[00145309]1,1,1,2-四氟乙烷产品试制

一、立项的背景和意义 2003年,我公司的CFC-12过渡替代品HCFC-22装置开车成功,现已形成年产2.0万吨的产能,2012年生产1.9万吨,根据《蒙特利尔议定书》,发展中国家HCFCs最终淘汰已提前至2030年,并于2013年开始削减。研究不含氯的氢氟碳烃产品替代CFC-12势在必行。 新型环保制冷剂1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）是国际上公认的CFC-12的过渡替代品。其热力学性能及安全性与CFC-12相似,它的臭氧消耗潜值为0,具有优良的物理化学性质,无毒、不燃,可广泛应用于汽车空调、冰箱、商业制冷剂以及PU、PS塑料发泡剂及医药、气溶胶喷雾剂等,其需求量每年大副增长。尽管它有一定的温室效应,但在没有找到更好的替代物之前,它仍然是CFC-12的首选替代物。近年来HFC-134a在溶剂领域的应用也越来越广泛,它是一种有效的共溶剂或改性剂,在超临界流体萃取技术中具有独特优势。目前,国内HFC-134a产品供不应求,在国内外有广阔的市场前景。由此,我公司将利用现有氟资源的有利条件进行本项目的研究,为公司增添产值和效益,并提高公司在行业中的市场竞争力。 二、项目工艺原理 第一步：液相氟化。以三氯乙烯为原料,在SbCl5催化剂及一定温度、压力条件下液相催化氟化生成HCFC-133a及其它中间产物; 第二步：气相氟化。HCFC-133a与未反应的AHF分离后,分别进入气相氟化反应釜在催化剂及一定温度、压力的作用下进行反应生成HFC-134a与HCl,反应产物流经1#分离塔分离,塔底的中间产物与未反应的AHF进入2#分离塔,2#分离塔塔顶的中间产物直接回气相氟化反应系统,2#分离塔塔釜的AHF经脱水后再进入气相反应系统。1#分离塔塔顶的HFC-134a与HCl等少量其它物质进入HCl精馏塔及水碱洗系统,除去酸性物质,再提纯得到产品HFC-134a。 三、项目实施成果 1、液相氟化三氯乙烯的转化率≥98.0％; 2、气相氟化单程转化率≥22.0％; 3、HFC-134a的选择性≥98.0％（以三氯乙烯计）; 4、氟化氢的利用率≥98.0%,回用的氟化氢水份＜50PPm; 5、液相氟化反应排气中三氯乙烯含量≤10PPm; 6、液相氟化催化剂使用量≤2kg /吨HCFC-133a; 7、产品纯度99.90%,水份≤10mg/kg; 8、实现国家发明专利产业化一项,专利号为2009101528023。 四、项目主要创新点 1、采用液-气相两步法生产HFC-134a工艺。与气相法相比,液-气两步法具有能耗低、反应转化率高、气相催化剂使用寿命长等优势,大大提高产品市场竞争力。 2、HCFC-133a氟化反应催化剂浓度选择及催化剂活化工艺改进。选择适当的催化剂浓度,提高三氯乙烯的转化率, HCFC-133a粗品主含量达到98%以上,三氯乙烯含量在10PPm以下;改进生产过程催化剂活化工艺,延长氟化催化剂使用寿命,氟化反应废催化剂排放量降低50%。 3、气相氟化SMC-X型催化剂配方研究。具有强度好、比表面积大的优点,使用寿命长、反应选择性好,大大降低生产成本。 4、SMR-U型移热反应器技术。采用盘管结构反应器,将反应过程中的热量移出,稳定控制反应温度,延长催化剂使用寿命。催化剂活性降低后,将催化剂移至催化剂活化反应器进行处理待用,避免活化过程产生的水份对反应器产生腐蚀,延长反应器的使用寿命。 5、HCFC-133a与无水氟化氢的相分离工艺。较好地控制反应系统AHF与原料的投料配比,提高反应稳定性。 6、采用釜外供热及特殊投料工艺减少聚合物的生成量。反应釜反应热采用氟化氢气化后供给,可以防止反应釜釜壁温度过高,从而减少三氯乙烯聚合并防止结焦。 7、气相氟化系统水份去除工艺。HFC-134氟化反应过程中系统水分容易积累,按介质的性质,生成的水分最终积累在AHF中,从反应产物中分离出来的AHF进入脱水精馏塔脱水后再回用至反应系统,确保反应水分达到原料质量要求。延长催化剂使用寿命,减轻设备腐蚀。 五、应用情况 该项目技术成果已应用于工业化生产。2012年6月建成年产5000吨HFC-134a工业化生产装置,试生产运行正常稳定,现已扩产至2.5万吨/年,1-4月完成产值 1.5亿元。预计2013年完成产值4亿元,年创利润6000万元,上缴税收4000万元。