[发明专利]一种羟基亚乙基二膦酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种羟基亚乙基二膦酸的制备方法，具体是通过如下步骤完成：（1）原料三氯化磷和冰醋酸按1:1.3~3.0的质量比混合均匀；（2）将步骤（1）中混合均匀的物料打入反应管，封闭后浸入130~240℃的油浴中，0.3~0.5MPa压力下加热反应15~100min；（3）反应结束后，趁热取出酯化产物入釜，加入水和催化剂，125~130℃下，充分搅拌水解1~2小时。本发明方法是在增加反应压力和高温条件下，以三氯化磷和冰醋酸为原料在密封反应管里完成无水环境下的快速酯化、经催化水解和精馏提纯分离等处理合成羟基亚乙基二膦酸的方法，有效缩短了酯化反应时间、减少了副反应的发生、提高了产品收率。

技术领域

本发明属于工业水处理技术领域，具体涉及一种水处理剂羟基亚乙基二膦酸的制备方法。

背景技术

羟基亚乙基二膦酸属于阴离子型缓蚀剂，与其他同类产品如氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸及其盐等相比，具有较高的抗氧化性和热稳定性。同时，对碳酸盐垢、铁垢和磷酸盐垢具有良好的抑制作用，与其他药剂配伍，表现出良好的协同增效作用。因此，羟基亚乙基二膦酸一直被作为低磷药剂配方的主要成分，广泛应用于石油化工、电力、化肥等工业生产装置的循环冷却水处理。

羟基亚乙基二膦酸的制备方法主要有：以三氯化磷、水和醋酸为原料的合成工艺；以亚磷酸和乙酸酐为原料的合成工艺；以亚磷酸、乙酰氯和水为原料的合成工艺；以亚磷酸三乙酯、乙酰氯和亚磷酸二乙酯钠盐为原料的合成工艺等。其中和两种合成工艺因为原材料供应受限，价格不稳定，一直未被工业化生产采用；以亚磷酸和乙酸酐为原料的合成工艺收率和产品质量较高，但原料价格高，且乙酸酐属于受限类化学品，不易实现规模化生产，因此，第种方法的生产工艺原理具体涉及如下反应方程式：

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这是目前国内外羟基亚乙基二膦酸产品通用的生产工艺。

中国专利CN100348603C公开了一种利用三氯化磷、乙酸和水在20-135℃以及小于760mmHg柱压力条件下反应、水解制备羟基亚乙基二膦酸的合成方法。中国专利CN106588979A公开了一种多级无动力鼓泡式羟基亚乙基二膦酸合成方法，因此，该工艺虽然具有设备投资少，易操作等优点，但是多采用单釜或多釜间歇性生产方式，产品收率低、吨产品生产成本高，并且由于反应周期长、路线复杂导致副反应多，易造成产品中亚磷含量高，影响产品质量和使用性能，同时也大大限制了工业化生产能力。中国专利CN102875594B公开了一种羟基亚乙基二膦酸连续化合成工艺，即将计量好的水、冰醋酸加入反应釜中，搅拌均匀后控制反应温度在40~80℃，开始滴加三氯化磷，三氯化磷滴加完毕，升温至100~130摄氏度继续反应4~5小时，反应结束后，通水蒸气水解，蒸出残留的醋酸及低沸点物质。反应生成的氯化氢经冷凝吸收回收盐酸，生成的乙酰氯和醋酸经冷凝可循环用于反应原料。连续化合成工艺有利于提高设备利用率，实现节能降耗、降低投资成本，但是如何进一步降低反应时间，提高反应收率，稳定产品质量，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应周期短、操作简便、设备和原料利用率高、产品质量稳定的羟基亚乙基二膦酸的制备方法。

一种羟基亚乙基二膦酸的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

（1）混料：室温下，将原料三氯化磷和冰醋酸按混匀；

（2）酯化反应：将步骤（1）中混合均匀的物料用泵打入封闭反应釜，封闭后加热；

（3）水解反应：反应结束后，趁热取出步骤（2）的酯化产物入釜，加入水和催化剂，125~130℃下，充分搅拌水解1~3小时；

其中，所述的步骤（1）中原料三氯化磷和冰醋酸的混料质量比范围为m_三氯化磷：m_冰醋酸=1:1.5~3.0，优选为1：2.0-3.0。

其中，所述的步骤（2）中酯化反应温度范围为130~240℃，