六氯环三磷腈生产可研报告
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2011年中国阻燃学术年会论文集广东·深圳六氯环三磷腈的合成进展·宝冬梅L 2刘吉平1l,北京理工大学材科学院北京100081 2,贵州民族学院化学与环境科学学院贵阳550025摘要六氯环三磷腈是一种重要的中间体,是磷腈衍生物的基础.本文简要介绍了六氯环三磷腈的性质、合成及分离提纯方法,并提出了自己的见解。
关键词六氯环三磷腈,合成,提纯引言六氯环三磷腈是磷腈化学中最基本的化合物,也是合成聚磷腈的基本原料,对磷腈化学的发展起着举足轻重的作用111.由于聚磷腈材料的独特性能,对六氯环三磷腈的研究目前仍是一个热点12J。
六氯环三磷腈之所以能成为备受青睐的中间体,是因为它集稳定和活泼于一身.其六元环结构使之具有相当好的稳定性,生成的聚合物耐酸碱、耐高温,具有多种用途.而氯原子的存在又使其非常活泼,能生成一系列环磷腈衍生物.为了促进我国聚磷腈新材料的研究发展,对其合成研究仍有重要意义.本文对六氯环三磷腈的性质、各种合成及分离方法作以简要介绍。
1、六氯环三磷腈的性质1.1物理性质六氯环三磷膊为白色晶体,分子量347.66,熔点112-114"C,沸点256.5"C(760mmHg).相对密度1.98,不溶于水、易溶于苯、乙醚和四氯化碳等有机溶剂中。
常温时微溶于四氢呋哺、石油醚、苯等,稍微加热便可大量溶解。
晶胞点阵参数(A)a=14.15,b=6.20.萨13.07,a=93.50,1昏--90。
,y'一1 1 7。
131。
1.2化学性质1.2.1取代反应六氯环三磷腈具有很好的热稳定性和化学惰性。
放置在空气中很难被氧化,环上磷原子上的氯又具有非常奇特的化学活泼性,在一定的环境中易被各种亲核试剂所取代,得到含有各种不同基团的环磷腈化合物。
六氯环三磷腈的取代反应主要是有机亲核试剂进攻磷原子,取代磷原子上的氯原子。
部分学者认为,反应机理属于SN2取代反应,磷原子上的氯原子可以全部或部分被有机基团取代。
2023年六氯环三磷腈行业市场调研报告一、市场背景六氯环三磷腈,简称六氯,是一种无机溶剂,具有优异的溶解性和热稳定性,被广泛应用于农药、医药、烟火、橡胶、塑料等行业。
二、市场规模及趋势目前,全球六氯市场规模稳步增长,预计到2024年将达到1.5亿美元,其中亚洲市场占据了最大份额。
中国作为全球最大的化工生产国,也是六氯的重要生产和消费国,2019年六氯的年产量为16万吨。
未来几年,六氯的市场需求将继续增长,尤其是在农药和医药行业,为六氯的发展提供了广阔的市场空间。
三、市场主要应用1、农药行业:作为磷酸酯类农药的重要中间体,六氯被广泛应用于杀虫剂、杀菌剂和除草剂。
因其安全性高、稳定性好等特点,被越来越多的农药企业使用。
2、医药行业:六氯是临床常用的化合物,在治疗关节炎、肝炎和乙酰胆碱酯酶抑制剂等方面有着广泛的应用。
六氯还可以用于制造抗癫痫和镇静药物。
3、烟火行业:六氯是烟火制造中的必要原料,可以控制烟火的燃烧速度,达到良好的视觉效果。
4、橡胶和塑料行业:六氯可以用作塑料的增塑剂,也可以被用于橡胶的生产中,使橡胶有更好的流动性。
四、市场竞争格局目前,国内的六氯厂商主要有飞达化工、润达化工、江苏三阳化学、南京圆远化学、江苏润达新材料科技等。
其在产品质量掌控、技术生产能力等方面具有较大优势,以及规模化生产的竞争优势。
五、市场存在的主要问题1、环保问题:六氯生产过程中容易产生有害气体和污水,对环境进行了严重的污染。
因此,如何降低废水的排放量,从而减少环境污染,是六氯企业需要去解决的一项重要问题。
2、技术问题:六氯生产技术比较复杂,企业需要掌握精准的技术水平,才能提高产品的质量和生产效益。
另外,目前市场上的六氯质量大不相同,甚至存在一些劣质的值低价的六氯,需要引起企业的关注。
3、产品市场需求不足:六氯市场竞争激烈,市场饱和度较高。
因此,企业需要加强产品质量和品牌的形象塑造,加大市场拓展和技术升级等方面的投入,才能更好地适应市场的需求。
收稿日期:2007-03-13基金项目:吉林省教育厅科技基金资助项目(200245)作者简介:孙 德(1973-),男,汉族,黑龙江海伦人,长春工业大学讲师,硕士,主要从事磷腈材料的研究,E -mail:sun de2002@126.com.第28卷第4期 长春工业大学学报(自然科学版) V ol 28,N o.4 2007年12月 Jo ur nal of Chang chun U niver sity o f T echo no lo gy (N atural Science Edition) Dec 2007油/水两相水解精制六氯环三磷腈的研究孙 德, 郑忠生, 张 波, 文方圆, 李 然(长春工业大学化学工程学院,吉林长春 130012)摘 要:提出了油/水两相水解法精制六氯环三磷腈工艺。
将4g 粗六氯环三磷腈溶于30mL 石油醚(90~120 )中,按1 2(mL/m L)的油水比加入蒸馏水,温度60 下剧烈搅拌8h,5 水中结晶,精制六氯环三磷腈纯度达98.3%,收率76.1%。
关键词:六氯环三磷腈;油/水两相水解法;精制中图分类号:TQ031.5 文献标识码:A 文章编号:1006-2939(2007)04-0438-03The refine of hexachlorocyclotriphosphazenewith oil/water hydrolysisSU N De, ZH ENG Zong -sheng, ZHANG Bo, WEN Fang -yuan, LI Ran(S chool of Chemical Engineering,Changch un U niver sity of T echnology,Changchu n 130012,China)Abstract:A technolog y used to refine hex achloro cyclotripho sphazene w ith oil/w ater hydrolysis is put fo rw ard.We put 4g cr ude hexachlor ocy clotripho sphazene into 30mL light petr oleum (90~120 ),then add distilled w ater to the system according to the oil/w ater ration 1 2(mL/mL )and stir the liquid under the tem perature 60 about 8hours.T he refined hex achlorocyclotriphosphazene is cry stallized at 5 in w ater,and it purity is up to 98.2%.T he recy cle y ield is 73%.Key words:hex achlorocyclotriphosphazene;oil/w ater hy dro lysis;refine.0 引 言六氯环三磷腈是生产聚磷腈和环磷腈的主要原料,通过亲核取代反应,可以生成多种化合物,可以用作新型高效阻燃剂、侧链液晶、特种橡胶和电子材料等[1,2]。
2023年六氯环三磷腈行业市场研究报告六氯环三磷腈是一种有机磷化合物,其化学式为P3N3Cl6,属于环状分子结构。
它具有较强的氧化性和毒性,广泛应用于农药、医药和电子化学等领域。
本文将对六氯环三磷腈行业市场进行研究分析,包括市场规模、竞争态势、发展趋势等方面。
一、市场规模当前,六氯环三磷腈市场规模较小,但随着环保意识和科技发展的提升,其市场前景广阔。
六氯环三磷腈在农药领域具有广泛应用,可用于杀菌剂、杀虫剂、除草剂等,有效控制农作物病虫害,提高产量和质量。
此外,在医药领域,六氯环三磷腈可用于合成药物,具有抗病毒、抗肿瘤等作用。
在电子化学领域,六氯环三磷腈可用于制备光亮电镀膜、电路板等。
二、竞争态势目前,六氯环三磷腈市场竞争激烈,主要企业包括美国公司Lanxess、中国企业云南红塔化工、广东台富化工等。
Lanxess是全球领先的化学品生产企业,拥有先进的生产技术和完善的销售网络,具有较强的市场竞争力。
云南红塔化工是中国六氯环三磷腈行业的主要企业之一,其产品质量稳定,价格有竞争优势。
广东台富化工是另一家有竞争力的企业,其产品广泛应用于农药和医药领域。
三、发展趋势未来几年,六氯环三磷腈行业将呈现以下发展趋势:1. 环保要求提升:随着环境保护意识的增强,六氯环三磷腈的生产和应用将面临更高的环境要求。
企业需采取节能减排、清洁生产等措施,推动行业可持续发展。
2. 技术进步:随着科技的推进,新的生产工艺和合成方法将被开发出来,有助于提高产品质量和生产效率。
3. 农药市场增长:全球农药市场持续增长,六氯环三磷腈作为一种重要的农药原料,将受益于这一市场增长趋势。
4. 新应用领域拓展:除了农药和医药领域,六氯环三磷腈在电子化学和材料科学领域也具有潜在的应用前景。
企业可探索新的应用领域,扩大产品市场。
总结:六氯环三磷腈行业市场规模尚处于初级阶段,但具有较大的发展潜力。
企业需关注环保要求的提升,加大科技创新力度,拓展新的应用领域,以提升竞争力,在市场竞争中取得更大的市场份额。
五氯化磷气化法合成六氯环三磷腈的工艺研究
六氯环三磷腈是一种重要的有机磷化合物,在有机合成和农药工业中有着广泛的应用。
其传统的制备方法是通过磷酰氯和氰化物在三氯化铁的存在下反应制得。
但这种方法存在反应条件较为严苛、产率低等问题。
五氯化磷气化法则是一种新的、绿色的合成方法,具有反应条件温和、产率高、操作简单等优点,逐渐受到人们的关注。
下面介绍一下五氯化磷气化法合成六氯环三磷腈的工艺流程:
一、原料准备
本工艺所需原料为五氯化磷、氰化钠、氨水、二苯基膦。
其中,五氯化磷和氮化钠需要进行干燥处理,二苯基膦需回流提纯。
二、反应条件
反应条件对于产率和纯度都有着至关重要的影响。
因此,在反应条件的控制上需要精确把握。
本工艺的反应条件如下:
温度:70℃
时间:6小时
摩尔比:五氯化磷:氮化钠:氨水:二苯基膦=1:1.2:0.5:1.2
反应容器:干燥的圆底烧瓶
三、反应过程
1、将干燥处理好的五氯化磷、氮化钠、氨水和二苯基膦精确称量后,加入干燥的圆底烧瓶中,加装磁力搅拌器并加入适量的惰性气体,保护反应气氛。
2、将烧瓶放入密闭反应系统中,在温度为70℃下进行反应,反应时间为6小时。
3、反应结束后,取出烧瓶并放置在通风处自然冷却,得到白色结晶产物。
四、产物处理
将产物用少量冷水进行洗涤,然后过滤并风干,最后用六氯烷或氯仿进行提纯。
以上就是通过五氯化磷气化法合成六氯环三磷腈的工艺流程。
需要注意的是,在操作过程中要做好安全措施,并进行充分的防护,避免对人体造成危害。
六氯环三磷腈的合成与分离第一段:六氯环三磷腈(Hexachlorocyclotriphosphazene)是一种有机化合物,它主要用于生产塑料、橡胶、涂料、柔性磁带等行业。
随着科技的发展,六氯环三磷腈在不断深入研究,为社会提供了更多新的应用,例如用于环境保护、发电和锂离子电池电解质等领域。
然而,六氯环三磷腈的合成和分离是一个极为复杂的过程,因此有必要对其进行详细研究,以满足社会的需求。
第二段:六氯环三磷腈的合成通常采用三聚磷酸盐(Tris)的方法,Tris的结构是一个三角形,其中三个磷原子都有三个氯原子。
在这一过程中,将Tris与次氯酸钠(NaClO2)混合,然后加入磷酸钙,接着加入乙酸钠和氯气,最后加入碳酸钠,使Tris氯化,并形成一种含三个氯环的六氯环三磷腈,用锌粉将其从溶液中分离出来。
第三段:随着技术的进步,不仅可以采用Tris的方法合成六氯环三磷腈,还可以采用其他方法,例如可以将三个氯环分别与三种不同的磷酸盐混合,称为“三单位磷酸钠(SUNP)”,最后再将其混合,这样就可以产生六氯环三磷腈。
此外,六氯环三磷腈还可以使用其他合成材料,如氯乙烯,用碳分子化合物将其与磷原子相结合,形成六氯环三磷腈,然后用纯化方法将其从混合溶液中分离出来。
第四段:由于六氯环三磷腈的特殊性质,因此分离和纯化其具有挑战性。
首先,需要利用蒸馏或热溶解的方法将混合溶液中的六氯环三磷腈进行分离。
其次,六氯环三磷腈的粒径通常比较小,使得热溶解分离过程变得复杂,因此可以采用粒子颗粒化的方法来将其颗粒化,然后再进行热溶解分离。
最后,使用溶剂沉淀法将六氯环三磷腈纯化,即将溶剂添加到混合溶液中,使其产生沉淀,然后将沉淀物分离出来,从而获得纯净的六氯环三磷腈。
第五段:六氯环三磷腈的合成和分离对于许多行业来说都保持着重要的实际意义,同时也对科学家们的研究工作提出了更高的要求。
为了更好地掌握六氯环三磷腈合成和分离技术,我们需要深入了解其机理和化学反应,并将相关成果应用到社会实际中。
六氯环三磷腈生产可研报告可研报告:六氯环三磷腈生产一、项目背景及市场分析六氯环三磷腈,化学式为PCl3(NPCl2)3,是一种重要的无机化学品,具有广泛的应用领域。
它在农药、医药、光电子、材料等行业中都有重要的用途。
目前,国内六氯环三磷腈的供应相对不足,市场需求旺盛。
因此,投资建设六氯环三磷腈生产项目具有良好的发展前景。
二、技术方案选择在生产六氯环三磷腈的过程中,主要有两种技术方案可供选择:一是氯化三磷脂与氯气反应法,二是三磷腈与氯气反应法。
通过比较两种方案的成本、产量、能耗等指标,我们最终选择了氯化三磷脂与氯气反应法进行生产,该方案具有成本低、产量高、能耗少的优势。
三、生产工艺流程1.原料准备:准备充足的三磷腈和氯化铝,确保供给充足和稳定。
2.氯气制备:通过电解离心机制制备高纯度氯气,确保氯气纯度。
3.氯化三磷脂与氯气反应:将氯化三磷脂和氯气按一定的比例加入反应釜中,控制反应温度和压力,进行反应。
4.分离提纯:通过一系列的分离、过滤和蒸馏等步骤,提取出六氯环三磷腈。
5.产物处理:对产生的废气和废水进行处理,达到环境保护的要求。
四、生产设备及投资估算1.生产设备:包括反应釜、分离装置、过滤器、蒸馏塔等。
2.主要投资:包括设备购置费、土地建设费、环保设施建设费、工人培训费等。
根据市场调研和设备报价,初步估计总投资为2000万元。
3.生产能力:设计生产能力为每年1000吨六氯环三磷腈。
五、经济效益分析1.销售收入:假定产品出口价为每吨50万元,年销售收入为5000万元。
2.生产成本:包括原材料成本、能源费用、劳动力费用、设备折旧和维护费用、环保费用等。
3.利润计算:将销售收入减去生产成本,得到每年的利润为2000万元。
4.投资回收期:根据项目投资和每年的净利润计算,预计投资回收期为5年左右。
六、风险分析1.原材料供应风险:国内对三磷腈和氯化铝的产能有限,如果供应出现不稳定因素,可能影响生产进度和产品质量。
六氯环三磷腈市场调研报告1. 引言本报告旨在对六氯环三磷腈市场进行全面的调研和分析,以了解其市场概况、行业竞争情况、市场发展趋势等方面的情况。
2. 市场概况2.1 产品定义六氯环三磷腈是一种重要的有机化学品,化学式为PCl6。
其主要用途是作为化学反应的催化剂和氧化剂。
2.2 市场规模根据市场数据,六氯环三磷腈市场在过去几年呈现稳定增长的趋势。
预计未来几年内,六氯环三磷腈市场规模将继续扩大。
2.3 市场需求六氯环三磷腈的主要应用领域包括化工、医药、农药等。
近年来,随着各个行业的发展和创新,对六氯环三磷腈的需求量不断提升。
3. 行业竞争情况3.1 主要市场参与者六氯环三磷腈市场存在多家主要参与者,其中包括:•公司A: 公司A是该市场的领先企业,其在技术和生产能力方面具有优势。
•公司B: 公司B在市场上拥有强大的销售网络和客户群。
•公司C: 公司C在研发方面具有突出的能力,并致力于推动产品创新。
3.2 市场竞争策略为了在竞争激烈的市场中取得竞争优势,市场参与者采取了各种竞争策略,包括:•降低价格以提高市场占有率;•加强研发投入,提高产品质量和创新能力;•扩大销售网络,开拓新的市场渠道。
4. 市场发展趋势4.1 技术进步随着科技的不断发展,新的生产技术和突破性的研究成果不断涌现。
这将促进六氯环三磷腈市场进一步发展,并提供更多的市场机遇。
4.2 环境法规环保法规的出台和实施对化学品市场产生了重要影响。
未来,更加严格的环境法规将对六氯环三磷腈市场的发展带来挑战和机遇。
4.3 市场国际化趋势六氯环三磷腈市场正逐渐向国际化方向发展。
随着全球贸易的增加和区域经济一体化的推进,国际市场将成为更多企业拓展业务的重要方向。
5. 结论通过对六氯环三磷腈市场的调研和分析,可以得出以下结论:•六氯环三磷腈市场规模在未来几年内有望进一步扩大;•公司A、公司B和公司C是市场的主要参与者;•技术进步、环境法规和市场国际化是影响市场发展的重要因素。
六氯环三磷腈生产的可行性报告一、六氯环三磷腈的结构及性质 N P P NNPClClCl Cl Cl Cl 六氯环三磷腈[英文名] Hexachlorocyclotriphosphazene[分子式] [NPCl 2]3[分子量] 347.66[性 质] 白色粉末状晶体,熔点:112~114℃,密度:1.98 g/cm 3。
可溶解在绝大多数有机溶剂中,如正庚烷、苯、石油醚等。
具有腐蚀性,与水发生反应。
避免与皮肤接触,严防进入呼吸道、眼睛及摄入体内。
CAS#: 940-71-6二、六氯环三磷腈产品的应用领域分析:骨架为氮、磷交替结构的六氯环三磷腈表现出独特的热及化学性质,如:阻燃性、 易修饰性和抗油性等,同时应用环三磷腈来改变有机聚合物的性质也得到了广泛的认可。
六氯环三磷腈是一种非常重要的反应中间体,也是磷腈化学中最基本的化合物,为制备聚磷腈的单体。
通过六氯环三磷腈聚合反应合成的聚磷腈可应用于耐高温材料、生物医用材料、润滑剂、涂层材料、粘合剂等方面。
同时,六氯环三磷腈衍生物被广泛应用为防火阻燃材料、杀虫剂、防腐剂、染料及摄影用材料等方面。
1、耐高温涂层和橡胶产品法国某公司通过六氯环三磷腈与聚双官能团化合物进行缩合反应制备耐高温的涂层材料,可以涂覆在铝、钛、不锈钢等材料的表面,其热稳定温度高于260℃。
美国Firestone 轮胎公司开发的聚氟代烷氧基磷腈的玻璃化转变温度约为-70℃可以作为北极和南极等严寒地带使用的密封件、垫圈等。
另外,很多聚芳氧基磷腈有很强的抗氧化性能和成膜性,可用于制造耐候性涂料和电绝缘材料。
卤代环磷腈与二羟基化合物的缩合产物是类似于橡胶的弹性体,对酸、碱和有机溶剂具有较高的化学稳定性和抗冲性,耐γ-射线和紫外线,能长时间经受250℃高温,短时间经受540℃高温,这种磷腈化合物可用作原子反应堆工程耐辐射材料、耐低温和高温涂料等。
2、阻燃液体、润滑剂和热导介质(NPCl 2)3+NaOCH 2CF 2OCH 2CF 2OCH 2CF P 3N 3(OCH 2CF 2OCH 2CF 2OCH 2CF 3)6 如上式,反应产物为液体,具有较高的沸点,可溶于卤代有机溶剂,不溶于水,并且不可燃,具有防热及抗氧化性能,与包括强酸、强碱在内的大多数有机化合物不发生化学反应。
因此可以特别应用于需要高沸点、具有热稳定性的流体作为高温润滑剂的场合。
芳氧基尤其是氟代芳氧基磷腈和含氟烷氧基磷腈衍生物均具有高自燃点、高热稳定性、高化学稳定性和极低的蒸汽压等特点,因而在作为耐活性气体的真空泵油、高温润滑剂和硬盘表面润滑剂方面具有广阔的应用前景。
美国国防部和国家航空航天局为了满足21世纪涡轮发动机增加1倍推力的要求,开发了新的能够耐受发动机高温工作环境的高级润滑油。
[四(3-三氟甲基苯氧基)-二(4-氟苯氧基)]三聚磷腈 (结构式如下图A 所示)有低的倾点(-15℃)、高氧化稳定性、良好的减摩抗磨作用。
此外,化合物A 具有极低的蒸汽压(60℃为1.173×10-7Pa ,330℃下为2.666×103Pa)和高自燃点(>650℃)。
PN NO CF 34F 2A3、阻燃、自熄灭材料骨架为磷、氮原子的环三磷腈表现出独特的热性质,比如:阻燃性、自熄灭性。
当三聚磷腈被引入到热固性聚合物的网状结构中,或是引入到热塑性聚合物的链结构中,可以增强材料的抗热及阻燃性能,这类材料在发展前景方面广受重视。
可用于改性获得或合成氧指数较高并具有优良性能的高分子材料,广泛用作防火阻燃材料和自熄性材料,用于塑料、纺织、纤维、纸张和木材的阻燃处理。
例如:可以通过二胺取代环三磷腈反应制得聚胺化合物,引入环三磷腈增强了材料固有的导电及机械性质,具有较高的热及化学稳定性,较好的抗溶性及空间稳定性,从而增强了材料的阻燃、抗热性能。
如下: N P N P N P O OO OO O H 2N NH 2NP N P N P OO O O O O H 2N NH 2Parker 等以六氯环三磷腈为原料,用熔融聚合法合成了许多新型高强度耐火、耐热聚合物。
这些含环三聚磷腈聚合物的共同特点是在700-800℃焦化率达80%左右,与石墨纤维层压,甚至在纯氧中也不燃烧,可用作宇航绝热材料或消防队员的防火衣服。
另外,胺类、甲醇与六氯环三磷腈的反应产物已经报道过可作为纺织品的阻燃剂。
4、农业方面的应用六氯环三磷腈水解后其中的氯原子被羟基置换生成[PN(OH)2]3,用胺基置换可得[PN(NH)2]3,如若将液氨在压力下与六氯环三磷腈反应也可生成这种全氨化衍生物,此类化合物具有无色吸水性,当加热时分解、失氨,微溶于冷水而慢慢水解,因此可以作为一种很好的肥料用于农业生产中。
乙酰亚胺与六氯环三磷腈反应得到的产物用于农药中,是纹蝇和其它昆虫的不育剂,六氯环三磷腈与环乙胺反应,取代分子中所有的卤原子,全取代产物具有跟上述产物相似的性质,也可以作为昆虫的不育剂,另外它也用于制备抗肿瘤剂。
5、其它方面的应用六氯环三磷腈还可以与叠氮钠在丙酮中反应生成油状的叠氮化合物,它可用与炸药中,是一种性能优良的爆炸材料[7]。
美国专利[8]中合成出一系列含有乙烯氧基和碳氢物基团的六氯环三磷腈衍生物,将之加入油漆、粘合剂、包裹材料和薄膜材料中可大大提高这些材料的抗机械和抗划伤能力。
目前,六氯环三磷腈的另一衍生物[9]是采用有机金属阴离子如[Fe(CO)2CP]-、[Fe2(CO)8]- 、[Cr(CO)3CP]-(CP是环戊二烯)等与六氯环三磷腈反应生成有机金属磷腈化合物,这些化合物结构稳定,性质优良,可用于军事上某些特殊材料的制备。
另外六氯环三磷腈也可以和格氏试剂作用,但是反应比较复杂,例如六氯环三磷腈可以和有机铜格氏试剂[Bu3PcuI]4反应,生成的一种物质是多功能试剂,可以用来制备用其它方法不易生成的磷腈衍生物。
三、国内外六氯环三磷腈生产情况分析六氯环三磷腈在国外已经实现了工业化,日本为主要生产国。
在国内只有浙江宁波博源新材料技术有限公司、淄博蓝印等2-3家生产单位,但其也仅限于小规模生产,并没有达到大规模生产的要求。
由于军事和航空业的需求,欧盟以及印度等国家和地区增加了对六氯环三磷腈的需求量,目前六氯环三磷腈的生产处于供不应求的状况中。
1、生产产品所利用资源情况分析制备六氯环三磷腈的主要原料为五氯化磷和氯化铵,氯苯为反应溶剂(90%以上可以回收)。
氯化铵为最基本的工业和农业用化学品,易于购买,进货渠道广泛。
五氯化磷也为常见的磷化工产品。
从资源角度,我国磷矿资源居世界第二位,其中80%以上集中于云、贵、鄂、川、湘五省,湖北探明资源储量列全国第三位。
据专家预测湖北的磷矿资源就其潜在的经济价值而言,如果坚持深加工,将资源转化价格增值,其潜在经济价值可达2万亿元以上。
我国磷化工行业虽然发展迅速,生产和消费均有不同程度的增长,但也面临着许多问题,最为突出的是资源和环保的问题。
如黄磷生产中的能耗高,污染严重问题。
这些问题如果得不到解决,将会严重威胁到行业的可持续发展,这正是目前我国磷化工行业发展所面临的挑战。
按照《湖北省磷化学工业2006-2015发展规划》要求,今后湖北省磷化工要在发展磷复肥的基础上,重点发展精细磷化工,以减小资源、能源消耗和环境污染,提升产品利润空间,预计到2010年全省精细磷化工产值较现在将翻两翻,达到300亿元。
从出口角度分析,美国地质调查局资料显示,世界磷矿资源主要集中在摩洛哥、中国、美国等国家,其中摩洛哥和中国是世界上磷矿储量最大的国家,占世界磷矿经济储量的72%。
磷矿石成本约占黄磷生产成本的30%,而黄磷成本占下游产品生产成本的60%-70%,因此磷矿价格已经成为左右磷腈产品生产成本的重要因素。
丰富的磷矿资源,相对低的人力成本,已经使得中国成为世界三大磷化工产品出口国之一。
此外,六氯环三磷腈应用广泛,目前欧盟等地主要将其应用于军工和航空航天领域,使得六氯环三磷腈具有广泛的外贸市场前景。
2、制备工艺的发展情况目前六氯环三磷腈的合成方法主要有:1)、以PCl5 和NH4Cl 作为原料直接反应。
这种方法的缺点是产品的收率较低,如果延长反应时间, 生成的三聚体容易聚合交联, 导致副产物增多[10]。
2)、用NH3和HCl代替NH4Cl,或者用PCl3和Cl2代替PCl5:此种方法比直接用NH4Cl 和PCl5作原料得到的产品收率较高,但由于用HCl 和Cl2两种有毒气体,工业化生产相对较难[10]。
3)、将PCl5 气化,通入到分散有NH4Cl的氯苯中进行反应:该法虽然反应时间较短,但是收率不高,将PCl5 气化,增加了能耗,不适合工业化生产。
4)、PCl5 和NH4Cl在催化剂作用下进行反应。
反应时间短,收率高。
5)、以PCl5和NH4Cl为原料,氯苯为溶剂,金属氯化物(氯化镍、氯化锌和氯化钡) 和吡啶作复合催化剂,利用微波仪合成六氯环三磷腈,该方法加热均匀,升温速率快,反应时间缩短为10~15 min ,而且合成过程中副产物减少,产物收率提高到84 %。
6)、以PCl5和NH4Cl为原料,吡啶为缚酸剂两步合成目标产物,吡啶可以吸收反应生成的氯化氢气体,加快反应速度,大大缩短反应时间,收率最高达89.4 %。
采用PCl5 和NH4Cl 在催化剂作用下进行反应是目前最适合工业化生产六氯环三磷腈的方法。
一方面,以PCl 5 和NH 4Cl 作原料,价格便宜,符合我国国情;另一方面,生产工艺比较简单,有利于工业化大生产。
经过十几年的研究,在六氯环三磷腈的合成方面积累了丰富的经验,多年来一直致力于优化反应温度、反应时间、催化剂配比等关键技术。
以合成六氯环三磷腈的纯度高于99%为标准,实验产率可以做到高于60%,这在国际、国内上都处于领先地位。
此外,该法合成六氯环三磷腈要求工艺设备简单,反应中能耗低,建厂投入小,产品附加值高,生产周期短,可以根据需求随时生产。
四、产品成本分析及经济效益分析原料价格以五氯化磷13000元/吨,氯化铵1000元/吨,氯苯9000元/吨计算。
反应中,氯化铵相对于五氯化磷20%过量,1吨产物需要10吨氯苯作为溶剂,氯苯回收量以最低的90%计算。
N P P N N PClClClCl Cl Cl ++12HCl 3PCl 53NH 4Cl3×208.27 3×52.5 347.65以50%产率计算,生产1吨产物,需五氯化磷3.6吨,氯化铵1.1吨,消耗氯苯1吨。
原料费:3.6×13000+1.1×1000+1×9000=66800元/吨外加少量催化剂、氯化氢回收、反应加热、水电资源、人工等费用,产品总成本可以控制在10万元/吨以内。