专利名称：乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置。
背景技术：
乙酰氯是一种重要的有机合成中间体和乙酰化试剂，广泛用于有机合成，可用于生产农药、医药、新型电镀络合剂，以及其他多种精细有机合成中间体。乙酰氯的主要工业方法是冰醋酸三氯化磷法。常压下，开启搅拌后，将三氯化磷缓慢加入冰醋酸中，加完后停止搅拌在常温下保温静置分层，将亚磷酸层从釜底放出，得到副产物冒烟亚磷酸，然后加热升温，蒸馏出乙酰氯，得到95%的乙酰氯，然后在经过精馏得到 99%的乙酰氯。主要反应PC13+3CH3C00H — H3P03+3CH3C0C1主要副反应CH3C0C1+CH3C00H — CH3COOCOCH3+HCIPCI3+CH3COOH — CH3C00PC12+HC1CH3COCI+H3PO3 — CH3C0P03H2+HC1上述方法存在以下缺陷1、工艺反应复杂，乙酰氯要经过多次提纯，才能得到含量99%的乙酰氯。2、副产物亚磷酸中杂质较多，经济效益较差。3、原料单耗高，与理论得率有一段距离。氨基三亚甲基膦酸(ATMP)具有良好的螯合、低限抑制和晶格畸变作用，且与聚磷酸盐、聚羧酸盐、亚硝酸盐有良好的协同能力，可以有效的防止水中成垢盐类形成水垢，是工业循环冷却水处理领域常用的阻垢剂和分散剂。ATMP还可以用做金属清洁剂去除金属表面的油脂，还可用于洗涤剂的添加剂，金属离子的掩蔽剂，无氰电镀的添加剂。ATMP的制备方法有多种，国内外的主要制备方法是由甲醛、氯化铵、三氯化磷和水在一定温度下反应制得，反应式如下PC13+3H20 — H3PO3+3HCI3H3P03+NH4C1+HCH0 — N (CH2PO3H2) 3+HCl+3H20将计量过的氯化铵和水加入反应釜中，开动搅拌器使之均勻，缓慢加入三氯化磷和甲酸，加完后搅拌升温至回流，在有回流的情况下保温回流若干时间，蒸馏出多余的甲醛和HCl，补水降温。上述方法存在以下缺陷1、产生了大量副产物盐酸，在盐酸市场销售不畅的情况下，影响了经济效益。2、在滴加过程中，三氯化磷和水的反应较剧烈，如操作不当会产生大量氯化氢气体，引发安全事故。发明内容本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种能够安全清洁生产、缩短反应时间、降低能源消耗、降低低附加值产品盐酸的生成量，并且降低乙酰氯和ATMP的成本的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于包括有乙酰氯反应回收装置和ATMP合成装置，其中，所述的乙酰氯反应回收装置包括乙酰氯反应釜，乙酰氯反应釜顶部安装有乙酰氯反应釜搅拌器和精馏塔，还装有冰醋酸计量罐与三氯化磷计量罐，其中精馏塔与乙酰氯储罐连接，并同时连接有乙酰氯冷凝回流装置，乙酰氯反应釜的底部还设置有分离视镜；所述的ATMP合成装置包括有ATMP合成釜，ATMP合成釜通过分离视镜与乙酰氯反应釜连接，其水平位置低于乙酰氯反应釜，ATMP合成釜的顶部还装有ATMP合成釜搅拌器、甲醛计量罐和ATMP回流冷凝装置。在上述方案中，所述的乙酰氯冷凝回流装置，包括有全凝器，全凝器底部同时与精馏塔顶部和乙酰氯储罐连通，并在与精馏塔顶部连通的管路上装有回流流量计，在与乙酰氯储罐连通的管路上装有成品流量计，全凝器底部还通过气液分离器与盐酸降膜吸收系统连通。在上述方案中，所述的ATMP回流冷凝装置，包括有回流冷凝器，回流冷凝器顶部与ATMP合成釜顶部连通，回流冷凝器底部通过U形管也与ATMP合成釜顶部连通，回流冷凝器底部还通过气液分离器与尾气吸收系统连通，并通过U形管与回收计量箱连通。在上述方案中，所述的所述的乙酰氯反应釜搅拌器和ATMP合成釜搅拌器分别包括有搅拌器和减速机，搅拌器为锚式搅拌器或框式搅拌器，减速机为摆线针轮减速机。在上述方案中，所述的精馏塔的塔径为Φ 200 600mm。在上述方案中，所述的精馏塔与乙酰氯反应釜连接管路的管径为Φ50 150mm ； 回流冷凝器与ATMP合成釜连接管路的管径为Φ 75mm 150mm;三氯化磷计量罐与乙酰氯反应釜连接管路的管径Φ 10 50mm。在上述方案中，所述的全凝器和回流冷凝器均为搪瓷片式冷凝器，规格为15 20m2。采用本实用新型装置将乙酰氯和氨基三亚甲基膦酸结合起来生产，省了 95%乙酰氯提纯到99%的乙酰氯的生产步骤，使三氯化磷-冰醋酸法的乙酰氯成品一步达到99%含量；该制备方法实现了乙酰氯和ATMP的安全清洁生产、缩短了反应时间、降低了能源消耗、 降低了低附加值产品盐酸的生成量；该制备方法将副产物亚磷酸直接一步合成法转变为 ATMP,大大降低了乙酰氯和ATMP的成本，也提高了连续生产的安全性和稳定性。
图1为本实用新型实施例的结构示意图图中1.乙酰氯反应釜；2.精馏塔；3.全凝器；4.回流流量计；5.成品流量计；6.盐酸降膜吸收系统；7.乙酰氯反应釜搅拌器；8.冰醋酸计量罐；9.三氯化磷计量罐；[0035]10.乙酰氯储罐；11.分离视镜；12. AMTP合成釜；13.回流冷凝器；14. ATMP合成釜搅拌器；15.甲醛计量罐；16.尾气吸收系统；17.回收计量箱。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施实例和附图对本实用新型的技术方案做进一步的说明。本实用新型提供的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，包括有乙酰氯反应回收装置和ATMP合成装置，其中，所述的乙酰氯反应回收装置包括乙酰氯反应釜1，乙酰氯反应釜1顶部安装有乙酰氯反应釜搅拌器7和精馏塔2，还装有冰醋酸计量罐8与三氯化磷计量罐9，其中精馏塔2与乙酰氯储罐10连接，并同时连接有乙酰氯冷凝回流装置，其中乙酰氯冷凝回流装置包括有全凝器3，全凝器3底部同时与精馏塔2顶部和乙酰氯储罐10连通，并在与精馏塔2顶部连通的管路上装有回流流量计4，在与乙酰氯储罐10连通的管路上装有成品流量计5，全凝器3底部还通过气液分离器与盐酸降膜吸收系统6连通。乙酰氯反应釜1的底部还设置有分离视镜11 ；所述的ATMP合成装置包括有ATMP合成釜12，ATMP 合成釜12通过分离视镜11与乙酰氯反应釜1连接，其水平位置低于乙酰氯反应釜1，ATMP 合成釜12的顶部还装有ATMP合成釜搅拌器14、甲醛计量罐15和ATMP回流冷凝装置，其中ATMP回流冷凝装置包括有回流冷凝器13，回流冷凝器13顶部与ATMP合成釜12顶部连通，回流冷凝器13底部通过U形管也与ATMP合成釜12顶部连通，回流冷凝器13底部还通过气液分离器与尾气吸收系统16连通，并通过U形管与回收计量箱17连通。在本实施例中，所述的乙酰氯反应釜搅拌器7和ATMP合成釜搅拌器14分别包括有搅拌器和减速机，搅拌器为锚式搅拌器或框式搅拌器，减速机为摆线针轮减速机。在本实施例中，所述的精馏塔2的塔径为Φ400mm。在本实施例中，所述的精馏塔2与乙酰氯反应釜1连接管路的管径为Φ IOOmm ；回流冷凝器13与ATMP合成釜12连接管路的管径为Φ 125mm ；三氯化磷计量罐9与乙酰氯反应釜1连接管路的管径为Φ 30mm。在本实施例中，所述的全凝器3和回流冷凝器13均为搪瓷片式冷凝器，规格为 20m2。本实用新型装置的使用过程按照如下步骤a)将冰醋酸加入乙酰氯反应釜1，开启搅拌，开启乙酰氯反应釜1夹套冷却水，1 2小时常压下完成三氯化磷向反应釜内的滴加，使反应釜内冰醋酸的摩尔数为三氯化磷摩尔数的3.0 3. 1 :1倍；b)停止搅拌，静置，等亚磷酸和乙酰氯分层后，从釜底放出亚磷酸，分离出亚磷酸后，向乙酰氯反应釜1夹套通入蒸汽对釜内乙酰氯加热升温，蒸出的乙酰氯蒸汽经过精馏塔2、冷凝装置处理后，得到含量> 99%的液态乙酰氯。步骤一控制全回流，开始回流较小时，将乙酰氯从塔顶回流到塔内，随着釜内乙酰氯温度的升高，回流开始增大。步骤二 收集成品，当全回流达到300L/h时，开始收集成品，并控制回流比2 :1，直到精馏塔2顶温度达到55°C以上时，停止精馏。c)分离出的冒烟亚磷酸(含有一些乙酰氯)直接流入ATMP合成釜12，滴入计量的水进行水解，并将生成的醋酸蒸馏回收(回收到的浓醋酸可以精馏脱水后，作为冰醋酸回用)，降温，投入氯化铵和甲醛(投料摩尔比为甲醛亚磷酸氯化铵=3.3 2.5 1， 亚磷酸的摩尔量即为三氯化磷的摩尔量)，升温至55°C左右，让其自然反应升温至回流，在有回流的情况下保温4个小时，保温结束后升温蒸水，蒸馏出多余的甲醛，补水降温，即得 ATMP产品。 以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
权利要求1.乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于包括有乙酰氯反应回收装置和ATMP合成装置，其中，所述的乙酰氯反应回收装置包括乙酰氯反应釜，乙酰氯反应釜顶部安装有乙酰氯反应釜搅拌器和精馏塔，还装有冰醋酸计量罐与三氯化磷计量罐，其中精馏塔与乙酰氯储罐连接，并同时连接有乙酰氯冷凝回流装置，乙酰氯反应釜的底部还设置有分离视镜；所述的ATMP合成装置包括有ATMP合成釜，ATMP合成釜通过分离视镜与乙酰氯反应釜连接，其水平位置低于乙酰氯反应釜，ATMP合成釜的顶部还装有ATMP合成釜搅拌器、甲醛计量罐和ATMP回流冷凝装置。
2.如权利要求1所述的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于所述的乙酰氯冷凝回流装置，包括有全凝器，全凝器底部同时与精馏塔顶部和乙酰氯储罐连通， 并在与精馏塔顶部连通的管路上装有回流流量计，在与乙酰氯储罐连通的管路上装有成品流量计，全凝器底部还通过气液分离器与盐酸降膜吸收系统连通。
3.如权利要求1所述的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于所述的ATMP回流冷凝装置，包括有回流冷凝器，回流冷凝器顶部与ATMP合成釜顶部连通，回流冷凝器底部通过U形管也与ATMP合成釜顶部连通，回流冷凝器底部还通过气液分离器与尾气吸收系统连通，并通过U形管与回收计量箱连通。
4.如权利要求1所述的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于所述的所述的乙酰氯反应釜搅拌器和ATMP合成釜搅拌器均包括有搅拌器和减速机，搅拌器为锚式搅拌器或框式搅拌器，减速机为摆线针轮减速机。
5.如权利要求1所述的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于所述的精馏塔的塔径为Φ 200 600_。
6.如权利要求1所述的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于所述的精馏塔与乙酰氯反应釜连接管路的管径为Φ50 150mm;回流冷凝器与ATMP合成釜连接管路的管径为Φ75mm 150mm;三氯化磷计量罐与乙酰氯反应釜连接管路的管径 Φ 10 50mm。
7.如权利要求1所述的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置，其特征在于所述的全凝器和回流冷凝器均为搪瓷片式冷凝器，规格为15 20m2。
专利摘要本实用新型提供一种能够安全清洁生产、缩短反应时间、降低能源消耗、降低低附加值产品盐酸的生成量，并且降低乙酰氯和ATMP的成本的乙酰氯联产氨基三亚甲基膦酸的制备装置。包括有乙酰氯反应回收装置和ATMP合成装置，其中，所述的乙酰氯反应回收装置包括乙酰氯反应釜，乙酰氯反应釜顶部安装有乙酰氯反应釜搅拌器和精馏塔，还装有冰醋酸计量罐与三氯化磷计量罐，其中精馏塔与乙酰氯储罐连接，并同时连接有乙酰氯冷凝回流装置，乙酰氯反应釜的底部还设置有分离视镜；所述的ATMP合成装置包括有ATMP合成釜，ATMP合成釜通过分离视镜与乙酰氯反应釜连接，其水平位置低于乙酰氯反应釜，ATMP合成釜的顶部还装有ATMP合成釜搅拌器、甲醛计量罐和ATMP回流冷凝装置。采用本实用新型装置大大降低了乙酰氯和ATMP的成本，也提高了连续生产的安全性和稳定性。
文档编号C07F9/38GK202246482SQ20112033800
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者史铁京, 彭久玲, 曾令芳, 林祥斌 申请人:湖北海力化工科技有限公司