[发明专利]一种延长液相氟化催化剂寿命的方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂，尤其涉及一种延长液相氟化催化剂寿命的方法。

背景技术

利用卤化锑、卤化锡、卤化钛等催化剂尤其是卤化锑对氟化氢和卤代烃进行液相氟化时，由于反应物料的腐蚀性及体系压力等原因，动密封要求苛刻，反应器上难以设置搅拌装置，加上体系中有机高沸胶质(主要为C₂～C₄烯烃的加成物)对催化剂表面的包裹，以及有催化作用的5价锑变为3价锑后导致催化剂的局部固化与沉积，使氟化催化剂寿命较短，不能完全满足工业化生产需要。

已知的方法比如通入少量氯气使3价锑变为5价锑，包括在原料卤代烃中间断或连续地加入氯气，或直接将氯气间断或连续通入氟化反应器，以延长催化剂的寿命；将反应混合物的一部分从反应器中转移出来，转移出来的部分与氯或氟混合以再生催化剂，然后再将这部分返回到反应器中(专利CN1592656)；控制物料中的水分，减少5价锑的水解失效(范春雷，氯碱工业，2006年04期24-24，32页)；预氟化或将反应器中催化剂取出氟化后加回(CN1150146C)；工业上已广泛应用的，氢氟酸采用插入管引入反应液面下，通过鼓泡部分改善传质状况。

但是以往的技术在工业装置上应用存在的最大的问题是，由于物料的腐蚀性和压力等因素，反应器内很难设置搅拌器，因而反应器内传质效果差，催化剂表面更新少，易沉积。例如，通入少量氯气活化的方法能起到一定的作用，但由于通氯量受到严格的限制，通氯量稍大即会出现杂质或腐蚀问题，增加后续处理负担，反应器内传质仍然很差，催化剂与活化剂氯气的接触机会较少，所起活化作用有限，尤其是在反应后期，更为明显。又如氢氟酸插入管法，虽然氢氟酸汽化后从插入管进料有一定鼓泡作用，但由于流量太小，实际效果很小。而将反应器中催化剂取出氟化后加回的方法，工业上很难实施。

发明内容

本发明的目的为解决上述问题，延长催化剂寿命，提供一种延长液相氟化催化剂寿命的方法。

包括如下步骤：

1)在反应器中首先加入卤化锑催化剂，然后连续加入原料AHF和氯代烃(例如HCC-230)，通入少量氯气，氯代烃与AHF的摩尔比为1∶5～6，氯气与氯代烃摩尔比为0.0005～0.005，反应温度为65～90℃，，反应压力为800～1500kPa，反应得到氟代烃(例如HFC-236fa)粗品，

2)氟代烃(例如HFC-236fa)粗品经洗涤去除无机酸，冷凝液化后收集氟代烃粗品，将总量的97～99％的粗品经精馏得到氟代烃(例如HFC-236fa)产品；

3)通过脉动装置将总量1～3％的氟代烃(例如HFC-236fa)粗品加热汽化升压至1100～1700kPa后，按1～2次/h、2～5min/次，返回反应器，循环使用。

所述卤化锑为五氯化锑或氟氯化锑。通入氯气的方式为连续式或间断式。

本发明通过反应器内置导流管，让顶部冷凝的物料回到反应器的液相，同时增加气体脉动装置，向反应器引入气体介质，改善反应器内传质状况，增加卤代烷、活化剂与催化剂的接触机会，从而有效延长液相氟化催化剂寿命。本发明具有反应选择性和产率高、催化剂使用时间长、装置投资较少等优点。

本发明在中试及工业化装置得到实际应用，使催化剂的寿命延长了1～3倍；同时提高了反应产物的主含量。

附图说明

图1是带精馏塔的反应釜结构示意图，图中：带精馏塔的氟化反应釜1、精馏塔2、冷凝器3、导流管4和脉动装置5，脉动装置5由带夹套的加热器和遥控阀6组成；

图2是导流管4的结构示意图，由带连接法兰7、有多个气孔8的粗管段9和下液管10构成。

具体实施方式

带精馏塔的氟化反应釜1内置导流管4，让顶部冷凝的物料经釜底集液导流管回到反应釜的液相，反应釜内气体从导流管的开孔区进入釜上方的精馏塔2，未冷凝的物料从顶部离开反应釜。该导流管使塔上方冷凝下来的重组份包括AHF、氯气、氯代烃和氟氯代烃等经导流管4进入反应釜液相下方，与反应釜内物料进入热量和质量的传递，起到了搅拌作用；通过脉动装置5，间断性地将气体介质以较大流速通入氟化反应釜起到脉动作用，让下层的催化剂往上翻腾，同时按公知的方法，辅以连续或间断通氯手段。粗产品液体利用热媒加热升压(压力比氟化反应器高出0.1MPa以上)，每小时往氟化反应釜脉动进料1～2次，每次1～3分钟，既达到脉动效果，又很少增加后续冷凝分离负担。