[发明专利]一种甲基二氯化磷的制备系统及方法

说明书

本发明公开一种甲基二氯化磷的制备系统及方法，属于有机磷化合物中间体合成技术领域。包括反应釜、第一气液分离器、冷凝器和第二气液分离器，反应釜连接有黄磷进料管、三氯化磷进料管、氯甲烷进料管和催化剂进料管；反应釜与第一气液分离器连接，第一气液分离器与冷凝器连接，冷凝器连接有产品罐；冷凝器与第二气液分离器连接，第二气液分离器与产品罐连接。以黄磷、三氯化磷和氯甲烷为原料，在催化剂作用下，于反应釜内一步反应，得到产物甲基二氯化磷；可有效保证反应转化率和产物纯度，同时，制备方法中无固体废渣和有害尾气，绿色环保，安全性可靠。

技术领域

本发明涉及一种甲基二氯化磷的制备系统及方法，属于有机磷化合物中间体合成技术领域。

背景技术

甲基二氯化磷是合成有机磷化合物的重要中间体，其有着极为广泛的应用。甲基二氯化磷可直接或间接合成上百种有机磷化合物，且以其作为起始物的反应，转化率极高，多数反应为定量进行；此外，甲基二氯化磷是合成草铵膦的重要中间体，其产量直接决定了草铵膦的产量。因此，甲基二氯化磷的市场前景非常广阔。

目前，甲基二氯化磷的主要合成方法有甲基倍半铝法（铝法制）、甲烷法。其中，甲基倍半铝法是国内主流的甲基二氯化磷生产方法，以铝粉为原料，和氯甲烷反应得到甲基倍半铝，再与三氯化磷发生络合反应得到络合物，最后经过碱金属盐等物质解离后，得到甲基二氯化磷。其反应条件温和，但操作繁琐，涉及到易燃中间体的转移以及高粘度物料的输送等难题，由于产物为固液分离，分离不能彻底，所得的产品收率偏低，成本较高，并且产生大量的固体废渣（主要为四氯铝酸钠），工艺环保压力大，且具有一定的安全风险；

其中，铝粉与氯甲烷先反应生成甲基倍半铝，再与三氯化磷反应，得到甲基二氯化磷和三氯化铝的络合物（简称络合物），然后与解络合剂反应，得到游离的甲基二氯化磷，反应式如下：

(CH3)₃Al₂Cl₃+3PCl₃→3CH₃PCl₂·2AlCl₃

3CH₃PCl₂·2AlCl₃+2NaCl→3CH₃PCl₂+2NaAlCl₄。

甲烷法是目前文献报道的最佳合成方法，具体包括：采用三氯化磷和甲烷在高温下，经催化剂催化反应得到甲基二氯化磷。其原子利用率高，反应为气相反应，过程简单，可实现全程连续化，但其反应温度高达500～600℃，对设备材质要求非常高，同时，其反应产物中甲基二氯化磷浓度仅20～25%，单程转化率低，三氯化磷和甲基二氯化磷的分离困难，整体上此工艺对生产过程中的安全以及操作控制要求非常严格，目前在国内并未成功形成规模化的生产；

其中，甲烷与三氯化磷在高温高压催化剂的条件下反应得到甲基二氯化磷，同时生成二甲基化合物等，反应式如下：

CH₄+PCl₃→CH₃PCl₂+(CH3) ₂PCl。

此外，甲基二氯化磷的合成方法还包括：以二氯甲烷等为溶剂，氯甲烷、三氯化铝和三氯化磷在80℃条件下反应生成配体，该配体再溶于邻苯二甲酸二乙酯（DEP）中，在70℃条件下加入铝粉还原后蒸馏得到产品甲基二氯化磷。