分布,氣固間的接觸亦可有所改善。
近年來,細顆粒和高氣速的湍流流化床及高速流化床均已有工業應用。在氣速高於顆粒夾帶速度的條件下,通過固體的循環以維持床層,由於強化了氣固兩相間的接觸,特別有利於相際傳質阻力居重要地位的情況。但另一方面由於大量的固體顆粒被氣體夾帶而出,需要進行分離並再循環返回床層,因此,對氣固分離的要求也就很高了。
② 管式反應器工藝生產的化肥有哪些
當前,管式反應器技術在復合肥生產中的主要的應用有如下幾種: 磷銨聯產復合肥裝置(十字管反應器)、低溫轉化硫基復合肥生產裝 置(混酸反應器)以及硫酸、氨管式反應器。在管式反應器工藝中, 氨和磷酸;混酸;以及硫酸,在管式反應器內進行反應,生成高溫低 濕料漿,該熱熔體料漿在造粒機內均勻的噴數腔燃塗於造粒物料的表面(噴 霧造粒乾燥技術除外),同時,大量的反應熱使造粒床層溫度圓含升高, 使部分原料薯虛融化及溶解,來滿足造粒所需的液相,而不是傳統團粒使 用蒸汽或水幫助造粒,並提供 NPK 中的有效養分。
③ 請分別告訴我列管式反應器、膜式反應器、硫化床反應器的原理和應用,具體一點
在《生物工程復設備》書中有
列管制式反應器:又稱管束式反應器。由許多很細的反應管組成,管內裝有催化劑的固定床反應器。結構與管殼式換熱器相似,由管束、殼體、兩端封頭等組成。列管外採用煙氣、高溫水蒸氣等提供反應所需熱量,或採用熔鹽、導熱油和水等移出反應放出的熱量,維持反應溫度。多用於強放熱反應、強吸熱反應且反應進行很快的情況,如鄰二甲苯氧化反應器、乙烯氧化制環氧乙烷的反應器、甲醇氧化制甲醛的反應器等
膜式反應器:採用具有一定孔徑和選擇透性的膜固定植物細胞。營養物質可以通過膜滲透到細胞中,細胞產生的次級代謝產物通過膜釋放到培養液中。
④ 一氯甲烷可以發生卡賓嘛
2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法
【專利摘要】本發明正衫絕提供一種2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法。該方法以摩塌螞爾比0.5-4:1的二氟一氯甲烷和一氯甲烷為反應原料,過熱水蒸汽與反應原料體積比為1-20:1,過熱水蒸汽溫度900-1100℃,反應原料預熱後與過熱蒸汽混合,反應段溫度在600-1100℃;反應物在反應段停留時間為0.01-1s;產物混合流經急冷、除酸、乾燥、精餾分離得到2,3,3,3-四氟丙烯。本發明克服了中空管高溫裂解易結碳、副反應復雜的缺陷,減少設備維修率,同時延長了反應周期,提高裝置利用率。本發明的方法具有原料易得、反應工藝簡單等特點,所得2,3,3,3-四氟丙烯具有零ODP、低GWP的優點,用作汽車空調製冷劑的替代品。
【專利說明】2,3, 3, 3-四氟丙烯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氫氟烯烴的制備方法,尤其涉及為2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)的制備方法。
技術背景
[0002]《蒙特利爾協議書》已經確定了HCFCs的淘汰時間表,隨著HCFCs的淘汰,第三代含氟製冷劑HFCs作為HCFCs的替代品,已越來越受人們所關注,但在眾多HFCs替代品中,盡管都具有令臭氧層破壞潛值(即ODP為零),對臭氧層沒有破壞作用,但許多HFCs具有較高的溫室效應潛值,例如1,I, I, 2-四氟乙烷(HFC-134a)具有零0DP,但其GWP高達1300,隨著溫室效應越來越嚴重,人們對環境問題也更加重視,歐盟要求其成員國所有新車製冷劑的GWP值不能超過150,鑒於此《京都議定書》列出了溫室效應氣體,為汽車空調開發具有減緩全球變暖現象潛質的新型製冷劑相當受人關注。2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)不但具有零ODP,而且其GWP值只有4,所以成為了人們所關注的焦點,而關於2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)制備方法成為了關鍵所在。
[0003]杜邦的Marquis david M 於 1964 年發表 2,3,3,3_ 四氟丙烯的制備(Preparationof2, 3,3,3-tetrafluopropene [p] ) CA690037.1964-07-07,美國專利號為 2931840 的專利文件也公開關於2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,它們均採用的是一氯甲烷和四氟乙烯或一氯甲烷與二氟一氯甲烷為原料,無催化劑條件下高溫裂解制備目標產物。由於該方法的反應溫度高達900°C以上,所以副反應較多,並且產生嚴重的結碳現象,所以需要定期疏通反應管路,生產周期短,效率低,並且該方法的產率只有13%,所以難以產業化生產。進入21世紀以來,杜邦和霍尼韋爾聯合公司又以HFC-245eb、HFC_215cb、HFC_225cb、HFC-235cb、HFC-245cb等為原料制備HFC_1234yf (2,3,3,3-四氟丙烯),其不足之處是後處理分離混合物較為復雜。
【發明內容】
[0004]針對現有技術高溫裂解所存在的不足,本發明提供一種轉化率高、後處理容易、成本較低的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法。
[0005]本發明技術方案如下:
[0006]一種2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,包括步驟如下:
[0007](1)加熱盛有水的反應釜溫度至100-200°C使液態水氣化,氣化後的水蒸汽進入到過熱段,使蒸汽溫度升至900-1000°C。蒸汽的量通過質量流量計控制。
[0008](2)按二氟一氯甲烷:一氯甲烷=0.5-4:1摩爾比,向混合容器中灌裝反應原料二氟一氯甲烷和一氯甲烷,通過電子秤來控制裝入原料的質舉姿量。
[0009](3)將步驟(2)的反應原料預熱200-400°C,然後與步驟(1)過熱蒸汽混合後進入到反應器,所述過熱水蒸汽與反應原料體積比為1-20:1,反應溫度控制在600-100(TC,反應物在反應器中的反應管內停留時間為0.01-0.4s。[0010](4)從反應管中流出的產物混合流通入到有循環水冷凝的急冷夾套釜裝置中,急冷後的產物流再通入到盛有鹼液的除酸裝置中,然後通過乾燥裝置得到乾燥後的產物混合物。
[0011](5)將步驟(4)所得的產物混合物通入到精餾塔中,按現有技術分離得到2,3,3,3-四氟丙烯。
[0012]根據本發明,優選的,步驟(1)中加熱盛有水的反應釜溫度至120_160°C。盛有水的反應釜壓力優選1-5公斤,進一步優選2-3公斤。盛水的加熱釜應連有減壓安全閥。水加熱方式採用導熱油加熱方式。
[0013]根據本發明,優選的,步驟(1)中,氣化後的水蒸汽在過熱段採用管式爐加熱方式得到900-1000°C的過熱水蒸汽。
[0014]根據本發明優選的,步驟(2)中,兩種反應原料二氟一氯甲烷與一氯甲烷摩爾比為I~3:1,最優選為I~2:1。
[0015]根據本發明,優選的,步驟(3)中,所述反應溫度為700-900°C。
[0016]根據本發明,優選的,步驟(3 )中,反應壓力為常壓或略大於常壓下進行,反應壓力優選0.1~0.5MPa。壓力過大易發生自聚或混聚。 [0017]根據本發明,優選的,步驟(3 )中,過熱蒸汽的溫度測量採用熱電偶溫度計。
[0018]根據本發明,優選的,步驟(4)中,用於除酸裝置的鹼液為質量分數20% -60%的氫氧化鈉溶液。
[0019]根據本發明,優選的,步驟(4)中,用於除酸裝置的鹼液裝置為二級裝置,可以實現二級鹼洗的目的。
[0020]本發明上述步驟(4)中,混合物液經乾燥後取樣,採用氣相色譜法分析混合物組成;其中2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)的質量分數為25~55%。
[0021]本發明所用反應原料均為市購。反應裝置均為現有技術。
[0022]本發明所用反應裝置材質均為高耐腐蝕性,並且不與反應原料二氟一氯甲烷或一氯甲烷發生反應,選自金屬鈀、銀或者高碳鋼材料,鑒於考慮成本,本發明優選SUS316材質管式反應器。所述SUS316不銹鋼制管式反應器置於陶瓷管中,陶瓷管外麵包纏電阻絲,用硅酸鋁保溫棉保溫,通過帶控溫儀的電阻絲加熱和熱電偶控制反應所需溫度。
[0023]本發明的技術特點及優良效果:
[0024]1.本發明所用反應原料均可市購,且反應原料成本較低,具體反應機理為二氟一氯甲烷熱解得到二氟卡賓,兩分子二氟卡賓結合成為一份子四氟乙烯,一氯甲烷裂解得到卡賓,活潑中間體卡賓與四氟乙烯結合從而得到目標產物2,3,3,3-四氟丙烯。
[0025]2.本發明所用原料均為反應前混配,且二者在混合容器中均以氣相形式存在,保證了進料的體積比准確控制。兩種反應原料二氟一氯甲烷和一氯甲烷物質量比為0.5-4:1,二氟一氯甲烷量過大一方面造成反應原料的浪費,另一方面目標產物產率也有所降低。本發明中兩種反應物在反應管路中停留時間為0.ΟΙ-ls,停留時間過長,盡管兩種反應物轉化率增加,但易造成副反應發生,目標產物產率減小,停留時間過短,兩種反應物碰撞概率減小,也會導致目標產物產率降低。
[0026]3.本發明過熱蒸汽的產生是先加熱水至沸騰,以蒸汽形式進入到過熱蒸汽產生裝置,該裝置加熱方式為管式爐加熱,直至溫度達到900-100(TC,從而產生出過熱蒸汽。[0027]4.本發明採用水蒸汽稀釋裂解,降低了副反應發生的概率,即避免了劇毒物質全氟異丁烯的產生,而且大大抑制了結碳現象,同時過熱水蒸汽作為熱的載體,將熱量轉移給反應物起到加熱兩種反應原料二氟一氯甲烷和一氯甲烷的作用。
[0028]5、本發明所述反應壓力在常壓或者略大於常壓條件下進行,反應壓力過大促使自聚或者混聚反應的發生,從而得不到目標產物。
[0029]6、本發明所述反應,將從反應裝置出來後的反應產物混合物立刻導入到有循環水冷凝的急冷夾套釜裝置中,避免了二次反應的發生,本發明優選採用的急冷裝置為有循環水冷凝的急冷夾套釜,急冷後的產物混合流進入到盛有鹼液的除酸裝置,經過二級鹼洗,從而達到較徹底的除酸目的,然後通入到乾燥裝置中將產物混合物進行乾燥處理採用氣相色譜進行分析混合物組成,2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)從混合物中的分離方法可以通過精餾裝置,從而將2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)從混合物中分離出,得到純度較高的2,3,3,3-四氟丙烯(HF0-1234yf)產物。
[0030]本發明提供的制備方法在反應過程中無需催化劑,採用過熱水蒸汽稀釋裂解抑制了結碳現象的發生、避免了連續生產周期短的缺陷,從而減少了裝置的維修,提高了裝置使用效率。此外本發明所用反應原料易得且市售價格較低,從而也使得該路線制備目標產物的成本大大降低。本發明優化了原料的配比,水蒸汽稀釋裂解,還降低了副反應發生的概率,從而避免了劇毒物質全氟異丁烯的生成,避免了結碳易造成裝置堵塞的現象。[0031]本發明所製得的2,3,3,3-四氟丙烯具有零ODPjg GWP的優點,可作為發泡劑、傳熱介質、推進劑等,尤其是可作為汽車空調製冷劑的理想替代品。
【具體實施方式】
[0032]下面結合實施例對本發明做進一步的說明,需要說明的是,下述實施例僅是用於說明,而並非用於限制本發明。本領域技術人員根據本發明的推導所做出的各種變化均應在本申請權利要求所要求的保護范圍之內。實施例中所用反應裝置均為本領域常規設備,所用反應原料均為市購產品。
[0033]實施例1:
[0034]一種2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,以二氟一氯甲烷(R22)和一氯甲烷(甲基氯)為原料,在過熱水蒸汽稀釋條件下發生裂解反應得到2,3,3,3-四氟丙烯。化學反應方程式如下:
[0035]2CHC1F2+CH3C1 — CF3CF=CH2+3HC1
[0036]向容積為8L的鋼瓶中充入16.8g 一氯甲烷、86.5g 二氟一氯甲烷
[0037]向帶有溫度計、壓力表、減壓閥體積為IOL的夾套式反應釜中加入純水6000g,卡套中裝有導熱硅油,並和循環油泵連接,設置循環油泵溫度為130°C,使夾套反應釜相連溫度計示數產生的水蒸汽通入到管式爐中,其中管式爐溫度設置為1000°C,從而產生過熱水蒸汽。
[0038]盛放兩種反應原料的鋼瓶連接預加熱裝置,控制預加熱溫度為350°C,預熱後的兩種反應原料與過熱水蒸汽在混合段混合後進入到反應裝置。
[0039]反應裝置的反應管為內徑為4mm、長為IOOcm的SUS316不銹鋼制管式反應器,將該管式反應器置於陶瓷管中,陶瓷管外麵包纏電阻絲,必要時進行輔助加熱,用硅酸鋁保溫棉保溫,通過帶控溫儀的電阻絲加熱和熱電偶測量管式反應器溫度,控制溫度在700°C。
[0040]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管進行預加熱,反應管所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量235.2ml/s,調節反應原料連接流量計流量為15.7ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,用於產物混合流急冷的水的量要足量。收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為38.5%。將所得的混合產物通入到精餾塔中,按現有技術分離得到2,3,3,3-四氟丙烯。
[0041]實施例2:如實施例1所述,所不同的是:
[0042]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量209.2ml/s,調節反應原料連接流量計流量為41.8ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為42.5%。
[0043]實施例3:如實施例1所述,所不同的是:
[0044]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量225.9ml/s,調節反應原料連接流量計流量為25.lml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為45.9%。
[0045]實施例4:如實施例1所述,所不同的是:
[0046]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量125.5ml/s,調節反應原料連接流量計流量為125.5ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為25.9%。
[0047]實施例5:如實施例1所述,所不同的是:
[0048]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量52.3ml/s,調節反應原料連接流量計流量為10.5ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為49.6%。
[0049]實施例6:如實施例1所述,所不同的是:
[0050]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量13.lml/s,調節反應原料連接流量計流量為2.6ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為41.3%。
[0051]綜合對比實施例1、2、3、4發現水蒸汽比例過大目標產物產率不高,一方面水蒸汽的分壓增大,兩種反應物分壓較小,反應物分子碰撞概率降低,導致目標產物產率不高,另一方面,過高的水蒸汽比例,消耗的水蒸汽過多,從成本考慮不合算,水蒸汽稀釋比例過小,副反應發生的機率增大,而且有結碳現象,從而導致目標產物產率不高。
[0052]綜合對比實施例2、5、6,流體流速的不同即在管路中停留時間的不同,對目標產物產率也是有影響的,蒸汽和反應原料流速過大即在反應管路中反應時間過短,反應物分子間碰撞概率小,所得目標產物的量也減小,反之,蒸汽和反應原料流速過小即原料在反應管路中停留時間過長,導致目標產物產率減小,其原因是停留時間過長副反應發生的概率增大,易發生自聚或混聚現象。
[0053]實施例7:如實施例1所述,所不同的是:
[0054]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在600°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量52.3ml/s,調節反應原料連接流量計流量為10.5ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為
45.3%。
[0055]實施例8:如實施例1所述,所不同的是:
[0056]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在800°C時,調節水蒸汽管 路連接的體積流量計流量52.3ml/s,調節反應原料連接流量計流量為10.5ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為
46.1%。
[0057]綜合對比實施例5、7、8,反應管反應溫度的不同,對目標產物產率略有影響。
[0058]實施例9:如實施例1所述,所不同的是:
[0059]向容積為8L的鋼瓶中充入50.5g 一氯甲烷、86.5g 二氟一氯甲烷。
[0060]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量52.3ml/s,調節反應原料連接流量計流量為10.5ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為54.3%。
[0061]實施例10:如實施例1所述,所不同的是:
[0062]向容積為8L的鋼瓶中充入50.5g 一氯甲烷、43.25g 二氟一氯甲烷。
[0063]反應裝置先通入過熱蒸汽對反應管路進行預加熱,反應管路所連接溫度計示數穩定在700°C時,調節水蒸汽管路連接的體積流量計流量52.3ml/s,調節反應原料連接流量計流量為10.5ml/s,反應產物混合流從反應管流出後進入急冷裝置、二級鹼洗裝置、乾燥裝置,收集乾燥後所得產物流,氣相色譜分析混合產物中2,3,3,3-四氟丙烯質量分數為48.5%。
[0064]綜合對比實施例5、9、10,反應原料配比的不同,對目標產物產率有影響。
【權利要求】
1.一種2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,包括步驟如下: (1)加熱盛有水的反應釜溫度至100-200°C使液態水氣化,氣化後的水蒸汽進入到過熱段,使蒸汽溫度升至900-100(TC ; (2)按二氟一氯甲烷:一氯甲烷=0.5-4:1摩爾比,向混合容器中灌裝反應原料二氟一氯甲烷和一氯甲烷; (3)將步驟(2)的反應原料預熱200-400°C,然後與步驟(1)過熱蒸汽混合後進入到反應器,所述過熱水蒸汽與反應原料體積比為1-20:1,反應溫度控制在600-1000°C,反應物在反應器中的反應管內停留時間為0.01-0.4s ; (4)從反應管中流出的產物混合流通入到有循環水冷凝的急冷夾套釜裝置中,急冷後的產物流再通入到盛有鹼液的除酸裝置中,然後通過乾燥裝置得到乾燥後的產物混合物; (5)將步驟(4)所得的產物混合物通入到精餾塔中,按現有技術分離得到2,3,3,3-四氟丙烯。
2.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(1)中加熱盛有水的反應釜溫度至120-160°C。
3.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(1)中盛有水的反應釜壓力為1-5公斤;優選2-3公斤。
4.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(1)中,氣化後的水蒸汽在過熱段採用管式爐加熱方式得到900-1000°C的過熱水蒸汽。
5.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(2)中,反應原料二氟一氯甲烷與一氯甲烷摩爾比為I~3:1 ;優選為I~2:1。
6.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(3)中,所述反應溫度控制在700-900°C。
7.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(3)中,反應壓力為常壓或略大於常壓下進行,反應壓力優選0.1~0.5MPa。
8.如權利要求1 所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,步驟(4)中,乾燥後的產物混合物取樣,採用氣相色譜法分析混合物組成,其中2,3,3,3-四氟丙烯的質量分數為25~55%。
9.如權利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙烯的制備方法,其特徵在於,所用反應器的反應管路是金屬鈀、銀或者高碳鋼製成的;優選SUS316不銹鋼材質的管式反應器。
【文檔編號】C07C21/18GK103833511SQ201210488163
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月26日 優先權日:2012年11月26日
【發明者】韓春華, 張恆, 張永明, 魏茂祥, 董海紅 申請人:山東東岳高分子材料有限公司
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⑤ 什麼是火探管式自動探火滅火裝置。
火探產自歐洲,是一個簡單、低成本且高度可靠的獨立自動滅火系統,它不依靠任何電源,只需用自身的儲壓便可進行操作。該系統主要被設計在類似於電氣控制箱,機械房等密閉的空間,自動把燃火撲滅。
火探系統是由一根與其連接在一起經充壓的火探管進行探火,並將滅火介質通過火探管本身(直接系統)或噴嘴(間接系統)釋放到被保護區域。火探管是高科技領域開發的新品種。它集長時間抗漏,柔韌性及有效的感溫性於一體。
火探系統的主要部件都是在IS09000質量管理體系下進行設計、生產的。該產品可使用多種不同的滅火介質,如乾粉滅火劑(低壓)和二氧化碳滅火劑(高壓)等。
火探可安裝於各種電氣箱/控制箱/配電、通訊設備、計算機房、重型機械、銀行設備、煤氣、易燃品倉庫/儲油庫、軍用設備、汽車等內。適應於發電廠、石油化工、制葯廠、廚房(酒樓,餐館)、鋼鐵廠、軍用設備、鐵路、地鐵等行業。
火探系統是由瓶、瓶頭閥及能釋放滅火劑的火探管組成。將火探管置於靠近或在火源最可能發生處的上方,同時,依靠沿火探管的諸多探測點(線型)進行探測。一旦著火時,火探管在受熱溫度最高處被軟化並爆破,將滅火劑准確的撲向火源。
火探系統的優點
火探裝置可瞬間有效地撲滅火源,彌補以上種種缺陷並且還具有以下優點:
●獨特的滅火效果,能有效地把火患撲滅在萌芽狀態。
●裝置遇火情自動啟動,無需電源,無需人工操作。
●最適合無人值守而需重點保護的設備和場所。
●探測反應時間快速,減少因火患蔓延所造成的損失。
●火探管不受任何位置的影響,可伸進各種復雜易燃空間或設備中。
●火探管相當於線性探測器,既可探火又可釋放滅火介質。
●因滅火劑的用量少,可減少對周圍環境的污染和破壞。
●大大降低每次滅火的成本。
●安裝簡便,占空間極小。簡單的設計使安裝及維修費用減至最低。
●非全淹沒式,釋放時不會傷害被保護區域的人員。
●不會因油、灰塵等的影響而導致誤報或誤釋放。
●該裝置沒有電器部件,裝置不受振動或沖撞而影響操作功能。
●因火探管是柔性管,可任意布置在各種線纜敷設處。該特點彌補了現有消防產品不能撲滅此類火源的空白。
⑥ 管式反應器的原理
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器,屬於平推流反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。管式反應器返混小,因而容積效率(單位容積生產能力)高,對要求轉化率較高或有串聯副反應的場合尤為適用。
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚橋或的反應器管長以公里計。反應器的結構可以是單管,也可以是多管並聯;可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應,如列管式固定床反應器。通常,反應物流處於湍流狀態時,空管的長徑比大於50;填充段長與粒徑之比大於100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流。
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管式反應器
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審閱專家趙陽國
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器,屬於平推流反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。管式反應器返混小,因而容積效率(單位容積生產能力)高,對要求轉化率較高或有串聯副反應的場合尤為適用。
中文名
管式反應器
外文名
Tubular reactor
快速
導航
主要類型
工業應用
特點
基本結構
管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。這種反應器可以很長,仔消晌如丙烯二聚的反應器管長以公里計。反應器的結構可以是單管,也可以是多管並聯;可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應,如列管式固定床反應器。通常,反應物流處於湍流狀態時,空管的長徑比大於50;填充段長與粒徑之比大於100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流。[1]
主要類型
水平管式反應器
水平管式反應器是進行氣相或均液相反應常用的一種管式反應器,由無縫管與U形管連接而成。這種結構易於加工製造和檢修。
共4張
主要類型
立管式反應器
立管式反應念鋒器包括單程式立管式反應器、中心插入管式立管式反應器、夾套式立管式反應器,其特點是將一束立管安裝在一個加熱套筒內,以節省地面。立管式反應器被應用於液相氨化反應、液相加氫反應、液相氧化反應工藝中。
盤管式反應器
將管式反應器做成盤管的形式,設備緊湊,節省空間,但檢修和清刷管道比較麻煩。反應器一般由許多水平盤管上下重疊串聯而成。每一個盤管由許多半徑不同的半圓形管子相連接成螺旋形式,螺旋中央留出只φ400的空間,便於安裝和檢修。
U形管式反應器
U形管式反應器的管內設有擋板或攪拌裝置,以強化傳熱與傳質過程。U形管的直徑大,物料停留時間長,可以應用於反應速率較慢的反應。例如帶多孔擋板的U形管式反應器,被應用於己內洗胺的聚合反應。帶攪拌裝置的U形管式反應器適用於非均均液相物料或液固相懸浮物料,如甲苯的連續硝化、蔥的連續磺化等反應。
⑦ 管式反應器的結構
管式反應器結構:
一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。反應器的結構可以是單管,也可以是多管並聯;可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應,如列管式固定床反應器。通常,反應物流處於湍流狀態時,空管的長徑比大於50;填充段長與粒徑之比大於100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流。
①管式反應器。由長徑比較大的空管或填充管構成,可用於實現氣相反應和液相反應。
②釜式反應器。由長徑比較小的圓筒形容器構成,常裝有機械攪拌或氣流攪拌裝置,可用於液相單相反應過程和液液相、氣液相、氣液固相等多相反應過程。用於氣液相反應過程的稱為鼓泡攪拌釜(見鼓泡反應器);用於氣液固相反應過程的稱為攪拌釜式漿態反應器。
③有固體顆粒床層的反應器。氣體或(和)液體通過固定的或運動的固體顆粒床層以實現多相反應過程,包括固定床反應器、流化床反應器、移動床反應器、涓流床反應器等。
④塔式反應器。用於實現氣液相或液液相反應過程的塔式設備,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等
1、水加熱反應釜
當對溫度要求不高時,可採用這種加熱方式。其加熱系統有敞開式和密閉式兩種。
敞開式較簡單,它由循環泵、水槽、管道及控制閥門的調節器組成。當採用高壓水時,設備機械強度要求高,反應釜外表面焊上蛇管,蛇管與釜壁有間隙,使熱阻增加,傳熱效果降低。
2、蒸汽加熱反應釜
加熱溫度在100℃以下時,可用一個大氣壓以下的蒸汽來加熱;當加熱范圍是100-180℃時,用飽和蒸汽;當溫度更高時,可採用高壓過熱蒸汽。
3、其他介質加熱的反應釜
若工藝要求必須在高溫下操作,或欲避免採用高壓的加熱系統時,可用其它介質來代替水和蒸汽,如礦物油(275-300℃)、聯苯醚混合劑(沸點258℃)、熔鹽(140-540℃)、液態鉛(熔點327℃)等。
4、電加熱反應釜
將電阻絲纏繞在反應釜筒體的絕緣層上,或安裝在離反應釜若干距離的特設絕緣體上,便可用電來加熱反應。前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設夾套,由於溫度變化的幅度大,使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產生溫差壓力。
採用電加熱時,設備較輕便簡單,溫度較易調節,而且不用泵、爐子、煙囪等設施,開動也非常簡單,危險性不高,成本費用較低,但操作費用較其它加熱方法高,熱效率在85%以下,因此適用於加熱溫度在400℃以下和電能價格較低的地方。
⑧ 微管反應器原理
微化工系統是以帶有微結構元件的化工裝備為核心的化工系統,它的突出特點是在微時空尺度上控制流動、傳遞和反應過程,為實現高效、安全的物質轉化提供了基礎。微化工系統相關研究起源於20世紀90年代[1],多年來的研究結果表明:微化工設備內流動狀態高度可控,液滴和氣泡的分散尺度一般在數微米至數百微米之間;具有豐富的多相流型,一些流型中的液滴和氣泡結構與尺寸高度均一;由於微尺度下傳遞距離短、濃度/溫度梯度高以及體系巨大的比表面積,微反應器內傳熱/傳質系數較傳統化工設備大1-3個數量級[2]。
國內開展微反應器研究已經有十餘年時間,在微反應器的設計製造、微混合原理的探索、氣相反應、液相反應、納米顆粒制備等領域得到迅速發展,取得了顯著成果[3]。目前從事微反應器相關研究的主要有中國科學院大連物理化學研究所、清華大學、華東理工大學和山東豪邁化工技術有限公司等科研院校和科研單位。
聚合反應對反應器的傳熱和混合有很高的要求,傳統的釜式反應器在這方面的缺陷成為獲得高性能聚合產物的瓶頸之一。近年來,微反應器已能夠成功應用於多種機理的聚合反應並表現出對傳統釜式反應器的顯著優勢。從當前的發展趨勢來看,微反應器在聚合反應中的應用將成為化工和高分子領域的研究熱點之一。本文綜述了微反應器在不同的聚合反應體系中的應用。
1
自由基聚合
聚合溫度對自由基聚合所得產物的分子量和分子量分布有很大影響。因此,對反應體系溫度的控制是控制產品質量的關鍵因素。大部分自由基聚合是較強的放熱反應,且反應速度較快。在傳統的釜式反應器中,反應器傳熱和傳質能力的不足往往導致反應體系內溫度分布不均,從而影響產物的分子量分布。在放熱較強的自由基聚合中,使用傳熱能力強的微反應器可以顯著改善反應結果。
Iwasaki等[4]用T形微混合器和內徑分別為250μm和500μm的微管式反應器組成微反應器系統(圖一),進行了一系列丙烯酸酯單體的自由基聚合。釜式反應器中丙烯酸丁酯的聚合反應產物分子量分布指數(PDI)高達10以上,而相同的反應時間和產率下微混合器中反應產物的PDI可控制在3.5以下,證明微反應器可以有效地控制自由基聚合產物的分子量分布。
圖一 丙烯酸酯自由基聚合微反應器裝置圖
Okubo等[5]在微反應器中進行了苯乙烯的懸浮聚合,反應物和水通過K-M型微混合器形成懸浮液,再經過管式反應器進行聚合[圖2(a)]。經過降溫可直接在管內得到聚合物顆粒,通過改變流量可以調節聚合物顆粒大小。
微通道中的液滴聚合是一種新興的聚合方式,其基本原理為在管內利用不良溶劑將反應體系分隔成小液滴,每個小液滴均可看做一個微型反應器。在較小的微通道尺寸下,液滴聚合的混沌混合特性進一步強化了傳質效果。Okubo等利用液滴聚合合成了聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯,反應裝置見圖二(b)。通過調節停留時問和控制兩相間溶劑擴散的方法可以實現對聚合產物分子量的控制;與釜式反應器相比,得到的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的分子量分布較窄,經過微反應器沉澱得到的聚合物粒子分布也較均一。
圖二 苯乙烯自由基聚合實驗裝置示意圖
Wu等[6}在自製的雙輸入微通道(500μm*600μm)反應器中進行了甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)的ATRP聚合。單體和催化劑從一個通道進入,引發劑從另一入口通入,通過對流量調節可以實現對產物分子量和分子量分布的調控。Wu等[7}隨後又設計了結構相似的三輸入微反應器,實現了環氧乙烷與HPMA的ATRP共聚合。通過調節反應時間和引發劑相對濃度兩種方法均可實現對聚合產物中HPMA含量的調節。Chastek等[8]在微反應器中進行了苯乙烯和一系列丙烯酸酯的ATRP共聚合,通過特定溶劑使產物膠束化,並用動態光散射法對膠束進行了測定,反應裝置見圖三。
圖三 ATRP共聚、膠束化和DLS檢測集成裝置示意圖
2
陰離子聚合
Honda等[9}在由微混合器和微管反應器(內徑250μm)組成的微反應器裝置中進行了氨基酸-N-羧基-環內酸酐的陰離子聚合。所得產物的分子量分布窄於釜式反應器的聚合產物,並可以通過調節流速來控制產物分子量和分子量分布。如圖四所示,流速降低時,反應物停留時問增長,反應程度提高,產物的分子量變大,分子量分布變窄。
圖四 不同流速下的GPC流出曲線
3
陽離子聚合
Nagaki等[10]將微反應器與「陽離子池」引發技術結合,進行了一系列乙烯基醚單體的陽離子聚合(圖五)。陽離子池的高效引發結合微反應器的快速混合使反應在0.5 s內即可完成,並能很好地控制產物的分子量分布,產物的PDI從釜式反應器的2.25降至1.14。
⑨ 管式反應器對催化劑顆粒大小
催化劑粒徑納碰50-100。管式反應器對催化劑顆粒大小要求為50-100。目的是保證反應氣流穩定,消除傳質、傳熱影響,不過一般微反裝置40-60目的顆粒大小就可以。管式反應器是梁吵一洞渣談種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。
⑩ 反應時間比較長的能用管式反應器嗎
反應時型皮纖間握斗比較長的化學反應通常需要使用連續反應器,而管式反應器則是連續反應器的一種形式。因此,在某些情況下,管式反應器是可以用於反應時間比較長的化學反應的。
管式反應器主要由直徑較小的管道組成,和一些附加的組件(如泵、混合器、加熱系統等)。通過不斷地往管中加入原料並控制反應條件,使反應物在管內發生連續流動反應,從而實現對化學反應的高效控制和快速分離。這種設計可以讓反應混合物持續地在管內反應,從而擴大了反應時卜仿間,在一定程度上適應了反應時間比較長的化學反應的需要。
但同時也需要注意到,管式反應器在用於反應時間比較長的化學反應時,可能會受到一些挑戰和限制。例如,管道中容易堆積反應產物和催化劑等,不能及時排出可能導致反應效率降低;管道直徑和長度限制了其摩爾體積和反應條件的控制,有些特殊的反應需要更為復雜的控制方式等。因此,是否能使用管式反應器取決於具體反應類型和工藝參數的需求,需要進行詳細的評估和分析。