一种制备甲基二氯化磷的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种制备甲基二氯化磷的系统，所述系统包括依次连接的中间体合成反应单元、中间体分离单元和甲基二氯化磷合成单元；其中，所述中间体合成反应单元包括流化床反应器，流化床反应器顶部物料出口与中间体分离单元相连，中间体分离单元的产品出料口连接甲基二氯化磷合成单元。本实用新型专利技术以流化床反应器作为合成中间体的反应器，在流化床反应器中进行气固催化反应制备甲基氯化铝产品，再以甲基氯化铝和三氯化磷反应生成配体，配体与碱金属卤化物反应得到甲基二氯化磷。本实用新型专利技术将现有甲基氯化铝的制备由间歇改为连续，并通过优化反应器结构和反应条件，提升了甲基氯化铝产率，进而提升了甲基二氯化磷的产率。

【技术实现步骤摘要】
一种制备甲基二氯化磷的系统
本技术属于有机磷化学合成
，涉及一种制备甲基二氯化磷的系统，尤其涉及一种采用流化床反应器作为中间体合成反应器的甲基二氯化磷的制备系统。
技术介绍
甲基二氯化磷是一种合成有机磷化合物的中间体，也是除草剂草铵膦的重要中间体。甲基二氯化膦可以直接或间接合成上百种有机磷化合物，而且以它作为起始物的反应，转化率极高，多数反应几乎都是定量进行的。甲基二氯化膦纯品为无色透明液体，沸点为80℃～82℃，工业品为稍带浅黄色的透明液体，沸点为79℃～81℃。其化学性质极其活泼，在空气中易与水和氧气发生反应，在室温储存时，也需要氮气密封保护。因此，市场上难以买到该化合物。传统上，根据合成原料的不同，甲基二氯化磷的合成方法主要包括以下几种：(1)以甲烷和三氯化磷为原料合成(德国拜耳法)；(2)氯甲烷和红磷法；(3)三氯化磷和三甲基铝法；(4)三氯化磷和甲基氯化铝法；(5)三元(氯甲烷、三氯化铝和三氯化磷)络合物铝粉还原法。现有合成方法都有各自的优缺点，US4101573公开了一种以四氯化碳作为引发剂，以甲烷和三氯化磷为原料，在600℃一步合成甲基二氯化磷的方法，其在转化率为10％～30％时，收率为80％-98％。但该方法要求三氯化磷转化率不超过35％，否则收率会显著下降，且粗产品是三氯化磷和甲基二氯化磷的混合物，二者沸点接近，分离困难，且由于物料性质和高温反应条件，该方法设备成本十分高昂。Asimplepreparationofmethylphosphonousdichloride(Synthesis,1977,1977(07):450-450)中报道了以碘甲烷、三氯化磷和三氯化铝为原料的三元络合法制备甲基二氯化磷，在低温下形成三元络合物后用铁粉还原，再加入氯化钾后蒸馏得到甲基二氯化磷，该方法收率为70％～80％，但其原料碘甲烷成本较高。李以名等在“甲基二氯化磷的合成”(农药,2011,50(2):97-99.)中提出一种以1,1,2,2-四氯乙烷为溶剂，以氯甲烷、三氯化铝和三氯化磷为原料的合成方法，先在80℃条件下反应6h得到三元络合物，然后在140℃条件下用铝还原，一边反应一边蒸馏得到产品甲基二氯化磷，其总收率为76.2％。但该方法需要消耗大量溶剂，未反应完全的三氯化磷混合在溶剂中，增加了溶剂和原料的回收成本。可见，现有甲基二氯化磷的合成方法大都存在不同的缺陷，且现有甲基二氯化磷的合成方法中对于中间体的合成多采用间歇釜式操作，反应时间长，产率低，操作环境和强度大，存在较大的安全、环保隐患，进而降低了甲基二氯膦的产率。
技术实现思路
针对现有制备甲基二氯化磷中存在的问题，本技术提供了一种制备甲基二氯化磷的系统。本技术所述系统以流化床反应器作为合成中间体的反应器，在流化床反应器中进行气固催化反应制备甲基氯化铝产品，再以甲基氯化铝和三氯化磷反应生成配体3CH3PCl2·2AlCl3，3CH3PCl2·2AlCl3与NaCl等碱金属卤化物反应得到甲基二氯化磷。本技术将现有甲基氯化铝的制备由间歇改为连续，并通过优化反应器结构和反应条件，提升了甲基氯化铝产率，进而提升了甲基二氯化磷的产率。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种制备甲基二氯化磷的系统，所述系统包括依次连接的中间体合成反应单元、中间体分离单元和甲基二氯化磷合成单元；其中，所述中间体合成反应单元包括流化床反应器，流化床反应器顶部物料出口与中间体分离单元相连，中间体分离单元的产品出料口连接甲基二氯化磷合成单元。本技术所述系统以铝粉和氯甲烷为原料制备合成甲基二氯化磷的中间体甲基氯化铝，再以甲基氯化铝和三氯化磷反应生成配体3CH3PCl2·2AlCl3，3CH3PCl2·2AlCl3与NaCl等碱金属卤化物反应得到甲基二氯化磷。原料铝粉和氯甲烷以及催化剂在流化床反应器中在流态化情况下进行气固催化反应合成中间体甲基氯化铝，所述反应的反应方程式如下：3CH3Cl+2Al→CH3AlCl2+(CH3)2AlCl合成的甲基氯化铝和三氯化磷反应生成配体3CH3PCl2·2AlCl3，3CH3PCl2·2AlCl3与NaCl等碱金属卤化物反应得到甲基二氯化磷，所述反应的反应方程式如下：CH3AlCl2+(CH3)2AlCl+3PCl3→3CH3PCl2·2AlCl33CH3PCl2·2AlCl3+2NaCl→3CH3PCl2+2NaAlCl4本技术中，中间体甲基氯化铝的合成在流化床反应器中以流态化进行，增加了传质过程，提高了反应速率，在短时间内可以达到较高的产率；并且，采用流化床反应器可以实现连续操作，提高了生产效率。本技术中中间体为甲基氯化铝，其为甲基二氯化铝和二甲基氯化铝的混合物。以下作为本技术优选的技术方案，但不作为本技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本技术的技术目的和有益效果。作为本技术优选的技术方案，所述流化床反应器底部设有气体物料入口，侧壁设有固体物料入口；气体物料入口与氯甲烷输送管路相连，氯甲烷输送管路上设有加热设备。作为本技术优选的技术方案，于所述流化床反应器内于底部的气体物料入口上方设置气体分布器，气体分布器上的气孔开孔率为0.1％～15％，气体分布器上的开孔孔径为3mm～8mm，气体分布器上的开孔为圆孔、椭圆形孔、三角形孔、方孔或正多边形孔，气体分布器上的开孔呈三角形分布、圆形分布、方形分布或菱形分布。其中，气体分布器上的气孔开孔率为0.1％～15％，例如0.1％、0.5％、1％、3％、5％、7％、10％、13％或15％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；气体分布器上的开孔孔径可为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm或8mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本技术优选的技术方案，所述流化床反应器内设置换热器，换热器设置于气体分布器上方，换热器为U形管换热器、指形管换热器或蛇形换热器中任意一种或至少两种的组合。本技术中，由于氯甲烷和铝粉的催化反应为强放热，必须及时将流化床内热量移走，否则会造成流化床内部温度过热，反应原料氯甲烷碳化，进而影响目的产物的实际收率，且存在安全隐患。本技术中，所述换热器中可以采用导热油作为换热介质。作为本技术优选的技术方案，所述产品分离系统包括依次连接的气固分离装置和含尘气体处理装置，气固分离装置的气体出口与含尘气体处理装置的入口相连，气固分离装置的固体物料返回流化床反应器。作为本技术优选的技术方案，所述气固分离装置为旋风分离器；所述气固分离装置的个数≥1；所述气固分离装置中第一个气固分离装置置于流化床反应器内部上方和/或置于流化床反应器外部。当气固分离装置为多个时，其可以部分内置于流化床反应器中和部分外置于流化床反应器。作为本技术优选的技术方案，当所述气固分离装置置于流化床反应器内部时，气固分离装置的固体物料出口通过管路连通至流化床反应器中气体分布器上方；当所述气固分离装置置于流化床反应器外部时，其气固分离装置的固体物料出口通过管路从流化床反应器外部或内部连通至流化床反应器中气体分布器上方。所述管路的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备甲基二氯化磷的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的中间体合成反应单元、中间体分离单元和甲基二氯化磷合成单元；其中，所述中间体合成反应单元包括流化床反应器(1)，流化床反应器(1)顶部物料出口与中间体分离单元相连，中间体分离单元的产品出料口连接甲基二氯化磷合成单元。

【技术特征摘要】
1.一种制备甲基二氯化磷的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的中间体合成反应单元、中间体分离单元和甲基二氯化磷合成单元；其中，所述中间体合成反应单元包括流化床反应器(1)，流化床反应器(1)顶部物料出口与中间体分离单元相连，中间体分离单元的产品出料口连接甲基二氯化磷合成单元。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流化床反应器(1)底部设有气体物料入口，侧壁设有固体物料入口；气体物料入口与氯甲烷输送管路相连，氯甲烷输送管路上设有加热设备。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，于所述流化床反应器(1)内于底部的气体物料入口上方设置气体分布器(6)，气体分布器(6)上的气孔开孔率为0.1％～15％，气体分布器(6)上的开孔孔径为3mm～8mm，气体分布器(6)上的开孔为圆孔、椭圆形孔、三角形孔、方孔或正多边形孔，气体分布器(6)上的开孔呈三角形分布、圆形分布、方形分布或菱形分布。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述流化床反应器(1)内设置换热器，换热器设置于气体分布器(6)上方，换热器为U形管换热器、指形管换热器或蛇形换热器中任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述产品分离系统包括依次连接的气固分离装置(2)和含尘气体处理装置，气固分离装置(2)的气体出口与含尘气体处理装置的入口相连，气固分离装置的固体物料返回流化床反应器(1)。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述气固分离装置(2)为旋风分离器；所述气固分离装置(2)的个数≥1；所述气固分离装置(2)中第一个气固分离装置(2)置于流化床反应器(1)内部上方和/或置于流化床反应器(1)外部。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述气固分离装置(2)置于流化床反应器(1)内部时，气固分离装置(2)的固体物料出口通过管路连通至流化床反应器(1)中气体分布器上方；当所述气固分离装置(2)置于流化床反应器(1)外部时，其气固分离装置(2)的固体物料出口通过管路从流化床反应器(1)外部或内部连通至流化床反应器(1)中气体分布器上方。8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述含尘气体处理装置包括依次连接的洗涤塔(3)和脱气塔(4)；所述洗涤塔(3)底部设置含固渣浆排出口，洗涤塔(3)顶部设气体出口，洗涤塔(3)外设冷凝器(5)，洗涤塔(3)的顶部的气体出口与冷凝器(5)的入口相连，冷凝器(5)的液体出口与洗涤塔(3)顶部物料回流口相连，冷凝器(5)的气体出口与脱气塔(4)的气体入口相连，洗涤塔(3)底部设有再沸器和产品出口，所述产品出口产出物料分为两路，一路经再...

【专利技术属性】
技术研发人员：周曙光，秦龙，李培国，余神銮，祝小红，陈华涛，徐亚卿，
申请(专利权)人：浙江新安化工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33