一種七氟丙烷氟化反應裝置的制作方法

本實用新型涉及一中七氟丙烷氟化反應裝置，屬于化工技術領域。

背景技術：

七氟丙烷(HFC-227ea)由于不含有氯或溴，不會對大氣臭氧層發生破壞作用，它的ODP(破壞臭氧潛能值)為0，GWP(全球變暖系數值)為3500。

為了保護大氣層中臭氧層,維護人類生存環境,根據《蒙特利爾議定書》及修正案的要求，國際上正加緊研制和推廣使用合理的哈龍替代滅火系統技術。

七氟丙烷是用于替代對環境有危害的哈龍(Halon-1211及Halon-1301)的良好滅火劑之一。其廣泛應用于航空、汽車、電子、儀表、高層建筑等各個領域，也用作醫用氣霧劑的推進劑。在大氣中的停留周期約為31年到42年間，在釋放后不會留下殘余物或油漬，可透過排氣通道排走，很適合作為數據中心或服務器存放中心的清潔滅火劑。

從目前的國內外市場來看，HFC-227ea作為哈龍替代品已經開始應用到滅火系統中，且其市場需求量將持續擴大。因此，開發改進七氟丙烷生產工藝技術，對提高市場競爭力以及發展都具有重要意義。

七氟丙烷氟化反應，以六氟丙烯和氟化氫為原料,在氟化反應器中,催化劑存在條件下,通過氣液相反應,生成七氟丙烷,經壓縮、精餾提純而得七氟丙烷成品。

以上氟化反應的反應式如下：

該氟化反應目前采用的是間歇性氟化反應裝置。其設備如圖1所示，包括催化劑再生反應器1、合成反應器2、粗品精餾塔4’、催化劑輸送泵3。其工藝流程為：首先催化劑再生反應器1內壓入一釜催化劑，并投入一批量AHF(無水氟化氫)進行催化劑活化，再將活化的催化劑全部壓入合成反應器2。合成反應器2通過蒸汽預熱至反應溫度后，六氟丙烯按一定流量投入參加氟化反應(投料量約AHF重量的7.5倍)，消耗催化劑中的AHF，待氟化反應完成，將合成反應器2 內全部催化劑及生成的HFC-227ea物料壓入粗品精餾塔釜4’。粗品精餾塔4’控制一定回流比將HFC-227ea粗品由塔頂餾出，待塔釜催化劑中的HFC-227ea全部蒸出后，通過催化劑循環泵3，將塔釜內催化劑全部轉入催化劑再生反應器1，重新投入一批量AHF進行活化。然后繼續轉入合成反應器2參加氟化反應。

間歇氟化反應,催化劑中AHF濃度在活化前后偏差較大，造成催化劑使用壽命短；投料的間歇性影響后續精餾工段的不穩定，造成產能小，能耗大的問題；操作繁瑣，且頻繁。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種新的七氟丙烷氟化反應裝置，該裝置可使氟化反應連續進行，避免因間歇活化催化劑造成的反應開停車過程，精餾系統穩定，產能較大，能耗較小；操作更加簡化平穩。

為解決以上技術問題，本實用新型所述七氟丙烷氟化反應裝置，包括帶催化劑添加口和氟化氫添加口的催化劑再生反應器，該催化劑再生反應器底部通過催化劑輸送管連接至合成反應器底部，合成反應器底部還設有六氟丙烯添加口，所述合成反應器頂部通過回路管連接至催化劑再生反應器，再生反應器頂部通過產物輸送管連接至反應器回流塔，反應器回流塔頂部通過管道連接至氣庫，反應器回流塔的底部通過回流管連接催化劑再生反應器，在所述催化劑輸送管上還設置有催化劑循環泵。

進一步地，所述六氟丙烯添加口直接設置于合成反應器的底部。

或者，所述六氟丙烯添加口設置于催化劑輸送管上、靠近合成反應器底部處。

采用本實用新型的裝置，可實現七氟丙烷的連續氟化反應，催化劑中AHF濃度較穩定，且其濃度是間歇氟化模式的一半，從而催化劑使用壽命相對較長；連續氟化過程，避免因間歇活化催化劑造成的反應開停車過程，精餾系統穩定，產能較大，能耗較小；操作更加簡化平穩。

附圖說明

圖1為現有技術中所采用的七氟丙烷氟化反應裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型采用的七氟丙烷氟化反應裝置結構示意圖。

圖1中：1-催化劑再生反應器；2-合成反應器；3-催化劑循環泵；4’-粗品精餾塔；

圖2中：1-催化劑再生反應器；11-催化劑輸送管；2-合成反應器；21-回路管；3-催化劑循環泵；4-反應器回流塔；41-產物輸送管；42-回流管。

具體實施方式

下面結合具體實施方式并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。

實施例1：如圖2所示，本實用新型所述七氟丙烷氟化反應裝置，主要包括催化劑再生反應器1、合成反應器2和反應器回流塔4。

在催化劑再生反應器1的頂部設置有催化劑添加口和氟化氫添加口，用于添加催化劑和無水氟化氫。在該催化劑再生反應器1的底部連接有催化劑輸送管11，該催化劑輸送管11的另一端連接至合成反應器2的底部。在催化劑輸送管11上設置有催化劑循環泵3。合成反應器2的底部還設置有六氟丙烯添加口，該六氟丙烯添加口具體可直接設置于合成反應器2的底部，也可以設置于催化劑輸送管11上、且靠近合成反應器2底部的位置處。所述合成反應器2頂部設置有回路管21，回路管21的另一端連接至催化劑再生反應器1的頂部，再生反應器1頂部再通過產物輸送管41連接至反應器回流塔4的底部，反應器回流塔4頂部通過管道連接至氣庫，反應器回流塔4的底部通過回流管42連接催化劑再生反應器1。

實用新型連續氟化反應工藝流程：預先在催化劑再生反應器1中將催化劑與AHF按一定比例配制，活化完成，開啟催化劑循環泵3，將活化后的催化劑從催化劑再生反應器1底部抽出，至合成反應器2底部送入，再由合成反應器2頂部溢流回催化劑再生反應器1，如此建立一個催化劑不間斷循環過程。催化劑循環過程建立后，再開啟蒸汽自控系統將合成反應器2預熱至反應溫度，六氟丙烯按一定量自合成反應器底部2投料。同時AHF按六氟丙烯2/15的量投入催化劑再生反應器1進行連續活化反應，控制催化劑的AHF濃度，保持催化活性。