[發(fā)明專利]一種利用微通道技術(shù)生產(chǎn)磷酸三丁酯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010449986.6
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111574558B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蓋炳凱;郭子林;張杰清;李秉龍;李慧潔;李俊濤;任煥杰;呂坤成
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺遠(yuǎn)東精細(xì)化工有限公司
• 主分類號: C07F9/11
• 分類號: C07F9/11
• 代理公司: 北京百裕知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11953
• 代理人: 馬英迪

本發(fā)明提出了一種利用微通道技術(shù)生產(chǎn)高純度磷酸三丁酯的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：S1、混合酯化反應(yīng)；S2、霧化噴淋除酸；S3、微通道深度酯化；S4、堿洗；S5、水洗；S6、脫醇；S7、提純精制。本發(fā)明減少了酯化反應(yīng)中副反應(yīng)的產(chǎn)生，加速了反應(yīng)，獲得高產(chǎn)率、高純度TBP、降低了能源消耗、減少了廢水的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磷酸三丁酯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用微通道技術(shù)生產(chǎn)磷酸三丁酯的制備方法。

背景技術(shù)

高純度磷酸三丁酯主要用作氣相色譜固定液、液壓油添加劑、有機合成催化劑、稀土元素萃取劑等，應(yīng)用于航空、生物醫(yī)藥、核能利用、化學(xué)分析等領(lǐng)域。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于磷酸三丁酯自身的特性及生產(chǎn)設(shè)備的制約，較難獲得高純度磷酸三丁酯產(chǎn)品。

工業(yè)上，磷酸三丁酯一般是由丁醇與三氯氧磷直接酯化合成，為了抑制反應(yīng)中生成的氯化氫繼續(xù)與丁醇和磷酸三丁酯反應(yīng)生成氯丁烷通常需要控制很低的反應(yīng)溫度和較高的真空度，這導(dǎo)致了丁醇和三氯氧磷大量損失，磷酸三丁酯的收率難以超過80％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種利用微通道技術(shù)生產(chǎn)磷酸三丁酯的制備方法，本方法是將反應(yīng)物料提前冷卻，再加入到混合反應(yīng)塔中進(jìn)行反應(yīng)，混合完的反應(yīng)液先經(jīng)過霧化噴淋脫酸塔進(jìn)行大量脫酸，然后讓反應(yīng)液進(jìn)入微通道經(jīng)嚴(yán)格控制溫度的深度酯化后接收在搪玻璃反應(yīng)釜中，同時在混合反應(yīng)塔和搪玻璃反應(yīng)釜中通入氮氣以便帶走反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫氣體，促進(jìn)酯化反應(yīng)正向進(jìn)行，本發(fā)明所獲磷酸三丁酯，具有高產(chǎn)率、高純度的特點，其產(chǎn)率高達(dá)99.9％，達(dá)到出口級要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

優(yōu)選的，一種利用微通道技術(shù)生產(chǎn)磷酸三丁酯的制備方法，

S1：混合酯化反應(yīng)，進(jìn)料時先將原料分別在冷卻塔中提前冷卻，將三氯氧磷與正丁醇投入到混合反應(yīng)塔中進(jìn)行初步混合酯化反應(yīng)，然后將反應(yīng)液泵入兩級霧化噴淋脫酸塔中進(jìn)行大量脫酸，經(jīng)脫酸后的反應(yīng)液投入到微通道反應(yīng)器中進(jìn)行深度酯化，再將微通道中的反應(yīng)產(chǎn)物通入到搪玻璃反應(yīng)釜中繼續(xù)脫酸并深度酯化，直至完成深度酯化。

S2：霧化噴淋除酸，將反應(yīng)液進(jìn)行霧化噴淋除酸。首先將混合后的反應(yīng)液從霧化噴淋脫酸塔塔中層進(jìn)料口通入到噴淋塔中進(jìn)行霧化，同時從噴淋塔塔底通入氮氣與反應(yīng)液逆向吹掃反應(yīng)物料，TBP等產(chǎn)物得以回落而物料中的氯化氫氣體被氮氣帶走，減少微通道反應(yīng)器中氣阻、減少副反應(yīng)和堿中和時產(chǎn)生的廢水量。

S3：微通道深度酯化，將脫酸氣后的反應(yīng)液打入微通道反應(yīng)器，以微通道反應(yīng)器極大的換熱效率，控制最佳反應(yīng)溫度，并加速物料碰撞混合充分反應(yīng)，達(dá)到最佳反應(yīng)條件進(jìn)行深度酯化后送入搪玻璃反應(yīng)釜。

S4、堿洗，在攪拌速度為60～80r/min，向經(jīng)深度酯化完成后的物料中緩慢的加入濃度為10％的氨水溶液，控制溫度在30℃以下，取樣品測試其PH＝6～8后，停止加入氨水溶液，然后泵入分液罐靜置30分鐘分層除去下層水相，上層油相繼續(xù)水洗。

S5、水洗，將純水加入到物料中混合均勻，靜置分層后除去下層水相，得到磷酸三丁酯和正丁醇的混合油相。

S6、脫醇，將水洗后得到的反應(yīng)物料通過脫醇塔處理，將正丁醇蒸出，待塔項溫度達(dá)110～130℃餾分采出完畢時蒸餾結(jié)束，正丁醇回收脫水后重復(fù)利用。

S7、提純，將脫醇后得到的反應(yīng)物料在真空為-0.09～0.12Mpa，應(yīng)用分子蒸餾提純，得到高純度的磷酸三丁酯，所述高純度磷酸三丁酯中磷酸三丁酯含量≥99.80％，水分≤0.05％，酸值≤0.02mgKOHg。

優(yōu)選地，所述S1步驟中三氯氧磷與正丁醇之間摩爾比等于1：5～9。

優(yōu)選地，所述S1步驟中混合反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行初步混合酯化反應(yīng)時，通入氮氣形成惰性環(huán)境，并在真空-0.06～0.10Mpa下抽出氯化氫和氮氣混合氣體。