[发明专利]一种烷基硫代磷酸盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种烷基硫代磷酸盐的制备方法。

背景技术

烷基硫代磷酸盐的常用制备方法如图1所示，是由五硫化二磷与醇反应制得相应的硫磷酸及硫化氢，再由硫磷酸与金属氧化物反应制取。硫化氢是一种极毒的气体，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硫酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸，因此，在生产中对其防护极其重要，但如何对其防护在已有文献中少有提及，本发明的生产工艺为防护硫化氢和安全生产提供了有效的方法。   

硫化氢不仅是有毒气体，还是一种可燃气体，其爆炸极限为4.3%-45%，在生产过程中禁止可燃气体与空气的混合，以免形成爆炸性气体。生产过程中，用真空将五硫化二磷吸到醇中是一种有爆炸隐患的行为，随着五硫化二磷的吸入，五硫化二磷与醇反应生成硫磷酸及硫化氢，硫化氢以反应物中逸出，在抽出五硫化二磷的过程中又有空气随着五硫化二磷吸入，二者混合后可能形成爆炸性气体，遇到明火或静电，就有可能形成严重的生产事故。

因此上述传统工艺不采用真空操作，有毒气体硫化氢容易逸出，很不安全。如果采用真空操作，空气伴随五硫化二磷进入到反应体系，易形成爆炸性混合气体。

为了解决上述问题，如果先加入五硫化二磷，再加入醇，就可以避免空气进入到生产系统中，提高了安全系数。但五硫化二磷是固体，普通的反应釜不能搅拌让其分散，为了五硫化二磷的分散，有的专利提出加入有机溶剂，如美国专利USP7902403加入庚烷，其工艺如图2所示，但是随着低沸点有机溶剂（本发明中低沸点指在120度以下）的加入，存在着后续溶剂的去除问题，增加了生产工序，增加了生产成本，也增加有机溶剂挥发存在爆炸极限的问题。

发明内容

为了解决现有技术的安全隐患，降低成本，本发明提供了一种新的制备方法，在真空条件下生产，并采用应用烷基硫代磷酸盐作为产品时用到的材料作为溶剂，成功地解决了上述问题。

本发明所述的烷基硫代磷酸盐的制备方法，是将五硫化二磷分散到高沸点溶剂中，然后抽真空，在真空的条件下加入醇，反应得到硫磷酸，再由硫磷酸和氧化锌反应得到产品。

本发明中所述的高沸点的溶剂是根据该烷基硫代磷酸盐的用途进行选择，它是该烷基硫代磷酸盐在应用时要添加的溶剂，这些溶剂的沸点在150℃以上。例如烷基硫代磷酸盐产品应用到润滑油的场合时，可用本来就需加入的基础油作为溶剂；如果需应用到橡胶产品中，可加入橡胶操作油为溶剂。因为这些溶剂可以直接用于后序工序，不需要去除，且这些润滑油或操作油的沸点均较高，因此降低了溶剂产生爆炸性气体的可能，也减少了分离溶剂的生产工序，降低了生产成本。

上述所说的方法，具体操作可以是：反应釜中加入高沸点溶剂，再加入五硫化二磷，将反应釜抽成真空，在常温搅拌下连续加入醇，此时产生的硫化氢进入吸收装置得到液体硫氢化钠副产品，将反应温度控制在90℃以下，醇加完后，继续反应30分钟，得到硫磷酸的润滑油溶液；将2摩尔的硫磷酸润滑油溶液加入0.1%的催化剂冰乙酸，再加入1.0-1.2摩尔的氧化锌，温度控制在室温到120℃之间，反应1小时，真空除去产生的水，产品过滤以除去未反应的氧化锌，得到所需的烷基硫代磷酸盐成品。

本发明中所述的醇是C4-C18的一元醇、二元醇、三元醇、四元醇的一种或几种。

关于反应中溶剂的用量是本领域技术人员所知晓的，例如为了能够顺利操作，溶剂最小用量应当是刚开始固体料的一倍量，即100KG溶剂配100KG固体。

本发明的工艺流程如图3所示，在生产硫磷酸时，因采用真空，产生的硫化氢不会从体系中逸出，可避免硫化氢中毒的事故隐患；在生产过程中，由于有液体的液封作用，空气不会进入反应釜，可避免形成爆炸气体的隐患。采用的溶剂不需要去除，可直接存留在烷基硫代磷酸盐的应用体系中作溶剂，工艺简单，实用性强，还可节省传统工艺中因除溶剂的能耗。

附图说明

图1是传统工艺流程之一。

图2是传统工艺流程之一。

图3是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

实施例1：

在反应釜中，加入800公斤的润滑油，再加入五硫化二磷890公斤，将反应釜抽成真空，在常温搅拌下连续加入丁醇600公斤及1054公斤的辛醇，此时产生的硫化氢进入吸收装置得到液体硫氢化钠副产品，将反应温度控制在90度以下，醇加完后，继续反应30分钟，得到含硫磷酸3190公斤润滑油溶液。