微反应制备三氯化磷研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0379

摘要/Abstract

摘要：

针对传统三氯化磷生产存在工艺控制复杂、安全性差、对设备腐蚀严重等问题，研究了一种以黄磷和液氯为原料，通过微反应技术直接合成三氯化磷的新方法。该方法通过使用微反应技术对反应的影响因素实现精确控制，来保证磷氯的瞬间混合和高效的传质传热，从而达到在反应安全可控的条件下大幅提高反应速率的目标。对反应物料配比、温度、停留时间、回流比等因素进行了单因素条件实验，得到磷氯配料比为0.35∶1（质量比）、反应环境介质温度为75 ℃、反应停留时间为60 s和回流比为2是比较适宜的条件。新方法将反应停留时间缩短至60 s，而且收率达到90%以上，产品质量满足优级品标准，并且可以实现产品的安全、连续化生产。

关键词: 三氯化磷, 黄磷, 氯, 微反应

Abstract:

In view of the problems of traditional phosphorus trichloride production，such as complex process control，poor safety and serious corrosion to equipment，a new method for directly synthesizing phosphorus trichloride by micro reaction technology was studied by using yellow phosphorus and liquid chlorine as raw materials.The influencing factors could be accurately controlled by using micro-reaction technology in this method to ensure the instantaneous mixing of phosphorus and chlorine and efficient mass and heat transfer，so as to achieve the goal of getting greatly increased reaction rate under safe and controllable reaction conditions.The single factor condition experiments were carried out on factors such as reaction material ratio，temperature，residence time，reflux ratio，etc.The preferable conditions were the ratio of phosphorus and chlorine of 0.35∶1，the ambient medium temperature of 75 ℃，the reaction residence time of 60 s and the reflux ratio of 2.The new method shortened the reaction residence time to 60 s，and the yield reached more than 90%，the product quality met the standard of premium product and the safe and continuous production of the product could be realized.

Key words: phosphorus trichloride, yellow phosphorus, chlorine, micro reaction

中图分类号:

TQ126.36

陈韬, 高慧敏. 微反应制备三氯化磷研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(4): 72-75.

CHEN Tao, GAO Huimin. Study on preparation of phosphorus trichloride by microreaction[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2023, 55(4): 72-75.

图/表 5

图1

图2

图3

图4

表1

参考文献 15

1	王志勇.三氯化磷生产工艺的优化[J].氯碱工业，2009，45（8）：27-32.
	WANG Zhiyong.Optimization of phosphorus trichloride production process[J].Chlor-Alkali Industry，2009，45（8）：27-32.
2	崔建斌.塔式连续化生产三氯化磷工艺开发[D].北京：北京化工大学，2017.
	CUI Jianbin.Phosphorus trichloride tower reactor and continuous production technology development[D].Beijing：Beijing University of Chemical Technology，2017.
3	王鹏.三氯化磷装置的自动化控制应用[J].化工设计通讯，2021，47（8）：74-75.
	WANG Peng.Application of automatic control in phosphorus trichloride plant[J].Chemical Engineering Design Communications，2021，47（8）：74-75.
4	舒军迎.三氯化磷生产工艺的改进[J].中国氯碱，2001（3）：18-19.
	SHU Junying.Improvement of production process of phosphorus trichloride[J].China Chlor-Alkali，2001（3）：18-19.
5	张丽，皮现玉，冯遵化.影响三氯化磷产品质量的原因及处理对策[J].氯碱工业，2002，38（9）：28-29.
	ZHANG Li， PI Xianyu， FENG Zunhua.Causes affecting the quality of phosphorus trichloride products and its treatment countermeasures[J].Chlor-Alkali Industry，2002，38（9）：28-29.
6	李法耿，高诗珍.三氯化磷生产操作与优化[J].氯碱工业，2008，44（6）：34-35.
	LI Fageng， GAO Shizhen.Production operation and optimization of phosphorus trichloride[J].Chlor-Alkali Industry，2008，44（6）：34-35.
7	杨建玲，冯翠红.三氯化磷的安全生产[J].氯碱工业，2010，46（8）：31-33.
	YANG Jianling， FENG Cuihong.Safe production of phosphorus trichloride[J].Chlor-Alkali Industry，2010，46（8）：31-33.
8	刘春媚.三氯化磷生产过程危险性分析及安全措施[J].能源化工，2018，39（2）：80-84.
	LIU Chunmei.Risk analysis and safety precautions for phosphorus trichloride production process[J].Energy Chemical Industry， 2018，39（2）：80-84.
9	关正娟.化工自动控制在三氯化磷安全生产中的应用[J].化工管理，2014（8）：57.
	GUAN Zhengjuan.Application of chemical automatic control in safe production of phosphorus trichloride[J].Chemical Enterprise Management，2014（8）：57.
10	万邦隆，马航，杨东.微反应合成三氯氧磷[J].无机盐工业，2018，50（12）：41-43.
	WAN Banglong， MA Hang， YANG Dong.Synthesis of phosphorus oxychloride by micro reaction[J].Inorganic Chemicals Industry，2018，50（12）：41-43.
11	孙冰，朱红伟，姜杰，等.微混合与微反应技术在提升化工安全中的应用[J].化工进展，2017，36（8）：2756-2763.
	SUN Bing， ZHU Hongwei， JIANG Jie，et al.Application of micromixer and microreactor in improving process safety[J].Chemical Industry and Engineering Progress，2017，36（8）：2756-2763.
12	杨春笋.微反应器内2，5-二氯苯酚合成研究[D].北京：华北电力大学（北京），2019.
	YANG Chunsun.Synthesis of 2，5-dichlorophenol in a microreactor[D].Beijing：North China Electric Power University，2019.
13	游立，王雪梅，曹建新，等.微反应法连续制备纳米Li₂CO₃的研究[J].人工晶体学报，2019，48（5）：961-967.
	YOU Li， WANG Xuemei， CAO Jianxin，et al.Continuously synthesized nanosized Li₂CO₃ by microreaction method[J].Journal of Synthetic Crystals，2019，48（5）：961-967.
14	何涛，马小波，徐志宏，等.连续流微反应[J].化学进展，2016，28（6）：829-838.
	HE Tao， MA Xiaobo， XU Zhihong，et al.The continuous flow micro-reaction[J].Progress in Chemistry，2016，28（6）：829-838.
15	刘建武，严生虎，张跃.连续流微反应器合成亚磷酸二甲酯的研究[J].化学世界，2021，62（8）：492-497.
	LIU Jianwu， YAN Shenghu， ZHANG Yue.Studies on continuous flow synthesis of dimethyl phosphite in micro-reactor[J].Chemical World，2021，62（8）：492-497.

[1]	马骏, 金央, 李军, 陈明, 王玉滨. 盘管式流量逆变微反应器中光化学合成H₂O₂的研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(2): 50-56.
[2]	韩伟, 宋永明, 刘琪, 徐金陵, 徐荣, 李春全, 殷帅军, 孙志明. 钙盐辅助热活化煤矸石及其活化PMS降解苯并［a］芘性能研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(1): 103-112.
[3]	郭凯花, 范雨薪, 杨静, 赵文立, 贾原媛, 王彦飞. 光卤石原矿品位对其冷分解结晶氯化钾过程影响浅析[J]. 无机盐工业, 2024, 56(8): 9-18.
[4]	张帮程, 王立. ZnCl₂活化废旧涤纶基活性炭的制备及吸附性能[J]. 无机盐工业, 2024, 56(7): 126-134.
[5]	陈俊辉, 刘翔, 胡庆喜, 田榜鑫, 陈嘉乐. 烧结机头灰浸出提取高纯度氯化钾的研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(6): 102-108.
[6]	成春春, 李玉龙, 张志强, 刘雪菁. 溶析结晶用于盐湖卤水提钾和镁锂分离研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(6): 34-39.
[7]	祝增虎, 王敏, 彭正军, 贾国凤, 李燕. 氯化锂溶液中钾离子的吸附分离研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(6): 61-66.
[8]	刘小文, 李俊, 周兆安, 毛谙章, 周爱青. 响应曲面法优化PAC深度净化高浓度硫酸钠溶液中F^-的研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(6): 67-72.
[9]	张雨, 赵贵琰, 田永畅, 邱小魁, 孙佳丽, 许立信. 乙二胺盐酸盐与氢氧化钙反应动力学[J]. 无机盐工业, 2024, 56(5): 64-69.
[10]	朱祚峤, 施梦圆, 毛瑞, 郭海宁, 苏宇傲. 混凝沉淀法处理冶金含氟废水工艺研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 118-124.
[11]	李珂珂, 薛江伟, 王露威, 管学茂. 镁铝水滑石对高铁低钙硅酸盐水泥性能的影响[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 57-63.
[12]	姚健康, 胡硕真, 钮东方, 吴建平, 张新胜. 电化学法处理香料工业氯化钠有机废盐的研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(3): 105-115.
[13]	黄涛, 黄自力, 肖硕, 郑洁淼, 刘晓峰, 吴纪龙. 铁尾矿酸浸液制备聚氯化铁的试验研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(2): 121-126.
[14]	董明哲, 李可昕, 叶秀深, 马珍, 李生廷, 李权, 吴志坚. 氯化镁熔盐水合物的电化学性质研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(2): 51-56.
[15]	杨水艳, 杨明霞, 辛婉婉. 高纯4，5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂的制备与性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(2): 74-79.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会