一種制備hfc-125的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備HFC-125的系統(tǒng)和方法，屬于化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]HFC-125是一種對臭氧層無害的碳氟化合物，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，HFC-125作為R-410A等環(huán)保混配制冷劑的重要組分，有著巨大的市場發(fā)展空間。HFC-125也可以作為滅火劑。
[0003]目前HFC-125的制備主要存在以下幾點不足:1、以三氯乙烯為原料的制備工藝，工藝路線長，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]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種制備HFC-125的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一反應(yīng)器、PCE分離塔、帶有進(jìn)料冷卻器的HCl分離塔、HCl吸收塔、產(chǎn)品分離塔、液相水洗塔、堿液分離器、第二分離塔、第二反應(yīng)器、脫輕塔、焚燒系統(tǒng)、帶有殘液槽和緩沖罐的精餾塔、一級萃取塔、產(chǎn)品檢驗槽、一級閃蒸塔、1#氣囊、I級CFC-115濃縮槽、二級萃取塔、二級閃蒸塔、萃取劑回收塔、2級CFC-115濃縮槽、CFC-115回收脫輕塔、CFC-115回收精餾塔、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、AHF儲罐、PCE儲罐等；其中PCE儲罐和AHF儲罐通過管路連接第一反應(yīng)器的進(jìn)料口，第一反應(yīng)器出料口通過管路連接PCE分離塔，PCE分離塔的塔釜通過管路連接至第一反應(yīng)器的進(jìn)料口，PCE分離塔的塔頂通過管路經(jīng)進(jìn)料冷卻器連接HCl分離塔的進(jìn)料口，HCl分離塔的塔頂通過管路連接HCl吸收塔的進(jìn)料口，HCl分離塔的塔釜通過管路連接產(chǎn)品分離塔的進(jìn)料口，產(chǎn)品分離塔的塔釜通過管路連接第二分離塔進(jìn)料口和第一反應(yīng)器的進(jìn)料口，第二分離塔通過管路連接第二反應(yīng)器進(jìn)料口，第二反應(yīng)器通過管路經(jīng)進(jìn)料冷卻器連接HCl分離塔的進(jìn)料口，產(chǎn)品分離塔的塔頂通過管路連接液相水洗塔的進(jìn)料口，液相水洗塔的出口通過管路連接堿液分離器的進(jìn)料口，堿液分離器的出口通過管路連接脫輕塔的進(jìn)料口，脫輕塔的塔頂通過管路連接焚燒系統(tǒng)，脫輕塔的塔釜通過管路連接精餾塔的進(jìn)料口，精餾塔的塔頂通過管路連接一級萃取塔的進(jìn)料口，一級萃取塔的塔頂通過管路連接產(chǎn)品檢驗槽，一級萃取塔的塔釜通過管路連接一級閃蒸塔的進(jìn)料口，一級閃蒸塔的塔釜通過管路連接一級萃取塔的進(jìn)料口，一級閃蒸塔的塔頂通過管路連接1#氣囊，1#氣囊通過管路經(jīng)壓縮機連接I級CFC-115濃縮槽，I級CFC-115濃縮槽通過管路經(jīng)泵連接二級萃取塔的進(jìn)料口，二級萃取塔的塔釜通過管路連接二級閃蒸塔的進(jìn)料口，二級閃蒸塔的塔頂通過管路經(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管路連接2級CFC-115濃縮槽，萃取劑回收塔的塔釜通過管路經(jīng)萃取劑回收槽連接二級閃蒸塔，二級閃蒸塔的塔釜通過管路經(jīng)壓縮機連接二級萃取塔和一級閃蒸塔，二級萃取塔的塔頂通過管路連接精餾塔的進(jìn)料口，精餾塔的塔釜經(jīng)精餾塔殘液槽和緩沖罐連接HCFC-124回收脫輕塔的進(jìn)料口，2級CFC-115濃縮槽通過管路連接CFC-115回收脫輕塔的進(jìn)料口，CFC-115回收脫輕塔的塔頂通過管路連接精餾塔的進(jìn)料口，CFC-115回收脫輕塔的塔釜通過管路連接CFC-115回收精餾塔的進(jìn)料口，CFC-115回收精餾塔的塔釜通過管路連接HCFC-124回收脫輕塔的進(jìn)料口，HCFC-124回收脫輕塔的塔頂通過管路連接精餾塔的進(jìn)料口，HCFC-124回收脫輕塔的塔釜通過管路連接HFC-134a回收精餾塔的進(jìn)料口，HFC_134a回收精餾塔的塔頂通過管路連接HFC_134a提純裝置，HFC-134a回收精餾塔的塔釜通過管路連接HCFC-124回收精餾塔，HCFC-124回收精餾塔塔頂通過管路連接第二分離塔。
[0005]HCl分離塔的精餾段采用INC0N600規(guī)整350Y孔板波紋填料，HCl分離塔的提餾段采用SS304(i>50鮑爾環(huán)；第二分離塔、PCE分離塔的填料采用SS304 Φ 50鮑爾環(huán)；產(chǎn)品分離塔采用INC0N600規(guī)整500Y孔板波紋填料；HCL吸收塔和液相水洗塔采用PP塑料鮑爾環(huán)填料。
[0006]通過該系統(tǒng)可獲得副產(chǎn)品HFC_134a和鹽酸。
[0007]第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器的操作溫度為350°C，操作壓力為1.2MPa。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0009](I)工藝條件相對簡單，反應(yīng)也只涉及氟化反應(yīng)；
[0010](2)通過本系統(tǒng)制備的HFC-125產(chǎn)品濃度高，在99.6%以上；
[0011](3)對催化劑活化工藝進(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)化率降低的問題；
[0012](4)生產(chǎn)過程中產(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-第一反應(yīng)器、2-PCE分離塔、3-第二分離塔、4_第二反應(yīng)器、5_帶有進(jìn)料冷卻器的HCl分離塔、6-產(chǎn)品分離塔、7-液相水洗塔、8-堿液分離器、9-脫輕塔、10-帶有殘液槽和緩沖罐的精餾塔、11-一級萃取塔、12-—級閃蒸塔、13-二級萃取塔、14- 二級閃蒸塔、15-萃取劑回收塔、16-CFC-115回收脫輕塔、17-CFC-115回收精餾塔、18-HCFC-124回收脫輕塔、19-HFC-134a回收精餾塔、20-HCFC-124回收精餾塔、21-HC1吸收塔、22-焚燒系統(tǒng)、23-產(chǎn)品檢驗槽、24-1#氣囊、25-1級CFC-115濃縮槽、26_2級CFC-115濃縮槽、27_HFC_134a提純裝置、28-AHF儲罐、29-PCE儲罐。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示的制備HFC-125的系統(tǒng)，包括第一反應(yīng)器1、PCE分離塔2、帶有進(jìn)料冷卻器的HCl分離塔5、HCl吸收塔21、產(chǎn)品分離塔6、液相水洗塔7、堿液分離器8、第二分離塔3、第二反應(yīng)器4、脫輕塔9、焚燒系統(tǒng)22、帶有殘液槽和緩沖罐的精餾塔10、一級萃取塔11、產(chǎn)品檢驗槽23、一級閃蒸塔12、1#氣囊24、1級CFC-115濃縮槽25、二級萃取塔13、二級閃蒸塔14、萃取劑回收塔15、2級CFC-115濃縮槽26、CFC-115回收脫輕塔16、CFC-115回收精餾塔17、HCFC-124回收脫輕塔18、HFC_134a回收精餾塔19、HFC_134a提純裝置27、HCFC-124回收精餾塔20、AHF儲罐28、PCE儲罐29等；其中PCE儲罐29和AHF儲罐28通過管路連接第一反應(yīng)器I的進(jìn)料口，PCE、AHF經(jīng)過多次加熱后進(jìn)入第一反應(yīng)器I，在第一反應(yīng)器I中AHF與部分PCE反應(yīng)生成HCFC-123、HCFC-124, HCl及少量HFC-125，第一反應(yīng)器I出料口通過管路連接PCE分離塔2，出第一反應(yīng)器I的物料與進(jìn)第一反應(yīng)器I的物料進(jìn)行換熱后經(jīng)冷卻進(jìn)入PCE分離塔2，PCE分離塔2的塔釜通過管路連接至第一反應(yīng)器I的進(jìn)料口，分離的PCE自PCE分離塔2的塔釜經(jīng)PCE循環(huán)泵返回第一反應(yīng)器1，PCE分離塔2的塔頂通過管路經(jīng)進(jìn)料冷卻器連接HCl分離塔5的進(jìn)料口，PCE分離塔2塔頂?shù)钠溆嘟M分與第二反應(yīng)器4出口物料混合經(jīng)冷卻后進(jìn)入HCl分離塔5，HCl分離塔5的塔頂通過管路連接HCl吸收塔21的進(jìn)料口，HCl從HCl分離塔5的塔頂分離進(jìn)入HCl吸收塔21的制酸系統(tǒng)，HCl分離塔5的塔釜通過管路連接產(chǎn)品分離塔6的進(jìn)料口，HCl分離塔5塔釜物料進(jìn)入產(chǎn)品分離塔6，產(chǎn)品分離塔6的塔釜通過管路連接第二分離塔3的進(jìn)料口和第一反應(yīng)器I的進(jìn)料口，含HF的HCFC-123、HCFC-124釜液進(jìn)入第二分離塔3，含PCE的物料返回第一反應(yīng)器I的進(jìn)料口，第二分離塔3通過管路連接第二反應(yīng)器4的進(jìn)料口，第二分離塔3塔頂物料進(jìn)入第二反應(yīng)器4，在第二反應(yīng)器4中部分HCFC-123、HCFC-124與HF反應(yīng)生成HFC-125和HCl氣體，第二分離塔3塔釜廢液進(jìn)入廢液池處理，第二反應(yīng)器4通過管路經(jīng)進(jìn)料冷卻器連接HCl分離塔5的進(jìn)料口，在第二反應(yīng)器4中生成的HFC-125和HCl氣體與PCE分離塔2塔頂而來的物料一同經(jīng)冷卻送至HCl分離塔5進(jìn)行分離，產(chǎn)品分離塔6的塔頂通過管路連接液相水洗塔7的進(jìn)料口，液相水洗塔7的出口通過管路連接堿液分離器8的進(jìn)料口，在產(chǎn)品分離塔6中HFC-125粗產(chǎn)品(含HFC-134a及其輕組分)自塔頂分出去液相水洗塔7和堿液分離器8，堿液分離器8的出口通過管路連接脫輕塔9的進(jìn)料口，經(jīng)液相水洗塔7和堿液分離器8凈化后的粗產(chǎn)品進(jìn)入脫輕塔9，脫輕塔9的塔頂通過管路連接焚燒系統(tǒng)22，脫輕塔9塔頂分離出少量輕組分HFC-116高空排放去焚燒系統(tǒng)22進(jìn)行焚燒，脫輕塔9的塔釜通過管路連接精餾塔10的進(jìn)料口，脫輕塔9的釜液送入精餾塔10，精餾塔10的塔頂通過管路連接一級萃取塔11的進(jìn)料口，HFC-125粗品在精餾塔10塔頂分出進(jìn)入一級萃取塔11，一級萃取塔11的塔頂通過管路連接產(chǎn)品檢驗槽23，在一級萃取塔11中，經(jīng)萃取精餾后塔頂?shù)玫胶细癞a(chǎn)品HFC-125