[發(fā)明專利]一種二乙烯三胺五亞甲基膦酸的生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911085440.0
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110804071B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程終發(fā);林學(xué)洲;齊曉婧;宋盟盟;周響;劉全華
• 申請（專利權(quán)）人: 山東泰和水處理科技股份有限公司
• 主分類號: C07F9/38
• 分類號: C07F9/38
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

本發(fā)明公開一種二乙烯三胺五亞甲基膦酸的生產(chǎn)工藝。具體操作步驟包括：（1）將計量好的鹽酸、二乙烯三胺和亞磷酸依次加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜持續(xù)攪拌，保持溫度≤50℃；（2）升溫至一定溫度，不同流速滴加部分甲醛水溶液，滴加結(jié)束并保溫，濃縮；（3）補加鹽酸并提溫至110~120℃，滴加余量甲醛水溶液，滴加完畢，保溫反應(yīng)，外蒸，經(jīng)稀釋、降溫、調(diào)酸得合格成品。本發(fā)明加快了反應(yīng)速率，不但有效抑制了副產(chǎn)物羥甲基膦酸的產(chǎn)生，提高了有效活性組分二乙烯三胺五亞甲基膦酸的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率，而且縮短了總反應(yīng)時間，降低了生產(chǎn)成本。該工藝方法簡單、安全、易操作，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)水處理劑化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二乙烯三胺五亞甲基膦酸的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

二乙烯三胺五亞甲基膦酸（DTPMPA），又稱二乙烯三胺五甲叉膦酸等，是一種有機(jī)膦酸類阻垢緩蝕劑，其分子結(jié)構(gòu)中含有的C-P鍵，與無機(jī)聚合磷酸鹽總的P-O-P或C-O-P鍵相比具有更強的鍵能，結(jié)合更牢固，因此，具有高溫?zé)岱€(wěn)定性，同時緩蝕性能比無機(jī)聚合磷酸鹽強4~7倍。

同時，DTPMPA在水中能夠離解成十個正離子和含十個負(fù)電荷的離子，能與水中Ca²⁺、Mg²⁺等形成多元環(huán)螯合物，這個大分子螯合物以松散的方式分散于水中，使鎂、鈣垢的正常結(jié)晶遭到破壞，且能在較寬的pH范圍內(nèi)與Fe、Cu、Mg等金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，毒性小、原料易得、價格低廉以及避免對原水水質(zhì)的酸化處理，可以“堿性運行”等特點，逐漸成為復(fù)合水質(zhì)穩(wěn)定劑的主要組成之一。因此，DTPMPA對水中的碳酸鈣、硅酸鎂、硫酸鈣等具有較好的阻垢作用。DTPMPA為非當(dāng)量的螯合劑，本身有“溶限效應(yīng)”，可以由一個分子阻止幾十個到幾百個鈣、鎂離子與硫酸根離子等產(chǎn)生水垢沉淀，這是它特有的阻垢性能。

DTPMPA一般用作循環(huán)冷卻水和鍋爐水的阻垢緩蝕劑，特別適用于堿性循環(huán)冷卻水中作為不調(diào)pH的阻垢緩蝕劑，并可用于含碳酸鋇高的油田注水和冷卻水、鍋爐水的阻垢緩蝕劑；在復(fù)配藥劑中單獨使用本品，無需投加分散劑，污垢沉積量仍很小。DTPMPA也可用作過氧化物穩(wěn)定劑、紡織印染用螯合劑、顏料的分散劑、氧脫木素穩(wěn)定劑、化肥中微量元素攜帶劑、混凝土添加劑。此外，在造紙、電鍍、金屬酸洗和化妝品等方面也得到了廣泛應(yīng)用。還可作氧化性殺菌劑的穩(wěn)定劑。

DTPMPA的工業(yè)合成方法多采用甲醛、二乙烯三胺和亞磷酸為原料的合成工藝，通常采用先將二乙烯三胺和亞磷酸及鹽酸混合中和，再向混合液中滴加甲醛反應(yīng)的生產(chǎn)方式。生產(chǎn)中為使二乙烯三胺和亞磷酸完全反應(yīng)，通常加入大量過量的甲醛，對過量甲醛的回收和處理需消耗大量資源，且隨著反應(yīng)體系濃度的降低，主反應(yīng)速率逐漸變緩，副反應(yīng)相對速率增加，不但增加了副產(chǎn)物羥甲基膦酸的含量，而且導(dǎo)致生產(chǎn)周期長。以上不足均不利于DTPMPA的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的不足，本發(fā)明提供一種二乙烯三胺五亞甲基膦酸的生產(chǎn)工藝，該工藝通過改變物料投加方式，提高反應(yīng)體系物料濃度，縮短反應(yīng)時間，提高有效活性組分二乙烯三胺五亞甲基膦酸收率，降低產(chǎn)品成本。

本發(fā)明目的具體可以通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種二乙烯三胺五亞甲基膦酸的生產(chǎn)方法，主要包括以下步驟：

（1）將計量好的鹽酸、二乙烯三胺和亞磷酸依次加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜持續(xù)攪拌，保持溫度≤50℃，同時開啟尾氣吸收裝置，待中和反應(yīng)完全后，開始升溫；

（2）升溫至一定溫度，開始控制不同流速滴加部分甲醛水溶液，甲醛滴加結(jié)束并110~120℃保溫1~2小時，外蒸濃縮至近干；

（3）向體系中補加鹽酸并提溫至110~120℃，繼續(xù)滴加余量甲醛水溶液，滴加完畢，繼續(xù)保溫反應(yīng)0.5~1.0小時后，外蒸至體系無物料采出，經(jīng)稀釋、降溫、調(diào)酸得合格成品。

上述生產(chǎn)工藝中所述反應(yīng)物二乙烯三胺、亞磷酸和甲醛的投料摩爾比為