生产过程中三废被综合利用的磷酸二丁酯的生产方法 技术领域 本发明涉及一种生产过程中三废被综合利用的磷酸二丁酯的生产方法, 具体涉及 一种直接用醇和三氯氧磷生产磷酸二丁酯的方法, 在整个生产过程中三废得到了有效的综 合利用与处理, 属于有机合成技术领域。
背景技术 据 《新华词典》 , 三废是指工厂的废水、 废气、 废渣。对 “三废” 区别不同情况, 采取 多级净化、 去污、 压缩减容、 焚烧、 固化等措施处理、 处置。这个过程称为 “三废” 的处理与处 置。
现有的磷酸二丁酯生产主要是在亚磷酸二丁酯中添加强氧化剂高锰酸钾反应后 过滤, 用水洗涤过滤、 减压脱水精制而成, 或用磷酸三丁酯加氢氧化钠溶液反应后, 再酸洗、 水洗、 脱去低沸点物过滤精制而得成品。
现有生产磷酸二丁酯的方法存在如下缺点 : 1、 浪费原料、 收率低、 成本高 ; 2、 有大 量的三废无法处理而造成环境污染 ; 3、 能源消耗大 ; 4、 先要生产亚磷酯二丁酯或磷酸三丁 酯, 再生产磷酸二丁酯, 工艺设计不合理, 有重复, 整个生产过程既浪费了设备, 又浪费了人 力、 物力、 财力 ; 5、 生产过程中要用大量的水洗涤, 既浪费了水, 又污染了水。
发明内容 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足, 从而提供一种利用正丁醇和三氯氧 磷生产磷酸二丁酯的方法, 减少了中间步骤, 降低了消耗, 大大减少了污染, 节约了水电。
本发明的技术方案 : 磷酸二丁酯的化学式如下所示 :
生产过程中三废被综合利用的磷酸二丁酯的生产方法, 包括如下工艺步骤 :
(1) 合成 : 取 0.90 ~ 1.10mol 三氯氧磷置于带夹套的搪瓷反应釜中, 搪瓷反应釜 2 夹套中通 0℃以下的过冷却水, 搪瓷反应釜上安装一个 10m 的冷凝器, 冷凝器中通冷却水 ; 缓慢加入 2.20 ~ 2.30mol 正丁醇并搅拌, 保持整个反应过程温度在 0 ~ 10℃ ; 正丁醇滴加 完毕后继续搅拌 1 ~ 2 小时, 常压保持温度 8 ~ 12℃ ;
(2) 熟化 : 升温, 使反应液温度上升至 25 ~ 35℃, 保持常压继续搅拌 2 ~ 3h, 熟化 过程中产生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ;
(3) 排酸 : 升温至 35 ~ 45℃, 加压至 75 ~ 85kPa, 继续搅拌 2 ~ 3h ; 再升温至 45 ~ 55℃, 抽真空, 真空度大于 18mmHg 柱, 继续搅拌 2 ~ 3 小时 ; 排酸过程中产生的 HCl 气体通 过冷凝器被正丁醇吸收 ;
(4) 碱洗 : 将反应液温度升高至 60 ~ 90℃, 加入质量浓度 25 ~ 35%的 NaOH 溶液, 调节 pH 为 7 ~ 7.5 后, 常压搅拌 1 ~ 2h, 静置 15 ~ 25min 后分层, 保留上层溶液 1, 排出下 层液体 1 待用 ;
将上层溶液 1 升温至 106 ~ 120℃后, 加入上层溶液 1 总质量 1/4 ~ 1/3 的上述 NaOH 溶液, 常压回流搅拌反应 1 ~ 2h, 静置 15 ~ 25min 后分层, 保留上层溶液 2, 放出下层 液体 2, 下层液体 2 经过浓度调整, 可用来碱洗 ;
(5) 酸洗 : 将上层溶液 2 升温至 50 ~ 60℃, 缓慢加入质量浓度为 15 ~ 25%的硫 酸溶液, 调节 pH 为 5.5 ~ 6, 常压下搅拌反应 1 ~ 2h, 静置 0.5 ~ 1h 后分层, 保留上层溶液 3, 排出下层液体 3 至污水处理池 ;
(6) 水洗 : 在上层溶液 3 中加入溶液总重量 1/4 ~ 1/3 的自来水, 常温常压下搅拌 0.5 ~ 1h, 静置 0.5 ~ 1h 后分层, 收集上层溶液 4, 下层液体 4 倒入污水处理池 ;
(7) 精制 : 取上层溶液 4 置于精制釜中, 釜上装有冷凝器, 升温至 115 ~ 125℃后减 压抽真空, 真空度大于 18mmHg 柱, 精制 1 ~ 2h, 取出精制釜中的溶液, 过滤, 即得产品磷酸二 丁酯 ;
精制时回收的低沸点物用碱洗后下层液体 1 中和, 使物料呈中性, 静置分层后, 下 层液体放入污水处理池处理, 上层溶液脱水后作为二级品丁醇使用。 废气 HCl 被正丁醇吸收, 废液 NaOH 溶液经浓度调整重复利用, 其他有机废液和酸 经中和后排入污水处理池, 均不对环境构成危害。
本发明与已有技术相比具有以下优点 : 本发明减少了设备投入, 省去了生产亚磷 酸二丁酯或磷酸三丁酯的工艺和设备 ; 还减少了人工、 节约了能源, 减少了污染, 并完全处 理了生产过程中产生的三废, 大大减少了水的用量, 防止了水污染, 提高了收率, 降低了成 本。
本发明利用正丁醇回收 HCl 后, 很容易使 HCl 与正丁醇分离, 分离后的 HCl 可生产 氯甲基甲醚, 原乙酸三乙酯, 乙脒盐酸盐等。
附图说明
图 1 为本发明生产工艺流程示意图 具体实施方式
下面结合实施例作进一步描述 :
实施例 1
(1) 合成 : 取 0.90mol 三氯氧磷置于带夹套的搪瓷反应釜中, 搪瓷反应釜夹套中通 2 0℃以下的过冷却水, 搪瓷反应釜上安装一个 10m 的冷凝器, 冷凝器中通冷却水 ; 缓慢加入 2.20mol 正丁醇并搅拌, 保持整个反应过程温度在 0 ~ 10℃ ; 正丁醇滴加完毕后继续搅拌 1 小时, 常压保持温度 10℃ ;
(2) 熟化 : 升温, 使反应液温度上升至 30℃, 保持常压继续搅拌 3h, 熟化过程中产 生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ;
(3) 排酸 : 升温至 40℃, 加压至 80kPa, 继续搅拌 3h ; 再升温至 50℃, 抽真空, 真空 度大于 18mmHg 柱, 继续搅拌 3 小时 ; 排酸过程中产生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ;(4) 碱洗 : 将反应液温度升高至 60℃, 加入质量浓度 30%的 NaOH 溶液, 调节 pH 为 7 后, 常压搅拌 1h, 静置 20min 后分层, 保留上层溶液 1, 排出下层液体 1 待用 ;
将上层溶液 1 升温至 106℃后, 加入上层溶液 1 总质量 1/4 的上述 NaOH 溶液, 常压 回流搅拌反应 1h, 静置 20min 后分层, 保留上层溶液 2, 放出下层液体 2, 下层液体 2 经过浓 度调整, 可用来碱洗 ;
(5) 酸洗 : 将上层溶液 2 升温至 50℃, 缓慢加入质量浓度为 20%的硫酸溶液, 调节 pH 为 5.5, 常压下搅拌反应 1h, 静置 0.5h 后分层, 保留上层溶液 3, 排出下层液体 3 至污水 处理池 ;
(6) 水洗 : 在上层溶液 3 中加入溶液总重量 1/4 的自来水, 常温常压下搅拌 0.5h, 静置 0.5h 后分层, 收集上层溶液 4, 下层液体 4 倒入污水处理池 ;
(7) 精制 : 取上层溶液 4 置于精制釜中, 釜上装有冷凝器, 升温至 120℃后减压抽真 空, 真空度大于 18mmHg 柱, 精制 1h, 取出精制釜中的溶液, 过滤, 即得产品磷酸二丁酯 ;
精制时回收的低沸点物用碱洗后下层液体 1 中和, 使物料呈中性, 静置分层后, 下 层液体放入污水处理池处理, 上层溶液脱水后作为二级品丁醇使用。
所制得的产品磷酸二丁酯性能指标如下 :
1、 磷酸二丁酯含量% : ≥ 97.0
2、 酸值 mgKOH/g : 259 ~ 267
3、 三丁酯含量% : ≤ 3.0
4、 水份% : ≤ 0.3
5、 色泽 : ≤ 100 号 20
6、 折光 D4 : 1.426 ~ 1.428 20
7、 比重 d4 : 1.055 ~ 1.060。
实施例 2
(1) 合成 : 取 1.10mol 三氯氧磷置于带夹套的搪瓷反应釜中, 搪瓷反应釜夹套中通 2 0℃以下的过冷却水, 搪瓷反应釜上安装一个 10m 的冷凝器, 冷凝器中通冷却水 ; 缓慢加入 2.30mol 正丁醇并搅拌, 保持整个反应过程温度在 0 ~ 10℃ ; 正丁醇滴加完毕后继续搅拌 2 小时, 常压保持温度 10℃ ;
(2) 熟化 : 升温, 使反应液温度上升至 25℃, 保持常压继续搅拌 2h, 熟化过程中产 生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ;
(3) 排酸 : 升温至 35℃, 加压至 75kPa, 继续搅拌 2h ; 再升温至 45℃, 抽真空, 真空 度大于 18mmHg 柱, 继续搅拌 2 小时 ; 排酸过程中产生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ;
(4) 碱洗 : 将反应液温度升高至 60℃, 加入质量浓度 30%的 NaOH 溶液, 调节 pH 为 7 后, 常压搅拌 2h, 静置 15min 后分层, 保留上层溶液 1, 排出下层液体 1 待用 ;
将上层溶液 1 升温至 120℃后, 加入上层溶液 1 总质量 1/3 的上述 NaOH 溶液, 常压 回流搅拌反应 1h, 静置 15min 后分层, 保留上层溶液 2, 放出下层液体 2, 下层液体 2 经过浓 度调整, 可用来碱洗 ;
(5) 酸洗 : 将上层溶液 2 升温至 50℃, 缓慢加入质量浓度为 15%的硫酸溶液, 调节 pH 为 6, 常压下搅拌反应 2h, 静置 1h 后分层, 保留上层溶液 3, 排出下层液体 3 至污水处理 池;(6) 水洗 : 在上层溶液 3 中加入溶液总重量 1/3 的自来水, 常温常压下搅拌 1h, 静 置 1h 后分层, 收集上层溶液 4, 下层液体 4 倒入污水处理池 ;
(7) 精制 : 取上层溶液 4 置于精制釜中, 釜上装有冷凝器, 升温至 120℃后减压抽真 空, 真空度大于 18mmHg 柱, 精制 2h, 取出精制釜中的溶液, 过滤, 即得产品磷酸二丁酯 ;
精制时回收的低沸点物用碱洗后下层液体 1 中和, 使物料呈中性, 静置分层后, 下 层液体放入污水处理池处理, 上层溶液脱水后作为二级品丁醇使用。
实施例 3
(1) 合成 : 取 1mol 三氯氧磷置于带夹套的搪瓷反应釜中, 搪瓷反应釜夹套中通 2 0℃以下的过冷却水, 搪瓷反应釜上安装一个 10m 的冷凝器, 冷凝器中通冷却水 ; 缓慢加入 2.3mol 正丁醇并搅拌, 保持整个反应过程温度在 0 ~ 10℃ ; 正丁醇滴加完毕后继续搅拌 1 小时, 常压保持温度 12℃ ;
(2) 熟化 : 升温, 使反应液温度上升至 30℃, 保持常压继续搅拌 3h, 熟化过程中产 生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ;
(3) 排酸 : 升温至 45℃, 加压至 85kPa, 继续搅拌 3h ; 再升温至 55℃, 抽真空, 真空 度大于 18mmHg 柱, 继续搅拌 3 小时 ; 排酸过程中产生的 HCl 气体通过冷凝器被正丁醇吸收 ; (4) 碱洗 : 将反应液温度升高至 90℃, 加入质量浓度 30%的 NaOH 溶液, 调节 pH 为 7.5 后, 常压搅拌 2h, 静置 25min 后分层, 保留上层溶液 1, 排出下层液体 1 待用 ;
将上层溶液 1 升温至 120℃后, 加入上层溶液 1 总质量 1/4 的上述 NaOH 溶液, 常压 回流搅拌反应 2h, 静置 25min 后分层, 保留上层溶液 2, 放出下层液体 2, 下层液体 2 经过浓 度调整, 可用来碱洗 ;
(5) 酸洗 : 将上层溶液 2 升温至 60℃, 缓慢加入质量浓度为 20%的硫酸溶液, 调节 pH 为 5.5 ~ 6, 常压下搅拌反应 1h, 静置 1h 后分层, 保留上层溶液 3, 排出下层液体 3 至污 水处理池 ;
(6) 水洗 : 在上层溶液 3 中加入溶液总重量 1/4 的自来水, 常温常压下搅拌 1h, 静 置 1h 后分层, 收集上层溶液 4, 下层液体 4 倒入污水处理池 ;
(7) 精制 : 取上层溶液 4 置于精制釜中, 釜上装有冷凝器, 升温至 120℃后减压抽真 空, 真空度大于 18mmHg 柱, 精制 1h, 取出精制釜中的溶液, 过滤, 即得产品磷酸二丁酯 ;
精制时回收的低沸点物用碱洗后下层液体 1 中和, 使物料呈中性, 静置分层后, 下 层液体放入污水处理池处理, 上层溶液脱水后作为二级品丁醇使用。