一种绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法

技术领域

本申请涉及一种亚磷酸三苯酯的制备系统及方法，具体是一种绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法。

背景技术

亚磷酸三苯酯简称TPP，又称三苯氧基膦，为亚磷酸酯类化合物，亚磷酸三苯酯，分子式为：（C6H5O）3P，分子量为310.29，亚磷酸三苯酯为无色或者微黄色油状液体，低于16℃以下时，为无色或微黄色单斜晶体，微有酚臭味，并有刺激性气味，具有腐蚀性，不溶于水，能溶于乙醇乙醚氯仿等有机溶剂，亚磷酸三苯酯可用作许多聚合物的抗氧剂和稳定剂，与许多酚类抗氧剂有较好的协同作用，亦可作聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂等的辅助抗氧剂。亚磷酸三苯酯为辅助抗氧剂，并具有光稳定效果，主要适用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、ABS树酯、环氧树酯、合成橡胶等的抗氧稳定剂，用于聚氯乙烯制品中作螯合剂，当以金属为主稳定剂时，配合本品可减少金属氯化物的危害，保持制品的透明度，并抑制颜色变化，也是一种很好的化工中间体，与卤系阻燃剂并用，可发挥阻燃剂抗氧作用，并兼具光稳定性能，可用作合成醇酸树酯和聚酯，本品主要为树酯的原料，也可制取农药中间体亚磷酸三甲酯，亚磷酸三苯酯是纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶、合成橡胶的阻燃性辅助增塑剂；挥发率低，具有优良透明性，柔软性，强韧性，还有一定的阻燃性；是硝化纤维、醋酸纤维素（片基）、环氧树脂、合成塑料、聚氯乙烯、丁晴橡胶的增塑及物理增塑剂；以及黏胶纤维中樟脑的不燃性代用品；适合用于胶片、有机玻璃、工程塑料等。

目前现有技术中也存在许多亚磷酸三苯酯的制备方法，这些方法也各有它们的优点，但是也存在着制备方法反应步骤多、路线长、效率低、能耗高、腐蚀设备、环境污染等不足。因此，针对上述问题提出一种绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法。

发明内容

一种绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法，所述亚磷酸三苯酯的制备方法包括如下步骤：

（1）将熔融苯酚加入反应釜中，通过搅拌器维持中速搅拌，压力控制在-0.02真空度，保持苯酚在熔融状态下匀速滴加三氯化磷溶液，滴加过程维持温度在30~35℃，控制滴加时间为1.5~2.0h；

（2）在此温度下搅拌反应一段时间，为了使未反应物充分转化成产物,升温到130~140℃，继续强化反应5~6h，此过程中反应釜一直维持中速搅拌；

（3）将步骤（1）和步骤（2）保温反应40 min，用水环泵脱出HCI,再用N2置换,然后减压脱除未反应的苯酚和HCl，将脱出的HCl脱出经冷凝器进入缓冲罐再经降膜吸收器吸收成盐酸；

（4）待反应结束后，破去真空并将温度降到室温后，将反应釜内的物料转移到蒸馏釜进行减压蒸馏分离；

（5）前馏分蒸馏完毕后加入无水碳酸钠中和，继续减压蒸馏,收集稳定沸点的馏份；

（6）对步骤（5）蒸馏收集的精亚磷酸三苯酯冷凝并收集装桶，得到成品亚磷酸三苯酯。

进一步地，所述步骤（1）中，所述苯酚与所述三氯化磷的物质的量之比为2:1。

进一步地，所述步骤（1）中，所述反应一段时间包括两段，一段为三氯化磷的滴加时间，另一段为滴加完后继续反应时间，三氯化磷的滴加时间以滴加速度来控制，滴加速度维持反应温度30~35℃为宜。

进一步地，所述步骤（1）中，当反应釜温度稳定在30~35℃时，滴加三氯化磷,滴加速度以避免三氯化磷过度回流为宜。

进一步地，所述步骤（1）中，为使平衡向有利于生成酯的方向移动,可将反应物之一酚或者三氯化磷过量,从而提高另一种反应物的转化率，也可在反应中不断除去生成的氯化氢,使得反应的平衡向右移动从而提高转化率。

进一步地，所述步骤（2）中，在反应中应严格控制反应釜内的水的含量,防止产物的水解，确保反应中产生的氯化氢不会与苯酚发生卤代反应。

进一步地，所述步骤（4）中，将蒸馏釜内的真空度提高到罗茨真空机的极限真空，同时将温度缓慢升高，最高温度不超过220℃，在升温过程中进行蒸馏分离。

进一步地，所述步骤（4）中，蒸馏分离，前馏分为苯酚，最先蒸馏出来，待苯酚不再蒸馏出来后，收集中馏分为粗亚磷酸三苯酯，后馏分为精亚磷酸三苯酯，在粗亚磷酸三苯酯馏出后1h后进行收集，经冷凝器冷凝至室温后分别收集到苯酚、粗亚磷酸三苯酯和精亚磷酸三苯酯。

进一步地，所述步骤（4）中，在前馏分蒸馏完毕后加入无水碳酸钠中和，继续减压蒸馏。

进一步地，所述步骤（1）中，在反应的过程中加入催化剂，所述催化剂为三乙胺、N，N-二甲基环己胺、N，3-二甲基环己胺一种或多种。

本申请的有益效果是：本申请提供了一种反应步骤少、路线少、效率高、能耗低、对设备、环境提高一定保护的绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一：

一种绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法，所述绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备方法包括如下步骤：

（1）将熔融苯酚加入反应釜中，通过搅拌器维持中速搅拌，压力控制在-0.02真空度，保持苯酚在熔融状态下匀速滴加三氯化磷溶液，滴加过程维持温度在30℃，控制滴加时间为1.5h；

（2）在此温度下搅拌反应一段时间，为了使未反应物充分转化成产物,升温到130~140℃，继续强化反应5h，此过程中反应釜一直维持中速搅拌；

（3）将步骤（1）和步骤（2）保温反应40 min，用水环泵脱出HCI,再用N2置换,然后减压脱除未反应的苯酚和HCl，将脱出的HCl脱出经冷凝器进入缓冲罐再经降膜吸收器吸收成盐酸；

（4）待反应结束后，破去真空并将温度降到室温后，将反应釜内的物料转移到蒸馏釜进行减压蒸馏分离；

（5）前馏分蒸馏完毕后加入无水碳酸钠中和，继续减压蒸馏,收集稳定沸点的馏份；

（6）对步骤（5）蒸馏收集的精亚磷酸三苯酯冷凝并收集装桶，得到成品亚磷酸三苯酯。

进一步地，所述步骤（1）中，所述苯酚与所述三氯化磷的物质的量之比为2:1。

进一步地，所述步骤（1）中，所述反应一段时间包括两段，一段为三氯化磷的滴加时间，另一段为滴加完后继续反应时间，三氯化磷的滴加时间以滴加速度来控制，滴加速度维持反应温度30℃为宜。

进一步地，所述步骤（1）中，当反应釜温度稳定在30℃时，滴加三氯化磷,滴加速度以避免三氯化磷过度回流为宜。

进一步地，所述步骤（1）中，为使平衡向有利于生成酯的方向移动,可将反应物之一酚或者三氯化磷过量,从而提高另一种反应物的转化率，也可在反应中不断除去生成的氯化氢,使得反应的平衡向右移动从而提高转化率。

进一步地，所述步骤（2）中，在反应中应严格控制反应釜内的水的含量,防止产物的水解，确保反应中产生的氯化氢不会与苯酚发生卤代反应。

进一步地，所述步骤（4）中，将蒸馏釜内的真空度提高到罗茨真空机的极限真空，同时将温度缓慢升高，最高温度不超过220℃，在升温过程中进行蒸馏分离。

进一步地，所述步骤（4）中，蒸馏分离，前馏分为苯酚，最先蒸馏出来，待苯酚不再蒸馏出来后，收集中馏分为粗亚磷酸三苯酯，后馏分为精亚磷酸三苯酯，在粗亚磷酸三苯酯馏出后1h后进行收集，经冷凝器冷凝至室温后分别收集到苯酚、粗亚磷酸三苯酯和精亚磷酸三苯酯。

进一步地，所述步骤（4）中，在前馏分蒸馏完毕后加入无水碳酸钠中和，继续减压蒸馏。

进一步地，所述步骤（1）中，在反应的过程中加入催化剂，所述催化剂为三乙胺、N，N-二甲基环己胺、N，3-二甲基环己胺一种或多种。

上述方法适用于反应步骤少、路线少、效率高、能耗低、对设备和环境提高一定保护的绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法。

实施例二：

一种绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法，所述大隔距经编织物的涂层方法包括如下步骤：

（1）将熔融苯酚加入反应釜中，通过搅拌器维持中速搅拌，压力控制在-0.02真空度，保持苯酚在熔融状态下匀速滴加三氯化磷溶液，滴加过程维持温度在35℃，控制滴加时间为2.0h；

（2）在此温度下搅拌反应一段时间，为了使未反应物充分转化成产物,升温到130~140℃，继续强化反应6h，此过程中反应釜一直维持中速搅拌；

（3）将步骤（1）和步骤（2）保温反应40 min，用水环泵脱出HCI,再用N2置换,然后减压脱除未反应的苯酚和HCl，将脱出的HCl脱出经冷凝器进入缓冲罐再经降膜吸收器吸收成盐酸；

（4）待反应结束后，破去真空并将温度降到室温后，将反应釜内的物料转移到蒸馏釜进行减压蒸馏分离；

（5）前馏分蒸馏完毕后加入无水碳酸钠中和，继续减压蒸馏,收集稳定沸点的馏份；

（6）对步骤（5）蒸馏收集的精亚磷酸三苯酯冷凝并收集装桶，得到成品亚磷酸三苯酯。

进一步地，所述步骤（1）中，所述苯酚与所述三氯化磷的物质的量之比为2:1。

进一步地，所述步骤（1）中，所述反应一段时间包括两段，一段为三氯化磷的滴加时间，另一段为滴加完后继续反应时间，三氯化磷的滴加时间以滴加速度来控制，滴加速度维持反应温度35℃为宜。

进一步地，所述步骤（1）中，当反应釜温度稳定在35℃时，滴加三氯化磷,滴加速度以避免三氯化磷过度回流为宜。

进一步地，所述步骤（1）中，为使平衡向有利于生成酯的方向移动,可将反应物之一酚或者三氯化磷过量,从而提高另一种反应物的转化率，也可在反应中不断除去生成的氯化氢,使得反应的平衡向右移动从而提高转化率。

进一步地，所述步骤（2）中，在反应中应严格控制反应釜内的水的含量,防止产物的水解，确保反应中产生的氯化氢不会与苯酚发生卤代反应。

进一步地，所述步骤（4）中，将蒸馏釜内的真空度提高到罗茨真空机的极限真空，同时将温度缓慢升高，最高温度不超过220℃，在升温过程中进行蒸馏分离。

进一步地，所述步骤（4）中，蒸馏分离，前馏分为苯酚，最先蒸馏出来，待苯酚不再蒸馏出来后，收集中馏分为粗亚磷酸三苯酯，后馏分为精亚磷酸三苯酯，在粗亚磷酸三苯酯馏出后1h后进行收集，经冷凝器冷凝至室温后分别收集到苯酚、粗亚磷酸三苯酯和精亚磷酸三苯酯。

进一步地，所述步骤（4）中，在前馏分蒸馏完毕后加入无水碳酸钠中和，继续减压蒸馏。

进一步地，所述步骤（1）中，在反应的过程中加入催化剂，所述催化剂为三乙胺、N，N-二甲基环己胺、N，3-二甲基环己胺一种或多种。

上述方法适用于反应步骤少、路线少、效率高、能耗低、对设备和环境提高一定保护的绿色环保节能型亚磷酸三苯酯的制备系统及方法。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。