液相氟化工艺是工业生产含氟制冷剂的常见方法,一般采用釜式工艺进行,因反应釜容易受腐蚀而发生穿孔,在生产上具有较大的安全隐患。气相氟化工艺虽然减缓了反应物料对反应器的腐蚀速度,但是反应温度高,催化剂易结焦,应用范围较窄。开发高效的氟化新工艺对于氟化工的发展具有重要意义。连续流氟化工艺在线反应量小、过程精准可控、易于实现高温高压的反应条件,是提高氟化反应过程安全性的有效方法。但是以氟化氢为氟源的液相氟化工艺因腐蚀性强、反应压力大,其连续流工艺目前尚未见相关报道。管道化反应器具有结构简单、设备成本低、生产能力大、反应过程安全性高等优点。本文以二氟甲烷的制备为研究目标,开发了以二氯甲烷为原料,氟化氢为氟源,液相管道化氟化制备二氟甲烷的新工艺。先后进行了液相管道化反应器小试装置设计与搭建、液相管道化氟化工艺优化与循环氟化工艺开发、五氯化锑催化机理研究、失活催化剂表征与再生、反应动力学研究、反应器的数值模拟,以及中试工艺包初步设计等内容。主要研究内容如下:（1）设计并搭建了一套耐腐蚀性能强、压力控制精准稳定的液相管道化反应器小试装置。针对液相氟化工艺的过流介质腐蚀性强的特点,对比考察了碳钢（20#）、304、904L、316L和Monel 400五种常见合金材质的管路在液相氟化反应液中的腐蚀速度。其中,316L不锈钢材质的管路腐蚀速度较低,且成本较低。针对含有少量固体的强腐蚀性过流介质,压力控制难的技术问题,通过稳压罐连接分液罐的装置设计,实现了小试装置的压力精准稳定控制。最后,通过腐蚀速度的考察,确定了设计的小试装置的操作边界条件为:压力0.6～2.5 MPa,温度80～120℃,氟化氢流量≤200mL/min,能够满足液相氟化工艺的操作要求。（2）开发了具有安全性高、反应器生产能力大、失活催化剂便于再生等特点的二氟甲烷连续化制备方法。在反应工艺条件为:反应温度为100℃,管道化反应器长度为50m（内径为4mm）,反应压力为1.6MPa,二氯甲烷和氟化氢摩尔比为1.6:1,反应物总流量为90mL/min,二氯甲烷溶液中的催化剂质量分数为15%的条件下,氟化氢的单程转化率达到16.3%。在该反应条件下,小试装置可以实现24 h稳定运行,运行期间产物浓度稳定,其中二氟甲烷的浓度分数始终保持在58%左右。（3）对SbCl5的预活化、催化机理、催化剂失活进行了理论研究和分析,实现了失活催化剂的高效再生。借助密度泛函理论（DFT）对目前存在的两种可能的SbCl5催化反应机理进行了研究,确定了较为可能的反应机理为:SbClxFy（x+y=5）中的氟原子直接接近CH2Cl2的碳原子,碳原子上的氯原子逐渐远离并接近锑原子,最终C-Cl断裂,C-F形成。通过对SbClxFy（x+y=5）催化反应能垒的对比,发现其催化活性从高到低为:SbF5＞SbClF4＞SbCl2F3＞SbCl3F2＞SbCl4F,即锑盐的氟化程度越高其催化活性越高。但是SbCl5氟化生成SbClxFy（x+y=5）是逐步进行的,SbClF4在高温下容易分解生成SbF3。所以,从SbClxFy（x+y=5）催化活性和稳定性两方面角度的综合分析,对SbCl5进行室温预活化,主要生成SbCl2F3和SbCl3F2,能够同时保持较高的催化活性和稳定性。此外,对失活的催化剂进行了分离,通过XPS表征分析确定其成分为SbF3,分析了产生SbF3的主要原因可能是SbCl4F的自分解以及五价锑盐被还原性物质还原。最后,提出SbF3通氯气反应的催化剂再生的方法,再生后的催化剂催化活性较高,可直接回用。（4）建立了液相管道化反应器的数学模型,利用模型对管道化反应器的放大效应进行了预测,并在小试装置上对管径进行适当放大,为进一步中试放大提供依据。针对液相氟化生成大量气体的反应过程特点,利用管道化反应器管长和产气速率之间的关系,得到了生成一氟一氯甲烷和二氟甲烷的宏观动力学方程分别为:r1=8.2×105×exp（-17.295/RT）[HF]1.2[CH2Cl2]0.7,r2=1.3×106×exp（-19.3/RT）[HF]1.6[CH2ClF]0.9。将动力学方程和传质过程耦合,分别建立了一维拟均相模型和二维拟均相模型。通过两种模型的数值计算结果和实验数据的对比,发现两种模型均较为可靠,二维拟均相模型可以提供产物浓度沿反应器径向的分布信息。利用二维拟均相模型,对管径为4 mm、6 mm、8 mm、10 mm、25 mm和50 mm的管道化反应器的反应效果进行了计算,结果表明,管道化反应器的放大效应较小。在小试装置上,将管道化反应器管径从4 mm放大到8 mm,一氟一氯甲烷和二氟甲烷的产率基本维持不变,和二维拟均相模型计算结果基本一致。（5）结合本文开发的液相管道化氟化小试工艺数据,按照相关标准以及技术规范,对年产250 t/y二氟甲烷的中试工艺包进行了初步设计。提供了由进样单元、反应单元和分离单元组成的P＆ID图,确定操作工艺条件,并对主要设备进行选型,对物料消耗量进行了估算,对主要物质进行了物料衡算,提出了“三废”处理方案。并且按照危险化工工艺中试要求,对自控点位和联锁装置进行了设计。为进一步的中试试验提供基础资料。