CN212915629U - 用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于化工设备领域，涉及一种用于3‑氯‑4‑氟三氟甲苯的反应装置，包括反应器，反应器上设有轴转驱动机构，该轴转驱动机构通过电机轴连接反应搅拌桨，该反应搅拌桨位于反应器中，还包括与反应器连接的精馏装置，精馏装置中沿轴向设置有精馏搅拌桨，电机轴与精馏搅拌桨传动连接。本实用新型通过精馏装置与反应器联用分离3‑氯‑4‑氟三氟甲苯与3，4‑二氟三氟甲苯，并且在精馏装置中设置有精馏搅拌桨，对精馏装置中的气液相进行搅动使其充分接触从而优化提纯效果和效率。通过反应器的转驱动机构驱动精馏搅拌桨，便于操作并且节省了空间。

Description

用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，涉及一种反应装置，尤其是涉及一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置。

背景技术

3-氯-4-氟三氟甲苯的分子式为C₇H₃ClF₄，是一种常用的农药中间体。3-氯-4-氟三氟甲苯是以3,4-二氯三氟甲苯与氟化钾反应进行氟置换而得到的，反应是在高温条件下进行的。因反应过程中为提高转化率，氟化钾是过量的，在高温条件下，生成的产品3-氯-4-氟三氟甲苯有可能与氟化钾反应生成3,4-二氟三氟甲苯。由于产品3-氯-4-氟三氟甲苯与3,4-二氟三氟甲苯的沸点接近，二者难于通过蒸馏分离。

例如，中国专利申请[公开号：CN102267871A]公开了一种3-氯-4-氟三氟甲苯的制备方法，其特征在于，该制备方法包括在催化剂的存在下，使3，4-二氯三氟甲苯与无水氟化钾在极性非质子溶剂中进行氟化反应，催化剂含有铜的卤化物和冠醚。在氟化反应完毕后进行减压精馏。

上述技术方案中，虽然提出了采用减压精馏的方式提取产物，但没有提供一种具体的配套设备，采用传统的精馏装置效率较低，并且产品的收率低。

发明内容

本申请的目的是针对上述问题，提供一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

本申请创造性地提供了一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，包括反应器，反应器上设有轴转驱动机构，该轴转驱动机构通过电机轴连接反应搅拌桨，该反应搅拌桨位于反应器中，其特征在于：还包括与反应器连接的精馏装置，精馏装置中沿轴向设置有精馏搅拌桨，电机轴与精馏搅拌桨传动连接。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，精馏装置包括精馏塔本体，精馏塔本体内水平间隔设有多层塔板，精馏搅拌桨包括精馏搅拌轴和设于该精馏搅拌轴上的多组精馏搅拌叶片，精馏搅拌叶片设于相邻两个塔板之间。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，每组精馏搅拌叶片中各精馏搅拌叶片沿精馏搅拌轴的周向均匀设置，并且精馏搅拌叶片上间隔设置有若干液流孔。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，精馏搅拌叶片的下端边缘为波纹形。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，精馏搅拌叶片下端的波纹形边缘由若干交替布置的凹槽和凸部构成，精馏搅拌叶片的每个凸部与液流孔一一对应设置，且液流孔为长径沿水平方向设置的椭圆形。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，电机轴与精馏搅拌桨的传动连接方式至少有以下两种：

其一，电机轴沿轴向固定设置有主动轮，精馏搅拌桨上沿轴向固定设置有从动轮，该从动轮与主动轮通过齿形链或齿轮组传动连接。

优选地，齿轮组包括与主动轮啮合传动连接的小齿轮和与该小齿轮连接的大齿轮，大齿轮与从动轮啮合传动连接，大齿轮的直径大于小齿轮的直径。

其二，轴转驱动机构为具有两个电机轴的双轴电机，两个电机轴中一个连接反应搅拌桨，另一个连接精馏搅拌桨。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，精馏塔本体的中段设有进料口，精馏塔本体的顶端具有出气口和回流口，出气口通过管路与冷凝器的入口连接，该冷凝器的出口通过管路连接回流罐的入口，该回流罐分别连接回流口和顶部产品罐，精馏塔本体的底部具有出液口和回气口，出液口连接再沸器的入口，再沸器连接回气口，精馏塔本体的底部还连接有底部产品罐。

在上述的一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置中，精馏搅拌轴与隔层塔板为转动连接。

与现有的技术相比，本申请的优点在于：

1、本实用新型通过精馏装置与反应器联用分离3-氯-4-氟三氟甲苯与3，4-二氟三氟甲苯，并且在精馏装置中设置有精馏搅拌桨，对精馏装置中的气液相进行搅动使其充分接触从而优化提纯效果和效率。通过反应器的转驱动机构驱动精馏搅拌桨，便于操作并且节省了空间。

2、精馏搅拌叶设有液流孔和波浪形边缘，能够减小阻力，增加搅拌深度，适应于精馏塔本体，并且对流体形成特殊的扰流，增加了精馏塔本体单位截面积的处理量，提升传质效果。

3、在其中一种实施方式中，采用大齿轮与小齿轮配合的方式配合进行减速，从而控制精馏搅拌桨与反应搅拌桨的合理转速比。

4、本实用新型主要针对小试阶段设计，节约了能源，结构简单，优化了3-氯-4-氟三氟甲苯合成过程中的提纯过程。

附图说明

图1是本申请提供的一种结构图。

图2是本申请提供的另一种结构图。

图3是本申请提供的局部结构图。

图中，反应器1、轴转驱动机构10、电机轴11、主动轮110、反应搅拌桨12、精馏装置2、精馏塔本体20、塔板200、进料口201、出气口202、回流口203、出液口204、回气口205、精馏搅拌桨21、精馏搅拌轴210、精馏搅拌叶片211、液流孔212、从动轮213、齿轮组3、小齿轮30、大齿轮31、冷凝器4、回流罐5、再沸器6。

具体实施方式

通过以下具体实施例进一步阐述；

实施例一

如图1所示，一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，包括反应器1，反应器1上设有轴转驱动机构10，该轴转驱动机构10通过电机轴11连接反应搅拌桨12，该反应搅拌桨12位于反应器1中，还包括与反应器1连接的精馏装置2，精馏装置2中沿轴向设置有精馏搅拌桨21，电机轴11与精馏搅拌桨21传动连接。在精馏装置2中设置有精馏搅拌桨21，对精馏装置2中的气液相进行搅动使其充分接触从而优化提纯效果和效率。

电机轴11沿轴向固定设置有主动轮110，精馏搅拌桨21上沿轴向固定设置有从动轮213，该从动轮213与主动轮110通过齿轮组3传动连接。

具体而言，齿轮组3包括与主动轮110啮合传动连接的小齿轮30和与该小齿轮30连接的大齿轮31，大齿轮31和小齿轮30均通过齿轮轴连接在基座上，大齿轮31与从动轮213啮合传动连接，大齿轮31的直径大于小齿轮30的直径。优选地，大齿轮31与小齿轮30的直径比范围为10:1～5:1，达到减速的效果。

精馏装置2包括精馏塔本体20，精馏塔本体20的中段设有进料口201。精馏塔本体20的顶端具有出气口202和回流口203，出气口202通过出气管与冷凝器4的入口连接，该冷凝器4的出口通过冷凝器出口管连接回流罐5的入口，该回流罐5具有两个出口，回流罐5的两个出口分别连接回流口203和顶部产品罐(图中未示出)，用于收集轻组分产品。精馏塔本体20的底部具有出液口204和回气口205，出液口204通过出液管连接再沸器6的入口，再沸器6通过气体出口连接回气口205，精馏塔本体20的底部还通过底部出料管连接有底部产品罐(图中未示出)，用于收集重组分产品。

本实施例中精馏塔本体20采用市售的塔板市精馏塔，精馏塔本体20内水平间隔设有多层塔板200，精馏搅拌桨21包括精馏搅拌轴210和设于该精馏搅拌轴210上的多组精馏搅拌叶片211，精馏搅拌叶片211设于相邻两个塔板200之间。精馏搅拌轴210与隔层塔板200通过轴承或其他轴转连接件为轴向转动连接。

本领域技术人员应当了解，精馏塔本体20的塔板数，塔顶、塔底的温度，进料温度，回流比以及进料口位置等的设计，根据实际物料的组成和进料量等参数计算而得，在此不做赘述。

如图3所示，每组精馏搅拌叶片211中具有3至5片精馏搅拌叶片211，各精馏搅拌叶片211沿精馏搅拌轴210的周向均匀设置，并且精馏搅拌叶片211上间隔设置有若干液流孔212。精馏搅拌叶片211的下端边缘为波纹形。精馏搅拌叶片211下端的波纹形边缘由若干交替布置的凹槽和凸部构成，精馏搅拌叶片211的每个凸部与液流孔212一一对应设置，且液流孔212为长径沿水平方向设置的椭圆形。能够减小阻力，增加搅拌深度，适应于精馏塔本体，并且对流体形成特殊的扰流，增加了精馏塔本体单位截面积的处理量，提升传质效果。

反应器1包括壳体，轴转驱动机构10设于壳体外侧，带动壳体内的反应搅拌桨12转动，反应器1上设有入口和出口，反应器1通过出口与精馏塔本体20的进料口201连接，并且反应器1上安装有用于给壳体内加热的加热器以及用于减压的真空泵等装置。轴转驱动机构10具体为旋转电机。反应器1及旋转电机的结构和原理均为本领域技术人员应当理解的现有技术，在此不做赘述。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于，轴转驱动机构10为具有两个电机轴11的双轴电机，两个电机轴11中一个连接反应搅拌桨12，另一个连接精馏搅拌桨21。减少了对空间的占用，并且减小了能耗。

本领域技术人员应当理解，双轴电机为现有的市售产品，本实施例中采用的双轴电机结构在专利号为CN201720550202.2的中国实用新型专利中已得到公开，在此不做赘述。

实施例三

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于，该从动轮与主动轮通过齿形链传动连接。

本实用新型的工作原理如下：

启动轴转驱动机构10，将反应物环丁砜，氟化钾，催化剂和3,4-二氯三氟甲苯投入反应器1中，反应物在反应器1中反应后生产的产物及时通过精馏装置2精馏获得，反应搅拌桨12和精馏搅拌桨21同步运转，加速气液相接触，从而提高了反应的转化率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用反应器1、轴转驱动机构10、电机轴11、主动轮110、反应搅拌桨12、精馏装置2、精馏塔本体20、塔板200、进料口201、出气口202、回流口203、出液口204、回气口205、精馏搅拌轴210、精馏搅拌叶片211、液流孔212、从动轮213、小齿轮30、大齿轮31、冷凝器4、回流罐5、再沸器6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，包括反应器(1)，所述反应器(1)上设有轴转驱动机构(10)，该轴转驱动机构(10)通过电机轴(11)连接反应搅拌桨(12)，该反应搅拌桨(12)位于反应器(1)中，其特征在于：还包括与反应器(1)连接的精馏装置(2)，所述精馏装置(2)中沿轴向设置有精馏搅拌桨(21)，所述电机轴(11)与精馏搅拌桨(21)传动连接。

2.如权利要求1所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述精馏装置(2)包括精馏塔本体(20)，精馏塔本体(20)内水平间隔设有多层塔板(200)，所述精馏搅拌桨(21)包括精馏搅拌轴(210)和设于该精馏搅拌轴(210)上的多组精馏搅拌叶片(211)，所述精馏搅拌叶片(211)设于相邻两个塔板(200)之间。

3.如权利要求2所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：每组精馏搅拌叶片(211)中各精馏搅拌叶片(211)沿精馏搅拌轴(210)的周向均匀设置，并且精馏搅拌叶片(211)上间隔设置有若干液流孔(212)。

4.如权利要求3所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述精馏搅拌叶片(211)的下端边缘为波纹形。

5.如权利要求4所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述精馏搅拌叶片(211)下端的波纹形边缘由若干交替布置的凹槽和凸部构成，精馏搅拌叶片(211)的每个凸部与液流孔(212)一一对应设置，且液流孔(212)为长径沿水平方向设置的椭圆形。

6.如权利要求1所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述电机轴(11)沿轴向固定设置有主动轮(110)，所述精馏搅拌桨(21)上沿轴向固定设置有从动轮(213)，该从动轮(213)与主动轮(110)通过齿形链或齿轮组(3)传动连接。

7.如权利要求6所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述齿轮组(3)包括与主动轮(110)啮合传动连接的小齿轮(30)和与该小齿轮(30)连接的大齿轮(31)，所述大齿轮(31)与从动轮(213)啮合传动连接，大齿轮(31)的直径大于小齿轮(30)的直径。

8.如权利要求1所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述轴转驱动机构(10)为具有两个电机轴(11)的双轴电机，两个电机轴(11)中一个连接反应搅拌桨(12)，另一个连接精馏搅拌桨(21)。

9.如权利要求2所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述精馏塔本体(20)的中段设有进料口(201)，精馏塔本体(20)的顶端具有出气口(202)和回流口(203)，所述出气口(202)通过管路与冷凝器(4)的入口连接，该冷凝器(4)的出口通过管路连接回流罐(5)的入口，该回流罐(5)分别连接回流口(203)和顶部产品罐，精馏塔本体(20)的底部具有出液口(204)和回气口(205)，所述出液口(204)连接再沸器(6)的入口，所述再沸器(6)连接回气口(205)，所述精馏塔本体(20)的底部还连接有底部产品罐。

10.如权利要求3所述的用于3-氯-4-氟三氟甲苯的反应装置，其特征在于：所述精馏搅拌轴(210)与隔层塔板(200)为转动连接。

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