CN219744773U - 制备含磷配体的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种制备含磷配体的装置，包括反应器、冷凝器、氯化氢吸收单元、干燥器以及压缩机，其中，冷凝器用于对一级废气进行冷凝处理；氯化氢吸收单元用于接收冷凝器冷凝处理后的二级废气，并用于对二级废气进行吸收处理，干燥器用于接收氯化氢吸收单元吸收处理后三级废气并进行干燥处理，压缩机用于压缩经过干燥处理后的保护气体并通过进气管通入反应器进行吹扫。本实用新型的装置在反应器和氯化氢吸收单元之间增设冷凝器，不仅能够保证从氯化氢吸收单元中联产获得的盐酸的品质，而且经过冷凝器可以降低氯化氢的温度，从而可以显著降低腐蚀性，延长装置中氯化氢吸收单元的使用寿命。

Description

制备含磷配体的装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种制备含磷配体的装置。

背景技术

异戊醛是一种重要的化工原料，尤其是作为维生素E的合成原料，用量极大。目前工业中主要采用异丁烯的氢甲酰化反应实现异戊醛的生产，而含磷配体作为烯烃氢甲酰化的催化体系是本领域已知的，在传统制备含磷配体时，反应过程中需要加入三乙胺等有机碱作为缚酸剂除去反应生成的氯化氢，但是，该类方法会导致体系生成大量盐，使得反应混合物黏度急剧增加以及形成器壁沉淀，不利于搅拌和热交换，从而降低反应的选择性，同时，反应中得到的三乙胺盐酸盐等产物也无法进行有效利用，且后处理困难，造成大量固废堆积，增加三废处理成本。

为了避免采用三乙胺等缚酸剂时带来的问题，传统技术中进一步采用保护气体(如：氮气)进行吹扫、正压排出、负压抽除手段，将反应产生的氯化氢气体进行吸收。例如中国专利CN101250200A公开了二氯代季戊四醇二亚磷酸酯与2,4-二叔丁基苯酚制备双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，反应过程中持续通入氮气，生成的氯化氢气体用氢氧化钠溶液吸收。中国专利CN106220681A公开了以2-叔丁基-4-甲基苯酚与三氯化磷为反应物，以微量三乙胺为催化剂，采用梯度升温反应制备亚磷酸酯，反应过程中保持反应体系微正压，产生的氯化氢气体被排入氯化氢吸收系统，生成盐酸。中国专利CN108530485A公开了间十五烷基酚与三氯化磷反应制备亚磷酸酯，反应过程中保持常压至微负压状态，不断抽除反应生成的氯化氢气体，并用碱液吸收。但是，该类方法也存在不足之处，比如：氯化氢吸收系统的使用寿命短，此外，对于有溶剂参与的反应体系，通过保护气体吹扫会夹带部分溶剂，不仅会使反应体系溶剂量越来越少，还会造成尾气中有机物含量过高，导致从氯化氢吸收系统获得的盐酸含有杂质，影响联产获得的盐酸的品质。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种制备含磷配体的装置，该装置不仅能够延长氯化氢吸收单元的使用寿命，而且能够保证联产获得的盐酸的品质。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种制备含磷配体的装置，包括：

反应器，所述反应器设置有进气管和出气管，所述进气管用于通入保护气体对所述反应器进行吹扫，以将反应产生的氯化氢通过所述出气管移出所述反应器；

冷凝器，所述冷凝器与所述出气管连通，用于接收从所述出气管移出的一级废气，并用于对所述一级废气中的溶剂进行冷凝处理；

氯化氢吸收单元，所述氯化氢吸收单元与所述冷凝器连通，用于接收所述冷凝器冷凝处理后的二级废气，并用于对所述二级废气中的氯化氢进行吸收处理；

干燥器，所述干燥器与所述氯化氢吸收单元连通，用于接收所述氯化氢吸收单元吸收处理后三级废气并进行干燥处理；

压缩机，所述压缩机的进气口与所述干燥器连通，所述压缩机的出气口与所述反应器的进气管连通，所述压缩机用于压缩经过干燥处理后的保护气体并通过所述进气管通入所述反应器进行吹扫。

其中冷凝器的冷凝温度范围控制在-20℃至-40℃，吸收塔的温度范围控制在5℃至25℃，第n-1吸收塔的下端液相出口连通盐酸储罐，第1至n-1吸收塔下端液相出口的出料管道安装流量控制阀，且并联连通接入盐酸储罐，当任一吸收塔底部液相盐酸浓度大于30％时，打开流量控制阀，转入盐酸储罐。

在其中一实施例中，所述冷凝器的出液口通过回流管道与所述反应器连通，用于将冷凝处理得到的产物循环至所述反应器。

在其中一实施例中，所述氯化氢吸收单元包括n个依次串联的吸收塔，n≥2，且第n个所述吸收塔采用碱性溶液作为吸收剂，其余所述吸收塔均采用蒸馏水作为吸收剂。

在其中一实施例中，所述氯化氢吸收单元包括串联的第一吸收塔和第二吸收塔，所述第一吸收塔与所述冷凝器连通，所述第一吸收塔采用蒸馏水作为吸收剂，所述第二吸收塔采用碱性溶液作为吸收剂。

在其中一实施例中，所述氯化氢吸收单元中，每个所述吸收塔都配设有离心泵，通过离心泵实现循环吸收；

及/或，每个所述吸收塔的出气口均设置有气液分离器。

在其中一实施例中，所述装置还包括有在线pH监测器，所述在线pH监测器设置于所述氯化氢吸收单元和所述干燥器之间。

在其中一实施例中，所述反应器的进气管上还设置第二流量计。

在其中一实施例中，所述装置还包括滴加罐，所述滴加罐的出料口与所述反应器连通，用于向所述反应器中滴加反应原料。

在其中一实施例中，所述滴加罐和所述反应器之间还设置有第一流量计，用于调控所述滴加罐向所述反应器中滴加反应原料的速度。

在其中一实施例中，所述滴加罐和所述反应器之间还通过连通管连通，以使所述滴加罐中的压力恒定。

本实用新型具有以下有益效果：

第一、能够及时将反应产生的氯化氢从反应器中移除，从而能够加快反应速率和提高转化率。

第二、在反应器和氯化氢吸收单元之间增设冷凝器，不仅能够将吹扫时一级废气中夹带的有机溶剂等冷凝回收，保证从氯化氢吸收单元中联产获得的盐酸的品质；而且经过冷凝器可以降低二级废气中氯化氢的温度，经降温处理后的氯化氢，可以显著降低腐蚀性，从而可以延长装置中氯化氢吸收单元的使用寿命。

第三、反应过程中体系保持微正压，一方面，能够增加氯化氢在水中溶解度，另一方面，能够提高保护气体的吹扫效率，进一步提高氯化氢的吸收效果。

第四、经多级吸收脱除氯化氢后的保护气体通过干燥器除去夹带的少量水汽，干燥后的保护气体由压缩机作用继续循环回反应器，实现保护气体的循环利用，减少工业废气生成量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型制备含磷配体的装置的结构示意图。

图中：10、反应器；11、滴加罐；12、第一流量计；13、第二流量计；14、冷凝器；15a、第一吸收塔；15b、第二吸收塔；16a、第一气液分离器；16b、第二气液分离器；17a、盐酸储罐；17b、中和罐；18a、第一离心泵；18b、第二离心泵；19、在线pH监测器；20、干燥器；21、压缩机。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本实用新型提供的一实施方式的制备含磷配体的装置，包括反应器10、冷凝器14以及氯化氢吸收单元，其中，所述反应器10用于磷氯化合物与等反应原料进行化学反应制备含磷配体。

具体地，所述反应器10设置有进气管和出气管，所述进气管用于通入保护气体对所述反应器10进行吹扫，以将反应产生的氯化氢通过所述出气管移出所述反应器10，作为一级废气。

本实用新型的装置中，在反应过程中能够通过进气管持续通入保护气体，不仅能够增加反应的混合效果，而且能够及时将反应产生的氯化氢移出反应器10，从而能够加快反应速率和提高转化率。

同时，持续通入保护气体，可以使反应过程中体系保持微正压，一方面，能够增加氯化氢在水中溶解度，另一方面，能够提高保护气体的吹扫效率，进一步提高氯化氢的吸收效果。

作为优选，进气管上可以设置第二流量计13，用于监测和控制保护气体的流量。

可以理解，只要不影响反应的气体均可以作为保护气体使用，可选的，所述保护气体选自氮气、氩气、氖气、氦气、一氧化碳或者二氧化碳中的至少一种。

应予说明的是，反应原料中还包括有四氢呋喃、甲苯或者乙酸乙酯等有机溶剂，而有机溶剂容易挥发，所以，通入保护气体进行吹扫时，不可避免的会将有机溶剂等夹带入一级废气中，即，一级废气中包括有保护气体、氯化氢以及有机溶剂等。

因此，本实用新型的装置在反应器10和氯化氢吸收单元之间增设冷凝器14，其中，所述冷凝器14与所述出气管连通，用于接收从所述出气管移出的一级废气，并用于对所述一级废气进行冷凝处理，不凝气体作为二级废气从冷凝器14输出，所述氯化氢吸收单元与所述冷凝器14连通，用于接收所述冷凝器14冷凝处理后的二级废气，并用于对所述二级废气进行吸收处理，联产盐酸，同时排出三级废气。

具体地，一级废气经过冷凝器14冷凝处理后，一级废气中夹带的有机溶剂等可凝气体冷凝成液体进行回收，保护气体和氯化氢为不凝气体，作为二级废气从冷凝器14输出。因此，氯化氢吸收单元对所述二级废气进行吸收处理时，联产获得的盐酸中不再含有有机溶剂等杂质，可以保证联产获得的盐酸的品质；而且，经过冷凝器14可以降低二级废气中氯化氢的温度，相对于高温氯化氢，可以显著降低腐蚀性，从而可以延长装置中氯化氢吸收单元的使用寿命。

为了节约资源，降低成本，排出的三级废气中，保护气体可以循环利用，重新通入反应器10进行吹扫。

为此，所述装置还包括干燥器20，所述干燥器20与所述氯化氢吸收单元连通，用于接收所述氯化氢吸收单元吸收处理后的三级废气并进行干燥处理，以除去水汽，干燥后的保护气体再通入反应器10进行吹扫，进而不会把水汽带入反应器10中，影响反应效果。

在该实施方式中，所述装置还包括压缩机21，用于将干燥器20干燥后的保护气体压缩，然后通入反应器10进行吹扫。

应予说明的是，当保护气体循环使用的过程中发生损耗时，可以从反应器10的进气管补充部分保护气体进行吹扫。

因此，在将保护气体压缩后通入反应器10的过程中，有如下两种不同的方式。

方式一：所述压缩机21的进气口与所述干燥器20连通，所述压缩机21的出气口与所述反应器10的进气管连通，所述压缩机21用于压缩经过干燥处理后的保护气体并通过所述进气管通入所述反应器10进行吹扫，该方式中，循环的保护气体与补充通入的保护气体混合成一股气体，均从进气管通入反应器10进行吹扫。

方式二：所述压缩机21的进气口与所述干燥器20连通，所述压缩机21的出气口与所述反应器10连通，所述压缩机21用于压缩经过干燥处理后的保护气体并直接通入所述反应器10进行吹扫，该方式中，循环的保护气体与补充通入的保护气体分成单独的两股气体通入反应器10进行吹扫。

在一个或多个实施例中，所述冷凝器14的出液口通过回流管道与所述反应器10连通，用于将冷凝处理得到的产物循环至所述反应器10，从而能够实现有机溶剂等的回收再利用，防止有机溶剂等的损失。

可选的，所述氯化氢吸收单元包括n个依次串联的吸收塔，n≥2，且第n个所述吸收塔采用氢氧化钠溶液等碱性溶液作为吸收剂，其余所述吸收塔均采用蒸馏水作为吸收剂。如此设置，二级废气经过第n个之前的吸收塔处理能够除去大部分氯化氢，得到盐酸，少量氯化氢通过第n个吸收塔处理除去，既可以保证二级废气中的氯化氢能够得到充分的回收利用，也可以保证氯化氢被完全吸收处理，最后排出的三级废气仅为保护气体和水汽，不会产生污染。

在一个或多个实施例中，所述氯化氢吸收单元包括2-6个依次串联的吸收塔。

可选的，冷凝器14的冷凝温度范围控制在-20℃至-40℃，吸收塔的温度范围控制在5℃至25℃。第n个之前的吸收塔的下端液相出口均连通盐酸储罐17a，第n个之前的吸收塔下端液相出口的出料管道均安装流量控制阀，且并联连通接入盐酸储罐17a，当任一吸收塔底部液相盐酸浓度大于30％时，打开流量控制阀，转入盐酸储罐17a。第n个吸收塔的下端液相出口连通中和罐17b。

如图1所示，在该实施方式中，所述氯化氢吸收单元包括串联的第一吸收塔15a和第二吸收塔15b，所述第一吸收塔15a与所述冷凝器14连通，所述第一吸收塔15a采用蒸馏水作为吸收剂，用于吸收二级废气中的氯化氢联产获得盐酸，所述第二吸收塔15b采用碱性溶液作为吸收剂，用于处理剩余的氯化氢，从而，从第二吸收塔15b排出的三级废气仅为保护气体和水汽。

作为优选，氯化氢吸收单元中，每个所述吸收塔都配设有离心泵，通过离心泵实现对氯化氢气体的循环吸收，每个所述吸收塔的出气口均设置有气液分离器，通过气液分离器降低从所述吸收塔排出的废气中携带的液体物质含量，从气液分离器分离出来的液体通过离心泵循序使用。

如图1所示，第一吸收塔15a配设有第一离心泵18a，通过第一离心泵18a不断泵送，实现对氯化氢气体的循环吸收，具体地，循环吸收的过程为：从第一吸收塔15a底部进入第一离心泵18a，通过第一离心泵18a泵入第一吸收塔15a上部，逆向喷淋吸收后汇集于第一吸收塔15a的底部，如此循环。

可以理解，第二吸收塔15b配设有第二离心泵18b，通过第二离心泵18b不断泵送，实现对氯化氢气体的循环吸收，循环过程为：从第二吸收塔15b底部进入第二离心泵18b，通过第二离心泵18b泵入第二吸收塔15b上部，逆向喷淋吸收后汇集于第二吸收塔15b的底部。

如图1所示，第一吸收塔15a的出气管连通于第一气液分离器16a，废气通过第一气液分离器16a之后再进入第二吸收塔15b，通过第一气液分离器16a分离得到的液体通过第一离心泵18a进行循环使用，第二吸收塔15b的出气管连通于第二气液分离器16b，废气通过第二气液分离器16b之后作为三级废气排出，通过第二气液分离器16b分离出的液体通过第二离心泵18b进行循环使用。

吸收塔中，循环吸收的次数可以控制，以更精准的回收氯化氢气体。作为优选，本实用新型的装置还包括有在线pH监测器19，在线pH监测器19设置于氯化氢吸收单元和干燥器20之间，通过在线pH监测器19的结果判断吸收塔是否达到饱和吸收。

如图1所示，在该实施方式中，第二气液分离器16b和所述干燥器20之间设置有在线pH监测器19，如果在线pH监测器19的pH低于预设值，说明达到饱和吸收，此时将第一吸收塔15a内的吸收液转移至盐酸储罐17a中，将第二吸收塔15b内的吸收液转移至中和罐17b中。可选的，所述在线pH监测器19的预设值为6.5-7。

在一个或多个实施例中，所述装置还包括滴加罐11，所述滴加罐11的出料口与所述反应器10连通，用于向所述反应器10中滴加反应原料，以更好的控制反应的进行。

可选的，反应原料中，将磷氯化合物与有机溶剂混合成第一配制物，将与有机溶剂混合成第二配制物，制备时，将第一配制物直接置于反应器10中，将第二配制物置于滴加罐11中，将第二配制物采用滴加等方式持续、匀速的滴加至第一配制物中，进行化学反应。

在一个或多个实施例中，所述滴加罐11和所述反应器10之间还设置有第一流量计12，用于调控所述滴加罐11向所述反应器10中滴加第二配制物的速度，以更好的控制反应效果。

为了保证滴加罐11的内部压力保持不变，使第二配制物能够顺利滴加，在一个或多个实施例中，所述滴加罐11和所述反应器10之间还通过连通管连通，以使所述滴加罐11中的压力恒定，优选恒定在150kPa-400kPa。

可以理解，滴加罐11与反应器10通过连通管连通时，滴加罐11中第二配制物的液面与反应器10中反应原料的液面均处于连通管的连通口以下。为了充分利用滴加罐11和反应器10的容积，在一个或多个实施例中，优选滴加罐11的顶部与反应器10的顶部通过连通管连通。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种制备含磷配体的装置，其特征在于，包括：

反应器，所述反应器设置有进气管和出气管，所述进气管用于通入保护气体对所述反应器进行吹扫，以将反应产生的氯化氢通过所述出气管移出所述反应器；

冷凝器，所述冷凝器与所述出气管连通，用于接收从所述出气管移出的一级废气，并用于对所述一级废气进行冷凝处理；

氯化氢吸收单元，所述氯化氢吸收单元与所述冷凝器连通，用于接收所述冷凝器冷凝处理后的二级废气，并用于对所述二级废气进行吸收处理；

干燥器，所述干燥器与所述氯化氢吸收单元连通，用于接收所述氯化氢吸收单元吸收处理后三级废气并进行干燥处理；

压缩机，所述压缩机的进气口与所述干燥器连通，所述压缩机的出气口与所述反应器的进气管连通，所述压缩机用于压缩经过干燥处理后的保护气体并通过所述进气管通入所述反应器进行吹扫。

2.根据权利要求1所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述冷凝器的出液口通过回流管道与所述反应器连通，用于将冷凝处理得到的产物循环至所述反应器。

3.根据权利要求1所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述氯化氢吸收单元包括n个依次串联的吸收塔，n≥2，且第n个所述吸收塔采用碱性溶液作为吸收剂，其余所述吸收塔均采用蒸馏水作为吸收剂。

4.根据权利要求3所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述氯化氢吸收单元包括串联的第一吸收塔和第二吸收塔，所述第一吸收塔与所述冷凝器连通，所述第一吸收塔采用蒸馏水作为吸收剂，所述第二吸收塔采用碱性溶液作为吸收剂。

5.根据权利要求3所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述氯化氢吸收单元中，每个所述吸收塔都配设有离心泵，通过离心泵实现循环吸收；

及/或，每个所述吸收塔的出气口均设置有气液分离器。

6.根据权利要求1所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述装置还包括有在线pH监测器，所述在线pH监测器设置于所述氯化氢吸收单元和所述干燥器之间。

7.根据权利要求1所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述反应器的进气管上还设置第二流量计。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述装置还包括滴加罐，所述滴加罐的出料口与所述反应器连通，用于向所述反应器中滴加反应原料。

9.根据权利要求8所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述滴加罐和所述反应器之间还设置有第一流量计，用于调控所述滴加罐向所述反应器中滴加反应原料的速度。

10.根据权利要求8所述的制备含磷配体的装置，其特征在于，所述滴加罐和所述反应器之间还通过连通管连通，以使所述滴加罐中的压力与反应器内一致。