三氟氧磷的连续反应精馏制备系统及制备方法技术方案

本发明专利技术提供了一种三氟氧磷的连续反应精馏制备系统及制备方法。所述方法包括：S1，将多聚磷酸以及无水氟化氢，加热到80～120℃进行反应，其中，多聚磷酸与无水氟化氢的摩尔比为2～4:1反应生产三氟氧磷粗气。其一本发明专利技术提供的方法及系统，采用了连续性反应塔，合成POF3，采用多聚磷酸与无水HF反应。减小HF进入后续工艺，降低POF3精馏塔脱水的分离难度。使POF3得合格率，大大提升。其二、此法严格控制聚磷酸过量，控制与无水HF的物料比，大大减小了副反应的发生，使得收率增加，减少危废产生量。减少危废产生量。减少危废产生量。

【技术实现步骤摘要】
三氟氧磷的连续反应精馏制备系统及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种三氟氧磷的连续反应精馏制备系统及制备方法。

技术介绍

[0002]目前，三氟氧磷(POF3)在常态下是一种无色,有刺激性臭味的气体，在空气中微弱发烟，分子量103.97，CAS号：13478
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20
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1。该气体可用于新能源材料与医药行业的中间体。
[0003]传统采用CaF2与无水亚硫酸反应先生成CaF(SO3F)，再与H3PO4反应生成中间产物POF3。获应方程式如下：
[0004]CaF2+H2SO3→
CaF(SO3F)+H2[0005]3CaF(SO3F)+2H3PO4→
3CaSO4+2POF3+3H2O
[0006]该方法有两个缺点：一是连续化生产困难，工艺复杂，生产成本很高。二是生成的CaSO4对环壤的污染严重，必须进行必要的处理。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种三氟氧磷的连续反应精馏制备系统及制备方法，可以有效解决上述问题。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]本专利技术提供一种连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，包括以下步骤：
[0010]S1，将多聚磷酸以及无水氟化氢，加热到80～120℃进行反应，其中，多聚磷酸与无水氟化氢的摩尔比为2～4:1反应生产三氟氧磷粗气。
[0011]本专利技术进一步提供一种三氟氧磷的连续反应精馏制备系统，包括：
[0012]反应精馏塔，用于通入多聚磷酸以及无水氟化氢使其发生反应制备三氟氧磷，其中，所述反应精馏塔包括设置在中上部的多聚磷酸进液口及中下部的无水氟化氢进气口、设置在底部的第一废液排放口以及设置在顶部的第一物料排放口、设置在所述多聚磷酸进液口和所述无水氟化氢进气口之间的塔盘；
[0013]与所述第一物料排放口联通的第一精馏塔，用于将三氟氧磷粗气进行精馏，其中，所述第一精馏塔包括中部的进料口，设置在底部的第二废液排放口以及设置在顶部的第二物料排放口。
[0014]本专利技术的有益效果是：其一本专利技术提供的方法及系统，采用了连续性反应塔，合成POF3，采用多聚磷酸与无水HF反应。减小HF进入后续工艺，降低POF3精馏塔脱水的分离难度。使POF3得合格率，大大提升。其二、此法严格控制聚磷酸过量，控制与无水HF的物料比，大大减小了副反应的发生，使得收率增加，减少危废产生量。其三、未反应完的多聚磷酸返回前工艺，作为原料继续使用，大大降低原料成本。其四、反应过程为常压反应，且采用塔内逆流反应，反应效率高，安全性好，副反应反应少，提纯容易，纯度和收率得到保障。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0016]图1是本专利技术实施例提供的三氟氧磷的连续反应精馏制备系统的结构示意图。
[0017]图2是本专利技术实施例提供的连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法流程图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]参照图1所示，本专利技术实施例提供三氟氧磷的连续反应精馏制备系统，包括：
[0021]反应精馏塔10，用于通入多聚磷酸以及无水氟化氢使其发生反应制备三氟氧磷，其中，所述反应精馏塔10包括设置在塔釜101中上部的多聚磷酸进液口103及中下部的无水氟化氢进气口104、设置在底部的第一废液排放口105以及设置在顶部的第一物料排放口102、设置在所述多聚磷酸进液口103和所述无水氟化氢进气口104之间的塔盘106；
[0022]与所述第一物料排放口102联通的第一精馏塔12，用于将三氟氧磷粗气进行精馏，其中，所述第一精馏塔12包括设置在塔釜121中部的进料口123，设置在底部的第二废液排放口124以及设置在顶部的第二物料排放口122。
[0023]所述塔釜101设置有加热单元及温度传感器(图中未画出)，用于将所述多聚磷酸以及无水氟化氢加热到反应温度，并根据温度传感器的温度进行控制。具体的，用于将所述多聚磷酸以及无水氟化氢加热到80～120℃。
[0024]所述多聚磷酸进液口103的前端进一步设置有第一加热装置107用于对进入所述塔釜101中的多聚磷酸进行预热80～120℃，以提高产率。所述塔釜101内部还设置有压力传感器(图中未画出)，用于对所述塔釜101内部压力进行监控。
[0025]作为进一步改进的，所述第二废液排放口124与所述氟化氢液体进气口104联通，从而将底部的三氟氧磷与水的混合物返回作为反应步骤原料。此处塔底的混合物可能发生如下副反应：2POF3+3H2O
→
P2O5+6HF,因此，需及时移除。
[0026]所述塔釜121底部再沸器温度为90～120℃；所述塔釜121塔顶冷凝器的温度为
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30
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40℃，回流比控制可在0.5～5。所述塔釜121可采用内寸四氟塔，再沸器和塔顶冷凝器均可采用石墨换热器。经过所述第一精馏塔12，塔顶可得到纯度达到99.9％以上的高纯三氟氧磷。
[0027]作为进一步改进的，所述三氟氧磷的连续反应精馏制备系统进一步包括脱水单元11，用于将所述精馏后的三氟氧磷脱水干燥。所述脱水单元11的脱水剂可采用发烟硫酸，经过所述脱水单元11处理后，POF3的纯度可以达到99.99％以上。
[0028]请参见图2，本专利技术实施例还进一步提供一种连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，包括以下步骤：
[0029]S1，将多聚磷酸以及无水氟化氢，加热到80～120℃进行反应，其中，多聚磷酸与无水氟化氢的摩尔比为2～4:1反应生产三氟氧磷粗气。
[0030]反应原理为：P2O5+6HF
→...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将多聚磷酸以及无水氟化氢，加热到80～120℃进行反应，其中，多聚磷酸与无水氟化氢的摩尔比为2～4:1反应生产三氟氧磷粗气。2.如权利要求1所述的连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，其特征在于，多聚磷酸与无水氟化氢的摩尔比为2.5～3.5:1。3.如权利要求1所述的连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，其特征在于，加热到90～110℃进行反应。4.如权利要求1所述的连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，其特征在于，进一步包括：S2，将所述三氟氧磷粗气通入精馏塔中精馏，其中，加热温度控制在90～120℃，冷却温度控制在
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30至
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40℃，回流比控制在0.5～5。5.如权利要求1所述的连续反应精馏制备高纯度三氟氧磷的方法，其特征在于，进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖育河，郭剑煌，陈国平，刘庭，刘文通，
申请(专利权)人：福建省德旭新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：