CN102229620A - 一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐及其生产工艺 - Google Patents

一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐及其生产工艺。它是以羟基亚乙基二膦酸、硫化氢和液碱为原料，按下述步骤进行：（1）清洗设备；（2）备料；（3）通入硫化氢；（4）升温、密闭；（5）升温浓缩；（6）加活性炭，静置；（7）补水过滤；（8）控温，滴加液碱；（9）喷雾干燥既得HEDP·Na4。本发明生产的HEDP·Na4以HEDP·Na4计的活性组分含量在81.0~88.0之间，产品中的砷含量从50ppm降到1ppm以下，其它铜、钴、钛、铅的含量都在1ppm以下，可以满足电子工业、针织印染、食品和医药行业对高纯羟基亚乙基二膦酸四钠盐的质量要求，满足不同处理状况下对不同浓度的需求。

Description

一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐及其生产工艺
技术领域：
本发明涉及到一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐(HEDP·Na4)的制取工艺，特别涉及一种可作为电子行业的清洗剂、金属表面处理剂、食品和医药添加剂等领域的一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐及其生产工艺。 
背景技术：
羟基亚乙基二膦酸盐主要用于工业水处理，它是一种高效水质稳定剂，具有良好的螯合、低限抑制、晶格畸变等作用。它可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成；也具有缓蚀作用，可用作螯合剂和缓蚀剂。它广泛应用作大型火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田注水系统以及低压锅炉的阻垢剂和缓蚀剂；此外也用作过氧化物的稳定剂和工业清洗配方中，以及用作阻燃性聚氨基甲酸酯泡沫塑料。 
目前市场上所提供的HEDP·Na4常为液体产品，含量一般为19％～21％之间，且纯度不高，产品中的砷及其它重金属含量很高，就砷含量来说就可达50ppm，作为医药中间体和食品添加剂来说，砷含量过高将对人体健康造成严重和危害，固体HEDP·Na4经过加工驱除杂质，纯度较高，且包装简易，储存和运输都很方便，且储存和运输成本相对液体产品而言低的多，使用过程中配制浓度还可根据需要随意调节，满足不同处理状况下对不同浓度的需求。 
发明内容：
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明研究一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐及其生产工艺，高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐适 用于电子行业的清洗剂、金属表面处理剂、食品和医药添加剂等领域，可以极大满足社会的需求。 
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为： 
本发明生产的高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的产品质量指标： 
Figure DEST_PATH_GDA0000062911820000021
本发明的技术方案可以是这样实现的： 
一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，以质量分数为60％的羟基亚乙基二膦酸、硫化氢和氢氧化钠含量为32％液碱为原料，各物质的加入量按重量份计，依次按照以下步骤进行： 
(1)清洗设备：将反应釜及其它相关设备用高纯水清洗干净； 
(2)备料：将60％的羟基亚乙基二膦酸2500份抽取至清洗干净的反应釜中； 
(3)通入硫化氢：在温度为60℃条件下，缓慢向反应釜中通入硫化氢气体0.5份； 
(4)升温、密闭：当温度升到80℃时，将反应釜中密闭1小时； 
反应方程式如下： 
As2O3+3H2S→As2S3+3H2O 
(5)升温浓缩：常压下升温，在120～130℃条件下浓缩2小时驱除杂质； 
(6)加活性炭，静置：将活性炭加入反应釜中，静置1小时； 
(7)补水过滤：向反应釜中补加高纯水至产品含量达到35～40％时，过滤； 
(8)控温，滴加液碱：当温度控制在80℃以下时滴加液碱3640份，使产品1％水溶液的pH值在11.0～12.0之间，过滤； 
反应式方程式如下： 
C2H8O7P2+4NaOH→C2H4O7P2 Na4+4H2O 
(9)喷雾干燥：将过滤后的原料用110～120℃的热风喷雾干燥，即制得高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐固体。 
进一步，所述的活性炭的添加量为质量分数5‰。 
进一步，所述的硫化氢的加入量根据羟基亚乙基二膦酸中的三氧化二砷含量确定，一般不小于羟基亚乙基二膦酸总量的十万分之三。 
进一步，所述的产品的升温浓缩采用真空浓缩。 
进一步，所述的液碱是经离子膜处理过的。 
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。 
本发明的有益效果为： 
(1)本发明生产的高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐产品以HEDP·Na4计的活性组分含量在81.0～88.0之间，产品中的砷含量从之前的 液态产品中的50ppm降到固体产品的1ppm以下，其它铜、钴、钛、铅的含量都在1ppm以下，杂质的含量大大降低了，可以满足电子工业、针织印染、尤其是食品和医药行业对高纯羟基亚乙基二膦酸四钠盐的质量要求； 
(2)本发明的生产工艺先进，其生产操作条件温和，生产过程中无腐蚀、无三废排放； 
(3)本发明在生产过程中不需要添加有机溶剂，从而杜绝了对环境的污染； 
(4)本发明的产品全部加工成固体，产品得率较高； 
(5)本发明生产的高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的包装简便，运输方便，使用过程中可根据需要，配制不同浓度，满足不同处理状况下对不同浓度的需求。 
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：以生产2500kg的产品为例，对本发明作进一步的说明。 
一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，该工艺包括以下步骤： 
(1)清洗设备：将反应釜及其它相关设备用高纯水清洗干净； 
(2)备料：以60％的羟基亚乙基二膦酸为原料，取2500kg置于6300L清洗干净的反应釜中； 
(3)通入硫化氢：在保持温度为60℃条件下，缓慢向反应釜中通入硫化氢气体500g； 
(4)升温、密闭：升温至80℃，在反应釜中密闭反应1小时； 
(5)升温浓缩：升温至125℃时，保持此温度浓缩2小时驱除杂质； 
(6)加活性炭，静置：将12.5kg的活性炭加入反应釜中，静置1小时； 
(7)补水过滤：向反应釜中补加高纯水至产品含量达到37％时，过滤； 
(8)控温，滴加液碱：当温度控制在80℃以下时滴加离子膜液碱3640kg，使产品1％水溶液的pH值在11.0～12.0之间，过滤； 
(9)喷雾干燥：将过滤后的原料用115℃的热风喷雾干燥，即制得高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐。 
该工艺条件下制备的高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的质量如下： 
实施例2：以生产2500kg的产品为例，对本发明作进一步的说明。 
一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，该工艺包括以下步骤： 
(1)清洗设备：将反应釜及其它相关设备用高纯水清洗干净； 
(2)备料：以60％的羟基亚乙基二膦酸为原料，取2500kg置于6300L清洗干净的反应釜中； 
(3)通入硫化氢：在温度为60℃条件下，缓慢向反应釜中通入硫化氢气体500g； 
(4)升温、密闭：当温度升到80℃时，将反应釜中密闭1小时； 
(5)升温浓缩：常压下升温，当温度升到120℃时，浓缩2小时驱除杂质； 
(6)加活性炭，静置：将12.5kg的活性炭加入反应釜中，静置1小时； 
(7)补水过滤：向反应釜中补加高纯水至产品含量达到35％时，过滤； 
(8)控温，滴加液碱：当温度控制在80℃以下时滴加离子膜液碱3640kg，使产品1％水溶液的pH值在11.0～12.0之间，过滤； 
(9)喷雾干燥：将过滤后的原料用110℃的热风喷雾干燥，即制得高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐。 
该工艺条件下制备的高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的质量如下： 
Figure DEST_PATH_GDA0000062911820000061
实施例3：以生产2500kg的产品为例，对本发明作进一步的说明。 
一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，该工艺包括以下步 骤： 
(1)清洗设备：将反应釜及其它相关设备用高纯水清洗干净； 
(2)备料：以60％的羟基亚乙基二膦酸为原料，取2500kg置于6300L清洗干净的反应釜中； 
(3)通入硫化氢：在温度为60℃条件下，缓慢向反应釜中通入硫化氢气体500g； 
(4)升温、密闭：当温度升到80℃时，将反应釜中密闭1小时； 
(5)升温浓缩：常压下升温，当温度升到130℃时，浓缩2小时驱除杂质； 
(6)加活性炭，静置：将12.5kg的活性炭加入反应釜中，静置1小时； 
(7)补水过滤：向反应釜中补加高纯水至产品含量达到40％时，过滤； 
(8)控温，滴加液碱：当温度控制在80℃以下时滴加离子膜液碱3640kg，使产品1％水溶液的pH值在11.0～12.0之间，过滤； 
(9)喷雾干燥：将过滤后的原料用120℃的热风喷雾干燥，即制得高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐。 
该工艺条件下制备的高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的质量如下： 
Figure DEST_PATH_GDA0000062911820000081

Claims (6)

1.一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐，其特征在于，该产品质量指标为：
Figure RE-FDA0000062911810000011
2.一种如权利要求1所述的一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，其特征在于：以质量分数为60%的羟基亚乙基二膦酸、硫化氢和氢氧化钠含量为32%液碱为原料，各物质的加入量按重量份计，依次按照以下步骤进行：
（1）清洗设备：将反应釜及其它相关设备用高纯水清洗干净；
（2）备料：将60%的羟基亚乙基二膦酸2500份抽取至清洗干净的反应釜中；
（3）通入硫化氢：在温度为60℃条件下，缓慢向反应釜中通入硫化氢气体0.5份；
（4）升温、密闭：当温度升到80℃时，将反应釜中密闭1小时；
  反应方程式如下：
Figure 2011101056496100001DEST_PATH_IMAGE002
（5）升温浓缩：常压下升温，在120～130℃条件下浓缩2小时驱除杂质；
（6）加活性炭，静置：将活性炭加入反应釜中，静置1小时；
（7）补水过滤：向反应釜中补加高纯水至产品含量达到35～40%时，过滤；
（8）控温，滴加液碱：当温度控制在80℃以下时滴加液碱3640份，使产品1%水溶液的pH值在11.0～12.0之间，过滤；
反应式方程式如下：
（9）喷雾干燥：将过滤后的原料用110～120℃的热风喷雾干燥，即制得高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐固体。
3.根据权利要求2所述的一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，其特征在于：活性炭的添加量为质量分数5‰。
4.根据权利要求2所述的一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，其特征在于：硫化氢的加入量根据羟基亚乙基二膦酸中的三氧化二砷含量确定，一般不小于羟基亚乙基二膦酸总量的十万分之三。
5.根据权利要求2所述的一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，其特征在于：产品的升温浓缩采用真空浓缩。
6.根据权利要求2所述的一种高纯度固体羟基亚乙基二膦酸四钠盐的生产工艺，其特征在于：所用的液碱是经离子膜处理过的。 
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