本发明涉及四氟乙基四氟丙基醚,尤其涉及一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置及制备方法。
背景技术:
1、氯氟烃(cfcs)因具有优良的化学稳定性,最早被广泛用作制冷、工业清洗中,但cfcs是破坏臭氧的主要物质之一,臭氧消耗潜值(odp)高,在大气中停留时间长,因此研究cfcs替代品,对于保护人类的生存环境具有重要意义,已经成为国内外制冷科学家和制冷界的迫切课题。
2、第1代cfcs替代品氢氯氟烃(hcfcs),因分子中含有消耗臭氧的氯原子,odp 不为0,全球变暖潜能值(gwp)较高,只能作为过渡性的替代品。第2代cfcs替代品氢氟烃(hfcs),分子中去除了消耗臭氧的溴和氯原子,odp为0,但在大气停留时间较长,仍具有较高的gwp,将造成全球的气候变暖,不能作为cfcs的理想替代品,特别是联合国京都会议(减少温室气体排放的国际会议)之后,世界各国根据蒙特利尔协议书对hcfcs 进行了约束,计划在2030 年左右停止其使用。
3、因此,国际上加紧开发以氟代醚类为基础的第3代替代品杂原子化合物,该化合物是一种将c、h、f、o 等元素结合在一起的化合物,无毒、不燃、稳定性好,其中以氢氟醚(hfes)为主。hfes的gwp低,odp为0,大气停留时间很短,只有1~5a,且热稳定性好,不燃烧、毒性小,与cfcs 有相似的物理特性,被认为是 cfcs 理想替代品之一。
4、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(hfe-458)作为一种氢氟醚是一种环保型溶剂,作为清洗剂、干燥剂,清除灰尘或不凝气体的助剂。
5、现有技术中在进行四氟乙基四氟丙基醚在生产过程中仍存在一些缺陷:
6、1、在生产过程中需要工作人员实时监控反应釜内部的气压状况,以便于添加相应的原料,不但影响生产效率还极大增加工作人员的工作强度;
7、2、生产结束后,为便于后期反应釜的继续使用,需要对反应釜内部进行清洁,但是反应釜多是封闭状态,因此导致反应釜内部清洁较为困难。
8、针对上述问题,本发明提出了一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置及制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中反应釜内部清洁较为困难,需要工作人员实时监控反应釜内部的气压状况的缺点,而提出的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置及制备方法。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,包括反应釜,所述反应釜的顶部设有四氟丙醇注入管和氢氧化钾注入管,且四氟丙醇注入管和氢氧化钾注入管分别用于向反应釜内注入四氟丙醇、氢氧化钾水溶液;
4、抽气管,所述抽气管设置在反应釜的一侧,且抽气管与外部的真空泵相连通,用于将反应釜内部抽至真空状态;
5、四氟乙烯注入管,所述四氟乙烯注入管设置在反应釜的一侧,用于向反应釜内注入四氟乙烯;
6、搅拌轴,所述搅拌轴转动连接在反应釜内,用于对反应釜内的原料进行搅拌,所述反应釜的顶部通过机架固定有驱动电机,驱动电机的输出轴通过联轴器与搅拌轴的顶端固定连接;
7、间歇添料结构,设置在反应釜内,用于间歇向反应釜内添加四氟乙烯;
8、清洁结构,设置在反应釜内,用于对反应釜的内壁与搅拌轴的外壁进行清洁,且搅拌轴的转动用于驱动间歇添料结构,间歇添料结构的运行能够驱动清洁结构。
9、在一种可能的设计中,所述间歇添料结构包括转动套设在搅拌轴外壁的横板,所述横板的顶部焊接有多个连接杆,且多个连接杆均与反应釜的顶部内壁固定连接,所述横板的底部滑动连接有移动框,所述移动框相互远离的一侧内壁均固定有齿条,所述搅拌轴的外壁固定有不完全齿轮,且不完全齿轮与两个齿条间歇啮合,所述移动框的两端分别固定有第一固定板和第二固定板。
10、在一种可能的设计中,所述间歇添料结构还包括设置在第一固定板一侧底部的滑槽,所述滑槽内固定有多个滑杆,多个所述滑杆的外壁滑动套设有同一个推板,所述推板靠近移动框的一侧固定有磁铁块,所述滑槽靠近移动框的一侧内壁固定有电磁铁,且电磁铁通电后与磁铁块之间产生斥力,所述四氟乙烯注入管内固定有固定环和固定架,所述固定架内滑动贯穿有滑动杆,且滑动杆与推板间歇碰触,所述滑动杆的外壁固定有固定盘,且固定盘位于固定环与固定架之间,所述滑动杆的外壁套设有与固定盘固定连接的拉簧,且拉簧的另一端与固定架固定连接,所述滑动杆的一端贯穿固定环并固定有密封塞,且密封塞用于封闭固定环。
11、在一种可能的设计中,所述清洁结构包括转动连接在反应釜内的空心转动环,所述空心转动环的顶部设有弹簧输液管,所述弹簧输液管的顶端延伸至反应釜的外侧并与外界的储水设备相连接,所述空心转动环的内壁转动连接有连杆,且连杆的一端与第二固定板的一侧转动连接,所述空心转动环的底部设有多个喷头,且喷头用于向反应釜的内壁与搅拌轴的外壁进行清洁。
12、在一种可能的设计中,所述空心转动环的底部设有多个基座,且基座有两个基板组成,两个所述基板相互靠近的一侧均转动连接有转轴,两个所述转轴相互靠近的一端与同一个喷头固定连接,两个所述转轴的外壁均套设有扭簧,两个所述扭簧相互靠近的一端均与喷头固定连接,两个所述扭簧相互远离的一端分别与两个基板固定连接,所述喷头通过输液管与空心转动环相连通,所述喷头的顶端设有连接绳,且连接绳与反应釜的一侧内壁固定连接。
13、在一种可能的设计中,所述反应釜的一侧设有箱体,所述箱体内设有储液仓和收集仓,且储液仓位于收集仓的上方,所述储液仓的底部内壁固定有连接管,且连接管的底端延伸至收集仓内,所述连接管的外壁设有电磁阀,所述箱体的一侧通过机架固定有水泵,所述水泵的进液口固定有进液管,且进液管的一端延伸至反应釜内,所述水泵的出液口固定有出液管,且出液管延伸至储液仓内,所述箱体的一侧设有与收集仓相连通的进水管,且进水管用于向收集仓内注入清水。
14、在一种可能的设计中,所述磁铁块与电磁铁之间的斥力大于拉簧的拉力。
15、在一种可能的设计中,所述反应釜的内壁固定有多个加热片,加热片用于对原料进行加热,所述反应釜的一侧内壁固定有压力传感器。
16、在一种可能的设计中,所述储液仓内固定有隔板,所述隔板内设有多个通孔,所述隔板的顶部固定有多个挡板,且多个挡板交错排布。
17、一种使用上述四氟乙基四氟丙基醚的生产装置制备四氟乙基四氟丙基醚的方法,包括以下步骤:
18、s1、通过外界的真空泵与抽气管配合将反应釜抽真空,用单体置换一次,再抽空至-0.1mpa,接着通过四氟丙醇注入管和氢氧化钾注入管分别向反应釜泥煤注入相应的原料,其中氢氧化钾注入管注入的氢氧化钾水溶液作为催化剂,启动驱动电机驱动搅拌轴转动,搅拌轴通过不完全齿轮与齿条的配合带动移动框进行往复直线移动,移动框带动第一固定板向左侧移动,对电磁铁通电,电磁铁对磁铁块的斥力大于拉簧的拉力,氢氧化钾注入管推动滑动杆和密封塞向左侧移动,打开四氟乙烯注入管,通过四氟乙烯注入管向反应釜内注入原料;
19、s2、启动加热片,对反应釜内部加热至85℃,搅拌轴开始搅拌反应釜内的原料,随着搅拌轴带动移动框往复移动,能够间歇向反应釜内注入四氟乙烯,当压力传感器检测到反应釜内部压力达到0.75 mpa时,停止注入,当反应釜内压力降至0.5 mpa时,再次间歇补加四氟乙烯至0.75 mpa,如此持续2h,之后连续通四氟乙烯,反应5h;
20、s3、反应结束,降温,通过水泵将反应釜内的液体泵入挡板中,液体在储液仓内静置一段时间产生分层,接着打开连接管上的电磁阀,将下层液体排入收集仓内,通过进水管向收集仓内注入清水,进行水洗,除掉未反应的四氟丙醇,接着除去水,将剩余的液体进行精馏,收集顶温在93-94°c的物料,得到较为精纯的四氟乙基四氟丙基醚;
21、s4、当反应釜内的液体泵入储液仓内时,液体通过通孔流入隔板的上方,另外通过多个挡板对液体的阻碍,能够使液体在储液仓内快速静置,节省静置的时间,提高四氟乙基四氟丙基醚的生产效率;
22、s5、当需要对反应釜内部清洁时,通过弹簧输液管向空心转动环内注入清水,接着电磁铁断电,因此第一固定板在后续的往复移动使无法推动滑动杆移动,在移动框往复移动时带动第二固定板移动,第二固定板通过连杆能够带动空心转动环往复转动,空心转动环转动时通过连接绳的拉扯能够使喷头转动,当空心转动环复位时,连接绳处于松弛状态,在扭簧的作用下反向转动,进而能够使喷头往复摆动不但能够对反应釜的内壁喷射清水进行清洁还能够向搅拌轴上喷洒清水,保证反应釜内壁的清洁性,便于后期的使用。
23、本发明相对于现有技术,具备如下有益效果:
24、本发明中,所述移动框相互远离的一侧内壁均固定有齿条,所述搅拌轴的外壁固定有不完全齿轮,且不完全齿轮与两个齿条间歇啮合,所述移动框的两端分别固定有第一固定板和第二固定板;搅拌轴通过不完全齿轮与齿条的配合带动移动框进行往复直线移动,移动框带动第一固定板向左侧移动,能够打开四氟乙烯注入管,通过四氟乙烯注入管向反应釜内间歇注入原料;
25、本发明中,所述推板的一侧固定有磁铁块,所述滑槽的一侧内壁固定有电磁铁,所述固定架内滑动贯穿有滑动杆,所述滑动杆的一端贯穿固定环并固定有密封塞;电磁铁对磁铁块的斥力大于拉簧的拉力,氢氧化钾注入管推动滑动杆和密封塞向左侧移动,解除密封塞对滑动杆的封闭,通过四氟乙烯注入管向反应釜内间歇注入原料,使四氟乙烯能够充分与四氟丙醇、氢氧化钾水溶液进行反应,反之,电磁铁断电后,能够避免在对反应釜内部清洁时四氟乙烯注入反应釜内;
26、本发明中,所述空心转动环与第二固定板之间通过连杆转动连接,所述空心转动环的底部设有多个喷头;通过弹簧输液管向空心转动环内注入清水,在移动框往复移动时带动第二固定板移动,第二固定板通过连杆能够带动空心转动环往复转动,喷头能够对反应釜的内壁与搅拌轴的外壁进行清洁,便于后期的使用;
27、本发明中,两个所述转轴相互靠近的一端与同一个喷头固定连接,所述喷头的顶端设有连接绳,且连接绳与反应釜的一侧内壁固定连接;空心转动环往复转动时通过连接绳的拉扯能够使喷头转动,当空心转动环复位时,连接绳处于松弛状态,在扭簧的作用下反向转动,进而能够使喷头往复摆动不但能够对反应釜的内壁喷射清水进行清洁还能够向搅拌轴上喷洒清水,保证反应釜内壁的清洁性,便于后期的使用。
28、本发明中,通过不完全齿轮与齿条的配合不但能够间歇向反应釜内注入四氟乙烯,保证四氟乙烯、四氟丙醇与氢氧化钾水溶液在一定的压强下进行反应,提高四氟乙基四氟丙基醚的生产效率,且还能够控制空心转动环往复转动,使喷头对反应釜的内壁喷和搅拌轴的外壁进行清洁,便于后期反应釜的使用。
1.一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,包括反应釜(1),所述反应釜(1)的顶部设有四氟丙醇注入管(6)和氢氧化钾注入管(7),且四氟丙醇注入管(6)和氢氧化钾注入管(7)分别用于向反应釜(1)内注入四氟丙醇、氢氧化钾水溶液;
2.根据权利要求1所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述间歇添料结构包括转动套设在搅拌轴(2)外壁的横板(10),所述横板(10)的顶部焊接有多个连接杆(11),且多个连接杆(11)均与反应釜(1)的顶部内壁固定连接,所述横板(10)的底部滑动连接有移动框(12),所述移动框(12)相互远离的一侧内壁均固定有齿条(13),所述搅拌轴(2)的外壁固定有不完全齿轮(14),且不完全齿轮(14)与两个齿条(13)间歇啮合,所述移动框(12)的两端分别固定有第一固定板(15)和第二固定板(29)。
3.根据权利要求2所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述间歇添料结构还包括设置在第一固定板(15)一侧底部的滑槽(16),所述滑槽(16)内固定有多个滑杆(20),多个所述滑杆(20)的外壁滑动套设有同一个推板(17),所述推板(17)靠近移动框(12)的一侧固定有磁铁块(18),所述滑槽(16)靠近移动框(12)的一侧内壁固定有电磁铁(19),且电磁铁(19)通电后与磁铁块(18)之间产生斥力,所述四氟乙烯注入管(9)内固定有固定环(21)和固定架(22),所述固定架(22)内滑动贯穿有滑动杆(23),且滑动杆(23)与推板(17)间歇碰触,所述滑动杆(23)的外壁固定有固定盘(25),且固定盘(25)位于固定环(21)与固定架(22)之间,所述滑动杆(23)的外壁套设有与固定盘(25)固定连接的拉簧(26),且拉簧(26)的另一端与固定架(22)固定连接,所述滑动杆(23)的一端贯穿固定环(21)并固定有密封塞(24),且密封塞(24)用于封闭固定环(21)。
4.根据权利要求3所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述清洁结构包括转动连接在反应釜(1)内的空心转动环(27),所述空心转动环(27)的顶部设有弹簧输液管(28),所述弹簧输液管(28)的顶端延伸至反应釜(1)的外侧并与外界的储水设备相连接,所述空心转动环(27)的内壁转动连接有连杆(30),且连杆(30)的一端与第二固定板(29)的一侧转动连接,所述空心转动环(27)的底部设有多个喷头(33),且喷头(33)用于向反应釜(1)的内壁与搅拌轴(2)的外壁进行清洁。
5.根据权利要求4所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述空心转动环(27)的底部设有多个基座,且基座有两个基板(31)组成,两个所述基板(31)相互靠近的一侧均转动连接有转轴(32),两个所述转轴(32)相互靠近的一端与同一个喷头(33)固定连接,两个所述转轴(32)的外壁均套设有扭簧(34),两个所述扭簧(34)相互靠近的一端均与喷头(33)固定连接,两个所述扭簧(34)相互远离的一端分别与两个基板(31)固定连接,所述喷头(33)通过输液管与空心转动环(27)相连通,所述喷头(33)的顶端设有连接绳(35),且连接绳(35)与反应釜(1)的一侧内壁固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述反应釜(1)的一侧设有箱体(36),所述箱体(36)内设有储液仓(40)和收集仓(41),且储液仓(40)位于收集仓(41)的上方,所述储液仓(40)的底部内壁固定有连接管(42),且连接管(42)的底端延伸至收集仓(41)内,所述连接管(42)的外壁设有电磁阀,所述箱体(36)的一侧通过机架固定有水泵(37),所述水泵(37)的进液口固定有进液管(38),且进液管(38)的一端延伸至反应釜(1)内,所述水泵(37)的出液口固定有出液管(39),且出液管(39)延伸至储液仓(40)内,所述箱体(36)的一侧设有与收集仓(41)相连通的进水管(46),且进水管(46)用于向收集仓(41)内注入清水。
7.根据权利要求6所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述磁铁块(18)与电磁铁(19)之间的斥力大于拉簧(26)的拉力。
8.根据权利要求7所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述反应釜(1)的内壁固定有多个加热片(5),加热片(5)用于对原料进行加热,所述反应釜(1)的一侧内壁固定有压力传感器(4)。
9.根据权利要求8所述的一种四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,所述储液仓(40)内固定有隔板(43),所述隔板(43)内设有多个通孔(44),所述隔板(43)的顶部固定有多个挡板(45),且多个挡板(45)交错排布。
10.一种四氟乙基四氟丙基醚的制备方法,采用权利要求9所述的四氟乙基四氟丙基醚的生产装置,其特征在于,包括以下步骤:
