一種制備五氟乙烷的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備五氟乙烷的系統(tǒng)和方法，屬于化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]五氟乙烷化學(xué)名稱(chēng)為1，I, I, 2，2-五氟乙烷，是一種對(duì)臭氧層無(wú)害的碳氟化合物，作為制冷劑，主要應(yīng)用于空調(diào)、工商制冷、冷水機(jī)組等行業(yè)中，用于配制R404A、R407C、R-410A、R507等二元和三元混合工質(zhì)制冷劑以替代R22、R12，五氟乙烷作為R-410A等環(huán)?；炫渲评鋭┑闹匾M分，有著巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間。五氟乙烷也可以作為滅火劑。
[0003]目前五氟乙烷的制備主要存在以下幾點(diǎn)不足:1、以三氯乙烯為原料的制備工藝，工藝路線長(zhǎng)，原料成本較高，需要平衡其中副產(chǎn)物CFC-113 ;2、以四氟乙烯為原料的制備工藝，原料成本高，且難以貯存和運(yùn)輸，原料單耗高；3、四氯乙烯為原料的制備工藝，由于PCE催化氟化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性不高，導(dǎo)致產(chǎn)量達(dá)不到原設(shè)計(jì)的產(chǎn)能，副產(chǎn)物較多，催化劑易結(jié)焦失活，后續(xù)的分離十分困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種制備五氟乙烷的系統(tǒng)，包括AHF儲(chǔ)罐、PCE儲(chǔ)罐、第一反應(yīng)器、第一分離塔、第二分離塔、第二反應(yīng)器、冷凝塔、第三分離塔、HCl吸收塔、第四分離塔、液相水堿洗系統(tǒng)、脫輕塔、焚燒系統(tǒng)、帶有殘液槽和緩沖罐的精餾塔、萃取塔、產(chǎn)品檢驗(yàn)槽、閃蒸塔、I#氣囊、I級(jí)CFC-115濃縮槽、萃取劑回收塔、2級(jí)CFC-115濃縮槽、HCFC-124回收脫輕塔、HFC-134a回收精餾塔、HFC-134a提純裝置、HCFC-124回收精餾塔、CFC-115回收脫輕塔、CFC-115回收精餾塔等；其中AHF儲(chǔ)罐和PCE儲(chǔ)罐通過(guò)管路連接第一反應(yīng)器的進(jìn)料口，第一反應(yīng)器的出料口通過(guò)管路連接第一分離塔，第一分離塔的塔釜通過(guò)管路連接至第一反應(yīng)器的進(jìn)料口，第一分離塔的塔頂通過(guò)管路經(jīng)進(jìn)料冷卻器連接冷凝塔的進(jìn)料口，冷凝塔的塔頂通過(guò)管路連接第二反應(yīng)器的進(jìn)料口，冷凝塔的塔釜通過(guò)管路連接第三分離塔的進(jìn)料口，第三分離塔的塔頂通過(guò)管路連接HCl吸收塔的進(jìn)料口，第三分離塔的塔釜通過(guò)管路連接第四分離塔的進(jìn)料口，第四分離塔的塔釜通過(guò)管路連接第二分離塔的進(jìn)料口和第一反應(yīng)器的進(jìn)料口，第二分離塔的塔頂通過(guò)管路連接第二反應(yīng)器的進(jìn)料口，第二反應(yīng)器的出料口通過(guò)管路連接冷凝塔的進(jìn)料口，第四分離塔的塔頂通過(guò)管路連接液相水堿洗系統(tǒng)，液相水堿洗系統(tǒng)的出料口通過(guò)管路連接脫輕塔的進(jìn)料口，脫輕塔的塔頂通過(guò)管路連接焚燒系統(tǒng)，脫輕塔的塔釜通過(guò)管路連接精餾塔的進(jìn)料口，精餾塔的塔頂通過(guò)管路連接萃取塔的進(jìn)料口，萃取塔的塔頂通過(guò)管路連接產(chǎn)品檢驗(yàn)槽，萃取塔的塔釜通過(guò)管路連接閃蒸塔的進(jìn)料口，閃蒸塔的塔釜通過(guò)管路連接萃取塔的進(jìn)料口，閃蒸塔的塔頂通過(guò)管路連接1#氣囊，1#氣囊通過(guò)管路經(jīng)壓縮機(jī)連接I級(jí)CFC-115濃縮槽，I級(jí)CFC-115濃縮槽通過(guò)管路經(jīng)泵連接萃取劑回收塔的進(jìn)料口，萃取劑回收塔的塔頂通過(guò)管路連接2級(jí)CFC-115濃縮槽，萃取劑回收塔的塔釜通過(guò)管路經(jīng)萃取劑回收槽連接閃蒸塔，2級(jí)CFC-115濃縮槽通過(guò)管路連接HCFC-124回收脫輕塔的進(jìn)料口，HCFC-124回收脫輕塔的塔頂通過(guò)管路連接精餾塔的進(jìn)料口，HCFC-124回收脫輕塔的塔釜通過(guò)管路連接HFC-134a回收精餾塔的進(jìn)料口，HFC-134a回收精餾塔的塔頂通過(guò)管路連接HFC_134a提純裝置，HFC-134a回收精餾塔的塔釜通過(guò)管路連接HCFC-124回收精餾塔，HCFC-124回收精餾塔的塔頂通過(guò)管路連接第二分離塔，HCFC-124回收精餾塔的塔釜通過(guò)管路連接CFC-115回收脫輕塔的進(jìn)料口，CFC-115回收脫輕塔的塔頂通過(guò)管路連接精餾塔的進(jìn)料口，CFC-115回收脫輕塔的塔釜通過(guò)管路連接CFC-115回收精餾塔的進(jìn)料口。
[0005]本發(fā)明提供一種制備五氟乙烷的系統(tǒng)，其第三分離塔的精餾段采用INC0N600規(guī)整350Y孔板波紋填料，第三分離塔的提餾段采用SS304(i>50鮑爾環(huán)；第二分離塔、第一分離塔的填料采用SS304(i>50鮑爾環(huán)；第四分離塔采用INC0N600規(guī)整500Y孔板波紋填料；HCL吸收塔和水堿洗系統(tǒng)采用PP塑料鮑爾環(huán)填料。
[0006]通過(guò)本系統(tǒng)可獲得副產(chǎn)品HFC_134a和鹽酸。
[0007]脫輕塔操作壓力為1.5MPa，脫輕塔塔頂?shù)牟僮鳒囟葹?0°C，脫輕塔塔釜的操作溫度為45°C ;精餾塔操作壓力為1.3MPa，精餾塔塔頂?shù)牟僮鳒囟葹?0°C，精餾塔塔釜的操作溫度為55 °C。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0009](I)工藝條件相對(duì)簡(jiǎn)單，反應(yīng)也只涉及氟化反應(yīng)；
[0010](2)通過(guò)本系統(tǒng)制備的五氟乙烷產(chǎn)品濃度高，在99.6%以上；
[0011](3)對(duì)催化劑活化工藝進(jìn)行了優(yōu)化，在反應(yīng)工段增加分水器，將系統(tǒng)富集的水排出，以降低腐蝕，解決了催化劑失活導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率降低的問(wèn)題；
[0012](4)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，如鹽酸、HFC_134a等，均被回收利用，降低了原料單耗。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是脫輕塔前工段的設(shè)備示意圖。
[0014]圖2是脫輕塔后工段的設(shè)備示意圖。
[0015]1-AHF儲(chǔ)罐、2-PCE儲(chǔ)罐、3_第一反應(yīng)器、4-第一分離塔、5-第二分離塔、6-第二反應(yīng)器、7-冷凝塔、8-第三分離塔、9-HC1吸收塔、10-第四分離塔、11-液相水堿洗系統(tǒng)、12-脫輕塔、13-焚燒系統(tǒng)、14-帶有殘液槽和緩沖罐的精餾塔、15-萃取塔、16-產(chǎn)品檢驗(yàn)槽、17-閃蒸塔、18-1#氣囊、19-1級(jí)CFC-115濃縮槽、20-萃取劑回收塔、21_2級(jí)CFC-115濃縮槽、22-HCFC-124回收脫輕塔、23_HFC_134a回收精餾塔、24_HFC_134a提純裝置、25-HCFC-124回收精餾塔、26-CFC-115回收脫輕塔、27-CFC-115回收精餾塔。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示的制備五氟乙烷的系統(tǒng)，包括AHF儲(chǔ)罐1、PCE儲(chǔ)罐2、第一反應(yīng)器3、第一分離塔4、第二分離塔5、第二反應(yīng)器6、冷凝塔7、第三分離塔8、HCl吸收塔9、第四分離塔10、液相水堿洗系統(tǒng)11、脫輕塔12、焚燒系統(tǒng)13、帶有殘液槽和緩沖罐的精餾塔14、萃取塔15、產(chǎn)品檢驗(yàn)槽16、閃蒸塔17、1#氣囊18、I級(jí)CFC-115濃縮槽19、萃取劑回收塔20、2級(jí)CFC-115濃縮槽21、HCFC-124回收脫輕塔22、HFC_134a回收精餾塔23、HFC_134a提純裝置24,HCFC-124回收精餾塔25、CFC_115回收脫輕塔26、CFC_115回收精餾塔27等；其中AHF儲(chǔ)罐I和PCE儲(chǔ)罐2通過(guò)管路連接第一反應(yīng)器3的進(jìn)料口，AHF、PCE經(jīng)過(guò)多次加熱后進(jìn)入第一反應(yīng)器3，在第一反應(yīng)器3中AHF與部分PCE反應(yīng)生成HCFC-123、HCFC-124, HCl及少量五氟乙烷，第一反應(yīng)器3出料口通過(guò)管路連接第一分離塔4，出第一反應(yīng)器3的物料與進(jìn)第一反應(yīng)器3的物料進(jìn)行換熱后經(jīng)冷卻進(jìn)入第一分離塔4，第一分離塔4的塔釜通過(guò)管路連接至第一反應(yīng)器3的進(jìn)料口，分離的PCE自第一分離塔4的塔釜經(jīng)PCE循環(huán)泵返回第一反應(yīng)器3，第一分離塔4的塔頂通過(guò)管路經(jīng)進(jìn)料冷卻器連接冷凝塔7的進(jìn)料口，第一分離塔4塔頂?shù)钠溆嘟M分與第二反應(yīng)器6出口物料混合經(jīng)冷卻后進(jìn)入冷凝塔7，冷凝塔7的塔頂通過(guò)管路連接第二反應(yīng)器6的進(jìn)料口，冷凝塔7塔頂?shù)慕M分返回第二反應(yīng)器6繼續(xù)反應(yīng)，冷凝塔7的塔釜通過(guò)管路連接第三分離塔8的進(jìn)料口，冷凝塔7塔釜的含HCL的組分進(jìn)入第三分離塔8進(jìn)行分離，第三分離塔8的塔頂通過(guò)管路連接HCl吸收塔9的進(jìn)料口，HCl從第三分離塔8的塔頂分離進(jìn)入HCl吸收塔9的制酸系統(tǒng)，第三分離塔8的塔釜通過(guò)管路連接第四分離塔10的進(jìn)料口，第三分離塔8的塔釜物料進(jìn)入第四分離塔10，第四分離塔10的塔釜通過(guò)管路連接第二分離塔5的進(jìn)料口和第一反應(yīng)器3的進(jìn)料口，第四分離塔10中含HF的HCFC-123、HCFC-124釜液與來(lái)自HCFC-124回收精餾塔25塔頂?shù)奈锪弦黄疬M(jìn)入第二分離塔5，含PCE的物料返回第一反應(yīng)器3的進(jìn)料口，第二分離塔5的塔頂通過(guò)管路連接第二反應(yīng)器6的進(jìn)料口，第二分離塔5塔釜廢液進(jìn)入廢液池處理，第二分離塔5塔頂物料與來(lái)自冷凝塔7塔頂?shù)奈锪弦黄疬M(jìn)入第二反應(yīng)器6，第二反應(yīng)器6的出料口通過(guò)管路連接冷凝塔7的進(jìn)料口，在第二反應(yīng)器6中部分HCFC-123、HCFC-124與HF反應(yīng)生成五氟乙烷和HCl氣體，同來(lái)自第一分離塔塔頂?shù)奈锪弦煌M(jìn)入冷凝塔7，第四分離塔10的塔頂通過(guò)管路連接液相水堿洗系統(tǒng)11，在第四分離塔10中五氟乙烷粗產(chǎn)品(含HFC-134a及其輕組分)自塔頂分出去液相水堿洗系統(tǒng)11，液相水堿洗系統(tǒng)11的出料口通過(guò)管路連接脫輕塔12的進(jìn)料口，經(jīng)液相水堿洗系統(tǒng)11凈化后的粗