一種低氯2-羥基膦酰基乙酸的制備方法，包括用晶體亞磷酸代替普通亞磷酸，實(shí)現(xiàn)對(duì)原料中氯離子的有效控制。用硫酸代替鹽酸做催化劑，進(jìn)一步減少了生產(chǎn)過程氯離子的引入。通過本發(fā)明專利技術(shù)工藝制備的2-羥基膦酰基乙酸產(chǎn)品中氯離子濃度≤3ppm，滿足了不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】，包括用晶體亞磷酸代替普通亞磷酸，實(shí)現(xiàn)對(duì)原料中氯離子的有效控制。用硫酸代替鹽酸做催化劑，進(jìn)一步減少了生產(chǎn)過程氯離子的引入。通過本專利技術(shù)工藝制備的2-羥基膦酰基乙酸產(chǎn)品中氯離子濃度≤3ppm，滿足了不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求。【專利說明】
本專利技術(shù)屬于水處理藥劑合成領(lǐng)域，提供。
技術(shù)介紹
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中加入低劑量的緩蝕劑，將金屬的腐蝕速度控制在允許的范圍，可對(duì)整個(gè)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，是目前應(yīng)用最廣泛的方法。常用的緩蝕劑種類很多，其中鉻酸鹽雖然對(duì)循環(huán)冷卻水中的菌藻等有害微生物有殺滅作用，但鉻對(duì)許多水生物和人體有毒性，對(duì)自然環(huán)境會(huì)造成污染；聚磷酸鹽含膦高，它的排放會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)環(huán)境造成污染；鑰酸鹽等應(yīng)用成本太高；亞硝酸鹽不宜作敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕劑，除非有特效生物能有效的控制住能使它分解失效的微生物；硅酸鹽成膜時(shí)間長(zhǎng)，緩蝕效果差，而且一旦成垢就很難去掉；鋅鹽中的鋅與鉻一樣，也是重金屬，也對(duì)水體中的生物造成威脅。因此，人們對(duì)含磷量較少的有機(jī)緩蝕劑的開發(fā)與應(yīng)用表現(xiàn)出濃厚的興趣。2-羥基膦酰基乙酸正是這樣的水處理藥劑之一。2-羥基膦酰基乙酸的分子式為C2H5O6P,結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有一個(gè)膦基,一個(gè)羧基,一個(gè)羥基化學(xué)穩(wěn)定性好，不易水解，不易被酸堿所破壞，使用安全可靠，無毒無污染，2-羥基膦酰基乙酸能提高鋅的溶解度，具有極強(qiáng)的緩蝕作用，2-羥基膦酰基乙酸緩蝕性能比HEDP、EDTMP高。2-羥基膦酰基乙酸主要做金屬的陰極緩蝕劑，廣泛用于鋼鐵、石化、電力、醫(yī)藥等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕阻垢，適合用作我國(guó)南方低硬度、易腐蝕水質(zhì)的緩蝕劑。現(xiàn)有的2-羥基膦酰基乙酸的制備方法主要有3種，第一種是乙醛酸與亞磷酸以鹽酸作催化劑合成；第二種是由亞磷酸二甲酯與乙醛酸丁酯在甲醇鈉的催化作用下先制得二甲氧基次膦酰基羥基乙酸丁酯，然后與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)生成2-羥基膦酰基乙酸；第三種方法是二甲氧基甲烷膦酸與氫氧化鈉共熱生產(chǎn)膦酰基甲醛的二鈉鹽，然后與氫氰酸生成膦酰基羥基乙腈的二鈉鹽，再以鹽酸水解，即得2-羥基膦酰基乙酸。綜上所述三種合成工藝，由于原料亞磷酸合成工藝的特點(diǎn)，產(chǎn)品中有大量的氯離子殘留。目前市售的亞磷酸中氯離子含量一般都>3%，有些甚至到十幾個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)2-羥基膦酰基乙酸合成反應(yīng)過程中用鹽酸做催化劑，進(jìn)一步引入氯離子，使得產(chǎn)品中氯離子含量> lOppm。限制了 2-羥基膦酰基乙酸在一些如電子行業(yè)、膜處理等對(duì)氯離子含量有嚴(yán)格要求的特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。`
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決目前2-羥基膦酰基乙酸氯離子偏高問題，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。本專利技術(shù)提供，實(shí)現(xiàn)了氯離子含量< 3ppm的目標(biāo)要求，滿足社會(huì)需求。為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的工藝方案是:用晶體亞磷酸代替普通膦酸，用硫酸代替鹽酸做催化劑，與乙醛酸直接加熱反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物氯離子含量< 3ppm的2-羥基膦酰基乙酸產(chǎn)品。更為具體的工藝步驟是: (1)將乙醛酸、反滲透水和催化劑加入反應(yīng)釜，開啟攪拌； (2)攪拌均勻后，控制溫度<30°C，緩慢加入亞磷酸晶體； (3)亞磷酸晶體加入完畢，緩慢升高溫度，保溫反應(yīng)； (4)檢測(cè)亞磷含量<3%，氯離子含量≤3ppm，降溫至60°C以下，加入反滲透水調(diào)節(jié)固含量。上述的所用乙醛酸為乙醛酸40飛0%的水溶液。上述的反滲透水的量為乙醛酸重量的10-100%，優(yōu)選的是40-60%。上述的乙醛酸與晶體亞磷酸的摩爾比為1:廣1.2。上述的催化劑為98%的濃硫酸。上述的催化劑濃硫酸的添加量為亞磷酸質(zhì)量的0.f 10%。。上述的亞磷酸晶體加入完畢，緩慢升溫的速度為2(T40°C /h。上述的保溫反應(yīng)的溫度為8(Tl2(TC。上述的保溫反應(yīng)時(shí)間為15-25h。本專利技術(shù)具有的顯著優(yōu)點(diǎn)是通過用氯離子含量低的晶體亞磷酸代替氯離子含量高的普通亞磷酸，用硫酸代替鹽酸催化，用最簡(jiǎn)單的工藝方法實(shí)現(xiàn)2-羥基膦酰基乙酸產(chǎn)品中氯離子含量的最有效控制。拓展了 2-羥基膦酰基乙酸的應(yīng)用領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)2-羥基膦酰基乙酸的規(guī)模化生產(chǎn)提供更廣闊市場(chǎng)。【具體實(shí)施方式】實(shí)施例1 將2000kg乙醛酸的40%水溶液、400kg反滲透水、100g98%的濃硫酸加入反應(yīng)釜，開啟攪拌。攪拌均勻后，控制溫度< 30°C，緩慢加入930kg亞磷酸晶體。亞磷酸晶體加入完畢，以20°C /h速度升溫至90°C，保溫反應(yīng)18h。檢測(cè)亞磷含量< 3%，氯離子含量≤3ppm,降溫至60°C以下，加入反滲透水調(diào)節(jié)固含量。實(shí)施例2 (最佳實(shí)施例) 將2000kg乙醛酸的40%水溶液、400kg反滲透水、500g98%的濃硫酸加入反應(yīng)釜，開啟攪拌。攪拌均勻后，控制溫度< 30°C，緩慢加入975kg亞磷酸晶體。亞磷酸晶體加入完畢，以50°C /h速度升溫至100°C，保溫反應(yīng)18h。檢測(cè)亞磷含量< 3%，氯離子含量≤3ppm,降溫至60°C以下，加入反滲透水調(diào)節(jié)固含量。實(shí)施例3 將2000kg乙醛酸的50%水溶液、400kg反滲透水、500g98%的濃硫酸加入反應(yīng)釜，開啟攪拌。攪拌均勻后，控制溫度< 30°C，緩慢加入1210kg亞磷酸晶體。亞磷酸晶體加入完畢，以50°C /h速度升溫至100°C，保溫反應(yīng)18h。檢測(cè)亞磷含量< 3%，氯離子含量≤3ppm,降溫至60°C以下，加入反滲透水調(diào)節(jié)固含量。實(shí)施例4 將2000kg乙醛酸的60%水溶液、400kg反滲透水、1000g98%的濃硫酸加入反應(yīng)釜，開啟攪拌。攪拌均勻后，控制溫度< 30°C，緩慢加入950kg亞磷酸晶體。亞磷酸晶體加入完畢，以20°C /h速度升溫至90°C，保溫反應(yīng)18h。檢測(cè)亞磷含量< 3%，氯離子含量≤3ppm,降溫至60°C以下，加入反 滲透水調(diào)節(jié)固含量。【權(quán)利要求】1.，所采取的工藝方案是:用晶體亞磷酸代替普通膦酸，用硫酸代替鹽酸做催化劑，與乙醛酸直接加熱反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物氯離子含量(3ppm的2-羥基膦酰基乙酸產(chǎn)品；更為具體的工藝步驟是: (1)將乙醛酸、反滲透水和催化劑加入反應(yīng)釜，開啟攪拌； (2)攪拌均勻后，控制溫度<30°C，緩慢加入亞磷酸晶體； (3)亞磷酸晶體加入完畢，緩慢升高溫度，保溫反應(yīng)； (4)檢測(cè)亞磷含量<3%，氯離子含量≤3ppm，降溫至60°C以下，加入反滲透水調(diào)節(jié)固含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:步驟(I)所用乙醛酸為乙醛酸40飛0%的水溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:步驟(I)中的反滲透水的量為乙醛酸重量的i(Tioo%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的，其特征在于:步驟(I)中的反滲透水的量為乙醛酸重量的40飛0%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:步驟(I)、(2)中所述的乙醛酸與晶體亞磷酸的摩爾比為1: 1.2。`6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:步驟(I)中的催化劑為98%的濃硫酸；上述的催化劑濃硫酸的添加量為亞磷酸質(zhì)量的0.f 10%0。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于:步驟(3)中亞磷酸晶體加入完畢，緩慢升溫的速度為2(T40°C /h ;保溫反應(yīng)的溫度為8(T12(TC ；保溫反應(yīng)時(shí)間為15-25h。【文檔編號(hào)】C07F9/38GK1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低氯2?羥基膦酰基乙酸的制備方法，所采取的工藝方案是：用晶體亞磷酸代替普通膦酸，用硫酸代替鹽酸做催化劑，與乙醛酸直接加熱反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物氯離子含量≤3ppm的2?羥基膦酰基乙酸產(chǎn)品；更為具體的工藝步驟是：（1）將乙醛酸、反滲透水和催化劑加入反應(yīng)釜，開啟攪拌；（2）攪拌均勻后，控制溫度≤30℃，緩慢加入亞磷酸晶體；（3）亞磷酸晶體加入完畢，緩慢升高溫度，保溫反應(yīng)；（4）檢測(cè)亞磷含量＜3%，氯離子含量≤3ppm，降溫至60℃以下，加入反滲透水調(diào)節(jié)固含量。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：齊曉婧，程終發(fā)，王燕平，萬振濤，劉全華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東省泰和水處理有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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