CN111454123A - 一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置及方法,该装置包括R‑133a计量罐、R‑133a计量泵、原料混合釜、原料打料泵、文丘里喷射器、反应器、反应循环泵、过滤机、蒸馏釜、蒸馏冷凝器、接收罐、尾气冷凝器、釜底打料泵等。文丘里喷射器设置在反应器的上端,文丘里喷射器吸入口与反应器侧顶部由导气管连通,构成了文丘里喷射反应器,形成喷射回路反应***。本发明均可通过上述特定结构及连接关系的生产装置实现柔性切换生产,具有工艺简单,反应速率高,产品收率高,产品质量稳定等优点,而且“一机两用”,产能利用率更高,综合成本更低,适合三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于含氟精细化学品领域,特别是涉及三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置及方法。
背景技术
三氟乙醇是一种重要的脂肪族含氟精细化学品,广泛应用于含氟医药、农药合成、高级溶剂、染料及能源等领域。其结构为:
CF3CH2OH
三氟乙醇的合成方法较多,包括三氟氯乙烷(R-133a)水解法,三氟乙烷氧化法,三氟乙酸(衍生物)还原法,三氟乙醛(衍生物)还原法、偏氟乙烯氧化等工艺。其中以R-133a水解法,具有原料成本低、安全可靠等优势。US2868846以水、二羟基醇为溶剂,在225~300℃、3.4~18MPa及pH为4~7条件下,通过碱金属醋酸盐与R-133a反应合成三氟乙醇;US4590310于223℃及9MPa条件下,通过R-133a与金属醋酸盐的水溶液反应合成三氟乙醇,其中金属醋酸盐采用金属氢氧化物、水及醋酸制备,上述两种方法的问题在于:反应产物中金属氯化物与过量未反应的金属醋酸盐或碱金属盐催化剂分离困难,易造成原料浪费,减小收益。CN108069820以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,在反应器中于165℃~190℃条件下,以R-133a与金属醋酸盐为原料,反应4~12h,料液经离心机处理,清液在分离塔中精馏得到三氟乙醇。该方法虽然提到了分离金属氯化物与过量未反应的金属醋酸盐的方法,但需要引入新的溶剂体系,增加处理工序,综合成本较高,不利于其工业化大规模生产。
综上所述,目前常规的三氟乙醇制备方法,存在金属氯化物与过量未反应的金属醋酸盐或碱金属盐催化剂分离困难,综合成本高,难以实现工业化大规模生产等问题。
甲基丙烯酸三氟乙酯是一种重要有机含氟聚合物单体,尤其可作为制备高档含氟涂料和特种高分子材料的中间体,在含氟外墙涂料领域及纺织整染,纸张制造上有广泛的应用。其结构为:
CH2=CCH3COOCH2CF3
甲基丙烯酸三氟乙酯是含氟丙烯酸酯的一种,现有技术中,由于含氟丙烯酸酯可在聚合物中引入含氟基团,极大地减少了聚合材料的表面张力,提高热稳定性,光稳定性等性能,因此对含氟丙烯酸酯的研究和应用的报道日渐增多。Polym.Int.50;863-868(2001)报道的方法:其以含氟醇,甲基丙烯酰氯,阻聚剂,有机碱为原料,***作溶剂,低温反应得到含氟丙烯酸酯,该方法使用低沸点的***溶剂,操作不安全,反应产容比低,废水量大,成本高,工业化前景不理想。
CN1907945A公开了一种甲基丙烯酸三氟乙酯的制备方法,以三氟乙醇,甲基丙烯酰氯为原料,在阻聚剂保护下进行酯化反应,然后从反应产物中收集目标产物甲基丙烯酸三氟乙酯,产物纯度99%以上,产率80%。CN108774134A以三氟乙醇、甲基丙烯酰氯为原料,与阻聚剂在30-80℃的条件下反应7-15小时,从反应产物中收集目标产物甲基丙烯酸三氟乙酯,产率为81%。上述两种方法均使用甲基丙烯酰氯为原料,成本高,产物产率较低,不利于其工业化大规模生产。
综上所述,目前常规的甲基丙烯酸三氟乙酯制备方法,存在成本高,产物产率较低,难以实现工业化大规模生产等问题。
不管三氟乙醇的生产还是甲基丙烯酸三氟乙酯的生产,都需要配置与现有制备路线相适应的单独设备进行。而且,反应的搅拌形式和搅拌设备多采用传统搅拌反应釜,使得反应速率和产品收率并不十分令人满意。现有技术中缺少一种可以即可生产三氟乙醇又可生产甲基丙烯酸三氟乙酯两种产品的柔性装置,同时缺少对物料混合反应形式进行优化的设备以提高反应速率、产品收率和产品质量,为此,提出本发明。
发明内容
针对三氟乙醇及甲基丙烯酸三氟乙酯现有制备技术的不足,尤其是难以实现工业化大规模生产的问题,本发明提供一种工艺环保、反应速率高、产品收率高、产品质量稳定的可工业化大规模生产三氟乙醇及甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置及方法。
本发明的技术方案如下:
一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,该装置包括R-133a计量罐、R-133a计量泵、原料混合釜、原料打料泵、文丘里喷射器、反应器、反应循环泵、过滤机、蒸馏釜、蒸馏冷凝器、接收罐;
所述的文丘里喷射器设置在反应器的上端,文丘里喷射器吸入口与反应器侧顶部由导气管连通;所述的R-133a计量罐经R-133a计量泵与反应器的进料口连通,原料混合釜经原料打料泵与反应器的进料口连通,反应器下端出料口通过反应循环泵与文丘里喷射器的进料口连通,形成喷射循环反应回路;
所述的反应器下端出料口与反应循环泵之间的管道上设置第一阀门,反应器下端出料口通过第二阀门与过滤机的进料口连接,过滤机的上端出料口通过第三阀门与处于第一阀门和反应循环泵之间的管道连通,过滤机下端液体出料口通过第四阀门与蒸馏釜进料口连通,过滤机下端固体出料口设置第五阀门,过滤机上端通过第六阀门与N2管道连通;
所述的蒸馏釜经蒸馏冷凝器与接收罐连通,蒸馏釜底部出料口经釜底打料泵与原料混合釜上端进料口连通;所述的接收罐上端设置尾气冷凝器。
根据本发明,所述的文丘里喷射器设置在反应器的上端,文丘里喷射器吸入口与反应器侧顶部由导气管连通,构成了文丘里喷射反应器,反应***为喷射回路反应***。
根据本发明,优选的,所述的反应器外侧设置有加热或冷却夹套。可通入加热的或冷却的导热油对反应器进行加热或降温。
根据本发明,优选的,所述的过滤机为筒锥式过滤机,所述的过滤机的进料口位于过滤机锥形结构的上沿,锥形结构内部设置固液分离装置,形成流动死区,利于实现反应副产物KCl的液固重力分离,避免KCl固体随反应液循环影响反应,且确保反应循环泵的使用效率及寿命。
根据本发明,优选的,所述的接收罐上端设置的尾气冷凝器介质为冷冻盐水。优选的,所述的冷冻盐水温度为-35℃~-20℃,进一步优选的冷冻盐水温度为-35℃~-30℃。
根据本发明,优选的,所述的原料混合釜外侧设置有加热或冷却夹套。可通入蒸汽或冷却水对原料混合釜进行加热或降温。进一步优选的,所述的原料混合釜设置有搅拌装置。
根据本发明,优选的,所述的蒸馏釜外侧设置有加热或冷却夹套。可通入蒸汽或冷却水对蒸馏釜进行加热或降温。进一步优选的,所述的蒸馏釜设置有搅拌装置。
根据本发明,一种三氟乙醇生产方法,包括采用上述装置,包括步骤如下:
(1)首先打开过滤机上的第二阀门和第三阀门,关闭第一阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门,经原料混合釜,向反应器及过滤机内打入计量的溶剂,然后关闭第二阀门和第三阀门,打开第一阀门,启动反应循环泵进行循环,形成喷射反应回路;将碱液与溶剂在原料混合釜内混合后,由原料打料泵打入反应器,再将R-133a通过R-133a计量泵由R-133a计量罐打入反应器;
(2)先打开第二阀门和第三阀门,然后关闭第一阀门,将反应器进行加热升温反应,反应完后关闭循反应循环泵,打开第四阀门,利用反应器自身压力差进行过滤,过滤出的液体进蒸馏釜,过滤完后,先关闭第二阀门和第三阀门,然后打开第六阀门,用N2吹扫干净后,关闭第六阀门,打开第五阀门,放出固体副产物KCl;
(3)蒸馏釜加热蒸出三氟乙醇、水和未反应的R-133a,经蒸馏冷凝器冷凝后进入到接收罐,蒸馏釜底物料经釜底打料泵返回原料混合釜套用,接收罐内的物料去进一步精馏分离出三氟乙醇产品,并回收原料R-133a。
根据本发明,优选的,步骤(1)中所述的碱液为KOH水溶液,进一步优选48wt%KOH水溶液。
根据本发明,优选的,步骤(1)中所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯或N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
根据本发明,优选的,步骤(1)中所述的R-133a和KOH摩尔比为1~1.25:1,进一步优选1.05~1.1:1。R-133a过量,确保KOH完全反应生成KCl,提高副产物KCl的品质;所述的KOH与溶剂的摩尔比1:4~10,进一步优选1:5~6。
根据本发明,优选的,步骤(2)中所述的控制反应的温度为220~260℃,进一步优选230~240℃;优选的,反应时间为4~10h,进一步优选6~7h。
根据本发明,一种甲基丙烯酸三氟乙酯的生产方法,包括采用上述装置,包括步骤如下:
(1)首先打开过滤机上第二阀门和第三阀门,关闭第一阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门,经原料混合釜,向反应器及过滤机内打入计量的溶剂,然后关闭第二阀门和第三阀门,打开第一阀门,启动反应循环泵进行循环,形成喷射反应回路;将固体甲基丙烯酸钾、阻聚剂与溶剂在原料混合釜内混合后,由原料打料泵打入反应器,再将R-133a通过R-133a计量泵由R-133a计量罐打入反应器;
(2)先打开第二阀门和第三阀门,然后关闭第一阀门,将反应器进行加热升温反应,反应完后关闭循反应循环泵,打开第四阀门,利用反应器自身压力差进行过滤,过滤出的液体进蒸馏釜,过滤完后,先关闭第二阀门和第三阀门,然后打开第六阀门,用N2吹扫干净后,关闭第六阀门,打开第五阀门,放出固体副产物KCl;
(3)蒸馏釜加热蒸出甲基丙烯酸三氟乙酯和未反应的R-133a,经蒸馏冷凝器冷凝后进入到接收罐,蒸馏釜底物料经釜底打料泵返回原料混合釜套用;接收罐内的物料去进一步精馏分离出甲基丙烯酸三氟乙酯产品,并回收原料R-133a。
根据本发明,优选的,步骤(1)中所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
根据本发明,优选的,步骤(1)中所述的R-133a和甲基丙烯酸钾摩尔比为1~1.3:1,进一步优选1.1~1.2:1。R-133a过量,确保甲基丙烯酸钾完全反应生成KCl,提高副产物KCl的品质;所述的甲基丙烯酸钾与溶剂的摩尔比1:4~10,进一步优选1:6~7。所述的阻聚剂加入量为加入反应溶剂中的浓度为200~1000ppm。
根据本发明,优选的,步骤(2)中控制反应的温度为160~220℃,进一步优选180~200℃;优选的,反应时间为3~10h,进一步优选5~6h。
本发明未详尽说明的,均按本领域常规技术处理。
本发明的有益效果:
1、本发明采用文丘里喷射回路反应器,将反应器内气相空间的气体R-133a重新吸入文丘里喷射器,增加R-133a气体与反应原料的气液分散和混合效果,相较于传统搅拌反应釜,反应速度得到有效提高,R-133a与KOH/甲基丙烯酸钾反应更完全,而且反应压力比反应釜压力降低0.2MPa以上。以R-133a计,三氟乙醇收率为96%以上,甲基丙烯酸三氟乙酯的收率为94%以上。同时,R-133a过量,确保KOH/甲基丙烯酸钾完全反应生成KCl,有效提高了副产物KCl的品质。
2、本发明采用筒锥式过滤机进行反应副产物固体KCl的液固重力分离,避免KCl固体随液体循环影响反应,且确保循环泵的使用效率和寿命。
3、本发明在反应结束后,利用反应器自身的压力使用筒锥式过滤机过滤出固体KCl,然后用N2吹扫干净,避免了KCl固体进入蒸馏釜影响蒸馏回收产品效果。
4、本发明提供的三氟乙醇及甲基丙烯酸三氟乙酯两种产品的生产方法,均可通过上述特定结构及连接关系的生产装置实现柔性切换生产,具有工艺简单,反应速率高,产品收率高,产品质量稳定等优点,而且“一机两用”,产能利用率更高,综合成本更低,实现了三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性工业化生产。
附图说明
图1为本发明一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置示意图。
其中:1-R-133a计量罐,2-R-133a计量泵,3-原料混合釜,4-原料打料泵,5-文丘里喷射器,6-反应器,7-反应循环泵,8-第一阀门,9-第二阀门,10-第三阀门,11-第四阀门,12-第五阀门,13-第六阀门,14-过滤机,15-蒸馏釜,16-蒸馏冷凝器,17-接收罐,18-尾气冷凝器,19-釜底打料泵。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
如图1所示,一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,该装置包括R-133a计量罐1、R-133a计量泵2、原料混合釜3、原料打料泵4、文丘里喷射器5、反应器6、反应循环泵7、过滤机14、蒸馏釜15、蒸馏冷凝器16、接收罐17、尾气冷凝器18、釜底打料泵19;
所述的文丘里喷射器5设置在反应器6的上端,文丘里喷射器5吸入口与反应器6侧顶部由导气管连通;所述的R-133a计量罐1经R-133a计量泵2与反应器6的进料口连通,原料混合釜3经原料打料泵4与反应器6的进料口连通,反应器6下端出料口通过反应循环泵7与文丘里喷射器5的进料口连通,形成喷射循环反应回路;
所述的反应器6下端出料口与反应循环泵7之间的管道上设置第一阀门8,反应器6下端出料口通过第二阀门9与过滤机14的进料口连接,过滤机14的上端出料口通过第三阀门10与处于第一阀门8和反应循环泵7之间的管道连通,过滤机14下端液体出料口通过第四阀门11与蒸馏釜15进料口连通,过滤机14下端固体出料口设置第五阀门12,过滤机14上端通过第六阀门13与N2管道连通;
所述的蒸馏釜15经蒸馏冷凝器16与接收罐17连通,蒸馏釜15底部出料口经釜底打料泵19与原料混合釜3上端进料口连通;所述的接收罐17上端设置尾气冷凝器18。
本实施例中,所述的文丘里喷射器5设置在反应器6的上端,文丘里喷射器5吸入口与反应器6侧顶部由导气管连通,构成了文丘里喷射反应器,所述的反应***为喷射回路反应***。所述的反应器6外侧设置有加热或冷却夹套。可通入导热油对反应器6进行加热或降温。所述的过滤机14为筒锥式过滤机,所述的过滤机14进料口位于过滤机锥形结构的上沿,锥形结构内部设置固液分离装置,形成流动死区,利于实现反应副产物KCl的液固重力分离,避免KCl固体随反应液循环影响反应,且确保反应循环泵的使用效率及寿命。所述的接收罐17上端设置的尾气冷凝器16介质为-35℃~-20℃冷冻盐水。
实施例2
如实施例1所述的一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,不同的是:所述的接收罐17上端设置的尾气冷凝器18介质为-35℃~-30℃冷冻盐水。所述的原料混合釜3外侧设置有加热或冷却夹套,所述的原料混合釜3设置有搅拌装置。所述的蒸馏釜15外侧设置有加热或冷却夹套,所述的蒸馏釜15设置有搅拌装置。
实施例3
利用实施例1或2所述的生产装置生产三氟乙醇的方法,包括步骤如下:
(1)首先打开过滤机上的第二阀门9和第三阀门10,关闭第一阀门8、第四阀门11、第五阀门12、第六阀门13,经原料混合釜3,向反应器6及过滤机14内打入计量的N-甲基吡咯烷酮溶剂,然后关闭第二阀门9和第三阀门10,打开第一阀门8,启动反应循环泵7进行循环,形成喷射反应回路;将48wt%KOH水溶液与N-甲基吡咯烷酮溶剂在原料混合釜3内混合后,由原料打料泵4打入反应器6,再将R-133a通过R-133a计量泵2由R-133a计量罐1打入反应器6;KOH与N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:5~6,R-133a和KOH摩尔比为1.05~1.1:1;
(2)打开第二阀门9和第三阀门10,关闭第一阀门8,反应器6夹套通导热油加热,升温至220~240℃,反应6~7h,反应完后关闭循反应循环泵7,打开第四阀门11,利用反应器6自身压力差进行过滤,液体进蒸馏釜15,过滤完后,关闭第二阀门9和第三阀门10,打开第六阀门13,用N2吹扫干净后,关闭第六阀门13,打开第五阀门12,放出固体副产物KCl;
(3)蒸馏釜15夹套通蒸汽加热,蒸出三氟乙醇、水和R-133a,经蒸馏冷凝器16冷凝后进入到接收罐17,蒸馏釜15底经釜底打料泵19返回原料混合釜3套用,接收罐17内的物料进一步精馏分离出三氟乙醇产品,并回收未反应的原料R-133a。
实施例4
利用实施例1或2所述的生产装置生产甲基丙烯酸三氟乙酯的方法,包括步骤如下:
(1)首先打开过滤机上第二阀门9和第三阀门10,关闭第一阀门8、第四阀门11、第五阀门12、第六阀门13,经原料混合釜3,向反应器6及过滤机14内打入计量的N,N-二甲基乙酰胺溶剂,然后关闭第二阀门9和第三阀门10,打开第一阀门8,启动反应循环泵7进行循环,形成喷射反应回路;将固体甲基丙烯酸钾、阻聚剂与γ-丁内酯溶剂在原料混合釜3内混合后,由原料打料泵4打入反应器6,再将R-133a通过R-133a计量泵2由R-133a计量罐1打入反应器6;R-133a和甲基丙烯酸钾摩尔比为1.1~1.2:1,甲基丙烯酸钾与N,N-二甲基乙酰胺的摩尔比1:6~7,阻聚剂加入溶剂中的浓度为200~1000ppm;
(2)打开第二阀门9和第三阀门10,关闭第一阀门8,反应器6夹套通导热油加热,升温至190~200℃,反应5~6h,反应完后关闭反应循环泵7,打开第四阀门11,利用反应器6自身压力差进行过滤,液体进蒸馏釜15,过滤完后,关闭第二阀门9和第三阀门10,打开第六阀门13,用N2吹扫干净后,关闭第六阀门13,打开第五阀门12,放出固体副产物KCl;
(3)蒸馏釜15夹套通蒸汽加热,蒸出甲基丙烯酸三氟乙酯、R-133a,经蒸馏冷凝器16冷凝后进入到接收罐17,蒸馏釜15底经釜底打料泵19返回原料混合釜3套用;接收罐17内的物料进一步精馏分离出甲基丙烯酸三氟乙酯产品,并回收未反应的原料R-133a。
对比例1
如实施例1所述,不同的是:
反应器6采用传统搅拌反应釜。过滤机14设备采用压滤机。
试验例1
按照实施例3的方法,利用实施例1和对比例1的生产装置制备三氟乙醇,分别测试产品三氟乙醇的反应收率、反应时间及副产物KCl含量,结果如表1所示。
表1
编号/项目 | 收率% | 反应时间h | KCl含量% |
实施例3 | 96.3% | 6 | 97.2% |
对比例1 | 89.5% | 10 | 89.7% |
试验例2
按照实施例4的方法,利用实施例1和对比例1的生产装置制备甲基丙烯酸三氟乙酯,分别测试产品甲基丙烯酸三氟乙酯的反应收率、反应时间及副产物KCl含量,结果如表2所示。
表2
编号/项目 | 收率% | 反应时间h | KCl含量% |
实施例4 | 94.7% | 5 | 95.8% |
对比例1 | 87.2% | 10 | 87.6% |
由表1、2可知,采用本发明实施例1三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置及方法,三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的反应收率均明显提高,反应时间明显缩短,副产物KCl含量大幅度提高。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明保护范围并不局限于此。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,其特征在于,该装置包括R-133a计量罐、R-133a计量泵、原料混合釜、原料打料泵、文丘里喷射器、反应器、反应循环泵、过滤机、蒸馏釜、蒸馏冷凝器、接收罐、尾气冷凝器、釜底打料泵;
所述的文丘里喷射器设置在反应器的上端,文丘里喷射器吸入口与反应器侧顶部由导气管连通;所述的R-133a计量罐经R-133a计量泵与反应器进料口连通,原料混合釜经原料打料泵与反应器进料口连通,反应器下端出料口通过反应循环泵与文丘里喷射器的进料口连通,形成喷射循环反应回路;
所述的反应器下端出料口与反应循环泵之间的管道上设置第一阀门,反应器下端出料口通过第二阀门与过滤机的进料口连接,过滤机的上端出料口通过第三阀门与处于第一阀门和反应循环泵之间的管道连通,过滤机下端液体出料口通过第四阀门与蒸馏釜进料口连通,过滤机下端固体出料口设置第五阀门,过滤机上端通过第六阀门与N2管道连通;
所述的蒸馏釜经蒸馏冷凝器与接收罐连通,蒸馏釜底部出料口经釜底打料泵与原料混合釜上端进料口连通;所述的接收罐上端设置尾气冷凝器。
2.根据权利要求1所述的三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,其特征在于,所述的反应器外侧设置有加热或冷却夹套。
3.根据权利要求1所述的三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,其特征在于,所述的过滤机为筒锥式过滤机,所述的过滤机的进料口位于筒锥式过滤机锥形结构的上沿。
4.根据权利要求3所述的三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,其特征在于,筒锥式过滤机锥形结构内部设置固液分离装置。
5.根据权利要求1所述的三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,其特征在于,所述的接收罐上端设置的尾气冷凝器介质为冷冻盐水;
优选的,所述的冷冻盐水温度为-35℃~-20℃。
6.根据权利要求1所述的三氟乙醇/甲基丙烯酸三氟乙酯的柔性反应装置,其特征在于,所述的原料混合釜外侧设置有加热或冷却夹套;
优选的,所述的原料混合釜设置有搅拌装置;
优选的,所述的蒸馏釜外侧设置有加热或冷却夹套;
优选的,所述的蒸馏釜设置有搅拌装置。
7.一种三氟乙醇生产方法,包括采用权利要求1-6任一项所述装置,包括步骤如下:
(1)首先打开过滤机上的第二阀门和第三阀门,关闭第一阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门,经原料混合釜,向反应器及过滤机内打入计量的溶剂,然后关闭第二阀门和第三阀门,打开第一阀门,启动反应循环泵进行循环,形成喷射反应回路;将碱液与溶剂在原料混合釜内混合后,由原料打料泵打入反应器,再将R-133a通过R-133a计量泵由R-133a计量罐打入反应器;
(2)先打开第二阀门和第三阀门,然后关闭第一阀门,将反应器进行加热升温反应,反应完后关闭循反应循环泵,打开第四阀门,利用反应器自身压力差进行过滤,过滤出的液体进蒸馏釜,过滤完后,先关闭第二阀门和第三阀门,然后打开第六阀门,用N2吹扫干净后,关闭第六阀门,打开第五阀门,放出固体副产物KCl;
(3)蒸馏釜加热蒸出三氟乙醇、水和R-133a,经蒸馏冷凝器冷凝后进入到接收罐,蒸馏釜底经釜底打料泵返回原料混合釜套用,接收罐内的物料进一步精馏分离出三氟乙醇产品,并回收未反应的原料R-133a。
8.根据权利要求7所述的三氟乙醇生产方法,其特征在于,反应条件符合如下条件中的任意一项或多项:
A、步骤(1)中所述的碱液为KOH水溶液;
B、步骤(1)中所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯或N,N-二甲基乙酰胺中的一种;
C、步骤(1)中所述的R-133a和KOH摩尔比为1~1.25:1;所述的KOH与溶剂的摩尔比1:4~10;
D、步骤(2)中所述的控制反应的温度为200~260℃;反应时间为4~10h。
9.一种甲基丙烯酸三氟乙酯的生产方法,包括采用权利要求1-6任一项所述装置,包括步骤如下:
(1)首先打开过滤机上第二阀门和第三阀门,关闭第一阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门,经原料混合釜,向反应器及过滤机内打入计量的溶剂,然后关闭第二阀门和第三阀门,打开第一阀门,启动反应循环泵进行循环,形成喷射反应回路;将固体甲基丙烯酸钾、阻聚剂与溶剂在原料混合釜内混合后,由原料打料泵打入反应器,再将R-133a通过R-133a计量泵由R-133a计量罐打入反应器;
(2)先打开第二阀门和第三阀门,然后关闭第一阀门,将反应器进行加热升温反应,反应完后关闭循反应循环泵,打开第四阀门,利用反应器自身压力差进行过滤,过滤出的液体进蒸馏釜,过滤完后,先关闭第二阀门和第三阀门,然后打开第六阀门,用N2吹扫干净后,关闭第六阀门,打开第五阀门,放出固体副产物KCl;
(3)蒸馏釜加热蒸出甲基丙烯酸三氟乙酯和R-133a,经蒸馏冷凝器冷凝后进入到接收罐,蒸馏釜底经釜底打料泵返回原料混合釜套用;接收罐内的物料进一步精馏分离出甲基丙烯酸三氟乙酯产品,并回收未反应的原料R-133a。
10.根据权利要求9所述的甲基丙烯酸三氟乙酯的生产方法,其特征在于,反应条件符合如下条件中的任意一项或多项:
A、步骤(1)中所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺中的一种;
B、步骤(1)中所述的R-133a和甲基丙烯酸钾摩尔比为1~1.3:1;优选的,所述的甲基丙烯酸钾与溶剂的摩尔比1:4~10,所述的阻聚剂加入量为加入反应溶剂中的浓度为200~1000ppm;
C、步骤(2)中控制反应的温度为160~220℃,反应时间为3~10h。
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