[发明专利]一种二乙烯三胺五亚甲基膦酸的生产方法

说明书

本发明公开一种二乙烯三胺五亚甲基膦酸的生产工艺。具体操作步骤包括：（1）将计量好的盐酸、二乙烯三胺和亚磷酸依次加入反应釜中，反应釜持续搅拌，保持温度≤50℃；（2）升温至一定温度，不同流速滴加部分甲醛水溶液，滴加结束并保温，浓缩；（3）补加盐酸并提温至110~120℃，滴加余量甲醛水溶液，滴加完毕，保温反应，外蒸，经稀释、降温、调酸得合格成品。本发明加快了反应速率，不但有效抑制了副产物羟甲基膦酸的产生，提高了有效活性组分二乙烯三胺五亚甲基膦酸的转化率和产品收率，而且缩短了总反应时间，降低了生产成本。该工艺方法简单、安全、易操作，利于工业化生产。

技术领域

本发明属于工业水处理剂化工技术领域，具体涉及一种二乙烯三胺五亚甲基膦酸的生产工艺。

背景技术

二乙烯三胺五亚甲基膦酸（DTPMPA），又称二乙烯三胺五甲叉膦酸等，是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，其分子结构中含有的C-P键，与无机聚合磷酸盐总的P-O-P或C-O-P键相比具有更强的键能，结合更牢固，因此，具有高温热稳定性，同时缓蚀性能比无机聚合磷酸盐强4~7倍。

同时，DTPMPA在水中能够离解成十个正离子和含十个负电荷的离子，能与水中Ca²⁺、Mg²⁺等形成多元环螯合物，这个大分子螯合物以松散的方式分散于水中，使镁、钙垢的正常结晶遭到破坏，且能在较宽的pH范围内与Fe、Cu、Mg等金属离子形成稳定的络合物，毒性小、原料易得、价格低廉以及避免对原水水质的酸化处理，可以“碱性运行”等特点，逐渐成为复合水质稳定剂的主要组成之一。因此，DTPMPA对水中的碳酸钙、硅酸镁、硫酸钙等具有较好的阻垢作用。DTPMPA为非当量的螯合剂，本身有“溶限效应”，可以由一个分子阻止几十个到几百个钙、镁离子与硫酸根离子等产生水垢沉淀，这是它特有的阻垢性能。

DTPMPA一般用作循环冷却水和锅炉水的阻垢缓蚀剂，特别适用于碱性循环冷却水中作为不调pH的阻垢缓蚀剂，并可用于含碳酸钡高的油田注水和冷却水、锅炉水的阻垢缓蚀剂；在复配药剂中单独使用本品，无需投加分散剂，污垢沉积量仍很小。DTPMPA也可用作过氧化物稳定剂、纺织印染用螯合剂、颜料的分散剂、氧脱木素稳定剂、化肥中微量元素携带剂、混凝土添加剂。此外，在造纸、电镀、金属酸洗和化妆品等方面也得到了广泛应用。还可作氧化性杀菌剂的稳定剂。

DTPMPA的工业合成方法多采用甲醛、二乙烯三胺和亚磷酸为原料的合成工艺，通常采用先将二乙烯三胺和亚磷酸及盐酸混合中和，再向混合液中滴加甲醛反应的生产方式。生产中为使二乙烯三胺和亚磷酸完全反应，通常加入大量过量的甲醛，对过量甲醛的回收和处理需消耗大量资源，且随着反应体系浓度的降低，主反应速率逐渐变缓，副反应相对速率增加，不但增加了副产物羟甲基膦酸的含量，而且导致生产周期长。以上不足均不利于DTPMPA的工业化生产。

发明内容

针对上述存在的不足，本发明提供一种二乙烯三胺五亚甲基膦酸的生产工艺，该工艺通过改变物料投加方式，提高反应体系物料浓度，缩短反应时间，提高有效活性组分二乙烯三胺五亚甲基膦酸收率，降低产品成本。

本发明目的具体可以通过如下技术方案实现：

一种二乙烯三胺五亚甲基膦酸的生产方法，主要包括以下步骤：

（1）将计量好的盐酸、二乙烯三胺和亚磷酸依次加入反应釜中，反应釜持续搅拌，保持温度≤50℃，同时开启尾气吸收装置，待中和反应完全后，开始升温；

（2）升温至一定温度，开始控制不同流速滴加部分甲醛水溶液，甲醛滴加结束并110~120℃保温1~2小时，外蒸浓缩至近干；

（3）向体系中补加盐酸并提温至110~120℃，继续滴加余量甲醛水溶液，滴加完毕，继续保温反应0.5~1.0小时后，外蒸至体系无物料采出，经稀释、降温、调酸得合格成品。

上述生产工艺中所述反应物二乙烯三胺、亚磷酸和甲醛的投料摩尔比为