本技術(shù)屬于化工原料生產(chǎn)，具體涉及一種磷酸三異辛酯制備工藝。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，磷酸三異辛酯(簡(jiǎn)稱top)，用作增塑劑，其相溶性好，具有優(yōu)異的低溫柔軟性、阻燃性、耐菌性，廣泛用于塑料、纖維類加工中，top還可應(yīng)用于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫中代替氫化萜松醇，使產(chǎn)品濃度高、質(zhì)量高、自身消耗少，top還可以用于金屬、核元素萃取等領(lǐng)域，是一種應(yīng)用廣泛的化工原料。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)磷酸三辛酯的生產(chǎn)方法普遍采用催化酯化法，即在催化劑作用下，異辛醇與三氯氧磷發(fā)生酯化反應(yīng)，再經(jīng)脫酸脫醇、中和、水洗、蒸餾制得產(chǎn)品，傳統(tǒng)工藝采用釜式酯化反應(yīng)器，傳熱傳質(zhì)效率低，生成的hcl無(wú)法快速與反應(yīng)物分離，生成的hcl將溶解在反應(yīng)釜內(nèi)的異辛醇中，發(fā)生副反應(yīng)多，產(chǎn)物收率低，在堿中和、水洗工段，產(chǎn)生了大量的高濃度含鹽廢水，該廢水難以處理，整個(gè)制備工藝三廢較多，不符合國(guó)家環(huán)保政策；并且，水洗工藝使一部分磷酸三異辛酯溶解于水中，造成產(chǎn)品損失，污水量加大，成本增加，結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)品收率低、成本高、污水量大，不利于磷酸三辛酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此現(xiàn)在急需做出改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)高效、規(guī)?；?、連續(xù)生產(chǎn)，進(jìn)而提高單位產(chǎn)能、節(jié)能降耗，減少或避免產(chǎn)生含鹽高濃度廢水，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的磷酸三辛酯的生產(chǎn)方法為催化酯化法，通過異辛醇與三氯氧磷在釜式酯化反應(yīng)器反應(yīng)，依次經(jīng)脫酸脫醇、中和、水洗、蒸餾制得產(chǎn)品，制備過程中，反應(yīng)釜的傳熱傳質(zhì)效率低，生成的hcl將溶解在反應(yīng)釜內(nèi)的異辛醇中，發(fā)生較多的副反應(yīng)，進(jìn)而降低產(chǎn)物收率，在堿中和、水洗工段，將產(chǎn)生大量的高濃度含鹽廢水，不符合國(guó)家環(huán)保政策，生產(chǎn)成本較高，污染較大的技術(shù)問題，提出一種磷酸三異辛酯制備工藝。

2、本技術(shù)采用如下方案，一種磷酸三異辛酯制備工藝，包括以下步驟：

3、酯化：將異辛醇及三氯氧磷按摩爾比1：3.2-6.5同時(shí)輸入至反應(yīng)器中，在0℃-65℃、常壓或(-0.05)mpa-(-0.098)mpa的條件下酯化1.5h-2h后，即得酯化液；

4、脫酸脫醇：將所述酯化液定量連續(xù)送入預(yù)熱的第一精餾塔中，在精餾塔底溫度為60℃-180℃，精餾塔頂溫度為55℃-150℃，塔內(nèi)壓力≤8000pa的條件下精餾2h-3h后，即得塔頂餾出物a，以及塔釜液b；

5、調(diào)節(jié)ph值：將所述塔釜液b轉(zhuǎn)移填裝有堿性物質(zhì)層的ph調(diào)節(jié)柱中，在溫度＜50℃，壓力為2000pa-5000pa的條件下中和0.5h-1.5h后，即得磷酸三辛酯粗品；

6、精制：將所述磷酸三辛酯粗品轉(zhuǎn)移至第二精餾塔中，在第一條件下進(jìn)行初次蒸餾，初次蒸餾后即得塔頂餾出物c以及塔底餾出物d；

7、將所述塔底餾出物d轉(zhuǎn)移至第三精餾塔中，在第二條件下進(jìn)行二次蒸餾，二次蒸餾后即得塔頂餾出物e以及塔底餾出物f，塔底餾出物f回流至第二精餾塔中，二次蒸餾過程中，每隔15min檢測(cè)塔頂餾出物e的酸值，當(dāng)塔頂餾出物e的酸值達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間值時(shí)，排出塔頂餾出物e后，即得磷酸三辛酯成品；

8、所述精制中，第二精餾塔和第三精餾塔均為降膜式精餾塔。

9、實(shí)際實(shí)施過程中，top沸點(diǎn)高，蒸氣壓低，揮發(fā)性低，精餾塔蒸餾效率低，傳統(tǒng)板式精餾塔蒸餾效率低，通過采用降膜式精餾塔，高沸點(diǎn)的磷酸三辛酯粗產(chǎn)品以液膜的形式在精餾塔內(nèi)的被加熱的管壁上(或者板壁上)瞬間受熱蒸發(fā)氣化，避免了hcl、h2o和產(chǎn)物發(fā)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，減少副反應(yīng)產(chǎn)物，提升原料利用率。

10、實(shí)際實(shí)施過程中，酯化反應(yīng)過程中，反應(yīng)器上設(shè)有用于抽離液膜的真空泵，反應(yīng)器中液體以液體薄膜的形式接觸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的hcl氣體可快速地被真空泵抽離液膜，降低hcl在異辛醇中的溶解時(shí)間、溶解度，減少了副產(chǎn)物。

11、在一些可能的實(shí)施例中，所述精制中，所述第一條件為：第二精餾塔塔底和塔內(nèi)管板內(nèi)導(dǎo)熱油溫度為110℃-195℃，第二精餾塔塔頂溫度為25℃-155℃，第二精餾塔塔內(nèi)壓力≤1000pa；

12、所述第二條件為：第三精餾塔塔底和塔內(nèi)管板內(nèi)導(dǎo)熱油溫度為150℃-245℃，第三精餾塔塔頂溫度為95℃-195℃，第三精餾塔塔內(nèi)壓力≤300pa。

13、在一些可能的實(shí)施例中，所述酯化中，反應(yīng)器為微管式酯化反應(yīng)器、管式酯化反應(yīng)器或以上兩種酯化反應(yīng)器的組合，所述反應(yīng)器內(nèi)流體的表面積為104m2/m3-106?m2/m3，反應(yīng)器的導(dǎo)熱系數(shù)≥25kw/(m2·k)。

14、在一些可能的實(shí)施例中，所述酯化中，反應(yīng)器內(nèi)管道的內(nèi)徑為3mm-150mm。

15、實(shí)際實(shí)施過程中，所述酯化中，同時(shí)采用微管式反應(yīng)器和管式反應(yīng)器，兩中反應(yīng)器結(jié)合后，既大大提升了反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力等物理量，增大了物質(zhì)和能量傳輸?shù)尿?qū)動(dòng)力，縮小了流體的擴(kuò)散距離和對(duì)流循環(huán)周期，降低了液體的混合時(shí)間，從而大大增強(qiáng)了微反應(yīng)器的傳質(zhì)能力，又避免了反應(yīng)器內(nèi)管路堵塞，可實(shí)現(xiàn)大批量連續(xù)生產(chǎn)，相比于傳統(tǒng)釜式酯化反應(yīng)器，傳質(zhì)效率提高了1000-1500倍。

16、實(shí)際實(shí)施過程中，反應(yīng)器材質(zhì)為哈氏合金不銹鋼、316/316l不銹鋼、碳鋼、碳化硅、玻璃、搪瓷玻璃、聚四氟乙烯、pvc、尼龍中的任一種，可根據(jù)反應(yīng)物性質(zhì)、反應(yīng)溫度、壓力、溶劑性質(zhì)等綜合考慮選材。

17、在一些可能的實(shí)施例中，所述脫酸脫醇中，塔頂餾出物a為含有氯化氫的異辛醇，所述脫酸脫醇中，將塔頂餾出物a回流至第一精餾塔循環(huán)脫酸，脫酸后即得高純回收異辛醇，所述脫酸脫醇中，將高純回收異辛醇回流至所述酯化中的反應(yīng)器中參與酯化反應(yīng)。

18、在一些可能的實(shí)施例中，所述高純回收異辛醇的純度≥99％。

19、實(shí)際實(shí)施過程中，高純回收異辛醇經(jīng)過除酸除水處理，經(jīng)過除酸除水的回收的異辛醇沒有hcl和水，回流至酯化反應(yīng)步驟中，大幅度減少了副反應(yīng)，降低了副產(chǎn)物量。

20、實(shí)際實(shí)施過程中，第一精餾塔塔頂冷凝器未冷卻下來(lái)的氯化氫氣體用水吸收后制成濃度為20％-32％鹽酸。

21、實(shí)際實(shí)施過程中，所述脫酸脫醇中無(wú)需進(jìn)行水洗，避免了產(chǎn)品流失，避免了產(chǎn)生高濃度含磷廢水，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，反應(yīng)過程中過量的異辛醇可進(jìn)行回收，經(jīng)處理后可轉(zhuǎn)變?yōu)闈舛却笥?9％的高純回收異辛醇，反應(yīng)酯化反應(yīng)中繼續(xù)反應(yīng)，顯著提升原料利用率，顯著減少副反應(yīng)的發(fā)生。

22、在一些可能的實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)ph值中，堿性物質(zhì)層為氫氧化鈉、碳酸鈉、氧化鈣、堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物中的任一種或一種以上的混合物。

23、在一些可能的實(shí)施例中，所述酯化中，反應(yīng)器與冷卻夾套連接，冷卻夾套內(nèi)設(shè)有循環(huán)流動(dòng)的冷凍鹽水，冷凍鹽水用于置換反應(yīng)熱，以將酯化反應(yīng)溫度維持至0℃-65℃。

24、在一些可能的實(shí)施例中，所述精制中，磷酸三辛酯成品的純度≥99.9％，磷酸三辛酯成品的含水量≤0.02％，磷酸三辛酯成品的酸值≤0.01mgkoh/g，磷酸三辛酯成品的色澤≤2apha，以理論產(chǎn)率計(jì)算，磷酸三辛酯成品的產(chǎn)率為90％-96％。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：

26、本技術(shù)提供一種磷酸三異辛酯制備工藝，其包括酯化、脫酸脫醇、調(diào)節(jié)ph以及精制四個(gè)步驟，通過在酯化過程中，選用微管式高比表面反應(yīng)器，大幅度提高了傳熱傳質(zhì)效率，降低反應(yīng)時(shí)間和精餾時(shí)間，可快速將反應(yīng)生成的hcl蒸餾出反應(yīng)體系外，避免hcl溶解在異辛醇中減少副反應(yīng)發(fā)生，酯化過程中顯著提升產(chǎn)物收率，提升原料利用率，減少ph調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生的高濃度含鹽廢水，符合國(guó)家的環(huán)保政策，在精制過程中選用降膜式精餾塔，并設(shè)置第一條件以及第二條件進(jìn)行精餾，可有效提升蒸餾效率以及原料利用率，精餾產(chǎn)生的餾分可進(jìn)行回流，保證最終產(chǎn)品具有較高的收率，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提升整體利潤(rùn)率，降低了生產(chǎn)能耗，符合綠色化學(xué)理念以及國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，具有經(jīng)濟(jì)效益高，節(jié)能環(huán)保，實(shí)際操作簡(jiǎn)單，便于推廣實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。