1.本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，尤其涉及一種五氯化磷的制備方法。

背景技術(shù)：

2.五氯化磷主要用作氯化劑，高純度五氯化磷主要用于醫(yī)藥中間體及六氟磷酸鋰的合成。目前五氯化磷的生產(chǎn)大多采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，以三氯化磷、氯氣等為原料，在攪拌式反應(yīng)釜中先注入一定量的液體三氯化磷，再通入氯氣。

3.傳統(tǒng)工藝存在的問題主要在以下幾個方面:

4.(1)反應(yīng)熱難以消散，這常常導(dǎo)致局部過熱，有害于反應(yīng)產(chǎn)物的正常排放和原料的有效利用。us4335085采用外冷以及三氯化磷的蒸發(fā)來去除反應(yīng)熱，五氯化磷質(zhì)量差，含有部分未反應(yīng)的三氯化磷。

5.(2)五氯化磷易凝結(jié)在反應(yīng)釜內(nèi)，造成出料困難，設(shè)備易腐蝕、損壞。為了解決該問題，us1906440采用磷酰氯作為溶劑，但是殘余溶劑難以去除。us4265865采用在熔融的五氯化磷存在下，發(fā)生反應(yīng)，將作為熔體的反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器中排出，該方法中為了保持五氯化磷的熔融狀態(tài)，必須保持在1.05～30巴的壓力以及160～250℃的溫度下。us3995013發(fā)現(xiàn)三氯化磷是制備五氯化磷的理想的反應(yīng)介質(zhì)，該方法采用不足量的氯與三氯化磷反應(yīng)，再將所得混合物冷卻后進(jìn)行分離來獲得純的五氯化磷，操作繁冗。

6.(3)產(chǎn)品粗糙，含有必須破碎的不規(guī)則的塊狀產(chǎn)品。cn102897728b在五氯化磷被轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗪螅僬{(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速，期望獲得顆粒狀的五氯化磷產(chǎn)品。

7.(4)反應(yīng)物之間接觸面積小，反應(yīng)不完全，產(chǎn)品收率低，且難以生產(chǎn)出高純度的五氯化磷。cn100393614c采用三氯化磷與氯氣以氣-氣對流方式進(jìn)行反應(yīng)，增大了反應(yīng)物之間的接觸面積，但是該方法中反應(yīng)熱不易控制，且需要將反應(yīng)產(chǎn)物升華來提高其純度，耗費能源且操作復(fù)雜。

8.cn112919439a公開了一種連續(xù)制備高純五氯化磷的方法，包括以下步驟:(1)制備由氯氣和惰性氣體組成的混合氣體；(2)將液態(tài)三氯化磷霧化后，與所述混合氣體進(jìn)行混合反應(yīng)，得到固態(tài)高純五氯化磷；(3)混合反應(yīng)后所產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行回收，返回步驟(1)用于制備混合氣體。該方案采用惰性氣體充當(dāng)載氣，攜載氯氣與霧化后的三氯化磷進(jìn)行混合反應(yīng)，可以降低氯氣與三氯化磷的反應(yīng)程度，并通過惰性氣體將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶走，最終通過溫度控制克服溫度波動大和副反應(yīng)增多的問題，但是該方案需要引入惰性氣體，三氯化磷利用率有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

9.本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，而提供一種新的五氯化磷的制備方法。

10.發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用大量過量的氯氣與三氯化磷進(jìn)行反應(yīng)制備五氯化磷，能夠有效去除反應(yīng)熱，防止五氯化磷結(jié)塊，出料容易，且能夠直接獲得顆粒狀的五氯化磷產(chǎn)品。

11.因此，本技術(shù)在一個方面涉及一種五氯化磷的制備方法，將三氯化磷與氯氣加入

反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，所述氯氣與三氯化磷的摩爾比大于等于5，未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，再循環(huán)至反應(yīng)器中。

12.進(jìn)一步地，操作時，首先將氯氣通入反應(yīng)器內(nèi)，使反應(yīng)器內(nèi)保持氯氣氣氛，再將三氯化磷連續(xù)從反應(yīng)器頂部加入反應(yīng)器中與氯氣進(jìn)行反應(yīng)，同時繼續(xù)通入氯氣，使反應(yīng)器壓力維持在0.15～0.5mpa。

13.所述氯氣與三氯化磷的摩爾比可以為例如10:1、50:1、100:1、150:1、200:1、250:1、300:1、500:1等。優(yōu)選的，所述氯氣與三氯化磷的摩爾比為5～50:1，例如5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1。

14.發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，過量的氯氣氣氛中，三氯化磷加入后，立即被氯氣包裹并與氯氣發(fā)生反應(yīng)，生成五氯化磷后由反應(yīng)器底部出料。

15.發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，三氯化磷優(yōu)選以小液滴的形式進(jìn)入反應(yīng)器，與氯氣進(jìn)行反應(yīng)，例如三氯化磷以噴灑或噴霧的方式進(jìn)入反應(yīng)器，生成的五氯化磷產(chǎn)品的顆粒更小，更易于出料，且可以直接作為成品。優(yōu)選地，本技術(shù)所述小液滴，是指平均直徑在200μm～1500μm之間的液滴。所述小液滴平均直徑可以為200μm～1500μm范圍中任意值或所述范圍內(nèi)任意值組合形成的范圍，例如200μm～300μm、200μm～500μm、200μm～800μm、200μm～1000μm、200μm～1200μm、300μm～500μm、300μm～800μm、300μm～1000μm、300μm～1200μm、300μm～1500μm、500μm～800μm、500μm～1000μm、500μm～1200μm、500μm～1500μm、800μm～1000μm、800μm～1200μm、800μm～1500μm、1000μm～1200μm、1000μm～1500μm、1200μm～1500μm。

16.進(jìn)一步地，未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，經(jīng)過過濾和換熱后，再循環(huán)至反應(yīng)器中。

17.進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器內(nèi)氣體進(jìn)行內(nèi)循環(huán)。反應(yīng)器內(nèi)的氣體內(nèi)循環(huán)可以進(jìn)一步增加氯氣與三氯化磷的接觸面積，反應(yīng)更加完全，并且，可以促進(jìn)反應(yīng)熱的消散。

18.優(yōu)選地，控制反應(yīng)溫度為50～140℃。本技術(shù)所述反應(yīng)溫度可以為50～150℃范圍中任意值或所述范圍內(nèi)任意值組合形成的范圍，例如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、50℃～70℃、50℃～100℃等。

19.所述反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體，所述反應(yīng)器主體上設(shè)置有三氯化磷進(jìn)口、氯氣進(jìn)口、循環(huán)氣體出口和產(chǎn)品出口，所述氯氣進(jìn)口連接氯氣進(jìn)氣管道，所述循環(huán)氣體出口連接氯氣外循環(huán)管的一端，所述氯氣外循環(huán)管沿著氣體流動方向設(shè)置有旋風(fēng)除塵器，所述旋風(fēng)除塵器后設(shè)置有換熱器和壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)，所述氯氣外循環(huán)管另一端連接設(shè)置于反應(yīng)器上的循環(huán)氣體進(jìn)口或連接氯氣進(jìn)氣管道。

20.在本技術(shù)的一種優(yōu)選實施方式中，反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器信號輸出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接設(shè)置于氯氣進(jìn)氣管道上的氯氣進(jìn)料閥。所述控制系統(tǒng)可以是例如分散控制系統(tǒng)(dcs)。

21.進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器主體內(nèi)部設(shè)置軸，所述軸上裝有刮板。

22.進(jìn)一步地，所述軸為空心柱體，且空心柱體上散布通氣孔，所述軸內(nèi)部安裝有攪拌槳。

23.優(yōu)選地，所述三氯化磷進(jìn)口的管道上在進(jìn)入反應(yīng)器的一端連接噴嘴，三氯化磷通過噴嘴以小液滴的方式進(jìn)入反應(yīng)器。

24.所述噴嘴可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的噴嘴，例如高壓噴嘴、霧化噴嘴、錐形噴

嘴等。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對噴嘴噴出的液滴進(jìn)行進(jìn)一步的處理，例如設(shè)置液滴與其他流動障礙物碰撞，以減小液滴尺寸。

25.優(yōu)選地，所述刮板的外表面與反應(yīng)器的內(nèi)壁貼合。

26.在本技術(shù)一種優(yōu)選實施方式中，所述反應(yīng)器主體上部為正圓臺型結(jié)構(gòu)，下部從上部的正圓臺底部開始為一倒圓臺型或倒圓錐結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器主體下部設(shè)置有雙螺旋刮料機(jī)。

27.優(yōu)選的，在反應(yīng)器主體內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器信號輸出端連接安全儀表系統(tǒng)(sis)，所述氯氣進(jìn)氣管道上設(shè)置有切斷閥，所述安全儀表系統(tǒng)連接切斷閥。當(dāng)溫度超過設(shè)定值時，安全儀表系統(tǒng)控制切斷閥關(guān)閉，停止對反應(yīng)器輸送氯氣。

28.優(yōu)選地，三氯化磷進(jìn)口、氯氣進(jìn)口和氯氣外循環(huán)管的循環(huán)氣體進(jìn)口設(shè)置于反應(yīng)器的頂部，循環(huán)氣體出口和產(chǎn)品出口設(shè)置于反應(yīng)器底部。

29.優(yōu)選的，所述產(chǎn)品出口下方設(shè)有螺旋出料機(jī)。

30.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果:

31.一、生產(chǎn)五氯化磷的傳統(tǒng)工藝，基本上是將接近化學(xué)計量比的三氯化磷與氯進(jìn)行反應(yīng)，由于此反應(yīng)中反應(yīng)原料三氯化磷是液體，氯氣是氣體，而產(chǎn)物五氯化磷一般是固體，固體的五氯化磷容易將三氯化磷包裹在里面，形成了團(tuán)粒，粒子的架橋，造成結(jié)塊，板結(jié)成很大的一塊，很難處理；在另一方面，生成五氯化磷是一個劇烈放熱反應(yīng)，在氯氣與三氯化磷的反應(yīng)后期，往往因為三氯化磷液體是少量的，而固體五氯化磷是大量的，而固體的傳熱性能很差，在某一局部，三氯化磷和氯氣反應(yīng)，造成局部的大量放熱，傳熱不及時導(dǎo)致局部溫度過高，如果局部溫度過熱發(fā)生在器壁上，則會導(dǎo)致設(shè)備腐蝕形成小黑點，同時還造成設(shè)備壽命的減短；不接觸容器內(nèi)壁的局部反應(yīng)則會造成五氯化磷熔融，形成產(chǎn)品板結(jié)，而通過外部冷卻，例如夾套冷卻、盤管冷凝器或熱交換器等已知方式去除反應(yīng)熱，或者通過三氯化磷的蒸發(fā)并不能滿足對熱量的及時去除。本技術(shù)采用過量氣體和小液滴形式的三氯化磷進(jìn)行反應(yīng)，受熱均勻，傳熱和傳質(zhì)都達(dá)到理想狀態(tài)，沒有上述的質(zhì)量上的缺陷；未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，再循環(huán)至反應(yīng)器中，該部分氯氣一方面在反應(yīng)器中不參與反應(yīng)，可以稀釋反應(yīng)熱，另一方面，在排出的過程中可以帶走部分反應(yīng)熱量；

32.二、反應(yīng)發(fā)生在氯氣氣氛中，三氯化磷進(jìn)入反應(yīng)器后，很快發(fā)生反應(yīng)生成五氯化磷，特別是當(dāng)三氯化磷以小液滴的形式進(jìn)入反應(yīng)器后，迅速被氯氣包圍并反應(yīng)，生成顆粒狀五氯化磷，不會結(jié)塊，不用后續(xù)處理可以直接作為成品收集，產(chǎn)品中雜質(zhì)少純度高，且出料容易，可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；并且由于本發(fā)明氯氣濃度高，所以提高了三氯化磷的有效利用率；

33.三、反應(yīng)器內(nèi)氣體內(nèi)循環(huán)，氯氣與三氯化磷接觸面積大，特別是對于液滴狀的三氯化磷，反應(yīng)完全；

34.四、整個工藝中，過量氯氣實現(xiàn)循環(huán)利用，三氯化磷和氯氣利用率高，基本沒有多余廢棄物的排放，環(huán)境友好，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；

35.五、本發(fā)明在反應(yīng)過程中，不斷刮下粘附在反應(yīng)器壁上的蓬松固體，可以提高夾套傳熱的效果。

附圖說明

36.通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、

目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

37.圖1是本發(fā)明實施例1裝置示意圖；

38.圖2是本發(fā)明實施例3裝置示意圖；

39.圖3是本發(fā)明實施例5裝置示意圖；

40.圖中附圖標(biāo)記：1-反應(yīng)器主體，2-三氯化磷進(jìn)口，3-氯氣進(jìn)口，4-循環(huán)氣體出口，5-產(chǎn)品出口，6-軸，7-刮板，8-通氣孔，9-風(fēng)葉，10-噴嘴，11-氯氣外循環(huán)管，12-旋風(fēng)除塵器，13-壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)，14-換熱器，15-切斷閥，16-氯氣進(jìn)料閥，17-溫度傳感器，18-壓力表，19-螺旋出料機(jī)，20-雙螺旋刮料機(jī)。

具體實施方式

41.下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

42.實施例1

43.本實施例方法的裝置簡圖如圖1所示，包括反應(yīng)器主體1，所述反應(yīng)器主體1上設(shè)置有三氯化磷進(jìn)口2、氯氣進(jìn)口3、循環(huán)氣體出口4和產(chǎn)品出口5，所述氯氣進(jìn)口連接氯氣進(jìn)氣管道，所述循環(huán)氣體出口4連接氯氣外循環(huán)管11的一端，所述氯氣外循環(huán)管沿著氣體流動方向設(shè)置有旋風(fēng)除塵器12，所述旋風(fēng)除塵器后設(shè)置有壓縮機(jī)13和換熱器14，所述氯氣外循環(huán)管另一端連接設(shè)置于反應(yīng)器上的循環(huán)氣體進(jìn)口。

44.所述反應(yīng)器主體內(nèi)部設(shè)置軸6，所述軸上裝有刮板7。所述刮板的外表面與反應(yīng)器的內(nèi)壁貼合。

45.所述三氯化磷進(jìn)口2的管道上在進(jìn)入反應(yīng)器的一端連接噴嘴10，三氯化磷通過噴嘴以小液滴的方式進(jìn)入反應(yīng)器。所述噴嘴可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的噴嘴，例如高壓噴嘴、霧化噴嘴、錐形噴嘴等。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對噴嘴噴出的液滴進(jìn)行進(jìn)一步的處理，例如設(shè)置液滴與其他流動障礙物碰撞，以減小液滴尺寸。

46.所述反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器18，所述壓力傳感器信號輸出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接設(shè)置于氯氣進(jìn)氣管道上的氯氣進(jìn)料閥16。所述控制系統(tǒng)可以是例如分散控制系統(tǒng)(dcs)。

47.所述反應(yīng)器主體內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器17，所述溫度傳感器信號輸出端連接安全儀表系統(tǒng)(sis)，所述氯氣進(jìn)氣管道上設(shè)置有切斷閥15，所述安全儀表系統(tǒng)連接切斷閥。當(dāng)溫度超過設(shè)定值時，安全儀表系統(tǒng)控制切斷閥關(guān)閉，停止對反應(yīng)器輸送氯氣。

48.本實施例中，所述三氯化磷進(jìn)口2、氯氣進(jìn)口3和氯氣外循環(huán)管的循環(huán)氣體進(jìn)口設(shè)置于反應(yīng)器的頂部，循環(huán)氣體出口4和產(chǎn)品出口5設(shè)置于反應(yīng)器底部。所述產(chǎn)品出口5下方設(shè)有螺旋出料機(jī)19。

49.操作時，先用氯氣對反應(yīng)器進(jìn)行置換，多次置換后，打開三氯化磷進(jìn)口2的閥門，同時打開氯氣進(jìn)口3的閥門，三氯化磷通過噴嘴10連續(xù)進(jìn)料，三氯化磷液滴平均直徑為200～500μm，三氯化磷和氯氣的摩爾比例約為1:45～50，反應(yīng)溫度為50℃，外循環(huán)氯氣從循環(huán)氣體出口4排出后進(jìn)入氯氣外循環(huán)管11，經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、壓縮機(jī)和換熱器后，可以單獨進(jìn)入

反應(yīng)器，也可以與新鮮氯氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，維持反應(yīng)器壓力在0.42mpa。當(dāng)從視鏡觀察到有固體五氯化磷產(chǎn)生，開動軸6進(jìn)行刮料，生成的五氯化磷從產(chǎn)品出口5進(jìn)行收集，得到淡黃色的顆粒狀五氯化磷固體，裝置連續(xù)運行1000小時，產(chǎn)品無結(jié)塊現(xiàn)象，反應(yīng)器內(nèi)也無產(chǎn)品板結(jié)，所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.90％，三氯化磷含量約為0.01％，三氯化磷利用率達(dá)到99.5％。

50.實施例2

51.在本實施例中，反應(yīng)器裝置和操作步驟同實施例1，不同之處在于三氯化磷和氯氣的摩爾比例約為1:35～40，反應(yīng)溫度為80℃，維持反應(yīng)器壓力在0.36mpa。裝置連續(xù)運行1000小時，產(chǎn)品無結(jié)塊現(xiàn)象，反應(yīng)器內(nèi)也無產(chǎn)品板結(jié)，所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.91％，未檢測出三氯化磷含量，三氯化磷利用率基本達(dá)到100％。

52.實施例3

53.在本實施例中，反應(yīng)器裝置參考圖2，與實施例1裝置不同之處在于：所述軸6為空心柱體，且空心柱體上散布通氣孔8，所述軸內(nèi)部安裝有可以旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉9。所述軸上的通氣孔為任意分布。通過通氣孔及風(fēng)葉的設(shè)置，實現(xiàn)反應(yīng)器中的氣體內(nèi)循環(huán)。

54.操作時，先用氯氣對反應(yīng)器進(jìn)行置換，多次置換后，打開三氯化磷進(jìn)口2的閥門，同時打開氯氣進(jìn)口3的閥門并啟動攪拌槳，三氯化磷通過噴嘴10連續(xù)進(jìn)料，三氯化磷液滴平均直徑為200～500μm，三氯化磷和氯氣的摩爾比例約為1:35～40，反應(yīng)溫度為80℃，外循環(huán)氯氣從循環(huán)氣體出口4排出后進(jìn)入氯氣外循環(huán)管11，經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、壓縮機(jī)和換熱器后，可以單獨進(jìn)入反應(yīng)器，也可以與新鮮氯氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，維持反應(yīng)器壓力在0.36mpa。當(dāng)從視鏡觀察到有固體五氯化磷產(chǎn)生，開動軸6進(jìn)行刮料，生成的五氯化磷從產(chǎn)品出口5進(jìn)行收集，得到淡黃色的顆粒狀五氯化磷固體，裝置連續(xù)運行1000小時，產(chǎn)品無結(jié)塊現(xiàn)象，反應(yīng)器內(nèi)也無產(chǎn)品板結(jié)，所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.94％，未檢測出三氯化磷含量，三氯化磷利用率基本達(dá)到100％。

55.實施例4

56.反應(yīng)器裝置參考圖2，操作時，先用氯氣對反應(yīng)器進(jìn)行置換，多次置換后，打開三氯化磷進(jìn)口2的閥門，同時打開氯氣進(jìn)口3的閥門，三氯化磷通過噴嘴10連續(xù)進(jìn)料，三氯化磷液滴平均直徑為1000～1500μm，三氯化磷和氯氣的摩爾比例約為1:5～10，反應(yīng)溫度為140℃，外循環(huán)氯氣從循環(huán)氣體出口4排出后進(jìn)入氯氣外循環(huán)管11，經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、壓縮機(jī)和換熱器后，可以單獨進(jìn)入反應(yīng)器，也可以與新鮮氯氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，維持反應(yīng)器壓力在0.18mpa。當(dāng)從視鏡觀察到有固體五氯化磷產(chǎn)生，開動軸6進(jìn)行刮料，生成的五氯化磷從產(chǎn)品出口5進(jìn)行收集，得到淡黃色的顆粒狀五氯化磷固體，裝置連續(xù)運行1000小時，產(chǎn)品無結(jié)塊現(xiàn)象，反應(yīng)器內(nèi)也無產(chǎn)品板結(jié)，所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.92％，未檢測出三氯化磷含量，三氯化磷利用率基本達(dá)到100％。

57.實施例5

58.反應(yīng)器裝置參考圖3，與實施例1裝置不同之處在于：反應(yīng)器主體非本領(lǐng)域常規(guī)的釜式結(jié)構(gòu)，本實施例中所述反應(yīng)器主體上部為正圓臺型結(jié)構(gòu)，下部從上部的正圓臺底部開始為一倒圓錐型結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)器主體下部設(shè)置有雙螺旋刮料機(jī)20。氯氣外循環(huán)管11另一端連接氯氣進(jìn)氣管道，所述旋風(fēng)除塵器后設(shè)置有換熱器14和風(fēng)機(jī)13。反應(yīng)器主體內(nèi)部不設(shè)置刮板。

59.操作時，先用氯氣對反應(yīng)器進(jìn)行置換，多次置換后，打開三氯化磷進(jìn)口2的閥門，同時打開氯氣進(jìn)口3的閥門，三氯化磷通過噴嘴10連續(xù)進(jìn)料，三氯化磷液滴平均直徑為500～1000μm，三氯化磷和氯氣的摩爾比例約為1:20～30，反應(yīng)溫度為110℃，外循環(huán)氯氣從循環(huán)氣體出口4排出后進(jìn)入氯氣外循環(huán)管11，經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、壓縮機(jī)和換熱器后，可以單獨進(jìn)入反應(yīng)器，也可以與新鮮氯氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，維持反應(yīng)器壓力在0.28mpa。當(dāng)從視鏡觀察到有固體五氯化磷產(chǎn)生，開動雙螺旋刮料機(jī)20進(jìn)行刮料，生成的五氯化磷從產(chǎn)品出口5進(jìn)行收集，得到淡黃色的顆粒狀五氯化磷固體，裝置連續(xù)運行1000小時，產(chǎn)品無結(jié)塊現(xiàn)象，反應(yīng)器內(nèi)也無產(chǎn)品板結(jié)，測得五氯化磷含量為99.93％，未檢測出三氯化磷含量，三氯化磷利用率基本達(dá)到100％。

60.對比實施例1

61.反應(yīng)器裝置和操作步驟同實施例1，不同之處在于三氯化磷和氯氣的摩爾比例約為1:4～4.5，維持反應(yīng)器壓力在0.11mpa。裝置連續(xù)運行800小時左右，產(chǎn)品開始出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。反應(yīng)器內(nèi)壁產(chǎn)品板結(jié)更嚴(yán)重，這是因為氯氣外循環(huán)量少，僅僅依靠外部循環(huán)冷卻并不能及時帶走熱量，在任一局部未及時排出的反應(yīng)熱造成產(chǎn)品的少量板結(jié)，并隨著反應(yīng)的進(jìn)行，板結(jié)開始嚴(yán)重，將嚴(yán)重?fù)p害產(chǎn)品質(zhì)量，并導(dǎo)致生產(chǎn)受阻。產(chǎn)品開始板結(jié)前所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.8％，三氯化磷含量為0.05％，三氯化磷利用率為98.6％。

62.對比實施例2

63.反應(yīng)器裝置和操作步驟同實施例3，不同之處在于三氯化磷液滴平均直徑小于200μm。裝置連續(xù)運行650小時左右，產(chǎn)品開始出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。產(chǎn)品開始板結(jié)前所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.83％，三氯化磷含量為0.03％，三氯化磷利用率為98.8％。

64.對比實施例3

65.反應(yīng)器裝置和操作步驟同實施例5，不同之處在于三氯化磷液滴平均直徑大于1500μm。裝置連續(xù)運行850小時左右，產(chǎn)品開始出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。產(chǎn)品開始板結(jié)前所得產(chǎn)品測得五氯化磷含量為99.78％，三氯化磷含量為0.04％，三氯化磷利用率為98.3％。

66.另外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以上實施例所得產(chǎn)品，放置10天，產(chǎn)品無板結(jié)現(xiàn)象；而對比實施例正常出料產(chǎn)品放置10天后會出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。

67.以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。技術(shù)特征：

1.一種五氯化磷的制備方法，其特征在于，將三氯化磷與氯氣加入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，所述氯氣與三氯化磷的摩爾比大于等于5，未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，再循環(huán)至反應(yīng)器中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，操作時，首先將氯氣通入反應(yīng)器內(nèi)，使反應(yīng)器內(nèi)保持氯氣氣氛，再將三氯化磷連續(xù)從反應(yīng)器頂部加入反應(yīng)器中與氯氣進(jìn)行反應(yīng)，同時繼續(xù)通入氯氣，使反應(yīng)器壓力維持在0.15～0.5mpa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，三氯化磷以小液滴的形式進(jìn)入反應(yīng)器，與氯氣進(jìn)行反應(yīng)，所述小液滴是指平均直徑在200μm～1500μm之間的液滴。4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，經(jīng)過過濾和換熱后，再循環(huán)至反應(yīng)器中。5.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)氣體進(jìn)行內(nèi)循環(huán)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，控制反應(yīng)溫度為50～140℃。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體，所述反應(yīng)器主體上設(shè)置有三氯化磷進(jìn)口、氯氣進(jìn)口、循環(huán)氣體出口和產(chǎn)品出口，所述氯氣進(jìn)口連接氯氣進(jìn)氣管道，所述循環(huán)氣體出口連接氯氣外循環(huán)管的一端，所述氯氣外循環(huán)管沿著氣體流動方向設(shè)置有旋風(fēng)除塵器，所述旋風(fēng)除塵器后設(shè)置有換熱器和壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)，所述氯氣外循環(huán)管另一端連接設(shè)置于反應(yīng)器上的循環(huán)氣體進(jìn)口或連接氯氣進(jìn)氣管道。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器信號輸出端連接控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接設(shè)置于氯氣進(jìn)氣管道上的氯氣進(jìn)料閥。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)器主體內(nèi)部設(shè)置軸，所述軸上裝有刮板。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)器主體內(nèi)部設(shè)置軸，所述軸為空心柱體，且空心柱體上散布通氣孔，所述軸內(nèi)部安裝有風(fēng)葉。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述三氯化磷進(jìn)口的管道上在進(jìn)入反應(yīng)器的一端連接噴嘴。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述五氯化磷的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)器主體上部為正圓臺型結(jié)構(gòu)，下部從上部的正圓臺底部開始為一倒圓臺或倒圓錐型結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器主體下部設(shè)置有螺旋出料機(jī)。

技術(shù)總結(jié)

本申請屬于化工領(lǐng)域，涉及一種五氯化磷的制備方法，將三氯化磷與氯氣加入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，所述氯氣與三氯化磷的摩爾比大于等于5，未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，再循環(huán)至反應(yīng)器中。操作時，使反應(yīng)器壓力維持在0.15～0.5MPa。本申請采用過量氯氣和小液滴形式的三氯化磷進(jìn)行反應(yīng)，受熱均勻，傳熱和傳質(zhì)都達(dá)到理想狀態(tài)；未參與反應(yīng)的過量的氯氣從反應(yīng)器排出，再循環(huán)至反應(yīng)器中，該部分氯氣一方面在反應(yīng)器中不參與反應(yīng)，可以稀釋反應(yīng)熱，另一方面，在排出的過程中可以帶走部分反應(yīng)熱量。整個工藝中，過量氯氣實現(xiàn)循環(huán)利用，三氯化磷和氯氣利用率高，基本沒有多余廢棄物的排放，環(huán)境友好，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

技術(shù)研發(fā)人員：王農(nóng)躍 茅曉輝 張明 聞國強(qiáng) 朱九皋 王猛 章冬霞

受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海綠麟達(dá)新材料科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.22

技術(shù)公布日：2022/8/29