[發(fā)明專利]管道化方式生產(chǎn)正丁基硫代磷酰三胺的方法及專用設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010533313.5
• 申請(qǐng)日: 2010-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN102030775A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志衛(wèi);蘇為科;朱強(qiáng);張春雷;徐燦闖;王鑫江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué);上虞盛暉化工有限公司
• 主分類號(hào): C07F9/22
• 分類號(hào): C07F9/22;B01J10/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管道化方式生產(chǎn)正丁基硫代磷酰三胺的方法和設(shè)備。

(二)背景技術(shù)

正丁基硫代磷酰三胺在農(nóng)業(yè)上是一種有效的尿酶抑制劑，N-烷基取代磷酰三胺可以和尿素以一定的比例配制成復(fù)合肥料，一方面可以抑制土壤中的尿激酶的活性，減慢尿素的降解速度，從而提高尿素的利用率，增強(qiáng)肥效；另一方面還可以提供S、P等元素，起到較好的土壤改良作用。

在作出本發(fā)明之前，正丁基硫代磷酰三胺的合成主要有以下兩種：(1)兩步法，CN101337976A公開了“兩步法”制備正丁基硫代磷酰三胺的方法，首先三氯硫磷和正丁胺反應(yīng)制得N-正丁基硫代磷酰二氯，經(jīng)過(guò)分離純化后，通氨反應(yīng)并經(jīng)過(guò)后處理分離得到正丁基硫代磷酰三胺。該工藝復(fù)雜，涉及到低溫反應(yīng)及回流反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，能耗較大，副反應(yīng)較多，反應(yīng)收率低，生產(chǎn)成本較高。(2)一鍋法，CN101412733A公開了“一鍋法”制備正丁基硫代磷酰三胺的方法，以三乙胺作縛酸劑，三氯硫磷和正丁胺反應(yīng)制備得到N-正丁基硫代磷酰二氯和三乙胺鹽酸鹽的混合溶液，反應(yīng)液不經(jīng)純化直接在常壓或加壓條件下，通氨氣數(shù)小時(shí)，最后經(jīng)必要的分離純化后得到正丁基硫代磷酰三胺，但是該工藝同樣存在反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，反應(yīng)試劑品種多，縛酸劑三乙胺氣味難聞等缺點(diǎn)，而且由于使用三乙胺作為縛酸劑，增加了后處理分離純化的難度，操作步驟煩瑣，通氨氣時(shí)要求一定壓力，生產(chǎn)條件要求高。

因此，研究一種新的正丁基硫代磷酰三胺的生產(chǎn)方法和設(shè)備具有相當(dāng)重要的意義。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于提供工藝合理，生產(chǎn)成本低，收率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)的正丁基硫代磷酰三胺的方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明將正丁胺和三氯硫磷快速混勻后在管式反應(yīng)器中反應(yīng)，所得反應(yīng)液直接通氨反應(yīng)得到正丁基硫代磷酰三胺，具體技術(shù)方案如下：

一種管道化方式生產(chǎn)正丁基硫代磷酰三胺的方法，其特征在于所述方法為：將三氯硫磷和正丁胺連續(xù)輸入Y型射流混合器中快速混合均勻，然后進(jìn)入管式反應(yīng)器，控制管式反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度在10～35℃，反應(yīng)時(shí)間為5～90s；所得反應(yīng)液從管式反應(yīng)器出口進(jìn)入預(yù)先加有有機(jī)溶劑的胺化反應(yīng)器中，在20～25℃、常壓下連續(xù)通入氨氣反應(yīng)2.5～3小時(shí)，反應(yīng)完全后，經(jīng)分離純化即得正丁基硫代磷酰三胺。

進(jìn)一步，所述的有機(jī)溶劑選自下列一種或任意幾種按任意比例的混合：乙酸乙酯，二氯甲烷，2-甲基四氫呋喃。所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量用量?jī)?yōu)選為三氯硫磷質(zhì)量的2-5倍。

進(jìn)一步，所述的三氯硫磷和正丁胺的投料摩爾比優(yōu)選為1∶1.6～1.9。

進(jìn)一步，所述管式反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選10～60s。

本發(fā)明所述的分離純化方法為：所述胺化反應(yīng)液中加水充分?jǐn)嚢韬螅o置分層，分離得到有機(jī)層和水層。所得有機(jī)層通過(guò)結(jié)晶操作得到正丁基硫代磷酰三胺；所述的結(jié)晶操作可以是將有機(jī)層先濃縮除去大部分溶劑后冷卻(優(yōu)選冷卻至-5～0℃)結(jié)晶，得正丁基硫代磷酰三胺；或者所述的結(jié)晶操作可以是：所得有機(jī)層減壓回收溶劑后，所得殘余物中加入結(jié)晶溶劑、冷卻(優(yōu)選冷卻至-5～0℃)結(jié)晶，得純品正丁基硫代磷酰三胺。所得水層加入堿液調(diào)節(jié)pH＝11～12，攪拌，靜置分層，分出有機(jī)層即為正丁胺，加入無(wú)水硫酸鈉干燥后可重復(fù)套用。所述的堿液可以是氫氧化鈉，氫氧化鉀等無(wú)機(jī)堿配制成的水溶液。

進(jìn)一步，所述結(jié)晶溶劑優(yōu)選為下列一種或任意幾種按任意比例的混合：二氯甲烷，2-甲基四氫呋喃，石油醚，乙酸乙酯。

本發(fā)明還提供了一種所述的管道化方式生產(chǎn)正丁基硫代磷酰三胺的方法的專用設(shè)備，所述專用設(shè)備包括儲(chǔ)罐I、儲(chǔ)罐II、兩個(gè)計(jì)量泵、Y型射流混合器、管式反應(yīng)器以及胺化反應(yīng)器；所述的儲(chǔ)罐I和儲(chǔ)罐II分別經(jīng)由各自的計(jì)量泵與Y型射流混合器連接，所述的Y型射流混合器下端通過(guò)管線與管式反應(yīng)器的入口連接，所述管式反應(yīng)器的出口通過(guò)管線與胺化反應(yīng)器的入口相連。

本發(fā)明所述管式反應(yīng)器是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，包括單管、雙管等，即所述的管式反應(yīng)器可以由兩根以上管道并聯(lián)組成。所述管道的管長(zhǎng)為1～50m，優(yōu)選5～35m；管道直徑為3～30mm，優(yōu)選3～15mm。管式反應(yīng)器的形狀包括直形、U形、N形、螺旋形等各種形狀。

結(jié)合上述專用設(shè)備，本發(fā)明所述的方法包括如下步驟：