[發明專利]一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備

有效

• 申請號: 202011239077.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112371075B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 曹貞虎
• 申請（專利權）人: 杭州燕麟科技有限公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;C07F9/6571;C07F9/6574
• 代理公司: 北京祺和祺知識產權代理有限公司 11501
• 代理人: 胡草

1.一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，

所述一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備包括前反應段和后反應段；

所述前反應段包括若干管式反應器和至少一個設于所述管式反應器下游的蒸餾或分餾裝置；

所述后反應段包括設于所述前反應段下游的催化型管式反應器，所述催化型管式反應器的內壁具有通過原子層沉積工藝負載的催化劑；

所述環狀膦酸酯的制備方法包括如下步驟：

(A)三羥甲基丙烷和亞磷酸三烷基酯在所述前反應段的若干管式反應器中反應，并經所述蒸餾或分餾裝置去除未反應的亞磷酸三烷基酯和副產物醇，得到中間體；

(B)將甲基膦酸二烷基酯加入到所述中間體并輸入到所述后反應段的催化型管式反應器中進行反應生成環狀膦酸酯。

2.根據權利要求1所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，所述一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備還包括混合單元和分離單元；所述混合單元位于所述前反應段和/或所述后反應段的入口段或入口段之前，所述分離單元位于所述前反應段和/或所述后反應段的出口段之后。

3.根據權利要求1所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，所述催化劑為鉭酸鹽、鋁酸鹽和鈦酸鹽中的一種或多種。

4.根據權利要求3所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，所述催化劑為鉭酸鈉、鋁酸鈉、鈦酸鈉、鉭酸鉀、鋁酸鉀或鈦酸鉀。

5.根據權利要求4的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，步驟(A)的反應式如下：

式中R為C原子數1-4的直鏈或支鏈烷基，式(II)化合物為所述中間體；

步驟(B)的反應式如下：

所述中間體和甲基膦酸二烷基酯進行酯交換可獲得單環和雙環的目標產物(I)，式中R₁為C原子數1-4的直鏈或支鏈烷基。

6.根據權利要求5所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，步驟(A)中，三羥基丙烷與亞磷酸三烷基酯的摩爾比為0.95∶1～1.2，反應溫度為80～150℃，壓力為0～2MPa，停留時間為2～20分鐘。

7.根據權利要求5所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，所述前反應段包括四段管式反應器，步驟(A)通過分段式管式反應器進行梯度升溫反應：

第一段管式反應器的反應溫度為80～110℃、反應壓力為0～2MPa、停留時間為60～360s；

第二段管式反應器的反應溫度為120～130℃、反應壓力為0～2MPa、停留時間為30～300s；

第三段管式反應器的反應溫度為135～145℃、反應壓力為0～2MPa、停留時間為30～300s；

第四段管式反應器的反應溫度為145～155℃、反應壓力為0～2MPa、停留時間為30～300s。

8.根據權利要求5所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，所述前反應段包括兩段管式反應器，步驟(A)通過分段式管式反應器進行梯度升溫反應：

第一段管式反應器的反應溫度為80～110℃、反應壓力為0～2MPa、停留時間為60～360s；

第二段管式反應器的反應溫度為130～150℃、反應壓力為0～2MPa、停留時間為60～300s。

9.根據權利要求5所述的一種用于制備環狀膦酸酯的連續管式反應設備，其特征在于，步驟(B)中，所述催化型管式反應器的反應溫度為150～260℃，反應壓力為0～5MPa，停留時間為4～25分鐘；所述甲基膦酸二烷基酯與所述中間體的摩爾比為1～1.5:1。