一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒?br> 【專利摘要】一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ǎㄓ镁w亞磷酸代替普通亞磷酸，實現(xiàn)對原料中氯離子的有效控制。用硫酸代替鹽酸做催化劑，進一步減少了生產(chǎn)過程氯離子的引入。通過本發(fā)明工藝制備的2-羥基膦?；宜岙a(chǎn)品中氯離子濃度≤3ppm，滿足了不同應用領域的要求。
【專利說明】一種低氯2-羥基膦酰基乙酸的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理藥劑合成領域，提供一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ā！颈尘凹夹g】
[0002]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，可對整個冷卻水系統(tǒng)進行保護，且經(jīng)濟實用，是目前應用最廣泛的方法。常用的緩蝕劑種類很多，其中鉻酸鹽雖然對循環(huán)冷卻水中的菌藻等有害微生物有殺滅作用，但鉻對許多水生物和人體有毒性，對自然環(huán)境會造成污染；聚磷酸鹽含膦高，它的排放會造成水體富營養(yǎng)化，對環(huán)境造成污染；鑰酸鹽等應用成本太高；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；硅酸鹽成膜時間長，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，也對水體中的生物造成威脅。因此，人們對含磷量較少的有機緩蝕劑的開發(fā)與應用表現(xiàn)出濃厚的興趣。2-羥基膦?；宜嵴沁@樣的水處理藥劑之一。
[0003]2-羥基膦酰基乙酸的分子式為C2H5O6P,結構中同時含有一個膦基,一個羧基,一個羥基化學穩(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?；宜崮芴岣咪\的溶解度，具有極強的緩蝕作用，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，適合用作我國南方低硬度、易腐蝕水質(zhì)的緩蝕劑。
[0004]現(xiàn)有的2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ㄖ饕?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，然后與鹽酸進行反應生成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?；兹┑亩c鹽，然后與氫氰酸生成膦?；u基乙腈的二鈉鹽，再以鹽酸水解，即得2-羥基膦?；宜帷?br> [0005]綜上所述三種合成工藝，由于原料亞磷酸合成工藝的特點，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%，有些甚至到十幾個百分點。同時2-羥基膦?；宜岷铣煞磻^程中用鹽酸做催化劑，進一步引入氯離子，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)、膜處理等對氯離子含量有嚴格要求的特殊領域的應用。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決目前2-羥基膦?；宜崧入x子偏高問題，擴大產(chǎn)品的應用領域。本發(fā)明提供一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ǎ瑢崿F(xiàn)了氯離子含量< 3ppm的目標要求，滿足社會需求。
[0007]為實現(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，生成目標產(chǎn)物氯離子含量< 3ppm的2-羥基膦?；宜岙a(chǎn)品。[0008]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；
(4)檢測亞磷含量<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。
[0009]上述的所用乙醛酸為乙醛酸40飛0%的水溶液。
[0010]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%。
[0011]上述的乙醛酸與晶體亞磷酸的摩爾比為1:廣1.2。
[0012]上述的催化劑為98%的濃硫酸。
[0013]上述的催化劑濃硫酸的添加量為亞磷酸質(zhì)量的0.f 10%。。
[0014]上述的亞磷酸晶體加入完畢，緩慢升溫的速度為2(T40°C /h。
[0015]上述的保溫反應的溫度為8(Tl2(TC。
[0016]上述的保溫反應時間為15-25h。
[0017]本發(fā)明具有的顯著優(yōu)點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，用最簡單的工藝方法實現(xiàn)2-羥基膦?；宜岙a(chǎn)品中氯離子含量的最有效控制。拓展了 2-羥基膦?；宜岬膽妙I域，為實現(xiàn)2-羥基膦?；宜岬囊?guī)?；a(chǎn)提供更廣闊市場。
【具體實施方式】
[0018]實施例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18h。檢測亞磷含量< 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。
[0019]實施例2 (最佳實施例)
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18h。檢測亞磷含量< 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。
[0020]實施例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18h。檢測亞磷含量< 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。
[0021]實施例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18h。檢測亞磷含量< 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。
【權利要求】
1.一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ǎ扇〉墓に嚪桨甘?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，生成目標產(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； (4)檢測亞磷含量<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)權利要求1所述的一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟?步驟(I)所用乙醛酸為乙醛酸40飛0%的水溶液。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種低氯2-羥基膦酰基乙酸的制備方法，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)權利要求3所述的一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟?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)權利要求1所述的一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒?，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)權利要求1所述的一種低氯2-羥基膦?；宜岬闹苽浞椒?，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)權利要求1所述的一種低氯2-羥基膦酰基乙酸的制備方法，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 ;保溫反應的溫度為8(T12(TC ；保溫反應時間為15-25h。
【文檔編號】C07F9/38GK103435644SQ201310405388
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權日:2013年9月9日
【發(fā)明者】齊曉婧, 程終發(fā), 王燕平, 萬振濤, 劉全華 申請人:山東省泰和水處理有限公司