CN112537997B - 一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3,3,3‑三氟丙烯和2‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯的联产方法及装置，该方法使用的装置包括反应***、精馏预分离***、类共沸物萃取分离***三部分；原料预混器采用降膜蒸发预混器，促进液体物料1,1,1,3‑四氯丙烷快速充分汽化，同时，强化各气相物料的混合效果。精馏预分离***采用三塔连续精馏的方式，实现反应副产氯化氢、高沸物及过量的氟化氢的高效分离。类共沸物萃取分离***，实现类共沸物的液液两相萃取分离。本发明提供的生产方法通过上述特定结构及连接关系的生产装置实现，具有反应条件温和，反应速率高，原子经济性好，产品质量稳定，产物比例可调等优点，并且能够实现全流程自动控制，节省人工，适合3,3,3‑三氟丙烯和2‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯的工业联产。
Description
技术领域
本发明涉及含氟烯烃、含氟氯烯烃的制备方法及装置，尤其涉及一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法及装置。
背景技术
3,3,3-三氟丙烯是合成2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)、氟硅橡胶等高附加值有机化合物的基本原料。其中，2-溴-3,3,3-三氟丙烯为可降解溴烃，是一种新型洁净高效灭火剂，其臭氧消耗潜能值(0.0028)和全球变暖潜能值(0.005)均远低于哈龙系列灭火剂(7.1和1890)，在环境中容易降解，作为灭火剂使用时具有灭火迅速、清洁、高效、不导电等优点，是传统哈龙灭火剂的更新换代品。氟硅橡胶不仅具有硅橡胶耐高低温(-55℃～205℃)的性能，而且具有氟橡胶耐燃料油、耐化学腐蚀等特性，堪称当今世界综合性能最好的合成橡胶之一。现已广泛应用于航空、航天、汽车、医学等领域。
2-氯-3,3,3-三氟丙烯是合成制冷剂HFO-1234yf的一个重要前体化合物。根据蒙特利尔议定书的规定，消耗臭氧的氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFC)正被逐步淘汰。除了臭氧消耗问题，全球变暖是另一个重要的环境问题。目前广泛应用于汽车空调、家电及工商制冷设备，以及应用于发泡、灭火、气溶胶和清洗等行业的HFC-134a，因温室效应比较高(GWP＝1300)、大气寿命长，大量使用会引起全球气候变暖，也已经进入了倒计时阶段。因此，研究并推广能同时满足低臭氧消耗标准和具有低全球变暖潜势的化合物一直是氟碳化合物行业工作的重点。其中，HFO-1234yf已被确定为潜在的制冷剂，HFO-1234yf除用作制冷剂外，也能够作为高热稳定性、高弹性橡胶材料的聚合单体和共聚单体，市场容量大。随着HFC-1234yf的广泛推广，作为原料的2-氯-3,3,3-三氟丙烯势必会产生巨大的经济价值和社会价值。
目前，3,3,3-三氟丙烯已知的制备方法中，使用氟化氢氟化制备是最为常见的方法，例如，美国专利US4465786A公开了一种氟化1,1,1,3-四氯丙烷制备3,3,3-三氟丙烯的方法，并通过在原料中加少量六氯乙烷、氯气来延长催化剂的寿命的方法，但是六氯乙烷的加入增加了物料提纯难度。美国专利US9096489同样以1,1,1,3-四氯丙烷为原料，氟化氢为氟化剂，在锌/氧化铬催化剂存在下，催化氟化制备3,3,3-三氟丙烯，该方法中催化剂的制备工艺难度较大，需要500℃以上高温煅烧，对设备要求较高。美国专利US4220608描述的制备3,3,3-三氟丙烯方法为以1,1,1,3-四氯丙烷、1,1,3-三氯丙烯和3,3,3-三氯丙烯中的一种或多种为原料，用氟化氢为氟化剂，在氮基催化剂催化下，氟化制得3,3,3-三氟丙烯，这种催化剂存在与产物分离困难，难以再生问题，不利于工业化生产。美国专利US10689316公开的制备3,3,3-三氟丙烯采用两步法，第一步以1,1,1,3-四氯丙烷为原料，使用HF作为氟化剂，在20℃至100℃的温度条件下催化氟化产生包含1-氯-3,3,3-三氟丙烷的液相反应产物。第二步在催化剂作用下，在250℃至350℃进行的1-氯-3,3,3-三氟丙烷的脱氯化氢反应，生成3,3,3-三氟丙烯。两步法虽然降低了物料分离难度，但是操作步骤增多，设备投入量也增大，不利于工业化生产。
制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯的已知方法包括用无水氟化氢氟化的方法。例如，专利WO2008/054781报道了一种方法，该方法包括在铬基催化剂存在下在气相中氟化1,1,2,3-四氯丙烯。由于催化活性随着反应进行趋向于劣化，因此如果反应持续较长时间，则催化活性降低，导致2-氯-3,3,3-三氟丙烯的选择性下降。美国专利US9902671公开了以1,1,2,3-四氯丙烯，2,3,3,3-四氯丙烯，1,1,1,2,3-五氯丙烷的至少一种化合物为原料，在氟化氧化铬催化剂和苯二酚等稳定剂的存在下，气相氟化反应制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯，该方法引入稳定剂使催化剂的寿命有一定延长，但是稳定剂的加入使产物的分离变得更加复杂。中国专利CN109651077公开了一种用于制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，包括：在含铬原子的氟化催化剂的存在下在加热的同时使无水氟化氢与选自由特定式表示的氯丙烷和氯丙烯中的至少一种含氯化合物在气相中反应，该反应需在分子氯的存在下及反应体系中的水含量为小于300ppm的条件下进行。中国专利CN10847339A以2,3-二氯-1,1,1-三氟丙烷、1,1,1,2,3-五氯丙烷、2,3,3,3-四氯丙烯和/或1,1,2,3-四氯丙烯为原料，在氟化催化剂AlF3或含氟氧化铝的存在下，与HF在气相中接触以形成以2-氯-3,3,3-三氟丙烯为主的产物。上述两篇中国专利，只关注了2-氯-3,3,3-三氟丙烯的制备，产物中3,3,3-三氟丙烯等其他产物未有效利用，原子经济性差，总体收率不高。美国专利US20140147343公开了一种无催化剂，使用氟化氢低温进行氟化反应制备2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法。该方法因其反应速率慢、反应时间长、严苛的高压反应条件等，不适合工业化生产。
尽管目前已经公开了一些关于3,3,3-三氟丙烯或2-氯-3,3,3-三氟丙烯制备方法的报道，但是还没有关于联产3,3,3-三氟丙烯与2-氯-3,3,3-三氟丙烯的公开报道，更为重要的是关于上述这些方法不同程度存在诸如分离困难、催化剂无法再生、反应原子经济性差，收率不高、反应步骤多、反应体系复杂、反应速率慢、反应时间长、严苛的高压反应条件、产品品质低、难以实现工业化连续大规模生产等问题。亟需发展一种反应条件温和、工艺环保、反应速率高、原子经济性好、产品质量稳定、产物比例可调的可工业化连续大规模联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是目前3,3,3-三氟丙烯或2-氯-3,3,3-三氟丙烯制备方法难以实现高原子利用率的问题，本发明提供一种反应条件温和、工艺环保、反应速率高、原子经济性好、产品质量稳定、产物比例可调的工业化连续大规模联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法及装置。
本发明的技术方案如下：
一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，包括步骤如下：
(1)反应过程
将氟化氢、液氯和四氯丙烷预热后汽化混合，汽化混合后的物料在氟化催化剂的作用下进行反应，反应温度为240～300℃，反应压力1.0-1.3MPa；反应结束后，混合物料经冷却后进行精馏预分离；
(2)精馏预分离
冷却后的混合物料经多级精馏，精馏塔顶得到类共沸混合物；
(3)类共沸物萃取分离
将类共沸混合物中加入2-氯-3,3,3-三氟丙烯作为萃取剂与类共沸混合物充分混合，经冷却后静置分相，分相结束后，将重组分相进行多级精馏；
精馏塔顶物料经冷凝后进行碱洗，得到3,3,3-三氟丙烯粗品；
精馏塔底物料经冷凝后进行碱洗，得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品。
根据本发明，优选的，步骤(1)中汽化混合的温度为240～300℃，汽化混合压力1.0～1.3MPa；
优选的，氯气与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为(1～5):100；氯气可以抑制原料1,1,1,3-四氯丙烷的分解，抑制氟化催化剂结碳，延长催化剂寿命，通过调整氯气通入量，可调控产物2-氯-3,3,3-三氟丙烯的产出比例；
优选的，氟化氢与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为(10～50):1；氟化氢气体过量通入，有效降低1,1,1,3-四氯丙烷的汽化分压，使1,1,1,3-四氯丙烷快速汽化；
优选的，汽化混合过程在降膜蒸发预混器中进行，实现混合物料连续快速汽化及充分混合。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的氟化催化剂为铬系氟化催化剂。
优选的，反应过程在固定床列管反应器中进行。主反应方程式如下：
氯气加入反应过程，产生2-氯-3,3,3-三氟丙烯，可能发生的反应方程式如下：
根据本发明，优选的，步骤(2)中采用第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔三级精馏串联进行；
优选的，第一精馏塔采用正压精馏，压力为1.0-1.2MPa，第一精馏塔顶物料经5～10℃循环水冷凝后回流，采出氟化氢、氯气、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，连续进入第二精馏塔中部液相进料，第一精馏塔顶物料未冷凝组分主要为氯化氢及少量氯气，连续进入第二级精馏塔中部气相进料，第一精馏塔塔底连续排出高沸物，作为废液处理；
第二精馏塔连续正压精馏，压力为1.0-1.2MPa，第二精馏塔塔顶物料经-30℃～-35℃冷凝后回流，采出氯化氢及少量氯气，进入氯化氢吸收装置；氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，由第二精馏塔塔底连续出料，并连续输入第三精馏塔；
第三精馏塔连续正压精馏，压力为0.8-1.0MPa，第三精馏塔塔顶物料经5～10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯，第三精馏塔塔底连续放出氟化氢，返回至步骤(1)进行套用。
根据本发明，优选的，步骤(3)中萃取剂与类共沸混合物充分混合过程在静态混合器中进行；
优选的，充分混合后冷却温度为-30℃～-35℃，静置分相过程的温度为-30℃～-35℃，压力为0.6-0.8MPa；
优选的，静置分相后的轻组分相返回至步骤(2)中的第三精馏塔套用；
优选的，重组分相包括3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯及少量氟化氢，经第四精馏塔、第五精馏塔两级精馏串联进行；
第四精馏塔采用正压精馏，压力为0.6-1.0MPa，第四精馏塔塔顶物料经5～10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物返回萃取剂与类共沸混合物混合过程套用，第四精馏塔塔底放出3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物进入第五精馏塔；
第五精馏塔采用正压精馏，压力为0.5-0.8MPa，第五精馏塔塔顶物料经5～10℃循环水冷凝后回流，采出3,3,3-三氟丙烯粗品，经碱洗后，得到3,3,3-三氟丙烯粗品；可进一步精馏纯化得到3,3,3-三氟丙烯产品；第五精馏塔塔底连续输出2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，经5～10℃循环水冷却后，一部分返回至萃取剂与类共沸混合物混合过程套用，另一部分碱洗后，得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，可进一步精馏纯化得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯产品。
根据本发明，还提供一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，该装置包括反应***、精馏预分离***、类共沸物萃取分离***三部分；
所述的反应***包括氟化氢计量罐、液氯计量罐、四氯丙烷计量罐、氟化氢计量泵、液氯计量泵、四氯丙烷计量泵、氟化氢汽化器、液氯汽化器、四氯丙烷预热器、预混器、反应器、反应冷却器，所述的氟化氢计量罐经氟化氢计量泵与氟化氢汽化器底部进料口连通，氟化氢汽化器顶部出料口与预混器顶部气相进料口连通，液氯计量罐经液氯计量泵与液氯汽化器底部进料口连通，液氯汽化器顶部出料口与预混器顶部气相进料口连通，四氯丙烷计量罐经四氯丙烷计量泵与四氯丙烷预热器底部进料口连通，四氯丙烷预热器顶部出料口与预混器侧顶部液体进料口连通，预混器底部出料口与反应器侧底部进料口连通，反应器顶部出料口经反应冷却器与精馏I塔中部进料口连通；
所述的精馏预分离***包括精馏I塔、精馏I塔冷凝器、精馏II塔、精馏II塔冷凝器、精馏III塔、精馏III塔冷凝器、氟化氢回收泵，所述的精馏I塔顶部气相出料口与精馏I塔冷凝器进料口连通，精馏I塔底部出料口外连阀门管道，连续输出废液，精馏I塔冷凝器气相出料口与精馏II塔中部气相进料口连通，精馏I塔冷凝器液相出料口与精馏I塔侧顶部液相回料口连通，精馏II塔中部液相进料口与介于精馏I塔冷凝器液相出料口与精馏I塔侧顶部液相回料口之间的管路连通，精馏II塔顶部气相出料口与精馏II塔冷凝器进料口连通，精馏II塔冷凝器气相出料口外接氯化氢吸收装置，精馏II塔冷凝器液相出料口与精馏II塔侧顶部液相回料口连通，精馏II塔底部出料口与精馏III塔中部进料口连通，精馏III塔顶部气相出料口与精馏III塔冷凝器进料口连通，精馏III塔冷凝器液相出料口与精馏III塔侧顶部液相回料口连通，精馏III塔底部出料口经氟化氢回收泵与氟化氢汽化器进料口连通，介于精馏III塔冷凝器液相出料口与精馏III塔侧顶部液相回料口之间的管路与静态混合器进料口连通；
所述的类共沸物萃取分离***包括静态混合器、相分离冷凝器、相分离器、轻相罐、轻相打料泵、重相打料泵、精馏IV塔、精馏IV塔冷凝器、精馏V塔、精馏V塔冷凝器、塔底冷却器、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵、3,3,3-三氟丙烯碱洗塔、3,3,3-三氟丙烯粗品罐和2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔，所述的静态混合器出料口经相分离冷凝器与相分离器中部进料口连通，相分离器顶部轻相出料口与轻相罐进料口连通，轻相罐出料口经轻相打料泵与精馏III塔中部进料口连通，相分离器底部出料口经重相打料泵与精馏IV塔中部进料口连通，精馏IV塔顶部气相出料口与精馏IV塔冷凝器进料口连通，精馏IV塔冷凝器液相出料口与精馏IV塔侧顶部液相回料口连通，介于精馏IV塔冷凝器液相出料口与精馏IV塔侧顶部液相回料口之间的管路与静态混合器进料口连通，精馏IV塔底部出料口与精馏V塔中部进料口连通，精馏V塔顶部气相出料口与精馏V塔冷凝器进料口连通，精馏V塔冷凝器液相出料口与精馏V塔侧顶部液相回料口连通，介于精馏V塔冷凝器液相出料口与精馏V塔侧顶部液相回料口之间的管路与3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部进料口连通，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部出料口与3,3,3-三氟丙烯粗品罐顶部进料口连通，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔底部出料口外连阀门管道，连续输出废碱液，精馏V塔底部出料口经塔底冷却器与2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐侧顶部进料口连通，2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐顶部外接2-氯-3,3,3-三氟丙烯输入阀门管道，2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐底部出料口经2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵与2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部进料口连通，介于2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵与2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔之间的管路经阀门与静态混合器进料口连通，2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部出料口外连阀门管道，连续输出废碱液。
根据本发明，优选的，所述的氟化氢汽化器、液氯汽化器、四氯丙烷预热器均设有夹套，夹套内通入蒸汽加热。
根据本发明，优选的，所述的预混器采用降膜蒸发预混器，促进液体物料快速充分汽化，强化各气相物料的混合效果，所述的降膜蒸发预混器外部设有夹套，夹套内通入导热油加热。
根据本发明，优选的，所述的反应器为固定床列管反应器；进一步优选的，固定床列管反应器下封头设有夹套，夹套内通入导热油加热，确保进料温度进一步提高至反应温度。
根据本发明，所述的精馏预分离***采用精馏I塔、精馏II塔、精馏III塔三塔连续精馏的分离方式，实现反应副产氯化氢、高沸物及过量的氟化氢的高效分离。
根据本发明，优选的，所述的精馏II塔冷凝器采用-15℃～-35℃冷冻盐水冷却，强化除氯化氢外其他物料的冷却效果，进一步优选的，冷冻盐水温度为-30℃～-35℃。
根据本发明，优选的，所述的相分离冷凝器采用-15℃～-35℃冷冻盐水冷却，进一步优选的，冷冻盐水温度为-30℃～-35℃。
根据本发明，优选的，所述的相分离器设有夹套，通入冷冻盐水冷却，所述的冷冻盐水温度为-15℃～-35℃，进一步优选的，冷冻盐水温度为-30℃～-35℃。
根据本发明，优选的，所述的3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部连有碱液输入管道，所述的2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部连有碱液输入管道。
根据本发明，利用上述装置联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，包括步骤如下：
(1)反应过程
a)由氟化氢计量罐将氟化氢泵至氟化氢汽化器预热，b)由液氯计量罐将液氯泵至液氯汽化器汽化，c)由四氯丙烷计量罐将1,1,1,3-四氯丙烷泵至四氯丙烷预热器预热，将步骤a)、b)、c)预热的物料同时连续通入降膜蒸发预混器；氟化氢气体过量通入，有效降低1,1,1,3-四氯丙烷的汽化分压，使1,1,1,3-四氯丙烷在预混器内快速汽化，预混器采用降膜蒸发预混器，促进混合物料在预混器内连续快速汽化及充分混合；汽化混合后的物料连续通入装有催化剂的固定床列管反应器进行反应；反应结束后，混合物料由反应器出料口连续出料经反应冷却器冷却后进入精馏预分离***；
(2)精馏预分离
冷却后的混合物料由精馏I塔中部进料口连续进料，正压精馏，塔顶物料经精馏I塔冷凝器5～10℃循环水冷凝后回流，采出氟化氢、氯气、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，连续通入精馏II塔中部液相进料口，精馏I塔冷凝器未冷凝组分主要为氯化氢及少量氯气，连续通入精馏II塔中部气相进料口，精馏I塔塔底连续排出高沸物，作为废液，转移焚烧处理；精馏II塔连续正压精馏，塔顶物料经精馏II塔冷凝器-30℃～-35℃冷冻盐水冷凝后回流，采出氯化氢及少量氯气，进入氯化氢吸收装置；氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯等混合物，由精馏II塔塔底连续出料，并连续输入精馏III塔，正压精馏，塔顶物料经精馏III塔冷凝器5～10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物，进入类共沸物萃取分离***，精馏III塔塔底连续放出氟化氢，经氟化氢回收泵泵回氟化氢汽化器套用；
(3)类共沸物萃取分离
精馏III塔塔顶采出的类共沸混合物，通入静态混合器，并将一定量2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐泵入静态混合器，2-氯-3,3,3-三氟丙烯作为萃取剂与类共沸混合物充分混合，经相分离冷凝器-30℃～-35℃的冷冻盐水冷却后进入相分离器静置分相，相分离器夹套通-30℃～-35℃的冷冻盐水冷却并维持一定的正压，分相结束后，轻组分相由相分离器上部出料，进入轻相罐，再经轻相打料泵泵回至精馏III塔套用，重组分相包括3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯及少量氟化氢，由相分离器底部出料，经重相打料泵泵至精馏IV塔，精馏IV塔正压精馏，塔顶物料经精馏IV塔冷凝器5～10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物通入静态混合器套用，精馏IV塔塔底放出3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物进入精馏V塔，正压精馏，塔顶物料经精馏V塔冷凝器5～10℃循环水冷凝后回流，采出3,3,3-三氟丙烯粗品连续通入3,3,3-三氟丙烯碱洗塔碱洗，精馏V塔塔底连续输出2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品经塔底冷却器5～10℃循环水冷却后进入2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐；
3,3,3-三氟丙烯粗品由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部进料口进料，碱液由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部进料口进料，碱洗塔内为正压，3,3,3-三氟丙烯经充分碱洗后，由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部出料口出料，进入3,3,3-三氟丙烯粗品罐，再进一步精馏纯化得到3,3,3-三氟丙烯产品，废碱液由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔底部连续排出，转移处理；2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐内的2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，一部分泵至静态混合器混合萃取用，另一部分去碱洗处理；2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部进料口进料，碱液由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部进料口进料，碱洗塔内为正压，充分碱洗后，2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔底部出料口出料，再进一步精馏纯化得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯产品，废碱液由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部连续排出，转移处理。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的降膜蒸发预混器内温度240～300℃，工作压力1.0～1.3MPa；
优选的，所述的氯气与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为(1～5):100，氯气抑制原料1,1,1,3-四氯丙烷的分解，抑制氟化催化剂结碳，延长催化剂寿命，通过调整液氯通入量，可调控产物2-氯-3,3,3-三氟丙烯的产出比例；
优选的，所述的氟化氢与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为(10～50):1，氟化氢过量，降低1,1,1,3-四氯丙烷的汽化分压，确保1,1,1,3-四氯丙烷快速汽化，并与氟化氢及氯气充分混合；
优选的，所述的反应温度为240～300℃，反应压力1.0-1.3MPa。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述的精馏I塔、精馏II塔工作压力为1.0-1.2MPa，精馏III塔工作压力为0.8-1.0MPa。
根据本发明，步骤(2)中所述的类共沸物包含氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯。
根据本发明，优选的，步骤(3)中所述的相分离器工作压力为0.6-0.8MPa，精馏IV塔工作压力为0.6-1.0MPa，精馏V塔工作压力为0.5-0.8MPa，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔工作压力为0.6-0.8MPa，2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔工作压力为0.4-0.6MPa；所述的碱液为5wt％～15wt％氢氧化钾水溶液。
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、本发明预混器采用降膜蒸发预混器，促进液体物料1,1,1,3-四氯丙烷快速充分汽化，同时，强化各气相物料的混合效果。
2、本发明精馏预分离***采用三塔连续精馏的方式，实现反应副产氯化氢、高沸物及过量的氟化氢的高效分离。
3、本发明利用液态2-氯-3,3,3-三氟丙烯与液态3,3,3-三氟丙烯互溶，而与液态氟化氢不溶的原理，采用反应产物之一的2-氯-3,3,3-三氟丙烯作为萃取剂，溶解类共沸混合物中3,3,3-三氟丙烯及2-氯-3,3,3-三氟丙烯，实现类共沸物的液液两相萃取分离。
4、本发明提供的生产方法通过上述特定结构及连接关系的生产装置实现，具有反应条件温和，反应速率高，原子经济性好，产品质量稳定，产物比例可调等优点，并且能够实现全流程自动控制，节省人工，适合3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的工业联产。
附图说明
图1为本发明3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯联产装置示意图。
其中：1、氟化氢计量罐，2、液氯计量罐，3、四氯丙烷计量罐，4、氟化氢计量泵，5、液氯计量泵，6、四氯丙烷计量泵，7、氟化氢汽化器，8、液氯汽化器，9、四氯丙烷预热器，10、预混器，11、反应器，12、反应冷却器，13、精馏I塔，14、精馏I塔冷凝器，15、精馏II塔，16、精馏II塔冷凝器，17、精馏III塔，18、精馏III塔冷凝器，19、氟化氢回收泵，20、静态混合器，21、相分离冷凝器，22、相分离器，23、轻相罐，24、轻相打料泵，25、重相打料泵，26、精馏IV塔，27、精馏IV塔冷凝器，28、精馏V塔，29、精馏V塔冷凝器，30、塔底冷却器，31、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐，32、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵，33、3,3,3-三氟丙烯碱洗塔，34、3,3,3-三氟丙烯粗品罐，35、2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔。
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：
一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，该装置包括反应***、精馏预分离***、类共沸物萃取分离***三部分；
所述的反应***包括氟化氢计量罐1、液氯计量罐2、四氯丙烷计量罐3、氟化氢计量泵4、液氯计量泵5、四氯丙烷计量泵6、氟化氢汽化器7、液氯汽化器8、四氯丙烷预热器9、预混器10、反应器11、反应冷却器12，所述的氟化氢计量罐1经氟化氢计量泵4与氟化氢汽化器7底部进料口连通，氟化氢汽化器7顶部出料口与预混器10顶部气相进料口连通，液氯计量罐2经液氯计量泵5与液氯汽化器8底部进料口连通，液氯汽化器8顶部出料口与预混器10顶部气相进料口连通，四氯丙烷计量罐3经四氯丙烷计量泵6与四氯丙烷预热器9底部进料口连通，四氯丙烷预热器9顶部出料口与预混器10侧顶部液体进料口连通，预混器10底部出料口与反应器11侧底部进料口连通，反应器11顶部出料口经反应冷却器12与精馏I塔13中部进料口连通；
所述的精馏预分离***包括精馏I塔13、精馏I塔冷凝器14、精馏II塔15、精馏II塔冷凝器16、精馏III塔17、精馏III塔冷凝器18、氟化氢回收泵19，所述的精馏I塔13顶部气相出料口与精馏I塔冷凝器14进料口连通，精馏I塔13底部出料口外连阀门管道，连续输出废液，精馏I塔冷凝器14气相出料口与精馏II塔15中部气相进料口连通，精馏I塔冷凝器14液相出料口与精馏I塔13侧顶部液相回料口连通，精馏II塔15中部液相进料口与介于精馏I塔冷凝器14液相出料口与精馏I塔13侧顶部液相回料口之间的管路连通，精馏II塔15顶部气相出料口与精馏II塔冷凝器16进料口连通，精馏II塔冷凝器16气相出料口外接氯化氢吸收装置，精馏II塔冷凝器16液相出料口与精馏II塔15侧顶部液相回料口连通，精馏II塔15底部出料口与精馏III塔17中部进料口连通，精馏III塔17顶部气相出料口与精馏III塔冷凝器18进料口连通，精馏III塔冷凝器18液相出料口与精馏III塔17侧顶部液相回料口连通，精馏III塔17底部出料口经氟化氢回收泵19与氟化氢汽化器7进料口连通，介于精馏III塔冷凝器18液相出料口与精馏III塔17侧顶部液相回料口之间的管路与静态混合器20进料口连通；
所述的类共沸物萃取分离***包括静态混合器20、相分离冷凝器21、相分离器22、轻相罐23、轻相打料泵24、重相打料泵25、精馏IV塔26、精馏IV塔冷凝器27、精馏V塔28、精馏V塔冷凝器29、塔底冷却器30、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵32、3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33、3,3,3-三氟丙烯粗品罐34和2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35，所述的静态混合器20出料口经相分离冷凝器21与相分离器中部22进料口连通，相分离器22顶部轻相出料口与轻相罐23进料口连通，轻相罐23出料口经轻相打料泵24与精馏III塔17中部进料口连通，相分离器22底部出料口经重相打料泵25与精馏IV塔26中部进料口连通，精馏IV塔26顶部气相出料口与精馏IV塔冷凝器27进料口连通，精馏IV塔冷凝器27液相出料口与精馏IV塔26侧顶部液相回料口连通，介于精馏IV塔冷凝器27液相出料口与精馏IV塔26侧顶部液相回料口之间的管路与静态混合器20进料口连通，精馏IV塔26底部出料口与精馏V塔28中部进料口连通，精馏V塔28顶部气相出料口与精馏V塔冷凝器29进料口连通，精馏V塔冷凝器29液相出料口与精馏V塔28侧顶部液相回料口连通，介于精馏V塔冷凝器29液相出料口与精馏V塔28侧顶部液相回料口之间的管路与3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33中下部进料口连通，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33顶部出料口与3,3,3-三氟丙烯粗品罐34顶部进料口连通，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33底部出料口外连阀门管道，连续输出废碱液，精馏V塔28底部出料口经塔底冷却器30与2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31侧顶部进料口连通，2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31顶部外接2-氯-3,3,3-三氟丙烯输入阀门管道，2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31底部出料口经2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵32与2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35中上部进料口连通，介于2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵32与2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35之间的管路经阀门与静态混合器20进料口连通，2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35顶部出料口外连阀门管道，连续输出废碱液。
本实施例中，所述的氟化氢汽化器7、液氯汽化器8、四氯丙烷预热器9均设有夹套，夹套内通入蒸汽加热；所述的预混器10采用降膜蒸发预混器10，促进液体物料快速充分汽化，强化各气相物料的混合效果，所述的降膜蒸发预混器10外部设有夹套，夹套内通入导热油加热；所述的反应器11为固定床列管反应器11，所述的精馏II塔冷凝器16采用-15℃～-30℃冷冻盐水冷却，强化除氯化氢外其他物料的冷却效果，所述的相分离冷凝器21夹套采用-15℃～-35℃冷冻盐水冷却，所述的相分离器22设有夹套，通入冷冻盐水冷却，所述的冷冻盐水温度为-15℃～-35℃。
实施例2
如实施例1所述的一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，不同的是：所述的固定床列管反应器11下封头设有夹套，夹套内通入导热油加热，确保进料温度进一步提高至反应温度，所述的精馏II塔冷凝器16采用-30℃～-35℃冷冻盐水冷却，进一步强化除氯化氢外其他物料的冷却效果，减少物料损耗，提高收率，所述的相分离冷凝器21夹套采用温度为-30℃～-35℃的冷冻盐水冷却，所述的相分离器20夹套采用温度为-30℃～-35℃的冷冻盐水冷却，所述的3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33中上部连有碱液输入管道，所述的2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35中下部连有碱液输入管道。
实施例3
利用实施例1或2所述的生产装置联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，实施例中所用的氟化催化剂为铬系氟化催化剂，包括步骤如下：
(1)反应过程
a)由氟化氢计量罐1将氟化氢泵至氟化氢汽化器7预热，b)由液氯计量罐2将液氯泵至液氯汽化器8预热，c)由四氯丙烷计量罐3将1,1,1,3-四氯丙烷泵至四氯丙烷预热器9预热，将步骤a)、b)、c)预热的物料同时连续通入降膜蒸发预混器10，降膜蒸发预混器10内温度240～300℃，工作压力1.0-1.3MPa，其中氯气与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为(1～5):100，氯气抑制原料1,1,1,3-四氯丙烷的分解，抑制氟化催化剂结碳，延长催化剂寿命，通过调整氯气通入量，可调控产物2-氯-3,3,3-三氟丙烯的产出比例；氟化氢与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为(10～50):1，氟化氢气体过量通入，有效降低1,1,1,3-四氯丙烷的汽化分压，使1,1,1,3-四氯丙烷在预混器内快速汽化，预混器采用降膜蒸发预混器10，实现混合物料预混器内连续快速汽化及充分混合。汽化混合后的物料连续通入装有催化剂的固定床列管反应器11进行反应，反应温度为240～300℃，反应压力1.0～1.3MPa，氯气加入反应过程，产生2-氯-3,3,3-三氟丙烯，反应结束后，混合物料由固定床列管反应器11出料口连续出料经反应冷却器12冷却后进入精馏预分离***。
(2)精馏预分离
冷却后的混合物料由精馏I塔13中部进料口连续进料，正压精馏，压力为1.0-1.2MPa，塔顶物料经精馏I塔冷凝器14 5～10℃循环水冷凝后回流，采出氟化氢、氯气、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，连续通入精馏II塔15中部液相进料口，精馏I塔冷凝器14未冷凝组分主要为氯化氢及少量氯气，连续通入精馏II塔15中部气相进料口，精馏I塔13塔底连续排出高沸物，作为废液，转移焚烧处理。精馏II塔15连续正压精馏，压力为1.0-1.2MPa，塔顶物料经精馏II塔冷凝器16-30℃～-35℃冷冻盐水冷凝后回流，采出氯化氢及少量氯气，进入氯化氢吸收装置。氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯等混合物，由精馏II塔15塔底连续出料，并连续输入精馏III塔17，正压精馏，压力为0.8-1.0MPa，塔顶物料经精馏III塔冷凝器18 5～10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯，进入类共沸物萃取分离***，精馏III塔17塔底连续放出氟化氢，经氟化氢回收泵19泵回氟化氢汽化器7套用。
(3)类共沸物萃取分离
精馏III塔17塔顶采出的类共沸混合物，通入静态混合器20，并将一定量2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31泵入静态混合器20，2-氯-3,3,3-三氟丙烯作为萃取剂与类共沸混合物充分混合，经相分离冷凝器21-30℃～-35℃的冷冻盐水冷却后，进入相分离器22静置分相，相分离器22夹套通-30℃～-35℃的冷冻盐水冷却并维持压力为0.6-0.8MPa，分相结束后，轻组分相由相分离器22上部出料，进入轻相罐23，再经轻相打料泵24泵回至精馏III塔17套用，重组分相包括3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯及少量氟化氢，由相分离器22底部出料，经重相打料泵25泵至精馏IV塔26，正压精馏，压力为0.6-1.0MPa，塔顶物料经精馏IV塔冷凝器27 5～10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物通入静态混合器20套用，精馏IV塔26塔底放出3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物进入精馏V塔28，正压精馏，压力为0.5-0.8MPa，塔顶物料经精馏V塔冷凝器29 5～10℃循环水冷凝后回流，采出3,3,3-三氟丙烯粗品连续通入3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33碱洗，精馏V塔28塔底连续输出2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品经塔底冷却器30 5～10℃循环水冷却后进入2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31。
3,3,3-三氟丙烯粗品由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33中下部进料口进料，5wt％～15wt％氢氧化钾水溶液由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33中上部进料口进料，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33工作压力为0.6-0.8MPa，3,3,3-三氟丙烯经充分碱洗后，由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33顶部出料口出料，进入3,3,3-三氟丙烯粗品罐34，再进一步精馏纯化得到3,3,3-三氟丙烯产品，废碱液由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔33底部连续排出，转移处理。2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐31内的2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，一部分泵至静态混合器20混合萃取用，另一部分去碱洗处理。2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35中上部进料口进料，5wt％～15wt％氢氧化钾水溶液由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35中下部进料口进料，2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔工作压力为0.4-0.6MPa，充分碱洗后，2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35底部出料口出料，再进一步精馏纯化得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯产品，废碱液由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔35顶部连续排出，转移处理。
对比例1
如实施例1所述，不同的是：
反应预混器10采用传统混合器，反应器11采用传统搅拌反应釜，间歇反应。精馏预分离采用普通间歇式精馏塔精馏分离。无静态混合器20、相分离冷凝器21、相分离器22、轻相罐23、轻相打料泵24、重相打料泵25等设备，精馏III塔塔顶采出物料直接进入精馏IV塔，未采用2-氯-3,3,3-三氟丙烯萃取及相分离的手段，实现类共沸物的液液两相萃取分离。
试验例
按照实施例3的方法，利用实施例1和对比例1的生产装置联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯，以1,1,1,3-四氯丙烷计，分别计算3,3,3-三氟丙烯及2-氯-3,3,3-三氟丙烯产品各自收率及总收率，结果如表1所示。
表1
| 编号/项目 | 3,3,3-三氟丙烯收率％ | 2-氯-3,3,3-三氟丙烯收率％ | 产品总收率％ |
| 实施例1 | 92.5 | 4.5 | 97 |
| 对比例1 | 87.5 | 0 | 87.5 |
由表1可知，采用本发明一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，实现了3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产，同时3,3,3-三氟丙烯收率也明显提高，总收率由87.5％提高至97％，原子经济性好，提高效益的同时，减少了废物的产生，更利于环保。
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 (17)
1.一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，包括步骤如下：
（1）反应过程
将氟化氢、液氯和四氯丙烷预热后汽化混合，汽化混合后的物料在氟化催化剂的作用下进行反应，反应温度为240~300℃，反应压力1.0-1.3MPa；反应结束后，混合物料经冷却后进行精馏预分离；
所述的汽化混合过程在降膜蒸发预混器中进行；
（2）精馏预分离
冷却后的混合物料经多级精馏，精馏塔顶得到类共沸混合物，采用第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔三级精馏串联进行；
（3）类共沸物萃取分离
将类共沸混合物中加入2-氯-3,3,3-三氟丙烯作为萃取剂与类共沸混合物充分混合，经冷却后静置分相，分相结束后，将重组分相进行多级精馏；
萃取剂与类共沸混合物充分混合过程在静态混合器中进行，重组分相包括3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯及少量氟化氢，经第四精馏塔、第五精馏塔两级精馏串联进行；
精馏塔顶物料经冷凝后进行碱洗，得到3,3,3-三氟丙烯粗品；
精馏塔底物料经冷凝后进行碱洗，得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品。
2.根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（1）中汽化混合的温度为240~300℃，汽化混合压力1.0-1.3MPa。
3.根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（1）中氯气与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为（1~5）:100，氟化氢与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为（10~50）:1。
4.根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（1）中所述的氟化催化剂为铬系氟化催化剂。
5.根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（1）中反应过程在固定床列管反应器进行。
6.根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（2）中第一精馏塔采用正压精馏，压力为1.0-1.2MPa，第一精馏塔顶物料经5~10℃循环水冷凝后回流，采出氟化氢、氯气、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，连续进入第二精馏塔中部液相进料，第一精馏塔顶物料未冷凝组分主要为氯化氢及少量氯气，连续进入第二级精馏塔中部气相进料，第一精馏塔塔底连续排出高沸物，作为废液处理；
第二精馏塔连续正压精馏，压力为1.0-1.2MPa，第二精馏塔塔顶物料经-30℃~-35℃冷凝后回流，采出氯化氢及少量氯气，进入氯化氢吸收装置；氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，由第二精馏塔塔底连续出料，并连续输入第三精馏塔；
第三精馏塔连续正压精馏，压力为0.8-1.0MPa，第三精馏塔塔顶物料经5~10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯，第三精馏塔塔底连续放出氟化氢，返回至步骤（1）进行套用。
7. 根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（3）中充分混合后冷却温度为-30℃~ -35℃，静置分相过程的温度为-30℃~ -35℃，压力为0.6-0.8MPa。
8.根据权利要求1所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产方法，其特征在于，步骤（3）中静置分相后的轻组分相返回至步骤（2）中的第三精馏塔套用；
第四精馏塔采用正压精馏，压力为0.6-1.0MPa，第四精馏塔塔顶物料经5~10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物返回萃取剂与类共沸混合物混合过程套用，第四精馏塔塔底放出3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物进入第五精馏塔；
第五精馏塔采用正压精馏，压力为0.5-0.8MPa，第五精馏塔塔顶物料经5~10℃循环水冷凝后回流，采出3,3,3-三氟丙烯粗品，经碱洗后，得到3,3,3-三氟丙烯粗品，进一步精馏纯化得到3,3,3-三氟丙烯产品；第五精馏塔塔底连续输出2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，经5~10℃循环水冷却后，一部分返回至萃取剂与类共沸混合物混合过程套用，另一部分碱洗后，得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，进一步精馏纯化得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯产品。
9.一种3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，其特征在于，该装置包括反应***、精馏预分离***、类共沸物萃取分离***三部分；
所述的反应***包括氟化氢计量罐、液氯计量罐、四氯丙烷计量罐、氟化氢计量泵、液氯计量泵、四氯丙烷计量泵、氟化氢汽化器、液氯汽化器、四氯丙烷预热器、预混器、反应器、反应冷却器，所述的氟化氢计量罐经氟化氢计量泵与氟化氢汽化器底部进料口连通，氟化氢汽化器顶部出料口与预混器顶部气相进料口连通，液氯计量罐经液氯计量泵与液氯汽化器底部进料口连通，液氯汽化器顶部出料口与预混器顶部气相进料口连通，四氯丙烷计量罐经四氯丙烷计量泵与四氯丙烷预热器底部进料口连通，四氯丙烷预热器顶部出料口与预混器侧顶部液体进料口连通，预混器底部出料口与反应器侧底部进料口连通，反应器顶部出料口经反应冷却器与精馏I塔中部进料口连通；所述的预混器采用降膜蒸发预混器；
所述的精馏预分离***包括精馏
塔、精馏I塔冷凝器、精馏
塔、精馏II塔冷凝器、精馏
塔、精馏III塔冷凝器、氟化氢回收泵，所述的精馏I塔顶部气相出料口与精馏I塔冷凝器进料口连通，精馏I塔底部出料口外连阀门管道，连续输出废液，精馏I塔冷凝器气相出料口与精馏II塔中部气相进料口连通，精馏I塔冷凝器液相出料口与精馏I塔侧顶部液相回料口连通，精馏II塔中部液相进料口与介于精馏I塔冷凝器液相出料口与精馏I塔侧顶部液相回料口之间的管路连通，精馏II塔顶部气相出料口与精馏II塔冷凝器进料口连通，精馏II塔冷凝器气相出料口外接氯化氢吸收装置，精馏II塔冷凝器液相出料口与精馏II塔侧顶部液相回料口连通，精馏II塔底部出料口与精馏III塔中部进料口连通，精馏III塔顶部气相出料口与精馏III塔冷凝器进料口连通，精馏III塔冷凝器液相出料口与精馏III塔侧顶部液相回料口连通，精馏III塔底部出料口经氟化氢回收泵与氟化氢汽化器进料口连通，介于精馏III塔冷凝器液相出料口与精馏III塔侧顶部液相回料口之间的管路与静态混合器进料口连通；
所述的类共沸物萃取分离***包括静态混合器、相分离冷凝器、相分离器、轻相罐、轻相打料泵、重相打料泵、精馏
塔、精馏IV塔冷凝器、精馏
塔、精馏V塔冷凝器、塔底冷却器、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐、2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵、3,3,3-三氟丙烯碱洗塔、3,3,3-三氟丙烯粗品罐和2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔，所述的静态混合器出料口经相分离冷凝器与相分离器中部进料口连通，相分离器顶部轻相出料口与轻相罐进料口连通，轻相罐出料口经轻相打料泵与精馏III塔中部进料口连通，相分离器底部出料口经重相打料泵与精馏IV塔中部进料口连通，精馏IV塔顶部气相出料口与精馏IV塔冷凝器进料口连通，精馏IV塔冷凝器液相出料口与精馏IV塔侧顶部液相回料口连通，介于精馏IV塔冷凝器液相出料口与精馏IV塔侧顶部液相回料口之间的管路与静态混合器进料口连通，精馏IV塔底部出料口与精馏V塔中部进料口连通，精馏V塔顶部气相出料口与精馏V塔冷凝器进料口连通，精馏V塔冷凝器液相出料口与精馏V塔侧顶部液相回料口连通，介于精馏V塔冷凝器液相出料口与精馏V塔侧顶部液相回料口之间的管路与3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部进料口连通，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部出料口与3,3,3-三氟丙烯粗品罐顶部进料口连通，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔底部出料口外连阀门管道，连续输出废碱液，精馏V塔底部出料口经塔底冷却器与2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐侧顶部进料口连通，2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐顶部外接2-氯-3,3,3-三氟丙烯输入阀门管道，2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐底部出料口经2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵与2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部进料口连通，介于2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品打料泵与2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔之间的管路经阀门与静态混合器进料口连通，2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部出料口外连阀门管道，连续输出废碱液。
10.根据权利要求9所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，其特征在于，所述的氟化氢汽化器、液氯汽化器、四氯丙烷预热器均设有夹套，夹套内通入蒸汽加热。
11.根据权利要求9所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，其特征在于，所述的降膜蒸发预混器外部设有夹套，夹套内通入导热油加热；
所述的反应器为固定床列管反应器，固定床列管反应器下封头设有夹套，夹套内通入导热油加热。
12.根据权利要求9所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，其特征在于，所述的精馏II塔冷凝器采用-15℃~-35℃冷冻盐水冷却，所述的相分离冷凝器采用-15℃~-35℃冷冻盐水冷却。
13.根据权利要求9所述的3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的联产装置，其特征在于，所述的相分离器设有夹套，通入冷冻盐水冷却，所述的冷冻盐水温度为-15℃~-35℃；
所述的3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部连有碱液输入管道，所述的2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部连有碱液输入管道。
14.一种利用权利要求9所述的装置联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，包括步骤如下：
（1）反应过程
a）由氟化氢计量罐将氟化氢泵至氟化氢汽化器预热，b）由液氯计量罐将液氯泵至液氯汽化器汽化，c）由四氯丙烷计量罐将1,1,1,3-四氯丙烷泵至四氯丙烷预热器预热，将步骤a）、b）、c）预热的物料同时连续通入降膜蒸发预混器；氟化氢气体过量通入，有效降低1,1,1,3-四氯丙烷的汽化分压，使1,1,1,3-四氯丙烷在预混器内快速汽化，预混器采用降膜蒸发预混器，促进混合物料在预混器内连续快速汽化及充分混合；汽化混合后的物料连续通入装有催化剂的固定床列管反应器进行反应；反应结束后，混合物料由反应器出料口连续出料经反应冷却器冷却后进入精馏预分离***；
（2）精馏预分离
冷却后的混合物料由精馏I塔中部进料口连续进料，正压精馏，塔顶物料经精馏I塔冷凝器5~10℃循环水冷凝后回流，采出氟化氢、氯气、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，连续通入精馏II塔中部液相进料口，精馏I塔冷凝器未冷凝组分主要为氯化氢及少量氯气，连续通入精馏II塔中部气相进料口，精馏I塔塔底连续排出高沸物，作为废液，转移焚烧处理；精馏II塔连续正压精馏，塔顶物料经精馏II塔冷凝器-30℃~-35℃冷冻盐水冷凝后回流，采出氯化氢及少量氯气，进入氯化氢吸收装置；氟化氢、3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物，由精馏II塔塔底连续出料，并连续输入精馏III塔，正压精馏，塔顶物料经精馏III塔冷凝器5~10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物，进入类共沸物萃取分离***，精馏III塔塔底连续放出氟化氢，经氟化氢回收泵泵回氟化氢汽化器套用；
（3）类共沸物萃取分离
精馏III塔塔顶采出的类共沸混合物，通入静态混合器，并将一定量2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐泵入静态混合器，2-氯-3,3,3-三氟丙烯作为萃取剂与类共沸混合物充分混合，经相分离冷凝器-30℃~ -35℃的冷冻盐水冷却后进入相分离器静置分相，相分离器夹套通-30℃~ -35℃的冷冻盐水冷却并维持一定的正压，分相结束后，轻组分相由相分离器上部出料，进入轻相罐，再经轻相打料泵泵回至精馏III塔套用，重组分相包括3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯及少量氟化氢，由相分离器底部出料，经重相打料泵泵至精馏IV塔，精馏IV塔正压精馏，塔顶物料经精馏IV塔冷凝器5~10℃循环水冷凝后回流，采出类共沸混合物通入静态混合器套用，精馏IV塔塔底放出3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯混合物进入精馏V塔，正压精馏，塔顶物料经精馏V塔冷凝器5~10℃循环水冷凝后回流，采出3,3,3-三氟丙烯粗品连续通入3,3,3-三氟丙烯碱洗塔碱洗，精馏V塔塔底连续输出2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品经塔底冷却器5~10℃循环水冷却后进入2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐；
3,3,3-三氟丙烯粗品由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部进料口进料，碱液由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部进料口进料，碱洗塔内为正压，3,3,3-三氟丙烯经充分碱洗后，由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部出料口出料，进入3,3,3-三氟丙烯粗品罐，再进一步精馏纯化得到3,3,3-三氟丙烯产品，废碱液由3,3,3-三氟丙烯碱洗塔底部连续排出，转移处理；2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品罐内的2-氯-3,3,3-三氟丙烯粗品，一部分泵至静态混合器混合萃取用，另一部分去碱洗处理；2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中上部进料口进料，碱液由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔中下部进料口进料，碱洗塔内为正压，充分碱洗后，2-氯-3,3,3-三氟丙烯由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔底部出料口出料，再进一步精馏纯化得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯产品，废碱液由2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔顶部连续排出，转移处理。
15.根据权利要求14所述的联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的降膜蒸发预混器内温度240~300℃，工作压力1.0-1.3MPa，所述的氯气与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为1:100~5:100，所述的氟化氢与1,1,1,3-四氯丙烷的摩尔比例为（10~50）:1，所述的反应温度为240~300℃，反应压力1.0-1.3MPa。
16.根据权利要求14所述的联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的精馏I塔、精馏II塔工作压力为1.0-1.2MPa，精馏III塔工作压力为0.8-1.0MPa。
17. 根据权利要求14所述的联产3,3,3-三氟丙烯和2-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的相分离器工作压力为0.6-0.8MPa，精馏IV塔工作压力为0.6-1.0MPa，精馏V塔工作压力为0.5-0.8MPa，3,3,3-三氟丙烯碱洗塔工作压力为0.6-0.8MPa ，2-氯-3,3,3-三氟丙烯碱洗塔工作压力为0.4-0.6MPa。
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