2022/6/29 9:37:00

       

       磷酸三丁酯简称TBP,分子式为(C4H9O)3PO,是一种无色、有刺激性气味的液体,难溶于水,能与多种有机溶剂混溶,用途非常广泛。磷酸三丁酯是典型的有机磷中性萃取剂,由于其萃取过程容易分层、使用寿命长、选择性高、易反萃及水溶性小等诸多优点,广泛用于钴、镍、稀土及其他金属的提取分离。又因为是中性氧磷类萃取剂,其P=O中的氧提供孤对电子能力较强,所以磷酸三丁酯可络合萃取苯酚。此外,磷酸三丁酯还是一种优质的阻燃剂,具有无毒、无烟、无卤、与材料相容性好、阻燃效果持久、耐水、耐热、耐迁移性等优点,对丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯有较好的阻聚效果,在阻燃剂中占有重要地位。同时磷酸三丁酯也用作硝酸纤维素、醋酸纤维素、氯化橡胶和聚氯乙烯的增塑剂,涂料、黏合剂、油墨的溶剂,气相色谱固定液等。随着工业的发展,磷酸三丁酯的需求量日趋增大

    (1)三氯氧磷+丁醇法

      目前工业上生产TBP—般以丁醇和三氯氧磷为原料,在常温下反应制得磷酸三丁酯。化学反应方程式如下:

 

       方法是目前工业生产中最常用的方法,将三氯氧磷滴加到过量的丁醇当中,并在低温减压条件下反应,脱去部分氯化氢气体,最后用醇钠、氨气或甲酸钠等碱促进反应。脱除的氯化氢气体溶于水后获得盐酸,具有一定利用价值。同时减少了碱的消耗量和副产物氯化钠的生成量,降低了生产成本。但是由于氯化氢在醇中的溶解度很高,过量醇的使用将会导致大部分氯化氢溶于反应液,而且在反应过程中氯化氢会不可避免地与丁醇及产物发生副反应,生成二丁醚和氯丁烷,使得丁醇利用率降低。降低反应温度虽能一定程度上抑制副反应的发生,但也导致反应时间大大延长,设备利用率降低。升高温度虽然可以提高反应速率并降低氯化氢在醇中的溶解度,但氯化氢与产物磷酸酯及反应物醇类的有害副反应也同时加剧,最终降低了产品收率和醇的利用率。

    (2)三氯氧磷+丁醇钠法

       该法是在过量丁醇钠中滴加三氯氧磷,水洗除去生成的氯化钠。该方法虽然中间过程不生成氯化氢气体,避免了氯化氢导致的副反应,但是生成大量氯化钠固体造成传质困难,需要使用过量醇才能保证产品收率,增加了丁醇回收能耗,生成的氯化钠无利用价值,并且增加了高盐废水的处理成本。再者,使用氢氧化钠和丁醇生产丁醇钠的工艺过程复杂,生产成本较高;金属钠与丁醇可以直接反应获得丁醇钠,但是该反应中金属钠成本很高,而且反应过程中会产生氢气,存在一定生产安全隐患。

    (3)五氧化二磷+丁醇法

       五氧化二磷作为磷酸的酸酐,可与醇类发生酯化反应,没有含氯化合物的生成,但是由于五氧化二磷与丁醇在反应时氧元素过量,生成物为单酯、二酯和三酯的混合物,磷酸三酯的质量分数一般只有20%左右,提纯复杂,且大量的单酯和二酯是没有使用价值的副产物,因此目前工业上不采用该方法合成磷酸三丁酯。