[发明专利]高纯磷酸三异丁酯制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，是一种生产高纯磷酸三异丁酯的制备工艺。

背景技术

高纯磷酸三异丁酯主要用作油漆、油墨、胶粘剂的溶剂、纺织助剂、渗透剂、染料助剂、增塑剂、消泡剂等。

现有磷酸三异丁酯制备工艺由酯化-脱醇赶酸-中和与盐酸吸收-蒸馏组成。酯化工序：反应配比三氯氧磷∶异丁醇摩尔比等于1∶5～1∶9，反应温度15～60℃，滴加三氯氧磷时间为1～6小时反应过程为一步反应，产品收率78％左右；脱醇赶酸工序：将反应后的物料转入脱醇釜中，脱醇真空度保持-0.06MPa以上，时间1～8小时，脱醇最终温度小于118.1℃，不能超出异丁醇沸点10℃，得到粗酯含量为91～92.5％；中和水洗工序：经过脱醇后的物料放入中和釜内，边搅拌边加入碱性物质进行中和反应，以PH值6～8为中和终点，然后加入30～100℃热水洗涤，加入水的量为物料质量或体积的0.5～1.5倍，静止0.2～2小时后分去水层，得到粗酯产品。此过程为化学中和反应，大量废气、废水排放；蒸馏工序：将中和后的物料抽入蒸馏釜中进行蒸馏，用薄膜蒸发及分子蒸馏提纯，制成含量为99％左右的磷酸三异丁酯产品。其不足之处是：现有的工艺制备的产品收益率低，产品含少量杂质、影响产品纯度，碱洗工序物料损耗大、三废排放超标，不环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，对现有工艺进行实质性技术改进，提供一种产品收率高、产品纯度高，三废排放量少，环保、节能、降耗的高纯磷酸三异丁酯制备工艺。

解决其技术问题采用的技术方案是：一种高纯磷酸三异丁酯制备工艺，本工艺是将三氯氧磷与过量的异丁醇进行酯化反应，反应中产生的氯化氢气体经吸收装置回收，酯化反应产物经脱醇，脱出过量异丁醇回收套用，脱醇后的物料经粗蒸馏后精蒸馏，最终得到合格产品，生产工序包括：酯化工序、脱醇工序、盐酸吸收工序、粗蒸馏工序和精蒸馏工序。

(1)酯化工序：第一步，向滴加釜内加入新鲜异丁醇，按一定投料比加入催化剂后，由真空将三氯氧磷吸入滴加釜，滴加三氯氧磷时间为7小时，三氯氧磷与异丁醇的投料比为1∶1～1∶2mol/mol，物料打循环，通过冷凝器-10℃冷冻盐水冷却，从而控制酯化低温反应在滴加釜内的反应温度为10～14℃；第二步，低温反应后，将反应物料泵入中温反应釜，过程温度控制曲线为：升温至20℃，恒温反应控制5小时；第三步：中温完成后，由反应液泵将物料泵入升温换热器升温，反应温度在35℃，并不断循环反应直到酯化反应完成，反应时间为5小时，系统压力为常压，酯化反应完成后由酯化料泵连续泵入脱醇系统；

(2)脱醇工序：利用氯化氢、醇与磷酸三异丁酯粗酯沸点差大，采用加温方法，酯化料经洗醇塔、脱醇塔经加热脱醇，将脱醇塔底温度控制在100～109℃，使粗磷酸三异丁酯粗酯中没参加反应的过量醇脱出回用，及反应生成的溶于物料的氯化氢全部分出，制得粗磷酸三异丁酯，为避免醇、氯化氢和磷酸三异丁酯在升温过程中发生副反应，脱醇过程为高负压状态，真空度为-0.098Mpa；

(3)盐酸吸收工序：用HCL气体在低温状态下在水中溶解度高的特点，酯化和脱醇工序中产生的HCL气体经由一个浓盐酸吸收塔、两个稀盐酸吸收塔、一个碱洗塔和一个水洗塔共五级吸收塔吸收后，气体中HCL完全被吸收，废气的水蒸气和微量的HCL气体由真空机组抽出，经排气筒排至大气，浓盐酸吸收塔回收浓盐酸，两个稀盐酸吸收塔、一个碱洗塔和一个水洗塔形成的稀盐酸一部分循环使用，一部分进入浓盐酸吸收塔，HCL回收率为99.85％，同时在操作过程中定时测量碱液循环槽的PH值，保证PH值＞7，当PH值≤7时切换到另一个碱液循环槽，重新进行环保处理循环使用，整个过程只有少量达标废水排放；

(4)粗蒸馏工序：粗酯料经流量计连续用真空吸入粗蒸塔，加热蒸出磷酸三异丁酯，控制下料温度在160～180℃，粗酯真空与主真空保持一致，汽体经粗蒸冷凝器冷凝成粗磷酸三异丁酯流入粗酯槽，高沸点的酸性磷酸酯流入粗蒸釜继续蒸出磷酸三异丁酯；

(5)精蒸馏工序：物料中含有的少量磷酸二酯，根据磷酸三异丁酯和磷酸二酯沸点不同，用精馏的原理将磷酸三异丁酯从塔顶分离，高沸点的磷酸二酯留在釜底，因磷酸酯沸点高，故本系统采用减压精馏，操作过程中：真空度为-0.098Mpa，升温后先采前馏份，釜内温度控制在110℃，当釜内温度达到120℃～125℃时，回流量达到400kg/h，全采前馏份，分析合格后出成品。终点釜温度控制150～168℃。

本发明所用原料易得，三氯氧磷由吉林市石化联合化工厂生产；异丁醇由四平市乙醇有限责任公司生产，均为市售产品。