[发明专利]一种亚磷酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机磷化工制备技术领域，尤其涉及一种亚磷酸的制备方法。

背景技术

亚磷酸主要用作还原剂，尼龙增白剂，也用作亚磷酸盐、农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。

迄今为止，亚磷酸都是通过三氯化磷水解制备的。这种方法需要先从黄磷制备出三氯化磷，然后三氯化磷水解得到亚磷酸。制备三氯化磷与后续的水解生成亚磷酸这两个过程都需要非常严格的操作才能避免副反应的发生，而且制备三氯化磷时要使用氯气，容易造成环境污染；水解三氯化磷时会产生盐酸，对设备的腐蚀较大。

目前，三氯化磷水解制备亚磷酸的过程大致如下：在反应釜中按比例加入一定量水和少量亚磷酸饱和溶液。缓慢加入三氯化磷液体，严格控制三氯化磷加入速度和反应釜内反应温度。反应所产生的氯化氢废气经冷凝器冷却后送至吸收塔。三氯化磷加完，反应一段时间后，将反应混合物用泵送至蒸发釜。在富集釜内对反应后的产品进行负压富集，当浓缩的亚磷酸温度达到恒定时，维持此温度，多次喷水并反复蒸发，直至无氯化氢气味为止。蒸发出的水和氯化氢经冷却送至吸收塔。将富集后的产品送至结晶釜中，冷却结晶、离心分离后，得到合格产品。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供一种亚磷酸的制备方法，解决现有的制备方法步骤多，步骤复杂，以及对设备的腐蚀较大的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种亚磷酸的制备方法，是通过以下步骤实现的：

步骤一、将黄磷和水混合后，加热至45-50℃，得到黄磷溶液；

步骤二、向黄磷溶液中加入单质碘，边搅拌边加热至50-100℃，并保温，得待反应体系；

步骤三、在超声波和搅拌作用下，向步骤二的待反应体系中逐滴加入质量分数为30%的双氧水，反应得反应液，再将反应液过滤得滤液，即得亚磷酸溶液，完成亚磷酸的制备。

进一步地，步骤一中按黄磷和水的重量比为1:（3-15）的比例将黄磷和水混合。

再进一步地，步骤一中按黄磷和水的重量比为1:（6-12）的比例将黄磷和水混合。

更进一步地，步骤一中按黄磷和水的重量比为1:9的比例将黄磷和水混合。

进一步地，步骤二中加入的单质碘的重量为步骤一中黄磷重量的0.1%-3%。

再进一步地，步骤二中加入的单质碘的重量为步骤一中黄磷重量的0.2%-1%。

更进一步地，步骤二中加入的单质碘的重量为步骤一中黄磷重量的0.6%。

进一步地，步骤三中加入的双氧水与步骤一中黄磷的重量比为（4-8）:1。

再进一步地，步骤三中加入的双氧水与步骤一中黄磷的重量比为（4.5-6）:1。

更进一步地，步骤三中加入的双氧水与步骤一中黄磷的重量比为5.5:1。

进一步地，步骤二中所述搅拌的搅拌速率为300-500rpm（转/分钟）。

具体地，步骤二中边搅拌边加热至60-90℃，更具体地，加热至70℃。

进一步地，步骤三中的反应时间控制在2-3h，即控制双氧水在2-3h内完全滴完即可。

进一步地，步骤三中所述搅拌的搅拌速率为300-500rpm（转/分钟），所述超声波的频率控制在60-100KHz。

本发明制备得到的亚磷酸溶液可以再经过冷却结晶、离心分离后，得到亚磷酸固态产物。

本发明的制备原理可根据下列反应方程式进行描述和说明：

2P+3I₂→2PI₃          （1）

2PI₃+6H₂O→2H₃PO₃+6HI    （2）

6HI+3H₂O₂→3I₂+6H₂O      （3）

总反应式为：2P+3H₂O₂→2H₃PO₃     （4）