一. 三乙膦酸鋁的3步合成工藝

圖1.三乙膦酸鋁合成路線

1. 連續(xù)流微通道反應(yīng)器中合成中間體1

圖2. 中間體1的合成過(guò)程圖

【編者語(yǔ)】康寧反應(yīng)器較釜式反應(yīng)器具有百倍的傳質(zhì)提升和千倍的傳熱提升，反應(yīng)物反應(yīng)*，并且可以快速將反應(yīng)生成中間體1移出反應(yīng)體系，極大降低其分解產(chǎn)生副產(chǎn)物的可能性。

 2. 連續(xù)流微通道反應(yīng)器中合成中間體2

圖3.  中間體2的合成過(guò)程圖

【編者語(yǔ)】康寧反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的精準(zhǔn)控制，結(jié)合高效傳質(zhì)和傳熱特性，反應(yīng)物可按照最佳反應(yīng)比例實(shí)現(xiàn)高效反應(yīng)，大大提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的同時(shí)減少物料的浪費(fèi)及三廢的產(chǎn)生。

 3. 三乙膦酸鋁產(chǎn)品的合成

向中間體2中滴加濃硫酸調(diào)節(jié)pH至5.5，加入0.17mol硫酸鋁，于80℃保溫反應(yīng)1 h，降溫至20℃以下抽濾，濾餅淋洗、干燥后得三乙膦酸鋁為117.6g，純度為98.8%，產(chǎn)品總收率為98.5%，較釜式提高3.5個(gè)百分點(diǎn)。

二. 連續(xù)流工藝優(yōu)化

1. 反應(yīng)停留時(shí)間的優(yōu)化

1.1 中間體1反應(yīng)停留時(shí)間的優(yōu)化

A、B泵流速比設(shè)置為1:2，分別泵入微通道反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度設(shè)為20℃，停留時(shí)間分別設(shè)為2、4、6、8、10 s，研究停留時(shí)間對(duì)中間體1含量的影響。

圖4. 停留時(shí)間對(duì)中間體1含量的影響

從圖4可以看出，在微通道反應(yīng)器中，PCl?和無(wú)水乙醇的反應(yīng)速率大幅提高，數(shù)秒內(nèi)即可完成反應(yīng)。隨著反應(yīng)停留時(shí)間的延長(zhǎng)，中間體1的含量逐漸降低。優(yōu)選反應(yīng)停留時(shí)間為2s。

1.2中間體2反應(yīng)停留時(shí)間的優(yōu)化

C、D泵流速比設(shè)置為1:1.06，分別泵入微通道反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度設(shè)為50℃，停留時(shí)間分別設(shè)為2、5、10、15、20 s，研究停留時(shí)間對(duì)中間體2轉(zhuǎn)化率的影響。

圖5. 停留時(shí)間對(duì)中間體2含量的影響

從圖5可以看出，在微通道反應(yīng)器中，中間體2在10s時(shí)轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到*，合成時(shí)間從6～9 h縮短至秒級(jí)單位內(nèi)，從生產(chǎn)效率和能耗角度考慮，中間體2的合成優(yōu)選反應(yīng)停留時(shí)間為10s。

2. 反應(yīng)溫度的優(yōu)化

分別采用的1.1和1.2微通道反應(yīng)系統(tǒng)和優(yōu)化的反應(yīng)停留時(shí)間，研究了反應(yīng)溫度對(duì)中間體1含量和中間體2轉(zhuǎn)化率的影響。

最終中間體1優(yōu)選反應(yīng)溫度為20℃，中間體2選擇反應(yīng)溫度為35℃。