CN102675362A - 羟基亚乙基二膦酸的制取工艺 - Google Patents

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潘小明
史广平
邵志铭
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Abstract

本发明属于化工领域，公开了一种羟基亚乙基二膦酸的制取工艺。其制备过程为：将醋酸水溶液置于反应釜中，开启搅拌，同时开通两级冷凝器，开始滴加三氯化磷，然后缓慢升温使产生的氯化氢和乙酰氯分离；然后升温至105℃～108℃，保温反应1.5～3小时；然后真空下向釜中加水，水解，当釜中物料全部变为液体后，回收醋酸；用蒸汽吹扫，然后将物料降温，得液态羟基亚乙基二膦酸成品。本发明降低了醋酸的消耗量，缩短了HEPD的酯化工艺时间，生产过程中产生的氯化氢气体经三级降膜吸收制成盐酸，提高了盐酸的含量节约了生产消耗成本。减少氯化氢气体的尾气排放，可减少环境污染。生产工艺简单产量高，产品质量合格，纯度高。

Description

羟基亚乙基二膦酸的制取工艺
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种羟基亚乙基二膦酸制取工艺。
背景技术
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)，别名：羟基乙叉二膦酸；HEDPA；(1-羟基亚乙基)二膦酸；1-羟基亚乙基-1，1-二磷酸。CAS No.2809-21-4，分子式C2H8O7P2，相对分子质量：206.02，结构式为：
Figure BDA0000059617620000011
HEDP属于有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、铝、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。可与水混溶，在高PH值下仍很稳定，在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，不易水解，一般光热条件下不易分解。可与水中金属离子，尤其是钙离子形成六圆环螯合物，因而具较好的阻垢效果并具有明显的容限效应，当和其它水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。HEDP广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及中低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀；漂染工业的过氧化物稳定剂和固色剂；轻纺工业中，可以作金属与非金属的清洗剂。HEDP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中生成盐类而形成水垢，特别是能阻止碳酸钙垢的形成。其市场需求量非常大。
为了适应市场对HEDP的需求，需要提供一种成本低，工艺简单的HEDP制取工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种羟基亚乙基二膦酸制取工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其在于：将醋酸水溶液置于反应釜中，在10℃～45℃，小于760mmHg压力下开启搅拌，同时开通两级冷凝器，开始滴加三氯化磷，然后缓慢升温，在55℃～75℃使产生的氯化氢和乙酰氯分离，不凝气体氯化氢进入尾气回收系统经三级降膜吸收成盐酸，乙酰氯蒸汽通过两级冷凝器冷却得到的液态乙酰氯回滴到反应釜中；然后升温至105℃～108℃，保温反应1.5～3小时；然后在-0.3～-0.5MPa真空下向釜中加水，在110～120℃水解，当釜中物料全部变为液体后，控制温度在120～130℃，蒸出醋酸回收利用，当无醋酸冷凝液后，用120-130℃蒸汽吹扫，然后将物料降温至40℃以下，得液态羟基亚乙基二膦酸成品。
上述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其在于醋酸溶液中所含的醋酸与三氯化磷的质量比为1.3～3.5∶1。优选为2～3∶1。
上述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其在于所述的两级冷凝器为一级循环水和二级冷冻盐水冷凝器，其中冷冻盐水温度控制在-10℃～-15℃。
上述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其在于将质量百分含量为80％的醋酸水溶液置于反应釜中，在20℃～40℃，小于200～500mmHg压力下开启搅拌，同时开通两级冷凝器，开始滴加三氯化磷，然后缓慢升温，在60℃～70℃使产生的氯化氢和乙酰氯分离。
上述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其在于乙酰氯蒸汽通过两级冷凝器冷却得到的液态乙酰氯回滴到反应釜中；然后升温至106℃，保温反应2小时；然后在-0.4MPa真空下向釜中加水，在115℃水解。
上述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其在于所述的醋酸水溶液中醋酸的之量百分含量为80％。
吸收盐酸时所采用的生产尾气回收系统为本公司设计的专利号为ZL201020224783.9的尾气专用于HEDP的生产尾气回收系统。
本发明的制取工艺的反应过程的方程式为：
Figure BDA0000059617620000021
本发明的有益效果：
本发明实现醋酸的回收和重复利用降低了醋酸的消耗量，缩短了HEPD的酯化工艺时间，可提高日产量，10000L反应釜日产活性组分含量为60％的HEDP 12500kg，生产过程中产生的氯化氢气体经三级降膜吸收制成盐酸，提高了盐酸的含量节约了生产消耗成本。减少氯化氢气体的尾气排放，可减少环境污染。生产工艺简单产量高，产品质量合格，纯度高。亚磷酸含量＜0.1％，钙螯合物＞500mg/g，密度＞1.443。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
称取5000Kg醋酸，将其制成质量百分含量为80％的醋酸水溶液并置于反应釜中，在40℃，500mmHg压力下开启搅拌，同时开通一级循环水和二级冷冻盐水的两级冷凝器，冷冻盐水温度控制在-10℃。开始滴加三氯化磷2500Kg，然后缓慢升温，在65℃使产生的氯化氢和乙酰氯分离，不凝气体氯化氢进入尾气回收系统经三级降膜吸收成盐酸，乙酰氯蒸汽通过两级冷凝器冷却得到的液态乙酰氯回滴到反应釜中；然后升温至106℃，保温反应2小时；然后在-0.4MPa真空下向釜中加水，在115℃水解，当釜中物料全部变为液体后，控制温度在125℃，蒸出醋酸回收利用，当无醋酸冷凝液后，用125℃蒸汽吹扫，然后将物料降温至40℃以下，得液态羟基亚乙基二膦酸成品。
实施例2
称取6000Kg醋酸，将其制成质量百分含量为80％的醋酸水溶液并置于反应釜中，在30℃，400mmHg压力下开启搅拌，同时开通一级循环水和二级冷冻盐水的两级冷凝器，冷冻盐水温度控制在-15℃。开始滴加三氯化磷2000Kg，然后缓慢升温，在70℃使产生的氯化氢和乙酰氯分离，不凝气体氯化氢进入尾气回收系统经三级降膜吸收成盐酸，乙酰氯蒸汽通过两级冷凝器冷却得到的液态乙酰氯回滴到反应釜中；然后升温至106℃，保温反应2小时；然后在-0.5MPa真空下向釜中加水，在120℃水解，当釜中物料全部变为液体后，控制温度在130℃，蒸出醋酸回收利用，当无醋酸冷凝液后，用130℃蒸汽吹扫，然后将物料降温至40℃以下，得液态羟基亚乙基二膦酸成品。
对实施例1制得的产品进行质量检测，结果见表1。
表1实施例1制得的产品的质量检测结果

Claims (7)

1.一种羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于：将醋酸水溶液置于反应釜中，在10℃～45℃，小于760mmHg压力下开启搅拌，同时开通两级冷凝器，开始滴加三氯化磷，然后缓慢升温，在55℃～75℃使产生的氯化氢和乙酰氯分离，不凝气体氯化氢进入尾气回收系统经三级降膜吸收成盐酸，乙酰氯蒸汽通过两级冷凝器冷却得到的液态乙酰氯回滴到反应釜中；然后升温至105℃～108℃，保温反应1.5～3小时；然后在-0.3～-0.5MPa真空下向釜中加水，在110～120℃水解，当釜中物料全部变为液体后，控制温度在120～130℃，蒸出醋酸回收利用，当无醋酸冷凝液后，用120-130℃蒸汽吹扫，然后将物料降温至40℃以下，得液态羟基亚乙基二膦酸成品。
2.根据权利要求1所述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于醋酸溶液中所含的醋酸与三氯化磷的质量比为1.3～3.5∶1。
3.根据权利要求2所述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于醋酸溶液中所含的醋酸与三氯化磷的质量比为2～3∶1。
4.根据权利要求1所述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于所述的两级冷凝器为一级循环水和二级冷冻盐水冷凝器，其中冷冻盐水温度控制在-10℃～-15℃。
5.根据权利要求1所述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于将质量百分含量为80％的醋酸水溶液置于反应釜中，在20℃～40℃，小于200～500mmHg压力下开启搅拌，同时开通两级冷凝器，开始滴加三氯化磷，然后缓慢升温，在60℃～70℃使产生的氯化氢和乙酰氯分离。
6.根据权利要求1所述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于乙酰氯蒸汽通过两级冷凝器冷却得到的液态乙酰氯回滴到反应釜中；然后升温至106℃，保温反应2小时；然后在-0.4MPa真空下向釜中加水，在115℃水解。
7.根据权利要求1所述的羟基亚乙基二膦酸的制取工艺，其特征在于所述的醋酸水溶液中醋酸的之量百分含量为80％。
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