一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种能够提升反应安全性、缩短反应时间、降低能耗、大幅降低生产成本的制备二苯基氯化膦的新方法。该制备二苯基氯化膦的新方法是以红磷和氯苯为原料，加入催化剂，预热搅拌混匀之后，常压下在装有特殊材料的填料管反应器中反应，即得以二苯基氯化膦为主要产物，并含一苯基二氯化膦、过量的原料、少量三苯基膦的混合物，再精馏即得产品。本发明专利技术的核心在于我们的创新催化剂，该催化剂能够大幅提升反应速度、降低反应温度、同时能够催化反应红磷等不活泼原料。红磷等不活泼原料。红磷等不活泼原料。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法


[0001]本专利技术涉及化工产品生产设备
，具体为一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法。

技术介绍

[0002]目前工业合成二苯基氯化膦的方法是由苯和三氯化磷为原料，在无水三氯化铝催化下反应，生成的二苯基氯化膦与三氯化铝络合，通过加入三氯氧磷、二氧六环、粉碎的氯化钠或氯化钾与三氯铝反应将二苯基氯化膦解离，纯化后得产品。
[0003]以下为现有技术中几种常见的制备三苯基膦的方法及其分析：1.中国专利CN11065812A公开了一种二苯基氯化膦的环保合成方法，以三氯化磷、苯、三氯化铝为原料合成苯基膦。这种传统合成方法的缺点是步骤多、成本高，且产生大量难处理的三废。
[0004]2.中国专利CN102942591A公开了一种以路易斯酸室温离子液体作为催化剂制备二苯基氯化膦。但这种方法使用的离子液体由于成本极高且回收繁琐，因此产业化价值有限。
[0005]3.中国专利CN114751935A公开了一种绿色环保一锅法催化合成苯基膦的方法，以黄磷和氯苯为起始原料，采用三氯化磷作为催化剂，发生催化反应得到苯基二氯化膦、二苯基氯化膦和三苯基膦产物，反应温度300~380℃，反应时间4~7小时，反应压力1.5~4MPa。与传统傅克反应相比，这种绿色一锅法大幅简化了生产流程因此降低了生产成本，且由于采用无水反应解决了三废问题。该工艺整体上具有大幅技术领先性，但也仍然存在几个有待优化的缺点，包括该工艺采用黄磷作为原料配套釜式反应装置导致生产安全的风险较大、由于反复加热降温循环导致能耗较高、由于催化剂的催化效率问题导致反应时间较长因此生产效率较低等问题。
[0006]4.中国专利CN116037056A公开了一种连续化联产二苯基氯化膦和苯基二氯化膦的反应系统及生产方法，其核心反应工艺、反应原料、反应温度、反应压强等均与第三条的中国专利CN114751935A相同，只是把釜式反应装置换成了管式反应装置。但是该工艺是反应速度很慢的化学反应，简单的把釜式装置换成管式装置，不具有实际意义，在管式中反应7
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8个小时还不如在釜式中集中加热反应更经济高效。相比釜式设备的一次加料集中反应方式，如果要源源不断的往高温高压（40个大气压）的管式设备中输送反应原料，其危险性反而大幅增加。
[0007]其他关于苯基膦的生产工艺的专利我们不一一列举，但行业内的已经在产业化的方法主要就是以上两种，一种是传统傅克反应，一种是高温高压法。其中高温高压法由于大幅简化了生产步骤，提升了产率，降低了三废，也因此具有极大的成本优势，是行业里面具有极大发展潜力的技术工艺。但是高温高压法的几个典型缺点，包括在釜式反应装置中高温加热成吨的黄磷导致生产安全的风险较大、由于反复加热降温循环导致能耗较高、由于催化剂的催化效率问题导致反应时间较长因此生产效率较低等问题，仍然没有任何进展。
虽然部分专利尝试采用管式反应装置等方法来部分改善以上问题，但由于在关键核心反应技术上缺乏创新，简单的照搬这个反应速度较慢的平衡反应到高温高压的管式装置上，不但完全没有产业化价值，而且极大的增加了生产安全风险。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的高温高压法存在的生产安全风险大、能耗高、生产效率低的问题。
[0009]下面首先介绍本专利技术的技术方案，并进一步的详细介绍本专利技术的创新之处，以充分说明本专利技术对于以上行业难题的解决方案。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法，包括以下步骤：步骤一、向充满干燥保护气体的反应釜内部加入氯苯和红磷，然后加入催化剂，升温至70℃~150℃搅拌溶解；步骤二、将填料管反应器装好填料，将各接口以及进出料端连接牢固，加热将温度升高至300℃~800℃，待用；步骤三、将反应釜中溶液通过泵或压力，从进料口流入填料管反应器中，所得到的物料经出料口上的冷却装置冷却后，收集流出的物料；步骤四、将步骤三收集流出的物料经过精馏，收集不同沸点的物料即得二苯基氯化膦和副产物一苯基二氯化膦和三苯基膦。
[0011]进一步地，步骤一中的红磷与氯苯的摩尔比为1:1~1:7，红磷与催化剂摩尔比为1:0.1~1:1。
[0012]进一步地，步骤一中的催化剂是氯化亚砜（或溴化亚砜）与三氯氧磷的混合物，摩尔比为1:1~3:1。
[0013]进一步地，步骤二中的填料管反应器由耐高温、耐腐蚀的合金钢制作，如哈氏合金（如牌号HASTELLOY B
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2、HASTELLOY B
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3、HASTELLOY C
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4、HASTELLOY C
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22、HASTELLOY C
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276、HASTELLOY C
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2000、HASTELLOY G
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30、HASTELLOY G
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35、HASTELLOY X等）、双相钢、金属钽等，步骤二中的填料为耐高温、耐腐蚀的碳化硅。
[0014]进一步地，步骤二中的保护气体为氮气或氩气等惰性气体。
[0015]进一步地，步骤一的原料在反应釜中预热混匀，预热温度为70℃~150℃，其中，步骤一中预热混匀之后的原料要匀速通入到填料管反应器中。
[0016]进一步地，物料之间的化学反应方程式描述如下：氯苯+红磷+催化剂
→
一苯基二氯化膦+二苯基氯化膦+三苯基膦；其中，步骤四中的物料，在300℃~800℃条件下，常压反应，即得以二苯基氯化膦为主要产物，并含一苯基二氯化膦、过量的原料、少量三苯基膦的混合物，所得到的混合物再精馏即得产品。
[0017]下面详细说明本专利技术的创新之处和有益效果：（1）本专利技术的新型催化剂可以极大的提升反应速率。相比之前的高温高压反应中
的没有催化剂或者采用三氯化磷催化剂，本专利技术中采用的氯化亚砜（或溴化亚砜）与三氯氧磷的催化剂，可以极大的提升反应速率，成功将反应时间从7
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8个小时缩短到3
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5分钟。
[0018]（2）本专利技术的新型催化剂可以改善反应原料安全性。之前的高温高压法都是采用白磷/黄磷作为原料，而白磷/黄磷化学性质较为活泼极易自燃，因此生产安全风险非常大，对设备的要求非常高，对于工厂生产安全操作的错误容忍度非常低。而在本专利技术中，新型催化剂可以使本反应采用更为安全的磷的另一种同素异形体红磷作为原材料，极大的改善原料安全性问题。
[0019]（3）本专利技术的高温常压填料管反应设备可以极大的改善生产安全问题、高能耗问题、生产效率低的问题。传统间歇式釜式反应设备同时高温高压加热几吨甚至几十吨的白磷/黄磷和有机溶剂等原料，但本专利技术中的填料管反应设备单位时间内被加热的物料非常少，即使发生了泄露等安全事故，造成的影响极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、向充满干燥保护气体的反应釜内部加入氯苯、红磷，然后加入催化剂升温至70℃~150℃搅拌溶解；步骤二、将填料管反应器装好填料，将各接口以及进出料端连接牢固，加热将温度升高至300℃~800℃，待用；步骤三、将反应釜中溶液通过泵或压力，从进料口流入填料管反应器中，所得到的物料经出料口上的冷却装置冷却后，收集流出的物料；步骤四、将步骤三收集流出的物料经过精馏，收集不同沸点的物料即得二苯基氯化膦和副产物一苯基二氯化膦和三苯基膦。2.根据权利要求1所述的一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法，其特征在于：步骤一中的红磷与氯苯的摩尔比为1:1~1:7，红磷与催化剂摩尔比为1:0.1~1:1。3.根据权利要求2所述的一种新型高效催化制备二苯基氯化膦的反应系统及方法，其特征在于：步骤二中的填料管反应器由耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永康，王洪涛，孟星宇，雷勇，闫朝一，
申请(专利权)人：四川百特文理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：