[发明专利]低砷含量羟基亚乙基二膦酸的生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体是一种低砷含量羟基亚乙基二膦酸的生产工艺。

背景技术

羟基亚乙基二膦酸又名羟基乙叉二膦酸，其英文缩写为HEDP，分子式C₂H₈O₇P₂，相对分子质量206.02，CAS NO.2809-21-4，化学结构式如下：

HEDP是一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物，可与水中金属离子，尤其是钙离子形成六圆环螯合物，因而HEDP具较好的阻垢效果并具明显的溶限效应，当和其它水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。HEDP广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及中、低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀；HEDP在轻纺工业中，可以作金属和非金属的清洗剂，漂染工业的过氧化物稳定剂和固色剂，无氰电镀工业的络合剂；医药行业用作放射性元素的携带剂。另外，也适用于电子行业的清洗剂和日化行业的添加剂。

HEDP的生产原料中使用了三氯化磷，它是以黄磷为初始原料生产的，由于在自然界中磷矿不可避免的伴生有砷元素，所以导致HEDP中含有一定量的砷，随着HEDP应用范围的日益扩大，在食品、医药、日化等领域中很多终端用户都要求尽可能降低砷含量，以此来降低对人或者环境的伤害，所以低砷含量的HEDP的市场将越来越大，生产低砷含量的HEDP就显得十分重要。

在现有技术中，在专利号为200810230638.9的专利中公开了一种砷含量≤3ppm的HEDP生产工艺，该工艺使用了硫代乙酸铵作为脱砷试剂，但是硫代乙酸铵价格昂贵，国内生产厂家少，基本靠进口，难以购买，且用量太大，大大增加了生产成本。在专利号为201110006032.9的专利中公开了一种HEDP的除砷工艺，该工艺使用五硫化二磷为脱砷试剂，虽能明显降低砷含量，但是造成HEDP成品中附带进硫酸根离子，影响产品的质量指标与使用性能，客户无法接受。所以以上2个专利中提供的方法都不利于工业化生产实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低砷含量羟基亚乙基二膦酸的生产工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种低砷含量羟基亚乙基二膦酸的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)将砷含量为100~1000ppm的三氯化磷投入反应釜中，夹套内通入蒸汽并控制反应釜内温度在75~95℃，三氯化磷气体经过填料塔、冷凝器、气液分离器后一部分回流进填料塔顶端，一部分收集下来备用；

(2)将醋酸水溶液置于反应釜中，开启搅拌，在10~30cm水柱的微负压下缓慢滴入步骤(1)收集到的三氯化磷，产生的氯化氢气体进入尾气吸收系统经三级降膜吸收成盐酸，产生的乙酰氯气体经两级冷凝器冷却并收集后于70~105℃缓慢回滴入反应釜中，升温至105~110℃，保温反应1~3小时，然后向釜内加水，在80~100℃水解，水解完毕于120~130℃蒸出醋酸并回收利用，待冲蒸液PH值为中性时停止冲蒸，物料降温至80℃以下并脱色压滤即可得到羟基亚乙基二膦酸。

本发明步骤(1)收集到的三氯化磷砷含量≤20ppm。

本发明步骤(1)将砷含量在100~1000ppm的三氯化磷投入反应釜中，夹套内通入蒸汽并控制釜内温度在80-90℃，三氯化磷气体经过填料塔、冷凝器、气液分离器后一部分回流进填料塔顶端，一部分收集下来备用，调节并控制回流比在1∶3~3∶1。

本发明所述步骤(2)醋酸水溶液中醋酸与水的质量比为3.5~5.5∶1。

本发明所述醋酸水溶液与三氯化磷的质量比为1~1.1∶1。

本发明步骤(2)中滴加三氯化磷时控制反应温度≤55℃。

本发明步骤(2)中滴加三氯化磷时控制反应温度为50~55℃。

本发明步骤(2)中制备得到的羟基亚乙基二膦酸中砷含量≤10ppm。

本发明生产工艺的反应方程式为：

PCl₃+3CH₃COOH→H₃PO₃+3CH₃COCl