[發明專利]一種三羥甲基氧化膦的催化氧化合成工藝及設備

有效

• 申請號: 201410499804.0
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104230989A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 李永剛;王明峰;宋宏圖;馬會娟;田路
• 申請（專利權）人: 湖北省興發磷化工研究院有限公司
• 主分類號: C07F9/53
• 分類號: C07F9/53
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 蔣悅

技術領域

本發明涉及一種利用磷化氫氣體為原料的，催化氧化法合成三羥甲基氧化膦的生產工藝和生產設備，屬于化工生產領域。

背景技術

隨著世界范圍內阻燃防災呼聲的日益高漲和阻燃法規的日趨完善，安全環保標準日益嚴格以及塑料產品應用增加，到2014年整個阻燃劑市場需求將達到220萬噸，有機磷系阻燃劑全球市場容量有望達到68萬噸。目前，國內生產和使用的阻燃劑很多還是無機、含鹵素的阻燃劑。但是，由于含鹵阻燃劑存在燃燒時放出煙霧、腐蝕性氣體和有毒氣體。目前，歐洲大部分國家已經禁止鹵素阻燃劑的使用。歐美國家已經開始逐步用無鹵燃劑取代含鹵素的阻燃劑。

目前，合成三羥甲基氧化膦的技術，國內外都有很多研究報告和專利技術的發表。但尚無工業化裝置投產。由于缺少合理、高效的生產設備和工藝路線，使得以PH₃為原料合成THPO的能耗高，生產成本高，環境污染嚴重，制約了其工業規模的發展。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種三羥甲基氧化膦的催化氧化合成工藝及設備，依照該工藝路線，已經成功在該工業化裝置上完成了以PH₃為原料合成THPO的工業化生產。該方法工藝路線簡單，能耗低，操作簡單；催化劑可以反復使用，成本低；綜合利用了次磷酸鈉生產中的副產品PH₃，實現了循環經濟產業鏈；無“三廢”排放，對環境無污染，符合國家綠色環保的政策及可持續發展的戰略。

本發明提供的催化氧化法合成THPO的生產工藝和生產裝置，其中工藝路線包括以下幾個步驟：

步驟一：將PH₃氣體和甲醛氣體分別經過干燥器，過濾器，由鼓風機通入流化床，通入干燥氮氣保護，PH₃和甲醛進入流化床系統反應，流化床附載固體顆粒的催化劑，反應溫度為-5~5℃。

步驟二：將生成的三羥甲基膦（THP）加熱融化為液體，液體溫度為60~100℃，然后將液態THP轉移至氧化釜中。

步驟三：往氧化釜中加入氧化劑，反應溫度為30~120℃，攪拌反應3~6h后，降至室溫，得到三羥甲基氧化膦產品轉移至成品罐。

所述步驟一中，PH₃氣體、甲醛氣體和氮氣必須干燥。

所述步驟一中，反應溫度為-5~5℃，優選反應溫度為-3~0℃。

所述步驟一中，固體催化劑包括：Pt，K₂[PtCl₄]，Ni(NO₃)₂，NiCl₂，NiSO₄，Co(NO₃)₂等。

所述步驟二中，液體溫度為60~100℃，優選液體溫度為60~65℃。

所述步驟三中，氧化劑包括：空氣，氧氣，過氧化物（過氧化氫，過氧化鉀，過氧化鈉，過氧化銅，過氧化過氧化苯甲酸，過氧二碳酸酯等），堿【金屬M的氫氧化物（M是堿金屬或堿土金屬陽離子），氨水，碳酸鈉，甲醇鈉，乙醇鈉，吡啶，三甲氨，三乙胺等】。

所述步驟三中，反應溫度為30~120℃，優選反應溫度為30~60℃；其反應時間控制為3~6h。

工業化生產THPO的生產裝置主要包括：氣體預處理裝置，流化床系統，氧化釜，成品罐等。

所述氣體預處理裝置包括：干燥器，過濾器，鼓風機等；所述干燥器與過濾器相連，所述過濾器與鼓風機相連，所述過濾器與流化床進氣口相連；

所述流化床系統包括：流化床，旋風分離器，篩網，鼓風機等；所述流化床進氣口與氣體預處理裝置相連，排氣口與旋風分離器進料口相連，出料口與THP受器相連；所述旋風分離器排氣口經篩網，鼓風機與流化床進氣口相連，出料口與THP受器相連；

所述流化床上部分裝有2塊篩網，篩網中間放置一定數量的固體顆粒催化劑；

所述流化床中間部分裝有冷凝套管，冷凝套管下裝有隔熱層；

所述旋風分離器固體出料口與物料受器相連；

所述流化床下部分為物料倉，物料倉周圍裝有夾套，夾套上有蒸汽進出口；

所述旋風分離器下部分為物料倉，物料倉周圍裝有夾套，夾套上有蒸汽進出口；

所述流化床出料口與THP受器間的連接管道外有加熱套管；

所述旋風分離器出料口與THP受器間的連接管道外有加熱套管；

所述合成釜上接氧化劑計量罐，下接成品罐；

上述各個裝置通過常規化工管路相連。