一种三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺及设备的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种三羟甲基氧化膦（THPO）的催化氧化法合成工艺及设备。是将PH3气体和甲醛气体经过干燥器，过滤器，由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，PH3和甲醛进入流化床系统反应，流化床附载固体颗粒的催化剂，反应温度为-5~5℃；将生成的三羟甲基膦加热融化为液体，液体温度为60~100℃，然后将液态THP转移至氧化釜中；往氧化釜中加入氧化剂，反应温度为30~120℃，搅拌反应3~6h后即为三羟甲基氧化膦。本发明的生产THPO的工业化装置和工艺路线；催化剂可以反复使用，成本低；综合利用了次磷酸钠生产中的副产品PH3；无“三废”排放，对环境无污染，符合国家绿色环保的政策及可持续发展的战略。
【专利说明】一种三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺及设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用磷化氢气体为原料的，催化氧化法合成三羟甲基氧化膦的生产工艺和生产设备，属于化工生产领域。
【背景技术】
[0002]随着世界范围内阻燃防灾呼声的日益高涨和阻燃法规的日趋完善，安全环保标准日益严格以及塑料产品应用增加，到2014年整个阻燃剂市场需求将达到220万吨，有机磷系阻燃剂全球市场容量有望达到68万吨。目前，国内生产和使用的阻燃剂很多还是无机、含卤素的阻燃剂。但是，由于含卤阻燃剂存在燃烧时放出烟雾、腐蚀性气体和有毒气体。目前，欧洲大部分国家已经禁止卤素阻燃剂的使用。欧美国家已经开始逐步用无卤燃剂取代含卤素的阻燃剂。
[0003]目前，合成三羟甲基氧化膦的技术，国内外都有很多研究报告和专利技术的发表。但尚无工业化装置投产。由于缺少合理、高效的生产设备和工艺路线，使得以PH3为原料合成THPO的能耗高，生产成本高，环境污染严重，制约了其工业规模的发展。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺及设备，依照该工艺路线，已经成功在该工业化装置上完成了以PH3为原料合成THPO的工业化生产。该方法工艺路线简单，能耗低，操作简单；催化剂可以反复使用，成本低；综合利用了次磷酸钠生产中的副产品PH3，实现了循环经济产业链；无“三废”排放，对环境无污染，符合国家绿色环保的政策及可持续发展的战略。
[0005]本发明提供的催化氧化法合成THPO的生产工艺和生产装置，其中工艺路线包括以下几个步骤:
步骤一:将PH3气体和甲醛气体分别经过干燥器，过滤器，由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，PH3和甲醛进入流化床系统反应，流化床附载固体颗粒的催化剂，反应温度为-5?5°C。
[0006]步骤二:将生成的三羟甲基膦(THP)加热融化为液体，液体温度为6(Γ100?，然后将液态THP转移至氧化釜中。
[0007]步骤三:往氧化釜中加入氧化剂，反应温度为3(T120°C，搅拌反应:T6h后，降至室温，得到三羟甲基氧化膦产品转移至成品罐。
[0008]所述步骤一中，PH3气体、甲醛气体和氮气必须干燥。
[0009]所述步骤一中，反应温度为-5飞。C，优选反应温度为_3、°C。
[0010]所述步骤一中，固体催化剂包括:Pt,K2 [PtCl4]，Ni (NO3)2, NiCl2, NiSO4, Co (NO3)2
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[0011]所述步骤二中，液体温度为6(Tl00°C，优选液体温度为6(T65°C。
[0012]所述步骤三中，氧化剂包括:空气，氧气，过氧化物(过氧化氢，过氧化钾，过氧化钠，过氧化铜，过氧化过氧化苯甲酸，过氧二碳酸酯等)，碱【金属M的氢氧化物(M是碱金属或碱土金属阳离子)，氨水，碳酸钠，甲醇钠，乙醇钠，吡啶，三甲氨，三乙胺等】。
[0013]所述步骤三中，反应温度为3(Tl20°C，优选反应温度为3(T60°C ;其反应时间控制为3?6h。
[0014]工业化生产THPO的生产装置主要包括:气体预处理装置，流化床系统，氧化釜，成品--等。
[0015]所述气体预处理装置包括:干燥器，过滤器，鼓风机等；所述干燥器与过滤器相连，所述过滤器与鼓风机相连，所述过滤器与流化床进气口相连；
所述流化床系统包括:流化床，旋风分离器，筛网，鼓风机等；所述流化床进气口与气体预处理装置相连，排气口与旋风分离器进料口相连，出料口与THP受器相连；所述旋风分离器排气口经筛网，鼓风机与流化床进气口相连，出料口与THP受器相连；
所述流化床上部分装有2块筛网，筛网中间放置一定数量的固体颗粒催化剂；
所述流化床中间部分装有冷凝套管，冷凝套管下装有隔热层；
所述旋风分离器固体出料口与物料受器相连；
所述流化床下部分为物料仓，物料仓周围装有夹套，夹套上有蒸汽进出口 ；
所述旋风分离器下部分为物料仓，物料仓周围装有夹套，夹套上有蒸汽进出口 ；
所述流化床出料口与THP受器间的连接管道外有加热套管；
所述旋风分离器出料口与THP受器间的连接管道外有加热套管；
所述合成釜上接氧化剂计量罐，下接成品罐；
上述各个装置通过常规化工管路相连。
[0016]本发明的有益效果是:成功完成了以PH3为原料合成THPO的工业化生产，具有较大的社会效益和经济价值；工艺路线简单，能耗低，操作简单；
催化剂可以反复使用，成本低；综合利用了次磷酸钠生产中的副产品PH3，实现了循环经济，提高了产品附加值；无“三废”排放，对环境无污染，符合国家绿色环保的政策及可持续发展的战略。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述一种催化氧化法合成三羟甲基氧化膦的生产系统示意图。
[0018]图2为本发明所述的一种流化床系统示意图；其中1.流化床，2.旋风分离器，
3.筛网，4.鼓风机，5.干燥的N2进口，6.进气口，7.蒸汽进口，8.THP受器，9.干燥PH3进口，10.干燥甲醛进口，11.筛网，12.排气口，13.冷凝套管，14.隔热层，15.蒸汽出口，16.出料口，17.加热套管，18.蒸汽进口，19.蒸汽出口，20.出料口。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
1)将PH3气体和甲醛气体经过干燥器，过滤器由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，流化床附载固体颗粒催化剂Co (NO3) 2和Ni (NO3) 2，控制流化床温度O 0C，流化床物料仓温度控制为60°C ；
2)将400Kg液态THP加入1000L氧化釜中，通入大量空气，加热搅拌，升温至80°C，反应5h，降至室温，将物料转移至成品罐。
[0020]所得THPO 430Kg，产品纯度99%以上，收率95%以上。
[0021]实施例2
1)将PH3气体和甲醛气体经过干燥器，过滤器由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，流化床附载固体颗粒催化剂Co (NO3) 2和Ni (NO3) 2，控制流化床温度O 0C，流化床物料仓温度控制为60°C ；
2)将400Kg液态THP加入1000L氧化釜中，在常温下慢慢加入438Kg25%双氧水，反应2小时后，升温至40-50保温I小时，降至室温，将物料转移至脱溶釜除出水份。所得THPO435Kg，产品纯度95%以上，收率91.5%以上。
[0022]实施例3
1)将PH3气体和甲醛气体经过干燥器，过滤器由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，流化床附载固体颗粒催化剂Co (NO3) 2和Ni (NO3) 2，控制流化床温度O 0C，流化床物料仓温度控制为60°C ；
2)将400Kg液态THP加入1000L氧化釜中，在常温下慢慢通入氧气，加热搅拌，升温至600C，反应5h，降至室温，将物料转移至成品罐。所得THPO 430Kg，产品纯度97%以上，收率93%以上。
[0023]实施例4
1)将PH3气体和甲醛气体经过干燥器，过滤器由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，流化床附载固体颗粒催化剂Co (NO3) 2和Ni (NO3) 2，控制流化床温度O 0C，流化床物料仓温度控制为60°C ；
2)将400Kg液态THP加入1000L氧化釜中，在常温下慢慢加入400Kg30%双氧水，力口热搅拌，升温至50°C，反应5h，转入1000L脱溶釜脱出水分至1-1.5%之间，降至室温，将物料转移至成品罐。所得THPO 435Kg，产品纯度97%以上，收率92%以上。
[0024]实施例5
1)将PH3气体和甲醛气体经过干燥器，过滤器由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，流化床附载固体颗粒催化剂K2 [PtCl4]和Ni (NO3) 2，控制流化床温度0°C，流化床物料仓温度控制为60°C ；
2)将400Kg液态THP加入1000L氧化釜中，通入大量空气，加热搅拌，升温至80°C，反应5h，降至室温，将物料转移至成品罐。所得THPO 432Kg，产品纯度99%以上，收率95%以上。
【权利要求】
1.一种三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺，其特征在于，包括如下步骤: 1)将ph3气体和甲醛气体分别经过干燥器，过滤器，由鼓风机通入流化床，通入干燥氮气保护，ph3和甲醛进入流化床系统反应，流化床附载固体颗粒的催化剂，反应温度为-5?5。。； 2)将生成的三羟甲基膦(THP)加热融化为液体，液体温度为6(Tl00°C，然后将液态THP转移至氧化釜中； 3)往氧化釜中加入氧化剂，反应温度为3(T120°C，搅拌反应:T6h后，降至室温，得到三羟甲基氧化膦产品转移至成品罐。
2.如权利要求1所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺，其特征在于，在步骤1)中，所述固体催化剂包括:Pt, K2[PtCl4]，Ni (N03)2，NiCl2，NiS04，Co (N03)2。
3.如权利要求1所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺，其特征在于，在步骤3)中，所述氧化剂包括:空气，氧气，过氧化氢，过氧化钾，过氧化钠，过氧化铜，过氧化苯甲酸，过氧二碳酸酯，碱金属或碱土金属的氢氧化物，氨水，碳酸钠，甲醇钠，乙醇钠，吡啶，三甲氨，三乙胺。
4.如权利要求1所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成工艺，其特征在于，按重量份计，PH3气体80-300份，甲醛100-500份，催化剂10-20份，氧化剂80-500份。
5.一种三羟甲基氧化膦的催化氧化合成设备，包括气体预处理装置，流化床系统，氧化釜，成品罐，其特征在于，气体预处理装置与硫化床系统连接，流化床系统连接与氧化釜连接，氧化釜上接氧化剂计量罐，下接成品罐。
6.根据权利要求5所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成设备，其特征在于， 所述流化床系统包括流化床，旋风分离器，筛网，鼓风机，流化床进气口与气体预处理装置相连，流化床排气口与旋风分离器进料口相连，旋风分离器底部出料口与THP受器相连；所述旋风分离器顶部的排气口经筛网，鼓风机与流化床进气口相连，流化床的底部的出料口与THP受器相连。
7.如权利6要求所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成设备，其特征在于:所述流化床上部分装有2块筛网，2块筛网的中间可设置固体颗粒催化剂；所述流化床中间部分装有冷凝套管，冷凝套管下部装有隔热层；流化床下部为物料仓，物料仓底部及侧壁安装有夹套，夹套底部设置蒸汽进出口。
8.如权利6要求所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成设备，其特征在于:所述旋风分离器下部分为物料仓，物料仓底部及侧壁安装有夹套，夹套底部设置有蒸汽进出口。
9.如权利6要求所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成设备，其特征在于:所述流化床出料口与THP受器间的连接管道外有加热套管；所述旋风分离器出料口与THP受器间的连接管道外有加热套管。
10.如权利5要求所述的三羟甲基氧化膦的催化氧化合成设备，其特征在于:气体预处理装置包括干燥器，过滤器，鼓风机，干燥器与过滤器相连，过滤器与鼓风机相连，过滤器与流化床进气口相连。
【文档编号】C07F9/53GK104230989SQ201410499804
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】李永刚, 王明峰, 宋宏图, 马会娟, 田路 申请人:湖北省兴发磷化工研究院有限公司