【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体涉及一种乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法。
技术介绍
1、羟基乙叉二膦酸(hedp)，是一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，分子量206.03，在室温下为白色晶体，熔点为198-199℃，易溶于水、甲醇、乙醇，低毒，易被生物降解，与无机聚合酸盐相比，缓蚀率约高4倍，在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高ph值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。
2、三氯化磷、冰醋酸和水制备hedp，在国内是占绝对优势的生产方法，在常压下，将过量的三氯化磷缓慢加入到冰醋酸中，加热升温，精馏得到98％的乙酰氯、副产亚磷酸和盐酸。此法原材料来源广泛，产品易于分离，产品质量相对较高，生产成本低，但由于反应机理较为复杂，副反应较多，使得成品中的乙酰氯杂质较多，长时间存放容易变浑浊，副产物亚磷酸中含有一定的羟基乙基二磷酸醋酸酯，外观也不好，经济效果差，并且将98％提纯至99％过程中，产生釜内残液且残夜不可循环利用，容易产生三废。
3、以三氯化磷、冰醋酸和水为原料制备hedp时的耗水量较大，工艺反应时间相对过长，一般为至少48h，无形中增加了生产成本；由于三氯化磷和水反应剧烈放热，反应温度易变，导致系统中生成的乙酰氯脱离体系，导致得到最终的hedp亚磷酸的量过高。
4、中国专利cn1616469a公开了一种羟基乙叉二膦酸联产乙酰氯的方法，其与本专利技术的区别在于，以本工艺而已，在反应第一阶段，将生成的副产乙酰氯提纯即精馏，得到高纯度的乙酰氯，并且其残留物可以循环利用，可以转移至生产hedp的釜
5、中国专利cn106046048a公开了一种高原料利用率的羟基乙叉二膦酸的制备方法，其与本专利技术的区别在于，具羟基乙叉二膦酸和合成路线与不同，本专利技术在反应的第二阶段通过分批次投加乙酸酐方式使乙酸酐与亚磷酸或者焦亚磷酸之间的反应更加充分，得到二乙酰焦亚磷酸，进而水解，在过程中基本无副反应产生，可以使得所得的hedp接近无色。
技术实现思路
1、为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法。本专利技术所提供的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，基于(ch3co)2o/pcl3的最佳投料比、投加方式、保温温度及时间，可以高纯度及高收率的得到乙酰氯的条件，减少了原材料的生产成本，缩短了反应时间，降低了能耗，提高副产乙酰氯的回收率，极大程度减少了废盐酸的量。同时，对于乙酰氯的副产物可以加以利用，联产羟基乙叉二膦酸。
2、本专利技术所提供的技术方案如下：
3、一种乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，包括以下步骤：
4、1)低温乙酰化反应：在反应容器中将冰乙酸油浴到20℃～45℃，然后通过恒压滴液漏斗向冰乙酸中第一次滴加三氯化磷，并行进第一次保温反应，在将乙酰氯蒸出反应体系后，向余下的反应产物中第二次滴加三氯化磷，再进行第二次保温反应，其中，冰乙酸、第一加入的三氯化磷和第二次加入的三氯化磷的摩尔用量比为：3:(1.1～1.3，优选为1.2):(0.038～0.042，优选为0.04)；第一次保温反应的温度为20℃～45℃，时间为2～3h；第二次保温反应的温度为60℃～70℃，时间为0.5～1.5h；
5、2)二乙酰焦亚磷酸制备：将步骤1)中经过第二次保温反应后得到的产物升温，再通过恒压滴液漏斗滴加乙酸酐，保温反应，得到含有二乙酰焦亚磷酸的反应产物；
6、3)水解：将步骤2)得到的反应产物中通入水蒸气进行水解，并采用冲蒸的方式将醋酸带出体系，制得羟基乙叉二膦酸。
7、基于上述技术方案：
8、步骤1)中，主要反应如下：
9、pcl3+3ch3cooh→h3po3+3ch3cocl，q＜0
10、h3po3+0.2pcl3→0.6h4p2o5+0.6hcl
11、可能产生的副反应：
12、ch3cocl+h3po3→ch3copo3h2+hcl
13、可以看出，经过主反应，在得到乙酰氯的同时，可以副产亚磷酸，亚磷酸可进一步与三氯化磷反应，得到焦亚磷酸，供后续步骤使用。
14、同时，蒸出乙酰氯后，留在体系中的少量乙酰氯通过与亚磷酸进行副反应，得到ch3copo3h2，供后续步骤使用。
15、步骤2)中，主要反应如下：
16、主要的反应方程式为：
17、h4p2o5+(ch3co)2o→(ch3co)2(po3h2)2
18、可能的副反应：
19、h3po3+ch3copo3h2→ch3c(oh)(po3h2)2
20、可以看出，通过加入乙酸酐，可以与步骤1)副产的焦亚磷酸反应，得到的(ch3co)2(po3h2)2可进一步水解，得到hedp，反应式如下：
21、
22、另外，步骤1)的副产物h3po3和ch3copo3h2又可直接反应，得到hedp。
23、基于步骤1)和步骤2)，实现了步骤1)制备乙酰氯后的副产物的利用，以联产乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸。
24、具体的，步骤1)中：乙酰氯的收率为78～86％。
25、基于本专利技术的步骤1)，可以首先确保乙酰氯具有高的收率。
26、优选的，步骤1)中：第一次保温反应的温度为35℃～40℃，乙酰氯的收率可以高达为85.27％。
27、具体的，步骤2)中：将步骤1)中经过第二次保温反应后得到的产物升温至95～105℃。
28、具体的，步骤2)中加入的乙酸酐与步骤1)中加入的乙酸酐的量比为2:(2.8～3.2)，优选为2:3。
29、基于上述技术方案，通过对比分析发现：1、就外观而言，分批投加乙酸酐，可以使乙酸酐与亚磷酸或者焦亚磷酸之间的反应更加充分，得到二乙酰焦亚磷酸。进而水解，过程中基本无副反应产生，最好可以使得所得的hedp接近无色。
30、具体的，步骤2)中：保温反应的温度为120℃～125℃；保温反应时间为1.5～2.5h。
31、基于上述技术方案，步骤2)反应后，得到的副产物水解之后即得hedp，也可以直接得到hedp。
32、具体的，步骤3)中：水解时间为2h至3h。
33、本专利技术的有益效果如下：
34、本专利技术提供的羟基乙叉二膦酸的制备方法，在反应过程中将反应温度控制在120℃-125℃之间可以使反应的中间产物以及副产物水解之后基本是hedp，提高hedp的转化率；对于副产物生成的废酸废脂可以将其提取出来，作为资源。就外观而言，分批投加乙酸酐，可以使乙酸酐与亚磷酸或者焦亚磷酸之间的反应更加充分，得到二乙酰焦亚磷酸，进而水解，过程中基本无副反应产生，转化率最高可达到98％以上，所得的hedp产品接近无色，正磷、亚磷含量均小于1％，满足hedp的优等品的要本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤1)中：乙酰氯的收率为78～86％。
3.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤1)中：第一次保温反应的温度为35℃～40℃。
4.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤2)中：将步骤1)中经过第二次保温反应后得到的产物升温至95～105℃。
5.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于：步骤2)中加入的乙酸酐与步骤1)中加入的乙酸酐的量比为2:(2.8～3.2)。
6.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤2)中：保温反应的温度为120℃～125℃；保温反应时间为1.5～2.5h。
7.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤3)中：水解时间为2h至3h。
【技术特征摘要】
1.一种乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤1)中：乙酰氯的收率为78～86％。
3.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤1)中：第一次保温反应的温度为35℃～40℃。
4.根据权利要求1所述的乙酰氯联产羟基乙叉二膦酸的方法，其特征在于，步骤2)中：将步骤1)中经过第二次保温反应后得到的产物升...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆新，郑中洁，陈建生，向雄飞，欧阳豪，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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