第57卷第4期2021年4月
氯 碱工业
Chlor-Alkali Industry
Vol.57, No.4
孙正威江泳2
(1.浙江巨化检安石化工程有限公司，浙江衢州324004;
2.浙江巨化股份有限公司电化厂，浙江衢州324004)
[关键词]1,1-二氟-1-氯乙烷；液相反应；除酸；干燥 [摘要]介绍了液相催化氟化技术生产1,1-二氟-1-氯乙烷的原理，分析了反应、除酸、干燥等工艺，总结 了实际生产中的注意事项。 [中图分类号]TQ124.3 [文献标志码]B[文章编号]1008 -133X(2021)04 - 0025 - 03
Production of HCFC-142b by liquid phase method
S U N Z h e n g w e i1, J IA N G Y o n g2
(1.Z h e jia n g Juhua Jian'an P etrochem ical E n g in e e rin g C o. , L td. , Q uzhou 324004, C h in a;
2. E le c tro c h e m ic a l P la n t, Z h e jia n g Juhua C o. , L td. , Q uzhou 324004, C h in a)
K e y w o rd s：1 ,1-d iflu o ro-1-c h lo ro e th a n e; liq u id phase re a c tio n；d e a c id ific a tio n；d ryin g
Abstract ：T h e p rin c ip le o f producing 1,1 -d iflu o ro-1 -ch lo ro eth an e by liq u id phase c a ta ly tic flu o rin a tio n technology was in tro d u c e d. T h e process o f re a c tio n, d e a c id ific a tio n and d ryin g w ere a n alyzed. T h e m atters n e e d in g attentio n in actu al production w ere sum m arized.
由于CFCs类物质逐渐被禁用，给CFCs替代品 的发展带来了巨大的机遇。国内外许多大型跨国公 司竞相研发新型替代品以及新工艺和新技术，以期 抢占市场制高点。
1,1-二氟-1 -氯乙烷又称HCFC-142b(以 下简称“R142b”），其作为一种高温制冷剂，主要应 用于高温环境下的制冷空调（高温空调）、热泵和混 合冷媒等。R142b虽然是CFCs过渡性替代品，但又 是一种重要的有机中间体，可以用来生产偏氟乙烯(以下简称“VDF”）单体，继而制备聚偏氟乙烯（以 下简称“PVDF”）树脂。随着含氟聚合物应用领域的不断拓展，作为V D F生产原料的R142b具有广阔 的市场发展前景[1]。
1R142b的制备原理[2]
以一氟二氯乙烷（以下简称“R141b”）为原料，*在釜式反应器中在催化剂的作用下与无水(以下简称“HF”）发生液相取代反应，化学反应方程式如下。
主反应：alysa_queen
等离子体处理CH3CC12F+ HF—»CH3—CC1F2 + HC1；
副反应：
CH3 - CC1F2 + HF—-CH3—CF3 + HClr
该液相法以五氯化锑为催化剂，反应产物经净化、精制等一系列工序后，得到合格的R142b产品 和1，1,1 -三氟乙烷（以下简称“R143a”）副产物。
2 R142b生产工艺流程[3]
H F和R141b经输送泵加压后分别送人氟化反应器，在五氯化锑催化剂作用下进行液相氟化反应，生成RM2b、R l43a，同时副产HC1；反应后气相产物进人反应器回流塔进行分离，塔顶分离出R142b、 *[作者简介]孙正威（1988—），男，工程师，2007年毕业于武汉工程大学测控技术与仪器专业，学士学位，多次参与浙 江巨化股份有限公司电化厂和浙江巨化锦纶有限公司PVDC、R142b、环己酮和己内酰胺等项目的技改扩建工作，现任浙江巨 化检安石化工程有限公司氯碱计控中心副主任。
[编者注]本文作者江泳为《氯碱工业》第8届编委会委员。
[收稿日期]2020-08 -07
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氯 碱工业2021 年
R143a、HC1和少量HF，进人水碱洗系统进一步处 理；塔釜分离出R141b和HF，返回氟化反应器进行 反应。水碱洗单元由降膜吸收塔、水洗塔、碱洗塔组 成。气相物料经过水碱洗单元后，再经过压缩冷凝 后制成粗产品。粗产品干燥后再经过精馏单元分离 得到合格的产品。简易工艺流程如图1所示。 图1 R142b生产工艺简易流程
F ig. 1 P ro cess flow o f R142b p ro d u ctio n
3 R142b制备工艺分析
3.1反应系统
3.1.1催化剂体系
该反应以五氯化锑为催化剂，该催化剂需要氟 化，其有效成分为SbClA(其中;c+y=5,y= l ~4,
表1
优选7=2 ~3)。由于氯氟化锑具有强腐蚀性，反应 器内氟化氢插人管（碳钢材质）腐蚀严重，期间对氟 化氢进料插人管进行改良，使用衬里插入管或纯PTFE插入管替代原碳钢管，解决了管道腐蚀的问 题。同时在反应过程中存在着Sb5+向Sb3+的还原 反应，须向反应器中加人适量，将Sb3+氧化成 Sb5+，保持催化剂的活性。根据反应器内的催化剂 活性决定通入的量及速率。在加人总量一 定的情况下，优选小流量连续通氯。通氯过快或过 量，催化剂活性增强，会造成反应过速，反应器压力 急剧上升而危及安全生产；而且过量的会使后 续水洗系统废液含有，污染环境并危害人体健 康。
3.1.2反应条件
钢格板压焊机
以HF和R141b为原料生产R142b是一个吸热 反应，该反应系统采用低压蒸汽作热媒，提供反应热 和汽化热。反应温度控制在90〜120 t.H F与 R141b的进料摩尔比控制在（2.5 ~4):1，反应压力 控制为0.5~0.9 1^?£1[4]。反应结果见表1。
试验结果
T a b le 1 E xp erim en ta l resu lts
汽水取样试验序号
HF、R141b摩尔比反应温度/T反应压力/MPa M；(R143a)/%u;(R142b)/%w;(R141b)/%五氟丁烷)/%
1 3.4099.80.67.2492.570. 19—
2 3.79102.30.6 4.3695.540.070.03
3 3.9790.30.8 2.3897.490. 110.02
4 3.6594.20.80.8798.800.310.02
5 3.7395.40.8 1.0998.520.38—
6 3.0495.40.8 1.6398.040.33—
7 3.2291.30.8 1.0398.430.460.08
3.2 R142b 与 HC1 分离[5]
为了避免过量的有机物在催化剂表面炭化而导 致催化剂活性下降，反应系统以HF过量进行，因此 反应后的物料须进行HF回收，设计了反应回流塔。回流塔的作用是将反应器出料物料中的R141b、HF 与HCl、R142b、R143a进行初步分离，回收H F及 R141b，降低物料消耗。该塔一般采用高压、低温控上部进人的新鲜工艺水进行逆流接触，吸收气体中 的酸性物质（HC1、HF等）。水洗塔塔釜的稀盐酸送 人降膜吸收塔，塔顶含有少量酸性的R142b、R143a 气体则进人碱洗系统。
碱洗系统由2级碱洗塔组成，利用酸碱中和原 理，中和工艺气体中少量的HC1、HF，完全除去酸性介质。
制。
初步分离出来的R142b、HCl、R143a及少量HF 等杂质，采用降膜吸收器进行湿法分离。来自水洗 单
元的稀盐酸从膜吸收器上部进人，利用水可以吸 收HC1的原理，吸收气相物料中的HC1，提浓制成 30%盐酸。
3.3 R142b 与 HF 分离
经过降膜吸收器吸收后，含有少量HC1、H F的Rl42b、R143a气体从水洗塔下部进入，与从水洗塔3.4 R142b 干燥
R142b、R143a气体经过前系统的水碱洗单元处 理后，已经达到了产品对酸度的要求，但是也因此带 人了水分。碱洗后的工艺气体经过压缩机加压后冷 凝液化，得到液相粗产品。本工艺主要使用4A分 子筛（其空腔开口直径为0.41 nm,4A分子筛也因 此得名）对粗产品进行干燥，分子筛可以定期切换 再生。
(下转第4〇页）
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氯 碱工业2021 年
2.5安全仪表系统SIS
对现有装置进行了 HAZOP 分析，SIL 等级评估 和安全系统验证，在碱液高位槽设计了 SIS ，检测碱液 循环杲A /B 电流，检测值达到设置的低值(3.6 A )
后，触发碱液高位槽程控阀开启，把碱液送至一级吸
收塔。SIS 由Rockwell 硬件、AADvance 系统及现场
SIL 认证检测仪表执行器组成。碱高位槽SIS 逻辑 方框图如图5所示。
溶液聚合
图5
碱液高位槽S I S 逻辑方框图
影视创意制作
F ig. 5
B lock d ia g ra m o f SIS logic o f ca u stic so lu tio n elev a ted ta n k
2.6柴油机发电装置及三电源智能切换系统
根据现有尾氯吸收系统的风机对供电可靠性的 要求和负载的特殊性质，设置了柴油机发电装置，同 时进行了多路电源系统设计，并能可靠切换，保证向 风机连续性供电。当一路电源异常时，按照设计逻 辑自动切换到相应的冗余电源回路，完全实现不间 断供电。柴油机发电装置三电源智能切换系统如图 6所示。
3
结语
氯碱企业只有采用合理的工艺设计和设备选 型，不断优化尾吸收装置的自动控制水平，最大 程度提高生产的安全可靠性，才能使尾氯得到了最 大限度的吸收，确保了烧碱生产系统安全、平稳运 行。
图6柴油机发电装置三电源智能切换系统示意图
F ig. 6
D ia g ra m o f in tellig en t sw itch in g
th ree p o w er so u rces fo r diesel gen era to r
[编辑：董红果]
(上接第26页）
4结语
液相法生产R 142b 是目前的主流工艺，该工艺 具有投资省、操作简单、连续性强、催化剂体系成熟 等特点。在实际生产过程中须注意以下几点。
(1)
通过反应器的液位变化可以初步判断反应
进行程度，也可以从反应回流塔塔顶气相采出量来 判断。同时要特别关注反应体系的催化剂浓度、物
料的摩尔比等关键因素，从而降低R 143a 副产品的 含量。
(2)
水碱洗后气相物料水分含量比较高，压缩 机进口的气液分离罐常常积液，甚至影响压缩机的 正常运行，每隔一段时间须对压缩机进行排液操作。 可见，碱洗塔的气液分离效果不好，须增加1台高效 除
雾器。
(3) 该工艺柔性化生产能力强，可以实现
R 142b 和R 143a 产品的切换生产，以便抓住市场机遇，生产当下畅销的产品，同时也可以对系统彻底清
洗后，柔性化生产其他产品，例如二氟甲烷（R 32)等。
参考文献
[1 ]刘光启，马连湘.氢氟烃的生产、性质及用途[M ].北京： 化学工业出版社，2003.
[2] 郭心正，汪民.由偏氯乙烯液相氟化制1,1,1 -三氟乙
焼[P ]_C N 1106781,1995.
[3] 刘建新.二氟一氯乙烷工艺设计方案改进[J ].化工设
i f ,2004,14 ( 5) ：42 -45.
[4] 陈春财.1,1,1-三氟乙烷制备的小试和中试过程研究
[D ]，浙江大学,2006.[5] 郭涛，吴嘉.二氟一氯乙烷反应精馏工艺的定态模拟研
究[J ]•化工反应工程与工艺，2004 ( 9) :204 - 208.
[编辑：董红果]
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