乙基膦酸二乙酯的生产方法 技术领域：
本发明涉及一种以亚磷酸三乙酯为主要生产原料的乙基膦酸二乙酯的生产方法，属化工生产技术领域。
背景技术：
乙基膦酸二乙酯是继甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为阻燃剂以来，阻燃剂系列产品里又一新成员。它具有粘度低、沸点适宜、溶解性好、含磷量高等特性，比传统的添加型有机磷阻燃剂更适合于作为聚氨酯软质泡沫制品、不饱和聚酯树酯、环氧树酯等高分子材料制品的阻燃剂；也是一种含磷增塑剂，兼有阻燃和增塑的双重作用，是前景十分广阔的含磷阻燃剂新品种。
乙基膦酸二乙酯是医药工业、阻燃工业的重要原料。有机磷阻燃剂按氧指数计，数甲基膦酸二甲酯含氧指数最高，乙基膦酸二乙酯次之。但甲基膦酸二甲酯在阻燃过程发生后，放出甲醇，甲醇对人有害。而乙基膦酸二乙酯在阻燃过程发生后分解放出乙醇、乙醇对人体危害较小。从使用寿命看，乙基膦酸二乙酯沸点高于甲基膦酸二甲酯，在自然保存过程中，乙基膦酸二乙酯降解率比甲基膦酸二甲酯低得多，乙基膦酸二乙酯属环保型的含氧指数高的阻燃剂，在发达国家被广泛用于塑料软泡膜上，飞机、轮船、汽车等的座垫中，且用量非常大。欧、美等地一些发达国家已广泛使用该产品为阻燃剂，国内目前对阻燃剂的需求亦正逐步向该产品发展。
但乙基膦酸二乙酯生产的操作工艺复杂，生产成本高，环境污染较严重，产品收率比较低，在国内未见有工业化生产乙基膦酸二乙酯的报道。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种操作工艺简单，生产成本低，无环境污染，能显著提高产品品质，产品收率可达到99.9％的乙基膦酸二乙酯的生产方法。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的；
该乙基膦酸二乙酯的生产方法，是以亚磷酸三乙酯为主要原料，以卤代烷为催化剂；其特征在于，生产方法包括如下步骤：
第一步：开启反应釜搅拌器，搅拌转速为200r/min；将计量罐中的亚磷酸三乙酯一次性加入反应釜中，加入量以反应釜的容量为准，再按1‰的比例向反应釜中一次性加入卤代烷催化剂；
第二步：关闭所有物料进出口阀门及真空阀，开启汽化管及回流管阀，并关闭进入低沸物储罐的阀门，开启蒸汽阀门，将反应釜内温度升高至80℃后，关闭蒸汽；
第三步：温度升高至80℃之后，通过其自身的反应热，使釜内温度逐步提升至190℃。通过控制反应釜夹套循环冷却水流量，控制釜内升温速度。保温120分钟后取样，如乙基膦酸二乙酯含量在95％以下，则继续保温；
第四步：反应釜取样含量达到95％以上后，开启真空系统，打开反应釜真空阀门，使真空度保持在0.4Mpa，开启进入低沸物储罐的阀门，关闭回流阀，打开盐水盘管进出口阀门降温；
第五步：当反应釜温度降至80℃以后，关闭真空泵及真空管阀门、放空管进出口阀门、进入低沸物储罐阀门；
第六步：开启蒸馏冷凝器至成品罐的阀门，先打开真空泵，开启真空阀门，使反应釜内的真空度达到0.9Mpa并保持，再打开蒸汽阀门，将反应釜内温度升至120℃，使乙基膦酸二乙酯汽化，并通过蒸馏管道经蒸馏冷凝器冷凝后流入成品罐；
第七步：观察冷凝器至成品罐管道之间的玻璃视盅，当玻璃视盅内无液体后，关闭蒸汽阀门、蒸馏阀、真空阀和真空机组，停止蒸馏；
第八步：反应釜内留有的约5％的高沸点物质的残留液体，成分中含有卤代烷，该残液可作催化剂反复回用。回用20次以后，通过反应釜底阀放出装入包装桶内，收集到一定量后外售。
本发明的优点在于：
1、反应简单。亚磷酸三乙酯在卤代烷的催化作用下，一步即可转位成最终产品，转位效率高，可达到95％。
2、设备简单。只需一个反应釜，反应及蒸馏可在一个釜内完成。
3、产品收率高。废弃物是较好的有机溶剂，可外售。
4、无污水排放，对环境影响非常小。
5、生产周期短，约8个小时可完成一批次生产。
6、生产能力变更非常简单，可根据市场情况无限放大。
7、采用的设备为通用化工设备，购置、维修十分方便。生产能力过剩时设备可随时改作他用。
具体实施方式：
该乙基膦酸二乙酯的生产设备主要是反应釜，反应釜为夹套式，其内置有盐水盘管和搅拌器，搅拌器的搅拌转速为200r/min。反应釜的上方设置有亚磷酸三乙酯进料口、放空管、回流管、蒸馏管、真空管。反应釜上配套有放空冷凝器、蒸馏冷凝器、低沸物储罐、成品罐及真空系统。反应釜的放空管经过放空冷凝器后分成两个分支回流，一个分支回流至反应釜，另一个分支回流进低沸物储罐。蒸馏管通过蒸馏冷凝器后，进入成品罐。
该乙基膦酸二乙酯的生产方法是以亚磷酸三乙酯为主要原料，以卤代烷为催化剂，其生产方法包括如下步骤：
第一步：开启反应釜的搅拌器，使搅拌器的搅拌转速为200r/min。再将计量罐中的亚磷酸三乙酯加入反应釜中，加入量以釜的容量为准。本实施例以3000L的反应釜为例加入量为3000kg，再按亚磷酸三乙酯的1‰的比例向反应釜中加入卤代烷催化剂。
第二步：关闭所有物料进出口阀门及真空阀，开启汽化管及回流管阀，并关闭进入低沸物储罐的阀门，开启蒸汽阀门，通过蒸汽将反应釜内的温度升高至80℃后，关闭蒸汽。
第三步：温度升高至80℃之后，由于该反应为放热反应，通过其自身的反应热，使釜内温度逐步提升至190℃，通过控制反应釜夹套循环冷却水流量，控制釜内升温速度。保温120分钟后取样，取样后如发现乙基膦酸二乙酯含量在95％以下，则继续保温，使乙基膦酸二乙酯含量达到95％以上。
第四步：反应釜取样含量达到95％以上后，开启真空系统，打开反应釜真空阀门，使真空度保持在0.4Mpa。再开启进入低沸物储罐的阀门，关闭回流阀，打开盐水盘管进出口阀门降温。在降温过程中产生的低沸点物质经低沸冷凝器后进入低沸物储罐，低沸物可在下批生产时进入反应釜反复使用。
第五步：当反应釜温度降至80℃以后，关闭真空泵及真空管阀门、放空管进出口阀门、进入低沸物储罐阀门。
第六步：开启蒸馏冷凝器至成品罐的阀门，先打开真空泵，开启真空阀门，使反应釜内的真空度达到0.9Mpa并保持，再打开蒸汽阀门，将反应釜内的温度升高至120℃，使乙基膦酸二乙酯汽化，并通过蒸馏管经蒸馏冷凝器冷凝后流入成品罐。
第七步：观察冷凝器至成品罐管道之间的玻璃视盅，当玻璃视盅内基本无液体后，再关闭蒸汽阀门、蒸馏阀、真空阀和真空机组，停止蒸馏。
第八步：反应釜内留有的约5％的高沸点物质地残留液体，成分中含有卤代烷，该残液可作催化剂反复回用。回用20次以后，通过反应釜底阀放出装入包装桶内，收集到一定量后外售。
该乙基膦酸二乙酯的生产方法操作工艺简单，生产成本低，无环境污染，能显著提高产品品质，产品收率可达到99.9％。且生产工艺选择特定的卤代烷为催化剂，在工艺过程中通过催化剂回用和控制生产过程中的温度，提高产品质量和收率，使亚磷酸三乙酯的实物收率达到99.9％，含量达到99.5％-99.7％。通过300吨工业化的生产记录，其含量在99.5％-99.7％，产品吨消耗1000kg亚磷酸三乙酯。