[发明专利]一种多级无动力鼓泡式羟基亚乙基二膦酸合成方法

说明书

本发明属于化工生产工艺技术领域，尤其涉及一种多级无动力鼓泡式羟基亚乙基二磷酸合成方法，将三氯化磷和醋酸在90~150℃、压力不大于0.5MPa的至少6级串联的反应塔中逐级溢流反应，最终于水解釜内水解生成羟基亚乙基二磷酸。本发明操作简单，酯化反应多级串联进行，不仅反应彻底提高原料利用率，而且每级反应温和进行，乙酰氯气体不存在反复冷凝操作，反应温度容易控制。

技术领域

本发明属于化工生产工艺技术领域，尤其涉及一种多级无动力鼓泡式羟基亚乙基二膦酸合成方法。

背景技术

羟基亚乙基二膦酸的制备方法很多，行业内通常采用冰醋酸与三氯化磷酰基化，再由酰基化产物与三氯化磷水解产物缩合法生产：将计量的水，冰醋酸加入反应釜中，搅拌均匀后滴加三氯化磷，控制反应温度在40～80℃。反应副产物氯化氢气体经冷凝后送入吸收塔，回收盐酸。溢出的乙酰氯和醋酸经冷凝返回反应器继续参与反应。滴完三氯化磷后，升温至100～130℃，乙酰氯反复溢出、冷凝、回流4～5h。反应结束后，通水蒸气水解，蒸出残留的醋酸及低沸点物。

上述反应过程，具体涉及如下反应：

PCl₃+3H₂O→H₃PO₃+3HCl

PCl₃+3CH₃COOH→H₃PO₃+3CH₃COCl

2H₃PO₃+2CH₃COCl→CH₃C(H₂PO₃)₂OCOCH₃

CH₃C(H₂PO₃)₂OCOCH₃+H₂O→HEDP+ CH₃COOH

该生产过程乙酰氯极易气化溢出，而乙酰氯气化吸热，冷凝放热，导致反应温度不恒定，需要蒸汽反复加热反应釜和冷媒水反复冷却乙酰氯，不仅能耗较高，而且只能采用间歇式生产模式。同时现有技术中多采用极易损坏的搪玻璃设备作为主反应器，不仅设备维修率高，而且更换时安全、环保风险隐患较大。

申请公布号为CN101016315A的专利文献公开了一种羟基亚乙基二膦酸连续化合成工艺，该工艺是使用不同的设备反应釜并且没有利用水作为原料，是生产乙酰氯联产HEDP的一种工艺模式，其使用的设备种类较多，且操作较为复杂，不可避免地提高生产成本。

申请公布号为CN105622667A的专利文献公开了一种羟基亚乙基二膦酸联产乙酰氯的生产方法，该工艺采用现有技术的主流工艺，反应温度不稳定，而且造成能耗浪费。

因此，如何解现有的合成工艺存在弊端，研发一种操作简单、设备耐用、能耗较低的先进工艺是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级无动力鼓泡式羟基亚乙基二膦酸合成方法，本发明操作简单，酯化反应多级串联进行，不仅反应彻底提高原料利用率，而且每级反应温和进行，乙酰氯气体不存在反复冷凝操作，反应温度容易控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多级无动力鼓泡式羟基亚乙基二膦酸合成方法，将三氯化磷和醋酸在90~150℃、压力不大于0.5MPa的至少6级串联的反应塔中逐级溢流反应，最终于水解釜内水解生成羟基亚乙基二膦酸。

优选的，所述至少6级串联的塔式反应器，包括用于截留乙酰氯的1级反应塔，用于反应生成亚磷酸和乙酰氯的2级、3级反应塔，用于亚磷酸和乙酰氯发生酯化反应的4~末级反应塔。