[發明專利]一種基于碳微球負載鐵鎳鈰催化劑合成甲基二氯化磷的方法

有效

• 申請號: 202111052660.0
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113501845B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 趙焱;槐波;馬駿;張清堂;郭貴臣
• 申請（專利權）人: 濰坊新綠化工有限公司
• 主分類號: C07F9/52
• 分類號: C07F9/52;B01J23/83;B01J37/02;B01J37/18
• 代理公司: 山東華君知識產權代理有限公司 37300
• 代理人: 武歡歡

一種基于碳微球負載鐵鎳鈰催化劑合成甲基二氯化磷的方法，包括浸漬液配制、碳微球負載鐵鎳鈰催化劑制備、甲基二氯化磷合成；所述合成方法采用碳微球負載鐵鎳鈰催化劑，鐵鎳鈰三元素負載量占碳微球載體總質量的0.2~1%，其中負載至碳微球內的鐵鎳鈰原子摩爾比49~62:29~48:3~9。該方法反應溫度低，300~400℃，三氯化磷轉化率20.4~30.1%，甲基二氯化磷收率94.6~97.5%，催化劑為固體，無毒且易于從反應體系中分離，使用壽命2800~3400小時，每克碳微球負載鐵鎳鈰催化劑可產出3.6~6.5千克甲基二氯化磷。

技術領域

本發明涉及一種基于碳微球負載鐵鎳鈰催化劑合成甲基二氯化磷的方法，屬于有機合成領域。

背景技術

甲基二氯化磷是有機磷化工最基礎的化合物之一，廣泛用于合成農藥、醫藥、阻燃劑等化學品，尤其近年來，隨著新型高效除草劑草銨膦市場需求量的迅猛增長，甲基二氯化磷作為合成草銨膦的最關鍵中間體，具有非常廣闊的市場前景。甲基二氯化磷純品為無色透明液體，有強烈刺激性氣味，化學性質極其活潑，極易吸水，與水作用劇烈放熱甚至燃燒，儲運成本高昂，市場上無法買到，用戶只能自行生產，因此研發甲基二氯化磷低成本生產方法意義重大。

甲基二氯化磷的合成方法分液相法和氣相法兩種，液相法反應條件溫和，操作容易，但合成路線長，原料成本高，環境污染嚴重。氣相法以甲烷和三氯化磷為原料，反應路線短，副反應少，三廢少，但需在高溫（600℃）下進行，危險性高，操作難度大，目前僅有德國拜耳公司擁有成熟的氣相法技術，在甲基二氯化磷生產領域處于壟斷地位。氣相法經濟成本方面有顯著優勢，是甲基二氯化磷工業化的首選方法，國內研究不多，突破點在于開發較低溫度下高效催化甲烷和三氯化磷反應的新型催化劑，中國專利CN112409406A中公開了一系列鹵代烴類催化劑，甲烷和三氯化磷在450~600℃條件下合成甲基二氯化磷，但反應溫度仍然很高，三氯化磷轉化率相對較低，而且鹵代烴類催化劑大多都有一定毒性，與原料的分離操作也比較繁瑣。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種基于碳微球負載鐵鎳鈰催化劑合成甲基二氯化磷的方法，實現以下發明目的：反應溫度低，三氯化磷轉化率20.4~30.1%，甲基二氯化磷收率94.6~97.5%，催化劑為固體，無毒易于分離且有效催化時間長，單位克重的催化劑所產出甲基二氯化磷的量較大。

為實現上述發明目的，本發明采取以下技術方案：

一種基于碳微球負載鐵鎳鈰催化劑合成甲基二氯化磷的方法，包括浸漬液配制、碳微球負載鐵鎳鈰催化劑制備、甲基二氯化磷合成；所述碳微球負載鐵鎳鈰催化劑中，鐵鎳鈰三元素負載量占碳微球載體總質量的0.2~1%，負載至碳微球內的鐵鎳鈰原子摩爾比為49~62:29~48:3~9。

以下是對上述技術方案的進一步改進：

步驟（1）浸漬液配制

從三價鐵或二價鐵的硫酸鹽、鹽酸鹽或硝酸鹽任選一種，金屬鎳的硫酸鹽、鹽酸鹽或硝酸鹽任選一種，金屬鈰的硫酸鹽或鹽酸鹽中任選一種，按鐵鎳鈰原子摩爾比為50~65:27~48:2~8配制成水溶液，水溶液中三種鹽總質量濃度31~34%，得到浸漬液。

步驟（2）碳微球負載鐵鎳鈰催化劑制備

適量碳微球加入浸漬液中，攪拌速率3000~7000轉/分條件下浸漬24~48小時，過濾出碳微球，用去離子水沖洗3次后放入真空干燥箱80℃干燥3小時；

所述碳微球粒徑100~300微米，內部孔徑分布5~40納米，比表面積600~1000m²/g，加入量為浸漬液的20~40%；