[发明专利]亚磷酸二甲酯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种改进的亚磷酸二甲酯的生产方法。

背景技术

亚磷酸二甲酯是精细化工中的一个重要产品。它既是生产草甘膦、敌百虫、稻瘟净、氧化乐果等农药的中间体，又是有机磷缓蚀剂、染料添加剂、塑料助剂及阻燃剂的原料，可用于合成水处理剂，也可作为甲基化试剂用于合成季胺盐类的杀菌剂、抗静电剂、柔软剂等产品。

亚磷酸二甲酯在工业上一般是以三氯化磷和甲醇为原料反应制得：

PCl₃+3CH₃OH→(CH₃O)₂POH+2HCl↑+CH₃Cl↑

反应过程和机理为：

PCl₃+CH₃OH→CH₃OPCl₂+HCl↑          (1)

CH₃OPCl₂+CH₃OH→(CH₃O)₂PCl+HCl↑    (2)

(CH₃O)₂+CH₃OH→(CH₃O)₃P+HCl↑       (3)

(CH₃O)₃P+HCl→(CH₃O)₂POH+CH₃Cl↑    (4)

反应过程中(3)式中的亚磷酸三甲酯极不稳定，只要有HCl存在，就能反应生成亚磷酸二甲酯。而HCl的存在，同时也极易使产物亚磷酸二甲酯继续发生如下的副反应：

(CH₃O)₂POH+HCl→CH₃OP(OH)₂+CH₃Cl↑

CH₃OP(OH)₂+HCl→H₃PO₃+CH₃Cl↑

反应过程中的温度越高和/或时间越长，副反应越多。由于三氯化磷与甲醇的上述反应是强放热的瞬时反应，因此保证反应顺利进行和完成的关键，是尽量创造使两反应物充分接触的条件，并缩短反应时间，有效地移走反应热，以及尽可能地脱除反应产物中的HCl，以抑制副反应的发生。

目前对亚磷酸二甲酯的工业生产一直沿用的是单锅反应和单釜精馏的间歇法，其反应物料经由高位槽送入，计量控制难度大，且需控制反应在55℃以下的进行，操作频繁，劳动强度大，且生产周期长、设备能力低。同时，在反应过程中需要以冷冻方式移出反应的热量，而脱酸时又需要对物料进行加热，生产过程中的能量利用率低。

发明内容

针对上述情况，本发明将提供一种新的亚磷酸二甲酯生产方法，以解决上述问题。

本发明亚磷酸二甲酯的生产方法，仍以三氯化磷和甲醇为原料进行反应。其具体过程，是在设置了具有交叉式喷射角度的各原料喷射结构的反应腔空间中，把按摩尔比1∶(3.0～3.1)计量的三氯化磷和甲醇分别经各自的喷射结构由各对应泵送机构连续喷射送入反应腔空间相互混合反应。由于反应原料经喷射，特别是经高速喷射后的雾化作用可使其分散为细小的雾滴，有利于原料间实现迅速、充分和均匀的混合，并以较大的接触面积相互接触、碰撞，从而使反应能在数秒钟内(例如3～5秒)迅速、充分地进行并完成。然后将反应物料沿切线方向引入压力低于反应腔空间的离心式旋流分离装置。由于该反应是强放热反应，因此混合反应完成后的反应物料，被引入离心式旋流分离装置时在体积急剧膨胀的过程中，即可充分利用反应热完成汽化，在沿旋流分离装置内作圆周运动中，在物质的界面间完成热量交换。其中的HCl和氯甲烷等非凝结气体，利用反应热被升温后与被冷凝液化的亚磷酸二甲酯产物相分离，并形成内螺旋状的上升气流由顶部排出送去下步处理；被降温冷凝液化的亚磷酸二甲酯，沿螺旋方式下行并在装置的内壁面形成下行的液膜被收集。从而实现了使HCl等气态成分与冷凝液化的亚磷酸二甲酯较快地分离和脱除，有效抑制了副反应的发生。

经试验，在上述的方法中，所说的反应腔空间中以交叉射流方式相互碰撞混合反应的三氯化磷和甲醇两反应原料，以采用使其成40～120°夹角方式的喷射流相互混合反应的效果更为优选。