一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺

1.本发明涉及有机次磷酸盐生产领域，具体地说是一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺。


背景技术：

2.高耐温有机次磷酸盐是新一代磷系无卤阻燃剂，具有优异的热稳定性和化学稳定性，对材料的机械性能和电气性能影响小，可用于热塑性塑料、纤维及纺织品的阻燃，特别适用于薄壁电子元器件、透明制件及薄膜。
3.专利文献cn103172663a公开了一种有机磷酸金属盐的制备方法，首先在二乙基次磷酸钠溶液中加入硅烷偶联剂，然后在一定时间范围内将硫酸铝溶液滴加至二乙基次磷酸钠溶液，滴加完成后将生成的白色固体过滤洗涤干燥，最终得到粒径小、流散性好的二乙基次磷酸铝。专利文献cn104059101a公开了一种具有良好流散性的二烷基次磷酸盐的制备工艺，通过在二乙基次磷酸钠溶液中加入聚丙烯酸钠溶液作为助晶剂，然后在一定时间范围内将硫酸铝溶液滴加至二乙基次磷酸钠溶液，滴加完成后将生成的白色固体过滤洗涤干燥，最终得到流散性好的二乙基次磷酸铝。
4.分析现有有机次磷酸盐合成工艺及生产技术，不难发现国内有机次磷酸盐生产仍采用间歇生产工艺，普遍存在设备尺寸大、自动化程度低、人员依赖性强的缺陷。除此之外，根据生产经验可知，现有间歇工艺采用的搅拌釜无法维持反应原料混合均匀性，从而造成产品晶型控制难、批次产品稳定性差。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种高耐温有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，以实现反应原料快速混合均匀，提升有机次磷酸盐生产品质及品质的批次稳定性。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其包括步骤：
8.1)有机磷酸盐溶液与碱或酸通过混合器进行在线混合；
9.2)有机磷酸盐与碱或酸的混合溶液以及硫酸盐溶液分别经过预热器进行预热；
10.3)预热后的两股原料溶液同时进入高剪切反应器，经进料分布器分散后进行反应结晶；
11.4)在进行反应结晶的同时，由高剪切反应器底部出料泵完成出料。
12.进一步地，所述的高剪切反应器为釜式高剪切反应器。
13.进一步地，所述的高剪切反应器的转速为1000-8000rpm，优选为2000-5000rpm。
14.进一步地，所述的高剪切反应器内含进料分布器，进料分布器为多孔环形结构，孔径大小为1-10mm，优选5-8mm；物料从小孔喷射的流速为10-50m/s，优选25-35m/s。
15.进一步地，所述的高剪切反应器，其转子为多斜叶折流桨。
16.进一步地，原料预热温度为60-95℃，优选为80-95℃；反应温度为60-90℃，优选为为80-90℃。
17.进一步地，反应时控制ph值为2-14，优选为11-14。
18.进一步地，所述的有机磷酸盐与硫酸盐的摩尔比为4-10:1。
19.本发明提供的有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，利用高剪切带来的高速搅拌实现了反应原料的快速均匀混合，从而有效控制有机次磷酸盐晶型的稳定性及晶粒分布，达到提升产品品质以及品质稳定性的目的；此外，本发明通过高剪切反应器实现有机次磷酸盐的连续反应结晶，从而大幅减小设备尺寸、提升工艺自动化程度。
附图说明
20.图1为本发明有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺的流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.二乙基次磷酸铝反应原料主要有两股，一股为浓度为40％二乙基次磷酸钠溶液，另一股为浓度为30％硫酸铝溶液。其中，浓度为40％二乙基次磷酸钠溶液100kg/h，首先与5kg/h浓度为32％氢氧化钠溶液在线混合，混合后二乙基次磷酸钠碱性溶液经过预热器，预热到85℃。30％硫酸铝溶液同样预热至85℃，硫酸铝溶液的进料量为200kg/h。
24.105kg/h二乙基次磷酸钠碱性溶液与200kg/h硫酸铝溶液同时进入高剪切反应器，搅拌转速为2600rpm。高剪切反应器内温度维持85℃，ph为12.4。二乙基次磷酸钠与硫酸铝反应生成二乙基次磷酸铝晶体，并通过出料泵连续泵送至后续工段。最终得到的二乙基次磷酸铝，平均粒径稳定在45μm，粒径分布跨度(span)在1.5左右。
25.实施例2
26.二乙基次磷酸铝反应原料主要有两股，一股为浓度为40％二乙基次磷酸钠溶液，另一股为浓度为30％硫酸铝溶液。其中，浓度为40％二乙基次磷酸钠溶液100kg/h，首先与3kg/h浓度为32％氢氧化钠溶液在线混合，混合后二乙基次磷酸钠碱性溶液经过预热器，预热到90℃。30％硫酸铝溶液同样预热至90℃，硫酸铝溶液的进料量为200kg/h。
27.103kg/h二乙基次磷酸钠碱性溶液与200kg/h硫酸铝溶液同时进入高剪切反应器，搅拌转速为4200rpm。高剪切反应器内温度维持80℃，ph为11.8。二乙基次磷酸钠与硫酸铝反应生成二乙基次磷酸铝晶体，并通过出料泵连续泵送至后续工段。最终得到的二乙基次磷酸铝，平均粒径稳定在38μm，粒径分布跨度(span)在1.1左右。
28.实施例3
29.二乙基次磷酸铝反应原料主要有两股，一股为浓度为40％二乙基次磷酸钠溶液，另一股为浓度为30％硫酸铝溶液。其中，浓度为40％二乙基次磷酸钠溶液100kg/h，首先与5kg/h浓度为30％硫酸溶液在线混合，混合后二乙基次磷酸钠碱性溶液经过预热器，预热到
85℃。30％硫酸铝溶液同样预热至85℃，硫酸铝溶液的进料量为200kg/h。
30.105kg/h二乙基次磷酸钠碱性溶液与200kg/h硫酸铝溶液同时进入高剪切反应器，搅拌转速为3000rpm。高剪切反应器内温度维持95℃，ph为2.0。二乙基次磷酸钠与硫酸铝反应生成二乙基次磷酸铝晶体，并通过出料泵连续泵送至后续工段。最终得到的二乙基次磷酸铝，平均粒径稳定在30μm，粒径分布跨度(span)在1.2左右。
31.实施例4
32.次磷酸铝反应原料主要有两股，一股为浓度为35％次磷酸钠溶液，另一股为浓度为25％硫酸铝溶液。其中，浓度为35％次磷酸钠溶液100kg/h，首先与2kg/h浓度为15％硫酸溶液在线混合，混合后次磷酸钠碱性溶液经过预热器，预热到80℃。25％硫酸铝溶液同样预热至75℃，硫酸铝溶液的进料量为200kg/h。
33.102kg/h次磷酸钠酸性溶液与200kg/h硫酸铝溶液同时进入高剪切反应器，搅拌转速为3500rpm。高剪切反应器内温度维持85℃，ph为2.0。次磷酸钠与硫酸铝反应生成次磷酸铝晶体，并通过出料泵连续泵送至后续工段。最终得到的次磷酸铝，平均粒径稳定在25μm，粒径分布跨度(span)在1.6左右。
34.实施例5
35.二乙基次磷酸锌反应原料主要有两股，一股为浓度为30％二乙基次磷酸钠溶液，另一股为浓度为30％一水硫酸锌溶液。其中，浓度为30％二乙基次磷酸钠溶液100kg/h，首先与1kg/h浓度为32％氢氧化钠溶液在线混合，混合后二乙基次磷酸钠碱性溶液经过预热器，预热到90℃。30％一水硫酸锌溶液同样预热至90℃，硫酸锌溶液的进料量为200kg/h。
36.101kg/h二乙基次磷酸钠碱性溶液与200kg/h硫酸锌溶液同时进入高剪切反应器，搅拌转速为3000rpm。高剪切反应器内温度维持95℃，ph为11.0。二乙基次磷酸钠与硫酸锌反应生成二乙基次磷酸锌晶体，并通过出料泵连续泵送至后续工段。最终得到的二乙基次磷酸锌，平均粒径稳定在35μm，粒径分布跨度(span)在1.4左右。
37.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，包括步骤：1)有机磷酸盐溶液与碱或酸通过混合器进行在线混合；2)有机磷酸盐与碱或酸的混合溶液以及硫酸盐溶液分别经过预热器进行预热；3)预热后的两股原料溶液同时进入高剪切反应器，经进料分布器分散后进行反应结晶；4)在进行反应结晶的同时，由高剪切反应器底部出料泵完成出料。2.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，所述的高剪切反应器为釜式高剪切反应器。3.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，所述的高剪切反应器的转速为1000-8000rpm。4.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，所述的高剪切反应器内含进料分布器，进料分布器为多孔环形结构，孔径大小为1-10mm，物料从小孔喷射的流速为10-50m/s。5.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，所述的高剪切反应器，其转子为多斜叶折流桨。6.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，原料预热温度为60-95℃，反应温度为60-90℃。7.根据权利要求6所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，原料预热温度为80-95℃，反应温度为80-90℃。8.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，反应时控制ph值为2-14。9.根据权利要求8所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，反应时控制ph值为11-14。10.根据权利要求1所述的一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺，其特征在于，所述的有机磷酸盐与硫酸盐的摩尔比为4-10:1。

技术总结
本发明公开了一种有机次磷酸盐高剪切连续生产工艺。本发明采用的技术方案为：有机磷酸盐与碱或酸在线混合后进行预热，然后与预热后的硫酸盐溶液同时进入高剪切反应器，在高剪切反应器内完成反应结晶形成有机次磷酸盐，同时，有机次磷酸盐浆料由底部排出，由此实现有机次磷酸盐的连续化生产。本发明利用高剪切反应器实现反应原料液的快速均匀混合，以消除传统间歇生产工艺由于物料混合不均引起的产品性质不稳定；此外，本发明实现了连续化生产，相比原有间歇工艺可大幅减小设备尺寸。比原有间歇工艺可大幅减小设备尺寸。比原有间歇工艺可大幅减小设备尺寸。


技术研发人员：葛琴琴 乔涛 李建昌 李洪伟 张敏卿
受保护的技术使用者：天津大学浙江研究院（绍兴）
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/5