[发明专利]一种气体灭火剂的合成装置及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于灭火剂合成领域，具体涉及适用于哈龙替代洁净气体灭火剂的合成方法及装置。

背景技术

随着哈龙灭火剂的逐渐淘汰，各种哈龙替代灭火剂产品不断涌现。2-溴-3,3,3-三氟丙烯（2-BTP）被认为是最有潜力的一种洁净高效的哈龙替代灭火介质。2-BTP的制备方法主要是采用液溴和三氟丙烯加成，再通过醇碱溶液消去，经分馏得到目标产物。由于醇碱溶液粘度较大，在消去过程中有较多的溴化碱金属盐生成，在分馏过程中需要将沉淀从母液中分离，因此现有的合成装置是将三个步骤分开在不同的反应釜中进行，在合成过程中将反应中间物进行分离和转移，这不仅会造成物料的损失，降低合成产率，还会增加操作步骤，降低反应效率，此外还增加了合成装置的制造成本和占地面积。

发明内容

本发明是为解决无法一步合成哈龙替代洁净气体灭火剂的问题，提供一种一体化的、简便高效的气体灭火剂的合成装置及其合成方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明哈龙替代洁净气体灭火剂的合成装置，其结构特点在于：设置一反应釜，在所述反应釜的侧壁上设置有升温夹套；在所述反应釜的顶部设置有搅拌器插入口、气体进口、液溴加料口、碱液加料口、气体出口及温度计插口；在所述反应釜的底部设置有通过密封塞密封的出料口；

搅拌器通过搅拌器插入口插入到反应釜内部，搅拌器的底端、位于反应釜内部中心下方位置处连接有搅拌桨；

气体进口导管的一端通过所述气体进口插入到反应釜中，另一端通过第一开关阀与外部的三氟丙烯储罐相连；在所述气体进口导管的底部的侧壁上设置有出气孔；

液溴导管的一端通过所述液溴加料口插入到反应釜中，另一端通过第二开关阀与位于反应釜上方的液溴储罐相连；

碱液导管的一端通过所述碱液加料口插入到反应釜中，另一端通过第三开关阀与位于反应釜上方的碱液储罐相连；

出气导管的一端通过气体出口插入到反应釜中，另一端通过第四开关阀与位于反应釜上方的分馏管相连；分馏管的支管末端通入收集瓶，所述分馏管内插入有第一温度计；所述收集瓶置于烧杯中；

第二温度计通过温度计插口插入到反应釜中；

在所述升温夹套外设置有辐射源。

本发明的合成装置，其结构特点也在于：所述液溴导管和所述气体进口导管插入至反应釜的底部，所述出气导管和所述碱液导管插入至反应釜的顶部。

所述反应釜以透明玻璃为材质。

所述出气孔为一个或多个。

所述气体进口处及气体进口导管与所述气体进口的接触位置处、所述液溴加料口处及液溴导管与所述液溴加料口的接触位置处、所述碱液加料口处及碱液导管与所述碱液加料口的接触位置处、所述气体出口处及出气导管与所述气体出口的接触位置处、所述第二温度计与所述温度计插口的接触位置处皆以磨砂玻璃为材质；所述搅拌器与所述搅拌器插入口的接触位置处设置有以聚四氟乙烯为材质的密封圈。

利用本发明的合成装置的哈龙替代洁净气体灭火剂的合成方法，其特点在于按如下步骤进行：

首先，打开第二开关阀，将液溴储罐中的液溴加入到反应釜中，关闭第二开关阀，启动搅拌器；

然后，打开辐射源，再打开第一开关阀，将三氟丙烯储罐中的三氟丙烯与液溴按化学计量比1.01～1.15倍的量通入到反应釜中，，待通气完毕后关闭第一开关阀；在升温夹套及烧杯中通入温度为-5～20℃的冷水，打开第四开关阀；

第三，配制质量浓度为15～45%的KOH或NaOH的水溶液，加入到碱液储罐中，打开第三开关阀，将碱液储罐中的KOH或NaOH的水溶液与液溴按化学计量比1.05～1.20倍的量通过碱液导管加入到反应釜中；待KOH或NaOH的水溶液添加完毕后，关闭第三开关阀；

最后，在反应釜夹套中通入温度为30～80℃的热水，在收集瓶中收集目标产物；收集完毕后，停止通入热水，待装置冷却至室温后，打开密封塞,通过卸料口放出残余物料，所述目标产物即为哈龙替代洁净气体灭火剂。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明的合成装置内可以进行加成、消去和分馏三个操作步骤，整个合成流程从进料到得到目标产物，不需要经过转移任何中间产物，不仅避免了物料损失，提高了反应产率，且节省了反应时间，提高了反应效率；

2、本发明反应釜上方的插口与其所连接的导管和接口皆为玻璃磨砂或聚四氟乙烯密封连接，不使用任何橡胶密封圈，避免了液溴对密封圈的腐蚀；反应过程中无有害气体泄漏，对操作人员和环境安全；