[发明专利]一种用黄磷制备氨基三亚甲基膦酸的方法

说明书

本发明涉及化工技术领域，特别是涉及一种用黄磷制备氨基三亚甲基膦酸的方法。本发明将黄磷打入经氮气除氧的密闭反应釜中，经过不完全燃烧，得到三氧化二磷；向含有三氧化二磷的密闭反应釜中加入水、氯化铵，在20～30℃搅拌混合，搅拌后再缓慢滴加甲醛，滴加后加热至70～80℃，反应2～3h，然后再升温至100～110℃反应；反应后进行蒸馏，蒸馏出残余的甲醛、HCl、水蒸气，待无物料蒸出时，得氨基三亚甲基膦酸液体产品。本发明采用黄磷直接制得氨基三亚甲基膦酸，该方法操作步骤简单，成本较低，而且节省了反应时间，且降低了能耗，能显著促进磷的转化率，提高氨基三亚甲基膦酸产品的收率和品质。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别是涉及一种氨基三亚甲基膦酸的制备方法。

背景技术

氨基三亚甲基膦酸具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。氨基三亚甲基膦酸在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。

氨基三亚甲基膦酸用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。氨基三亚甲基膦酸在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。

然而目前市场上所提供的ATMP液体产品，含量一般为50％以下。纯度不高，经检测其中砷的含量高达70ppm。而且现有的氨基三亚甲基膦酸的制备方法，都是先按照工艺配比将亚磷酸水溶液和氯化铵放入反应釜内，向反应釜内滴加甲醛保温缩合反应，反应完全后控制温度蒸馏，蒸馏出残余的甲醛、HCl、水蒸气，氨基三亚甲基膦酸粗品经活性炭脱色后加入适量水混配得到成品。但该方法，往往由于原料和反应条件控制不当，导致生产得到的氨基三亚甲基膦酸纯度不高，亚磷酸的转化率低，产品中还含有较多亚磷酸、磷酸等，质量稳定性差，均需要再经过复杂的提纯工艺，才能达到良好的品质。这样的操作不仅复杂，成本高，而且还有可能会引入其它产品的杂质。

所以，如何通过原料的选择，一锅反应得到收率高，纯度高的氨基三亚甲基膦酸，是目前急需解决的问题之一。

发明内容

本发明提供了一种用黄磷直接制得氨基三亚甲基膦酸的制备方法，该方法操作步骤简单，成本较低，而且节省了反应时间，且降低了能耗。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用黄磷制备氨基三亚甲基膦酸的方法，包括以下步骤：

(1)将黄磷装入经氮气除氧的密闭反应釜中；

(2)从反应釜底部通入少量的高纯氧，并缓慢加热至40℃～50℃，在不充足的氧气下不完全燃烧，在密闭反应釜得到三氧化二磷；P₄+3O₂→P₄O₆；

(3)然后向密闭反应釜中加入水、氯化铵，在20～30℃搅拌混合40～60min，搅拌后再滴加甲醛，滴加后加热至50～60℃，反应2～3h，然后再以1～2℃/min升温至100～110℃，反应1～2h；

(4)反应完全后控制温度110～128℃进行蒸馏，去除未反应的原料，(如蒸馏出残余的甲醛、HCl、氯化铵、水蒸气)，待无物料蒸出时即可得氨基三亚甲基膦酸。

进一步，步骤(2)黄磷与氧气的摩尔比为4:2.5～3，使黄磷在缺氧状态下不完全燃烧。

进一步，步骤(3)甲醛溶液的质量分数为37％；甲醛溶液的滴加速度为3～10g/min。

进一步，黄磷、氯化铵和甲醛的摩尔比为1～2:1～3:2～4。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：