亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺及其生产系统技术方案

本发明专利技术公开了亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，包括以下步骤：1)原料预处理；2)反应过程；3)粗产品分离提纯：4)产品检验。其相应生产系统包括连续生产系统和分离纯化系统，连续生产系统包括反应釜A，反应釜A封头开口处接有两个相互垂直的各连通一个原料罐的高压雾化喷嘴；反应釜A上部为反应空间，中部为管式反应器，下部为下展式放料阀，下展式放料阀连通分离纯化系统；反应釜A设有废气回收系统；连续生产系统设有供压系统。本发明专利技术提供的亚磷酸三苯酯生产工艺，使得整个生产过程可以连续进行，能够获得质量稳定，使用效果好的产品；其生产系统，能够完整实现亚磷酸三苯酯的连续化生产，控制方便，操作简洁，能提高产品的回收效果。

Process for continuous production of phosphite three phenyl ester and production system thereof

The invention discloses a continuous production process of phosphite three phenyl ester, which comprises the following steps: 1) raw material pretreatment; 2) reaction process; 3) separation and purification of crude products; (4) product inspection. The purification system of continuous production system including the production system and the corresponding separation, continuous production system including A reactor, A reactor head opening is connected with two mutually perpendicular each connected a raw material tank, high-pressure atomizing nozzle; reactor A upper reaction space, central pipe reactor, lower for the exhibition type discharge valve, under the expansion of the discharge valve is communicated with the separation and purification system; A reactor with gas recovery system; continuous production system with pressure supply system. Three benzene phosphite ester production process provided by the invention, the whole production process can be carried out continuously, can obtain stable quality, good use effect of the product; its production system can realize the continuous production, benzene ester phosphite three control convenient, simple operation, can improve the recovery efficiency of products.

【技术实现步骤摘要】
亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺及其生产系统
本专利技术涉及化学品生产工艺
，具体是指亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺及其生产系统。
技术介绍
信息、材料和能源是当代文明的三大支柱，而新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关，新材料在国民经济和社会发展中起着重要的作用。材料科学技术是高新技术的重要组成部分之一，它对新技术、新工艺、新产品的发展起着重要的支撑作用。塑料、合成纤维和橡胶等高分子材料在使用中易发生多种副反应，尤其是成型加工过程易发生热氧化降解等一系列的自由基链式反应。在热、光或氧的作用下，有机物分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物(HOO)；氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基(RO·)和羟基自由基(HO·)。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化，进而降低高分子化合物的强度和其它性能指标，破坏材料的使用性能，缩短材料的使用寿命。高分子材料中加入抗氧剂可以保持材料本身的优良性能及其成型加工性能，延长使用寿命。而抗氧剂是一类化学物质，在聚合物中添加少量抗氧剂，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。对工程塑料加工过程来说，抗氧剂可以防止某些聚合物，如PVC、PE、PP、ABS等加工过程中的热氧化降解，使其成型加工能顺利进行。抗氧剂的作用是消除加工和使用过程中产生的自由基，或促进氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。能消除自由基的抗氧剂包括芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物的主抗氧剂，以及能分解氢过氧化物的硫代酯和亚磷酸酯的辅助抗氧剂。理想的抗氧剂应具备以下条件：①高抗氧化能力；②与树脂的相容性好，不析出；③加工性能良好，在高聚物的加工温度下不挥发、不分解；④耐抽出性好，不溶于水和油中；⑤无色或色浅，不污染制成品；⑥无毒或低毒；⑦价格低廉。事实上，任何一种抗氧剂都不能完全满足这些条件。因此，实际使用中常根据高分子材料的种类、用途和加工方法，利用各种辅助抗氧剂之长，配合使用，以产生协同效应，提高材料的抗氧化能力。在众多辅助抗氧剂中，亚磷酸三苯酯辅助抗氧剂是顺应国内外无毒PVC制品发展的需要而开发的，是塑料制品加工成型过程中必不可少的一类优良助剂。其稳定性能好，主要用于化工、医疗器材、食品包装、农业、电子、建材及科研等行业，该产品为U.S.FDA(美国食品药物管理局、国际权威机构)认可的无毒产品，我国卫生防疫部门做高层次的毒性分析后，确证为无毒产品。除具有以上优点外，其在PVC的热稳定性、透明性方面均优于其他品种，因此市场需求逐年旺盛，发展前景良好。现有亚磷酸三苯酯(TPP)的制备工艺，主要由苯酚与三氯化磷通过间歇反应，再经脱气、蒸馏等过程制备，也是生产其它亚磷酸酯类辅助抗氧剂的原料。亚磷酸三苯酯(TPP)间歇式制备过程能耗高，效率低，产品纯度较差，对本分的回收利用率低。这些技术问题制约着亚磷酸酯类辅助抗氧剂生产企业，极大地影响了企业效益的提升。因此，研发亚磷酸酯类辅助抗氧剂的连续化生产工艺和纯化工艺，设计苯酚纯化的精馏设备成为亚磷酸酯类辅助抗氧剂生产企业的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能耗较低，制备效率高，产品纯度较好，苯酚回收率高，能降低生产成本，提高企业经济效益的亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺。本专利技术的另一个目的在于提供一种能耗较低，制备效率高，产品纯度较好，苯酚回收率高，能降低生产成本，提高企业经济效益的亚磷酸三苯酯的连续化生产系统。本专利技术通过下述技术方案实现：亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，包括以下步骤：(1)原料预处理：将三氯化磷和苯酚雾化；(2)反应过程：按计量比混合雾化后的三氯化磷和苯酚，使其充分接触并进行反应，回收反应产生的氯化氢气体，并通过管式反应器对反应产物进行保温；(3)粗产品分离提纯：通过精馏的方式提纯管式反应器内的粗产品，得到分离纯化后无色油状的亚磷酸三苯酯产品，精馏过程中做好尾气处理；(4)产品检验：测定亚磷酸三苯酯产品中，总氯和氯离子的含量。本工艺原理即为通过使用高压气流雾化喷嘴，将三氯化磷和熔融的苯酚雾化，两者混合反应时，能够更为高效，调整高压惰性气体流量达到精确控制反应物料比例，雾化后的物料在进行初步反应，产生的反应热伴随氯化氢排出反应体系，粗产物进入管式反应器进行保温反应，最后通过精馏塔进行分离纯化得到成品，整个过程可以连续进行，无需间歇生产，因此能够实现连续化生产，大幅提高生产效率，降低生产成本，降低能耗，减少污染，经过后续的精馏提成，能够获得质量稳定，使用效果好的产品。为了更好地实现本专利技术所述工艺方法，进一步地，所述步骤(1)中，三氯化磷和苯酚雾化的过程包括以下步骤：(1.1)使用蒸汽预热苯酚，使其保持熔融状态；(1.2)将高压惰性气体作为介质，经过雾化器，分别将苯酚和三氯化磷进行雾化，其高压惰性气体的压力为2.0～3.8Mpa，高压惰性气体的作用是防止苯酚被氧化。为了更好地实现本专利技术所述工艺方法，进一步地，所述步骤(2)中，进行反应的三氯化磷和苯酚计量比为1:2.8～4.2，且三氯化磷和苯酚进行雾化后的雾化颗粒大小为0.5～5.0μm。为了更好地实现本专利技术所述工艺方法，进一步地，所述步骤(4)中，亚磷酸三苯酯产品中，总氯和氯离子含量的测定方法包括：(4.1)总氯含量测定：样品采用吗啉和丙酮的混合液进行前处理，将产品用混合液溶解，加热回流1小时，冷却后再加入甲基红指示剂，用硝酸银标准溶液滴定，滴定设备采用瑞士万通电位滴定仪；(4.2)氯离子含量测定：样品直接用丙酮溶解，以NH4Fe(SO4)2为指示剂，NH4SCN为标准液进行滴定，采用电位滴定仪，测定产品氯离子含量。生产工艺生产亚磷酸三苯酯的连续化生产系统，包括连续生产系统和分离纯化系统，所述连续生产系统包括提供连续反应场所具有保温效果的反应釜A，所述反应釜A封头开口处接有两个相互垂直的高压雾化喷嘴，两个高压雾化喷嘴各连通一个装有单一反应原料的原料罐；反应釜A上部为物料反应提供反应空间，中部设有自带独立加热保温功能的管式反应器，下部设有盛放粗产品的下展式放料阀，粗产品通过下展式放料阀进入分离纯化系统进行分离纯化；反应釜A上方设有废气排出管，废气排出管连接有废气回收系统；连续生产系统还设有供压系统为反应釜A内的高压雾化喷嘴提供高压气体。由于该生产系统中，均将高压雾化喷嘴和管式反应器安装在不锈钢釜中，使得整个物料的反应过程均在反应釜A内发生，通过在反应釜A下方设置下展式放料阀，将反应产出的粗产品输送到分离纯化系统内，实现亚磷酸三苯酯的连续化生产，整个系统，仅需要通过供压系统提供的气体压力，以及高压喷嘴的流量，即可调控整个反应的进行。为了更好地实现本专利技术的生产系统，进一步地，所述分离纯化系统包括精馏塔，所述精馏塔的物料进口通过保温管道与反应釜A下部的下展式放料阀连接，精馏塔上部连接有尾气回收系统，下部产出分离纯化后的产品，精馏塔还连接有副产物回收系统。为了更好地实现本专利技术的生产系统，进一步地，所述尾气回收系统包括管道依次串联的加热器、回收罐、尾气回收罐、活性炭罐、真空泵，回收罐底部将物料回收入蒸馏塔，所述精馏塔下本文档来自技高网...

【技术保护点】
亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料预处理：将三氯化磷和苯酚雾化；(2)反应过程：按计量比混合雾化后的三氯化磷和苯酚，使其充分接触并进行反应，回收反应产生的氯化氢气体，并通过管式反应器对反应产物进行保温；(3)粗产品分离提纯：通过精馏的方式提纯管式反应器内的粗产品，得到分离纯化后无色油状的亚磷酸三苯酯产品，精馏过程中做好尾气处理；(4)产品检验：测定亚磷酸三苯酯产品中，总氯和氯离子的含量。

【技术特征摘要】
1.亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料预处理：将三氯化磷和苯酚雾化；(2)反应过程：按计量比混合雾化后的三氯化磷和苯酚，使其充分接触并进行反应，回收反应产生的氯化氢气体，并通过管式反应器对反应产物进行保温；(3)粗产品分离提纯：通过精馏的方式提纯管式反应器内的粗产品，得到分离纯化后无色油状的亚磷酸三苯酯产品，精馏过程中做好尾气处理；(4)产品检验：测定亚磷酸三苯酯产品中，总氯和氯离子的含量。2.根据权利要求1所述的亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，三氯化磷和苯酚雾化的过程包括以下步骤：(1.1)使用蒸汽预热苯酚，使其保持熔融状态；(1.2)将高压惰性气体作为介质，经过雾化器，分别将苯酚和三氯化磷进行雾化，其高压惰性气体的压力为2.0～3.8MPa。3.根据权利要求1或2所述的亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，进行反应的三氯化磷和苯酚计量比为1:2.8～4.2，且三氯化磷和苯酚进行雾化后的雾化颗粒大小为0.5～5.0μm。4.根据权利要求1或2所述的亚磷酸三苯酯的连续化生产工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，亚磷酸三苯酯产品中，总氯和氯离子含量的测定方法包括：(4.1)总氯含量测定：样品采用吗啉和丙酮的混合液进行前处理，将产品用混合液溶解，加热回流1小时，冷却后再加入甲基红指示剂，用硝酸银标准溶液滴定，滴定设备采用瑞士万通电位滴定仪；(4.2)氯离子含量测定：样品直接用丙酮溶解，以NH4Fe(SO4)2为指示剂，NH4SCN为标准液进行滴定，采用电位滴定仪，测定产品氯离子含量。5.根据权利要求1～4任一项所述生产工艺生产亚磷酸三苯酯的连续化生产系统，包括连续生产系统和分离纯化系统，其特征在于，所述连续生产系统包括提供连续反应场所具有保温效果的反应釜A，所述反应釜A封头开口处接有两个相互垂直的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡全胜，胡伟炳，余新伟，陈国俊，邢正，
申请(专利权)人：昌和化学新材料江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32