CN101323627A - 双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双1，6－亚己基三胺五亚甲基膦酸及其生产工艺，其特征是产品磷谱含量为66％，磷的对比含量为23％；生产工艺是以双1，6－亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料，依次按照以下步骤进行：准确抽取双1，6－亚己基三胺入釜；搅拌、冷却、滴加亚磷酸；滴加甲醛入釜；将杂质抽出后，缓慢升温，保温回流，真空浓缩，降温至60℃以下，入成品罐中。本发明的产品具有较好的阻垢效果，用于循环水，可有效提高循环水浓缩倍率，降低循环水的耗水率，并且可有效降低循环水排污水中磷的含量，有利于环保，可减轻磷系阻垢剂造成微生物繁殖而引起的腐蚀，生成的废气制成工艺用盐酸产品，不仅杜绝了“三废”污染，而且还增加了经济效益。

Description

双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸及其生产工艺

技术领域：

本发明涉及一种是应用于油田开采水，工业循环冷却水系统等诸多水处理的有机膦酸类阻垢缓蚀剂，也是一种高效的螯合型阻垢剂，特别是一种双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸及其生产工艺，属于化工技术领域。

背景技术：

目前市场上的水处理剂羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸总磷含量则高达48％，而且分子量低，导致水处理剂在恶劣水质120℃及广泛PH值水质条件下易分解，降低甚至失去正常状态下的阻垢缓蚀作用，过多投加会造成水体磷元素含量增加，水体富营养，不利于循环水系统维护。水处理剂采用低分子胺类、甲醛、三氯化磷为原料进行合成，三氯化磷属高危险化学品，遇水会急剧发生反应，发热放出浓烟，是国家严格管理限制生产使用类化学品，鉴于三氯化磷遇水反应剧烈，生成浓酸，腐蚀性强，如果在反应过程中控制不当，温度、压力操作失误极易引起超压爆釜现象，反应过程不易控制，有鉴于此，市场期盼着总磷酸含量低，阻垢缓蚀效率高，阻垢垢种多的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸问世。

发明内容：

本发明的目的是针对以上的不足，而研制的一种双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸及其生产工艺，以满足当前经济社会发展的需要。它是一种应用于油田注水，工业循环冷却水系统等诸多水处理系统的有机膦酸类阻垢缓蚀剂，也是一种高效的螯合型阻垢剂。

本发明的技术方案是这样实现的：双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的特点是：双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸产品的磷谱含量66％，磷对比含量23％，其产品质量指标是：

活性组分含量(以酸计)，％        43.0～48.0

氯化物(以Cl^-计)含量，％         ≤8.0

铁(以Fe²⁺计)含量，μg/g         ≤65

PH(1％水溶液)                   ≤2.0

密度(20℃)，g/cm³               ≥1.20

本发明可以是这样实现的：双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，是以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料，依次按照以下步骤进行：

第一步、以黄磷、液氯为原料生产三氯化磷，将规定量的黄磷加热45～55℃至熔融状态，用液下泵将黄磷从熔融池中泵入黄磷计量槽，计量后将其投入氯化反应锅内，在夹套冷却的条件下，控制反应锅内物料在85～90℃范围内缓缓通入氯气，过程控制反应锅内的压力不超过50mmHg，氯气通入量由投加黄磷量决定，反应锅内产生的三氯化磷气体(沸点为70～80℃)夹带少量黄磷进入洗磷塔内，与洗磷塔顶部部分冷凝下来的三氯化磷逆流接触，将未反应的黄磷洗落入锅内继续反应，洗磷塔塔顶控温75～80℃，从洗磷塔出来的三氯化磷气体，经蛇管冷凝器冷却为液体后，进入三氯化磷计量槽，经计量放入三氯化磷成品罐内，反应方程式如下：

P₄+6Cl₂＝4PCl₃

第二步、将三氯化磷水解，生成亚磷酸，利用亚磷酸代替三氯化磷，可以将一定量的三氯化磷在控温80℃以下，控压200mmHg以下的条件下，缓慢滴加已盛放定量水的反应器中，过程产生的氯化氢气体，经五级吸收后制成副产品盐酸，反应器中的亚磷酸溶液抽入搪玻璃反应器中，加热至130℃，负压浓缩，驱除其中的氯化氢气体后，加入一定量的水稀释，得到液体亚磷酸产品，或者加入少量水冷却自然结晶后，经离心机脱水得到固体亚磷酸产品，反应方程式如下：

PCl₃+3H₂O＝H₃PO₃+3HCl

第三步、以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料合成双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸，反应方程式如下：

5H₃PO₃+NH₂[(CH₂)₆NH(CH₂)₆]NH₂+5HCOH＝C₁₇H₄₄N₃P₅O₁₅+5H₂O

生产方法：准确抽取双1，6-亚己基三胺入釜，在搅拌及冷却条件下，控温，将亚磷酸计量罐中事先备至刻线处的全部亚磷酸滴加入釜，亚磷酸滴加完毕，同样在搅拌及冷却条件下，控温，将甲醛计量罐中备至刻线处的所有甲醛滴加入釜，将杂质抽出后，缓慢升温，保温回流，真空条件下浓缩至物料变稠，加水调整产量，降温至60℃以下，放料于成品罐中。

本发明还可以是这样实现的：所述的氯气是由液氯蒸发器用热水加热气化而得。

本发明还可以是这样实现的：在双1，6-亚己基三胺入釜后，在搅拌及冷却条件下，控温50℃以下，才将亚磷酸入釜。

本发明还可以是这样实现的：亚磷酸滴加入釜后，控温85℃以下，滴加甲醛入釜。

本发明还可以是这样实现的：将杂质抽出后，缓慢升温到100℃，保温回流2小时，后加水调整产量，再降温至60℃以下。

本发明的积极效果是：

本发明的技术方案得以实施后，生成的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸，具有较好的阻垢效果，用于循环水，可有效提高循环水浓缩倍率，降低循环水的耗水率，并且可有效降低循环水排污水中磷的含量，有利于环保，同时，可减轻磷系阻垢剂造成微生物繁殖而引起的腐蚀，生成的废气制成工艺用盐酸产品，不仅杜绝了“三废”污染，而且还增加了经济效益。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

本发明以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料生产的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸产品的质量指标是：

活性组分含量(以酸计)，％    43.0～48.0

氯化物(以Cl^-计)含量，％     ≤8.0

铁(以Fe²⁺计)含量，μg/g     ≤65

PH(1％水溶液)               ≤2.0

密度(20℃)，g/cm³           ≥1.20

其在常规下产品外观为：琥珀色透明液体。

本发明双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺是：

以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料，依次按照以下步骤进行：

以6300L釜为例，

第一步、以黄磷、液氯为原料生产的三氯化磷，将规定量的黄磷加热45～55℃至熔融状态，用液下泵将黄磷从熔融池泵入黄磷计量槽，计量后投入氯化反应锅内，在夹套冷却的条件下，控制反应锅内物料在85～90℃范围内，缓缓通入氯气(该氯气系由液氯蒸发器用热水加热气化而得)，过程控制反应锅内的压力不超过50mmHg，氯气通入量由投加黄磷量决定，反应锅内产生的三氯化磷气体(沸点为70～80℃)夹带少量黄磷进入洗磷塔内，与洗磷塔顶部部分冷凝下来的三氯化磷逆流接触，将未反应的黄磷洗落入锅内继续反应，洗磷塔塔顶控温75～80℃，从洗磷塔出来的三氯化磷气体，经蛇管冷凝器冷却为液体后，进入三氯化磷计量槽，经计量放入三氯化磷成品罐内，反应方程式如下：

P₄+6Cl₂＝4PCl₃

第二步、将三氯化磷水解，生成亚磷酸，利用亚磷酸代替三氯化磷，可以将一定量的三氯化磷在控温80℃、控压200mmHg的条件下，缓慢滴入已盛放定量水的反应器中，过程产生的氯化氢气体，经五级吸收后制成副产品盐酸，反应器中的亚磷酸溶液抽入搪玻璃反应器中，加热至130℃，负压浓缩，驱除其中的氯化氢气体后，加入一定量的水稀释，得到液体亚磷酸产品，或者加入少量水冷却自然结晶后，经离心机脱水得到固体亚磷酸产品，反应方程式如下：

PCl₃+3H₂O＝H₃PO₃+3HCl

第三步、以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料合成双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸，反应方程式如下：

5H₃PO₃+NH₂[(CH₂)₆NH(CH₂)₆]NH₂+5HCOH＝C₁₇H₄₄N₃P₅O₁₅+5H₂O

生产方法：准确抽取双1，6-亚己基三胺入釜，在搅拌及冷却条件下，控温50℃以下，将亚磷酸计量罐中事先备至刻线处的全部亚磷酸滴加入釜，亚磷酸滴加完毕，同样在搅拌及冷却条件下，控温85℃以下，将甲醛计量罐中备至刻线处的所有甲醛滴加入釜，将杂质抽出后，缓慢升温到100℃，保温回流2小时，真空条件下浓缩至物料变稠，加水调整产量，降温至60℃以下，放料于成品罐中。

Claims (6)

1、一种双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸，其特征在于：该产品的磷谱含量66％，磷对比含量23％，其产品质量指标是：

活性组分含量(以酸计)，％    43.0～48.0

氯化物(以Cl^-计)含量，％     ≤8.0

铁(以Fe²⁺计)含量，μg/g     ≤65

PH(1％水溶液)               ≤2.0

密度(20℃)，g/cm³           ≥1.20

2、一种如权利要求1所述的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，其特征在于：以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料，依次按照以下步骤进行：

第一步、以黄磷、液氯为原料生产的三氯化磷，将规定量的黄磷加热45～55℃至熔融状态，用液下泵将黄磷从熔融池泵入黄磷计量槽，计量后投入氯化反应锅内，在夹套冷却的条件下，控制反应锅内物料在85～90℃范围内缓缓通入氯气，过程控制反应锅内的压力不超过50mm Hg，氯气通入量由投加黄磷量决定，反应锅内产生的三氯化磷气体(沸点为70～80℃)夹带少量黄磷进入洗磷塔内，与洗磷塔顶部部分冷凝下来的三氯化磷逆流接触，将未反应的黄磷洗落入锅内继续反应，洗磷塔塔顶控温75～80℃，从洗磷塔出来的三氯化磷气体，经蛇管冷凝器冷却为液体后，进入三氯化磷计量槽，经计量放入三氯化磷成品罐内，反应方程式如下：

P₄+6Cl₂＝4PCl₃

第二步、将三氯化磷水解，生成亚磷酸，利用亚磷酸代替三氯化磷，可以将一定量的三氯化磷在控温80℃、控压200mm Hg的条件下，缓慢滴入已盛放定量水的反应器中，过程产生的氯化氢气体，经五级吸收后制成副产品盐酸，反应器中的亚磷酸溶液抽入搪玻璃反应器中，加热至130℃，负压浓缩，驱除其中的氯化氢气体后，加入一定量的水稀释，得到液体亚磷酸产品，或者加入少量水冷却自然结晶后，经离心机脱水得到固体亚磷酸产品，反应方程式如下：

PCl₃+3H₂O＝H₃PO₃+3HCl

第三步、以双1，6-亚己基三胺、甲醛、亚磷酸为原料合成双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸，反应方程式如下：

5H₃PO₃+NH₂[(CH₂)₆NH(CH₂)₆]NH₂+5HCOH＝C₁₇H₄₄N₃P₅O₁₅+5H₂O

生产方法：准确抽取双1，6-亚己基三胺入釜，在搅拌及冷却条件下，将亚磷酸计量罐中事先备至刻线处的全部亚磷酸滴加入釜，亚磷酸滴加完毕，同样在搅拌及冷却条件下，将甲醛计量罐中备至刻线处的所有甲醛滴加入釜，将杂质抽出后，缓慢升温，保温回流，真空条件下浓缩至物料变稠，加水调整产量，降温至60℃以下，放料于成品罐中。

3、根据权利要求2所述的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，其特征在于：氯气是由液氯蒸发器用热水加热气化而得。

4、根据权利要求1、2所述的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，其特征在于：在双1，6-亚己基三胺入釜后，控温50℃以下，才将亚磷酸入釜。

5、根据权利要求2所述的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，其特征在于：亚磷酸滴加入釜后，控温85℃以下，滴加甲醛入釜。

6、根据权利要求2所述的双1，6-亚己基三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，其特征在于：将杂质抽出后，缓慢升温到100℃，保温回流2小时，后加水调整产量，再降温至60℃以下。