تری فنیل فسفات CAS 115-86-6

تری فنیل فسفات(TPP) به طور صنعتی با استفاده از فنل و اکسی کلرید فسفر (POCl3) به عنوان مواد اولیه اولیه از طریق یک واکنش جایگزینی نوکلئوفیل فسفریل تولید می شود. این مسیر بیش از 95 درصد از کل ظرفیت تولید را تشکیل می دهد و نشان دهنده روند اصلی است. معادله واکنش این است: 3 C6H5OH + POCl3=(C6H5O)3PO + 3 HCl

این فرآیند به دو نوع تقسیم می‌شود: روش قلیایی همگن-روش کاتالیزشده و حلال-روش مذاب آزاد. هر دو برای تولید مستمر در مقیاس بزرگ مناسب هستند، دارای مواد خام به آسانی در دسترس، جریان فرآیند کوتاه، یک محصول تکی-و کمترین هزینه تولید جامع هستند.

هیچ حلال آلی اضافی مورد نیاز نیست، که یک گردش کار کارآمد را ارائه می دهد. فنل در یک راکتور مقاوم در برابر فشار، مجهز به واحدهای همزن، تراکم و حذف اسید با فشار منفی{2} شارژ می‌شود، سپس برای ذوب کامل تا دمای 45 تا 50 درجه حرارت داده می‌شود.

POCl3 به آرامی به صورت قطره‌ای تحت کنترل دمای 20 تا 30 درجه در طول کل مدت تغذیه 4.5 تا 5.5 ساعت اضافه می‌شود. واکنش گرمای شدید آزاد می کند. دماهای بیش از 35 درجه به راحتی توسط محصولات مونو- و دی فنیل فسفات تولید می‌کنند و خلوص و بازده محصول را کاهش می‌دهند. نسبت مولی فنل به POCl3 در 3.05-3.1: 1 حفظ می شود.

مقدار کمی از فنل تبدیل کامل POCl3 را تضمین می کند و ناخالصی های فسفر اسیدی باقیمانده را کاهش می دهد. پس از افزودن قطره ای، مخلوط در دمای ثابت به مدت 1 ساعت به هم زده می شود و سپس با حرارت دادن گرادیان مرحله ای برای حذف کلرید هیدروژن: ابتدا تا 120 درجه تحت فشار HCl آزاد حرارت داده می شود تا حذف شود.

سپس فشار منفی 600-680 میلی‌متر جیوه اعمال می‌شود و دما به تدریج به 160 درجه افزایش می‌یابد و به مدت 2 تا 2.5 ساعت برای اسیدی‌زدایی عمیق نگه می‌دارد تا زمانی که مقدار اسید استر خام به زیر 6 mgKOH/g برسد. این امر از خوردگی اسیدیته بیش از حد محصولات نهایی در لایه های لاستیکی و پلاستیکی پایین دست جلوگیری می کند.

این مسیر عمدتاً برای تولید درجه-خلوص بالای تصفیه شده اتخاذ شده است. دی کلرومتان یا تولوئن به عنوان حلال عمل می کند، در حالی که پیریدین، هیدروکسید سدیم یا برومید تترابوتیل آمونیوم (کاتالیزور انتقال فاز) به عنوان جاذب اسید برای به دام انداختن کلرید هیدروژن عمل می کند.

فنل ابتدا با قلیایی واکنش می دهد و فن اکسید سدیم را تشکیل می دهد. POCl3 به صورت قطره ای در دمای پایین 0-10 درجه اضافه می شود. خنثی سازی پایه اسیدی HCl را به طور همزمان مصرف می کند و تعادل را به سمت تشکیل محصول با حداکثر بازده 92 درصد تغییر می دهد.

دمای واکنش ملایم واکنش‌های جانبی را سرکوب می‌کند و آن را برای TPP دارویی و الکترونیکی با درجه خلوص بالا- ایده‌آل می‌کند. با این حال، مرحله بازیافت حلال، مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و مقیاس تولید انبوه-را محدود می‌کند.

مسیر غیرمستقیم تری کلرید فسفر یک روش سنتزی چند مرحله‌ای است که محدود به آماده‌سازی در مقیاس کوچک آزمایشگاهی است و به ندرت در تولید صنعتی استفاده می‌شود.

مرحله 1: فنل با تری کلرید فسفر در دمای 40 درجه واکنش می دهد و با هیدروکلراید آزاد شده تری فنیل فسفیت تشکیل می دهد.

مرحله 2: سیستم تا 70 درجه گرم می شود و گاز کلر برای اکسید کردن اتم فسفر وارد می شود و یک واسطه TPP دی کلر تولید می کند.

مرحله 3: هیدرولیز در دمای پایین در 80 درجه، اتم‌های کلر را حذف می‌کند تا TPP خام تولید شود. این فرآیند گاز کلر را مصرف می‌کند و حجم زیادی از نمک-حاوی فاضلاب تولید می‌کند که نیاز به تصفیه هیدرولیز دارد.

گردش کار سه مرحله‌ای نیازمند سرمایه‌گذاری بالایی در تجهیزات است. گاز کلر بسیار خورنده است و بازده محصول فقط به 82% -86% می رسد. این روش هیچ مزیت هزینه ای نسبت به روش حرارتی مستقیم ندارد و فقط برای سناریوهای تحقیقاتی خاص مانند سنتز مشتقات دارای برچسب ویژه استفاده می شود.

استر خام پس از اسید زدایی حاوی ناخالصی هایی از جمله فنل آزاد، مونو/دی فنیل فسفات و نمک های معدنی است که نیاز به تصفیه چند مرحله ای{0}} دارد.

اجزای اسیدی باقیمانده با کربنات سدیم قلیایی ضعیف خنثی می شوند و آب تولید شده از خنثی سازی در 150 درجه تحت فشار منفی جدا می شود.

مخلوط به واحد یکسوسازی خلاء با خلاء 1.47 کیلو پاسکال تغذیه می شود. کسر تقطیر جمع آوری شده در دمای 243-245 درجه، ناخالصی های پلیمری فنل کم جوش-و{4}}فنل کم جوش را جدا می کند.

تقطیر تصحیح شده خنک می شود و به کریستال های سوزنی شکل سفید تبدیل می شود. برای محصولات{1}}با خلوص{2} بسیار بالا، تبلور مجدد با استفاده از حلال مخلوط اتانول-پترولیوم اتر آلاینده های رنگی را حذف می کند. محصول نهایی دارای نقطه ذوب پایدار 48.4-49 درجه و خلوص بالاتر از 99.5٪ است، مطابق با استانداردهای کاربردی بالا-برای پلاستیک های مقاوم در برابر شعله و پوشش های عایق.

مزایای اصلی فرآیند حرارتی مستقیم

تولید کم سه- زباله، چرخه واکنش کوتاه، سازگاری قوی با تولید مداوم. هیدروژن کلرید محصول جانبی را می توان با آب شستشو داد تا اسید کلریدریک قابل بازیافت تولید کند و به استفاده از منابع بالا دست یابد.

معایب

کنترل شدید دمای پایین{0}}مورد نیاز است. مدیریت نامناسب دما به راحتی باعث تولید-محصولات استر کم می‌شود.

فرآیند سرد غیرمستقیم تحت شرایط واکنش ملایم عمل می‌کند، اما از جریان کار طولانی، مصرف انبوه مواد شیمیایی خطرناک و ارزش تولید ناچیز- رنج می‌برد.

بهینه‌سازی فعلی صنعت بر کاتالیزورهای کامپوزیت اسید لوئیس برای کاهش دمای واکنش و کوتاه‌تر کردن زمان تغذیه متمرکز است. پشتیبانی از سیستم‌های حذف اسید با فشار منفی بسته، انتشار گازهای گلخانه‌ای فراری را کاهش می‌دهد و فناوری مصنوعی را به سمت جهت سبزتر و کم کربن ارتقا می‌دهد.