[发明专利]一种用黄磷制备羟基亚烷基二膦酸的方法

说明书

本发明涉及阻垢剂技术领域，特别是涉及一种羟基亚烷基二膦酸的制备方法。本发明先将黄磷在氧气中不充分燃烧得三氧化二磷，然后将三氧化二磷和脂肪酸、水反应制得羟基亚烷基二膦酸。此方法原料少、步骤简单，因此节省了反应时间和降低了能耗。反应过程中也没有大量氯化氢气体产生，并能取得收率大，质量好的羟基亚烷基二膦酸产品。

技术领域

本发明涉及阻垢剂技术领域，特别是涉及一种羟基亚烷基二膦酸的制备方法。

背景技术

羟基亚烷基二膦酸具有良好的络合性和缓冲作用，被广泛的应用工业上，如循环水处理的阻垢剂、金属腐蚀抑制剂和洗涤剂等。羟基亚烷基二膦酸的生产方法很多，以三氯化磷和脂肪酸为原料的合成方法，原料价格较低，成为目前工业上生产羟基亚烷基二膦酸的主要方法。

现有的羟基亚烷基二膦酸的制备方法，都是先按照工艺配比将脂肪酸和水放入反应釜内，在45℃以下的环境下，向反应釜内滴加三氯化磷发生氯化反应，滴加完之后升温至110℃发生酯化反应，尾气经冷凝得乙酰氯；通入水蒸气水解最后得目标产物。该方法由于三氯化磷和脂肪酸的反应是一个吸热反应，所以比较耗能，而且反应速度较慢，反应过程有大量氯化氢气体产生。

三氯化磷滴加过程中由于反应釜内水和脂肪酸过量，因此三氯化磷先与水反应，必须当水全部反应完三氯化磷才能与脂肪酸反应，因此整个过程是先放热再吸热，这样等水全部反应完之后，放出来的热量很大一部分就散掉了，当三氯化磷再与脂肪酸反应的时候，就需要额外提供热源来供其反应，因此增加了反应时间，同时浪费了热源能量。并且该反应原料和反应路线多导致副反应多，产品质量不高，产品中含有较多的磷酸、亚磷酸和氯化物，虽然在现有技术中，采用负压外蒸等方法回收乙酰氯和盐酸，但无法保证全部回收，从而导致的产品中仍有氯化物的残留，对其应用性能很大的副影响。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种羟基亚烷基二膦酸的新制备方法，该方法操作步骤简单，无氯化物产生，且成本较低，节省了反应时间，降低了能耗。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种羟基亚烷基二膦酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将干燥后的黄磷加入经氮气除氧的密闭反应釜中；然后通氮除氧至氧气小于整个反应器体积的0.2％；

(2)并用高纯氮保持反应器正压0.05Mpa，保温在70℃以下从底部缓慢通入高纯氧2小时，通氧的速度以保证反应釜压力不增加为好，通氧结束后继续保温反应2～8小时；

(3)控制在70～75℃，在搅拌的条件下滴加脂肪酸水溶液，滴加时间为2小时，滴完加热至100～110℃，保温反应2～3小时；

(4)反应结束后加入水，继续在110℃保温1小时，用蒸气吹扫，至产品中脂肪酸的质量含量小于0.5％，加水调节目标产物含量为50％出料。

制备羟基亚烷基二膦酸：黄磷(P)、氧气(O₂)、步骤(3)脂肪酸溶液中的水(H₂O)、脂肪酸(CH₃(CH₂)_nCOOH，n＝0～3)和步骤(4)加入的水(H₂O)的摩尔比为4:3:2:4:2。

所述脂肪酸为乙酸(CH₃COOH)或丙酸(CH₃CH₂COOH)、丁酸(CH₃(CH₂)₂COOH)或戊酸(CH₃(CH₂)₃COOH)。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：