[发明专利]一种三烷基氧化膦的连续制备装置和制备方法

说明书

本发明公开了一种三烷基氧化膦的连续制备装置和制备方法。本发明中生产三烷基氧化膦的连续化生产装置包括，第一反应室，第一反应室包括固体加料装置；固体加料装置位于第一反应室内，用于放置待反应固体；固体加料装置上设有若干个孔，所述孔用于截留待反应固体，还用于使得待反应固体参与第一反应室中的反应；所述孔位于所述第一反应室中反应液的液面以下。本发明中制备三烷基氧化膦的连续制备装置中的连续化生产装置结构简单，无需严格控制无水无氧环境，在无需精馏的前提下，制备得到的产物纯度高、产率高；且无需控制待反应固体的进料速率，也可严格控制待反应固体的量。

技术领域

本发明涉及一种三烷基氧化膦的连续制备装置和制备方法，具体包括连续化生产装置、三烷基氧化膦连续化生产及其在溶剂萃取中的应用。

背景技术

连续化生产能提高生产效率，降低生产的安全风险，保证了每时每刻连续生产的产品的稳定性及高品质等，避免了间歇式生产批次不稳定的情况。对于目前现有技术生产的产品质量稳定要求高，生产安全风险高的产品实现连续化生产是急需解决的技术问题。

以格氏试剂的制备为例，其是有机化学中最有用和最多能的试剂之一，可用于制备多种化合物，如用于中性萃取剂三烷基氧化膦的制备。

三烷基氧化膦(如Cyanex 921、Cyanex 923、Cyanex 925和TRPO等)，其作为一种中性磷类萃取剂，在有机物的萃取分离、高放废液后处理、有色及稀土金属的萃取分离方面得到了广泛的研究与应用，如下：

1)中性磷类萃取剂Cyanex923具有饱和容量高、不易水解、萃取酸度宽等优点，在含铈、含钍溶液的萃取过程中表现出优异的综合性能，陆军等(Lu J,Wei Z G,LI D Q,etal.Recovery of Ce(IV)and Th(IV)from rare earths(III)with Cyanex923[J].Hydrometallurgy,1998,50:77-87.)报道了Cyanex923硫酸体系中萃取Ce(IV)、Th(IV)、RE(III)和Fe(III)的研究，设计了一套用于高效萃取分离攀西氟碳铈矿中Ce(IV)、Th(IV)、RE(III)的流程，得出的萃取次序为：Ce(IV)Th(IV)RE(III)Fe(III)。

2)TRPO萃取剂在高放废液后处理方面表现出优越的性能，中国清华大学核能与新能源技术研究院的TRPO流程(Zhu YJ,Song CL.Recovery of Neptun-ium,Plutonium andAmericium From Highly Active Waste by Trialkyl Phosphine Oxide Extraction.InMORSS L R,FUGER J,eds.Transuranium Element Symposium 1990.Washington:AmericanChemical Society,1992,318.)用TRPO作为萃取剂分离超铀元素，具有流程简单、分离效果好等优点。该流程以高放废液的减容降级为当前的分离研究目标，实现了长寿命核素的分离-擅变的长期目标。

尽管三烷基氧化膦具有上述的重要应用，但廉价、安全、稳定可靠、连续的大规模制备方法仍然不够成熟。

目前，格氏试剂法制备三烷基氧化膦主要有两类合成方法：

第一种合成方法：例如中国专利文献CN103788129A中报道，采用格氏试剂与三氯化磷反应制备三烷基氯化膦，然后氧化制备得到三烷基氧化膦，如式(I)所示：

(I)

将制备的格氏试剂先与三氯化磷反应，得到三烷基膦，将三烷基膦从反应体系中分离出来，再向得到的三烷基膦中加入过氧化物，使得三烷基膦氧化，得到三烷基氧化膦的产物。该方法氧化反应步骤需要避免过氧化物将过量的格氏试剂氧化，必须分离后再进行氧化步骤的投料，不适合开发成工业连续生产的工艺。