一种用于甲基二氯化磷的制备系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种用于甲基二氯化磷的制备系统，属于有机磷化合物中间体合成技术领域。包括反应釜、第一气液分离器、冷凝器和第二气液分离器，反应釜连接有黄磷进料管、三氯化磷进料管、氯甲烷进料管和催化剂进料管；反应釜与第一气液分离器连接，第一气液分离器与冷凝器连接，冷凝器连接有产品罐；冷凝器与第二气液分离器连接，第二气液分离器与产品罐连接。以黄磷、三氯化磷和氯甲烷为原料，在催化剂作用下，于反应釜内一步反应，得到产物甲基二氯化磷；可有效保证反应转化率和产物纯度，且设备布置合理，能较好的衔接制备工艺，涉及的设备数量较少，且采用全自动DCS控制，安全性可靠。靠。靠。

【技术实现步骤摘要】
一种用于甲基二氯化磷的制备系统


[0001]本技术涉及一种用于甲基二氯化磷的制备系统，属于有机磷化合物中间体合成


技术介绍

[0002]甲基二氯化磷是合成有机磷化合物的重要中间体，其有着极为广泛的应用。甲基二氯化磷可直接或间接合成上百种有机磷化合物，且以其作为起始物的反应，转化率极高，多数反应为定量进行；此外，甲基二氯化磷是合成草铵膦的重要中间体，其产量直接决定了草铵膦的产量。因此，甲基二氯化磷的市场前景非常广阔。
[0003]目前，甲基二氯化磷的主要合成方法有甲基倍半铝法（铝法制）、甲烷法。其中，甲基倍半铝法是国内主流的甲基二氯化磷生产方法，以铝粉为原料，和氯甲烷反应得到甲基倍半铝，再与三氯化磷发生络合反应得到络合物，最后经过碱金属盐等物质解离后，得到甲基二氯化磷。其反应条件温和，但操作繁琐，涉及到易燃中间体的转移以及高粘度物料的输送等难题，由于产物为固液分离，分离不能彻底，所得的产品收率偏低，成本较高，并且产生大量的固体废渣（主要为四氯铝酸钠），工艺环保压力大，且具有一定的安全风险；
[0004]其中，铝粉与氯甲烷先反应生成甲基倍半铝，再与三氯化磷反应，得到甲基二氯化磷和三氯化铝的络合物（简称络合物），然后与解络合剂反应，得到游离的甲基二氯化磷，反应式如下：
[0005](CH3)3Al2Cl3+3PCl3→
3CH3PCl2·
2AlCl3[0006]3CH3PCl2·
2AlCl3+2NaCl
→
3CH3PCl2+2NaAlCl4。<br/>[0007]甲烷法是目前文献报道的最佳合成方法，具体包括：采用三氯化磷和甲烷在高温下，经催化剂催化反应得到甲基二氯化磷。其原子利用率高，反应为气相反应，过程简单，可实现全程连续化，但其反应温度高达500～600℃，对设备材质要求非常高，同时，其反应产物中甲基二氯化磷浓度仅20～25%，单程转化率低，三氯化磷和甲基二氯化磷的分离困难，整体上此工艺对生产过程中的安全以及操作控制要求非常严格，目前在国内并未成功形成规模化的生产；
[0008]其中，甲烷与三氯化磷在高温高压催化剂的条件下反应得到甲基二氯化磷，同时生成二甲基化合物等，反应式如下：
[0009]CH4+PCl3→
CH3PCl2+(CH3) 2
PCl。
[0010]此外，甲基二氯化磷的合成方法还包括：以二氯甲烷等为溶剂，氯甲烷、三氯化铝和三氯化磷在80℃条件下反应生成配体，该配体再溶于邻苯二甲酸二乙酯（DEP）中，在70℃条件下加入铝粉还原后蒸馏得到产品甲基二氯化磷。
[0011]现有技术“CN111909201A一种合成甲基二氯化磷的方法”中公开：主要针对目前高温法合成甲基二氯化磷过程中出现的反应温度高、需要一定反应压力、易产生固体杂质、连续生产能力低下、成本高、环境压力大等问题，提供一种以甲烷和三氯化磷为原料，在紫外光照作用下反应生成甲基二氯化磷的合成方法，该方法在保持反应选择性和收率的同时，
不加入有毒引发剂，降低了反应所需的压力、温度等条件，避免因固体催化剂表面被覆盖而失活导致的反应转化率降低问题，连续化程度更高，可合成得到甲基二氯化磷含量大于17wt%的产物，产物经精馏后，可得到含量＞99wt%的甲基二氯化磷产品，以及含量＞98.5wt%的三氯化磷。在该技术方案中，以甲烷和三氯化磷为原料，在紫外光催化下合成甲基二氯化磷，虽然降低了反应压力、温度等参数，但反应产物的浓度不高，需要进一步对三氯化磷和甲基二氯化磷的混合物进行精馏分离，过程复杂，能耗高，对设备要求非常高。
[0012]“CN112028937A一种一步法合成甲基二氯化磷的制备方法及制备系统”中公开：一步法合成甲基二氯化磷的制备方法及制备系统所述的制备方法包括：铝粉、三氯化磷、氯化钠、反应溶剂和催化剂投入反应装置内，采用氮气置换反应装置内的空气，向反应装置内通入氯甲烷混合反应，反应产物经蒸馏冷凝后得到所述的甲基二氯化磷。该技术将反应原料Al、PCl3和NaCl预置于反应装置中，然后进行氮气置换、搅拌充分分散悬浮后，通入氯甲烷气体进行反应，根据反应温度控制氯甲烷的通入流量，控制方便，安全性高，整体生产效率及产品收率较高。反应完成后，通过冷凝得到甲基二氯化磷产品。在该技术方案中，以铝粉、氯甲烷、三氯化磷为原料反应、蒸馏得到甲基二氯化磷，由多步反应改为一步反应后，在反应过程中铝粉、三氯化磷、甲基倍半铝和甲基二氯化磷存在于同一体系，而甲基二氯化磷与甲基倍半铝发生副反应的活性高于三氯化磷，反应中后期生成的甲基倍半铝易与前期生成的甲基二氯化磷继续反应生成二甲基氯化磷等杂质；该专利在反应机理和工业化价值上有待进一步的验证；另一方面，该专利方案最终同样会产生四氯铝酸钠等固体废渣需要进一步处理，原子经济性不高。

技术实现思路

[0013]本技术旨在解决现有技术的不足，而提出了一种用于甲基二氯化磷的制备系统。在本技术方案中，通过反应釜、第一气液分离器、冷凝器和第二气液分离器的制备系统设置，以黄磷、三氯化磷和氯甲烷为原料，在催化剂作用下，于反应釜内一步反应，得到产物甲基二氯化磷；可有效保证反应转化率和产物纯度，同时，保证制备方法中无固体废渣和有害尾气，绿色环保，安全性可靠。
[0014]为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：
[0015]一种甲基二氯化磷的制备系统，包括用于物料反应的反应釜、将黄磷分离的第一气液分离器、冷凝器和将氯甲烷分离的第二气液分离器，反应釜连接有黄磷进料管、三氯化磷进料管、氯甲烷进料管和催化剂进料管；
[0016]所述反应釜通过外排管与第一气液分离器连接，第一气液分离器上液相出口通过回流管与反应釜连接，外排管、第一气液分离器及回流管之间形成黄磷回收再利用的通路；
[0017]所述第一气液分离器上气相出口与冷凝器连接，冷凝器上液相出口通过出料管连接有将甲基二氯化磷产品收集的产品罐；
[0018]所述冷凝器上气相出口与第二气液分离器连接，第二气液分离器上液相出口通过出料管与产品罐连接。
[0019]优选的，所述第二气液分离器上气相出口通过回收管连接有氯甲烷回收罐。
[0020]优选的，所述反应釜上设置有压力变送器，反应釜内设置有搅拌器。
[0021]优选的，所述冷凝器至少两个，冷凝器之间为串联设置。冷凝器的具体数量及对应
的管线布置，可根据实际需求进行设置，进而保证产品回收的效率和纯度。
[0022]优选的，所述回流管上设置有呈U型的液封管Ⅰ，防止三氯化磷、甲基二氯化磷、二甲基氯化磷及氯甲烷的气相从回流管中溢出至反应釜内。
[0023]优选的，所述出料管上设置有呈U型的液封管Ⅱ，防止氯甲烷气相从出料管中溢出至产品罐内。
[0024]优选的，所述制备系统采用DCS控制。
[0025]本技术方案中涉及的“之间”、“上”等位置关系，是根据实际使用状态下的情况而定义的，为本
内的常规用语，也是本领域术人员在实际使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于甲基二氯化磷的制备系统，其特征在于：包括用于物料反应的反应釜（1）、将黄磷分离的第一气液分离器（2）、冷凝器（3）和将氯甲烷分离的第二气液分离器（4），反应釜（1）连接有黄磷进料管（5）、三氯化磷进料管（6）、氯甲烷进料管（7）和催化剂进料管（8）；所述反应釜（1）通过外排管（9）与第一气液分离器（2）连接，第一气液分离器（2）上液相出口通过回流管（10）与反应釜（1）连接，外排管（9）、第一气液分离器（2）及回流管（10）之间形成黄磷回收再利用的通路；所述第一气液分离器（2）上气相出口与冷凝器（3）连接，冷凝器（3）上液相出口通过出料管（11）连接有将甲基二氯化磷产品收集的产品罐（18）；所述冷凝器（3）上气相出口与第二气液分离器（4）连接，第二气液分离器（4）上液相出口通过出料管（11）与产品罐（18）连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋剑峰，卢刚，唐扬，唐军，
申请(专利权)人：四川福思达生物技术开发有限责任公司，
类型：新型
国别省市：