[发明专利]光氯化反应器及制备二氟一氯乙烷的方法

说明书

公开了光氯化反应器及制备二氟一氯乙烷的方法。所述光氯化反应器包括：至少一组相邻放置的反应室单元和光源单元，所述反应室单元和光源单元之间用透光材料隔开；和置于每组反应室单元和光源单元两侧的两个冷却单元，相邻的一组反应室单元和光源单元共用一个冷却单元；所述光源单元包括布置在与所述透光材料一侧相对的单元壁上的许多LED灯珠。

技术领域

本发明涉及一种光氯化反应器，它采用单光波长光源，从而能高效地引发光氯化反应。本发明还涉及采用所述光氯化反应器制备二氟一氯乙烷的方法，本发明方法具有高效、节能的特点。

背景技术

二氟一氯乙烷(简称HCFC-142b)是一种非常重要的有机中间体，常用作制冷剂、发泡剂或者作为偏氟乙烯单体的原料。

徐美燚的“一氯二氟乙烷生产装置工艺设计”(《化学工程与装备》，2015年第10期)对一氯二氟乙烷的生产方法进行了概述，其制造方法总体上包括以甲基氯仿为原料的制造方法、以偏氯乙烯为原料的制造方法、以氯乙烯为原料的制造方法和以乙炔为原料的制造方法。

乙炔法是一个相对成熟的工业方法，它包括使乙炔和HF在催化剂的存在下发生加成反应生成二氟乙烷(F152a)，然后二氟乙烷在50-90℃的条件下与氯气进行光氯化反应，得到HCFC-142b:

CH≡CH+2HF→CH₃CHF₂

CH₃CHF₂+Cl₂→CH₃CF₂Cl+HCl

其中的光氯化反应包括使氟化产生的二氟乙烷(F152a)和氯气按照一定的比例在混合罐中混合后进入光氯化反应器进行反应，生成二氟一氯乙烷(HCFC-142b)和少量的多氯代副产物：

主反应：

C₂H₄F₂+Cl₂→C₂H₃F₂Cl(Fl42bD+HCl

副反应：

C₂H₄F₂+2Cl₂→C₂H₂F₂Cl₂+2HCl

C₂H₄F₂+3Cl₂→C₂HF₂Cl₃+3HCl

C₂H₄F₂+4Cl₂→C₂F₂Cl₄+4HCl

常见的光氯化反应器为螺旋管式反应器，材质为石英玻璃以保证光的透过率。光源为高压汞灯或紫外灯，是光氯化反应最合适的光源。

光氯化反应是放热反应，其放出的热量透过冷风带出，使反应温度控制在100℃以下。

中国专利CN101781164A公开了一种二氟一氯乙烷的制备方法，，它包括以液相二氟乙烷和氯气为原料，经过气化、按比例混合后经过干法光氯化反应器进行反应生成二氟一氯乙烷粗品。该专利采用的干法光氯化反应器包括间隔排列的反应塔节和外循环降温塔节两种塔节，所述反应塔节包括装有灯光接口的上下反应塔节和装有灯管接口的中间反应塔节，所述外循环降温塔节的结构使得其管内走物料、管壳走降温水的排列。