Способ получения амино-n-трисметиленфосфоновой кислоты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м 960184 Сотоз СоветсиинСоциалистичесиикРеспублик(51)М. Кл. С 07 Г 9/38. с присоединением заявкиЪеударстаанныВ квинтет СССР па делам нзабретеннй и открытийДата опубликования описания 23,09.82 П, Я. Решетников, Л, С. Шевницын, В. И. РомановВ. В. Леженин, Г. К. Ажигалиев, А. Г. Шкуро, В. М. Козлов,Ю, И. Баранов, Н. К. Малинин, Н. И, Дятлова,И, В. Рудомино и Н. В, Чурилина(5 Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИНО-й-ТРИС-МЕТИЛЕНФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ 1Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а 1 именно к усовершенствованному способу получения амино-й-трис-метиленфосфоновой кислоты, которая применя 5 ется в качестве ингибитора солеотложения, использующегося при добыче нефти и газа, в теплоэнергетике, а также в строительной промышленности,Известен способ получения амино- Й-трис-метиленфосфоновой кислоты взаимодействием треххлористого фосфора с гексаметилентетрамином и формальдегидом в водной среде при 70-200 оС 1 1.Наиболее близким к изобретению по. технической сущности и достигаемому результату является способ полу.- чения амино-М-трис-метиленфосфоновой кислоты взаимодействием треххлористо" го фосфора или фосфористой кислоты с 20 формальдегидом и гексаметилентетрамином или аммиаком в водной среде при 98- 105 оС с последующей обработкой маточного раствора карбоната ме 2ди, марганца или цинка с дальнейшим выделением амино-Й-трис-метиленфосфоновой кислоты 2 .Недостатками известного способа являются сложность проведения процесса и невысокий выход целевого продукта (около 70).Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения амино-М-трис-метиленфосфоновой кислоты взаимодействием треххлористого фосфора или фосфористой кислоты с формальдегидом и гексаметилентетрамином или аммиаком в водной среде при 95- 100 оС, реакционную смесь нап;: равляют для дозревания в насадочную колонну, работающую в пленочном режиме, где она койтактирует при 110- 150 оС с встречным потоком парогазовой смеси; создаваемой подачей пара или воды в нижнюю часть колонны, с одновременной десорбцией фор96018 е 6 г епр еле 2 с в Р М Эмальдегида и хлористого водорода с нисходящей пленки раствора продукта.Предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта до 93"953 с одновременным улучшением качества продукта.П р и м е р 1. На приготовленный водный раствор, полученный смешением 4,2 г гексаметилентетрамина 19,5 г 3 Д-ного Формальдегида и 55 мл воды, медленно при интенсивном размешивании и температуре не выше 60 о 6 приливают 49,5 г треххлористого фосфора. По окончании дозировки нагревают до 95 оС, охлаж" ,дают (для прекращения реакции) и полученную смесь состава , указанного в табл. 1, годают в, верхнюю часть насадочной колонны в которой при обычном давлении с равномерным обогревом по высоте и температуре 110 0 заданная смесь стекает в виде пленки в нижнюю часть колонны.Одновременно в низ колс нны подают воду (90-95 оС) со скоростью 75 мл/ч.0 куба колонны нерывно отбираютводный раствор ц вого продуктауказанного в табл. остава.Выход амино-М-трис"метиленфосфоно" вой кислоты составляет 903 от теории в расчете на гексаметилентетрамин.С верхней части колонны непрерывно отбирают конденсат состава, представленного в табл, 3; ет в виде пленки в нижнюю часть ны. новременно в низ колонны подают .(90-95 О 0) со скоростью 35 мл/ч. 5 куба колонны непрерывно отбирадный раствор целевого продукта ва, указанного в табл. 5, ход амино-Й-трис-метиленфосфоново кислоты составляет 953 от теории 1 О в асчете на гексаметилентетрамин.0 верхней части колонны непрерывно отбирают конденсат состава, указа ного в табл. 6.П р и м е р 3 На приготовленный 15 во ный ,раствор, полученный смешеним 14,70 г гексаметилентетрамина, 8 г 373-ного формальдегида и 115 мл во ы, медленно при интенсивном раз" "ме ивании и температуре не выше 20 60 С приливают 173,5 г треххлористоо ФосФора.По окончании дозировки нагревают до 95 о 0, охлаждают и полученную см сь состава, представленного в 25 та л. 7, подают в верхнюю часть наса очной колонны аналогично примеру 1 при температуре колонны 150 0, а во н з колонны - воду со скоростью0 мл/ч. 0 куба колонны непрерыв" зо н отбирают водный раствор целевого и одукта состава, указанного в табл 8.Выход амино-М-трис-метиленфосфоно" й кислоты составляет 933 от теои в расчете на гексаметилентетраеКонцентрация раствора амино-й-. -трис-метиленфосфоновой кислоты по требованию потребителя должна быть в пределах 40-504, содержанид хлористого водорода не выше 3 в пересчете на сухое вещество, поэтому температура 110 ОС для колонны считается пр дельной (нижний предел),П р и м е р 2. На приготовленный водный раствор, полученный смешением 5,25 г гексаметилентетрамина, 24,3 г 374"ного Формальдегида и 55 мл воды, медленно при интенсивном размешивании и температуре не выше 60 приливают 62 г треххлористого фосФора. По окончании дозировки нагреванием до 95 ОС охлаждают (для прекращения реакции) и полученную смесь , состава, указанного в табл, 4, подают в верхнюю часть насадочной колонны, в которой при обычном давлении с равномерным г.богровом по высоте и температ,ре 30 С реакцибнная смесьо 0 верхней части колонны непрерыв отбирают конденсат состава, уканного в табл. 9Температура колонны 150 С являет- максимально допустимой, так как твор продукта на выходе уже приетает коричневый оттенок и колон" забивается кристаллическим продукФ 5 ф н р ю Дениине выше0-80 мин.а, указан"т в наса 5-130 С П р и м е р 4. Приготовленный равор 123 г (1,5 моль) Фосфористой слоты, полученный гидролизом трехористого фосфора, содержащего Фосристой кислоты 53 933 ортофосфор" й кислоты 1,151, хлористого. водода 20,714, воды 25,511, прибавляк смеси аммиачной воды и Формальгида при мольном соотнош5 : 1,9 при температуреОС и времени дозировки 6Полученную смесь составго в табл. 10, направляючную колонну, где при 125 960184 завершается реакция и проходит отпарка хлористого водорода и формальде"гида из реакционной массы при до" Компоненты зировке воды в нижнюю часть колонны 40 мл.50 куба колонны непрерывно забирают водный раствор целевого продукта (229,23 г) состава, представлен- Амино-й-трис"меного в табл)1. тиленфосфоноваяС верхней части колонны непрерыв кислота но отбирают конденсат (238,2 г) сосХлористый водотава, указанного в табл. 12.род Таблица 2. Процент массовой до"ли Масса,г/ч32,32 37)53 0 9360,38 0,8 Вода15 52,0 Примеси продуктовнеполного фосфорилирования, фосфор ной кислоты и др. 1,16 ЪО аи иаеааеает аа Таблица 3.Компоненты 25 Хлористыи вОдород 12,0 14,16 2,34 2,76 30 формальдегид 83,08 70,42 ВодаееЧ ииТабл и ца 4 35 Масса, Процентг/ч массовойдоли Компоненты Компоненты Масса, Процентг/ч массовой.доли Амино-й-трис-метиленфосфоноваякислота 34,02 31,07 Амино-М-трис-метиленфосфоновая кислотаФосфористая кис- лота фосфористая,Кис45 лота 5,39 4,38 5,9 4;8 26,36 27,16 формальдегид Продукты неполи ного фосфорилии, 50 рования в пересчете на амино-й-метиленфосфоновую кислоту 4,0 4,13,54 3,64 формальдегид Продукты неполного фосфорипирования в перес" , чете на амино-Миметиленфосфоновую кислотуХлористый водород 3,86 2,56 13,2 49,3 и е 2,512,8 45,92 41)94 Вода 47,85 Вода е ееаееи т е и е а П р.и м.е р 5. Приготовленныи раствор 123 г (1,5.моль) фосфористой кислоты (полученный .гидролизом треххлористого Фосфора и содержащий фосфористой кислоты 55,3, ортофосфорной кислоты 1,54; хлористого водорода 15,3) прибавляют к смеси аммиачной воды и формальдегида (05 моль и 2 моль соответственно) при температуре не выше 65 ОС и вреамени дозиров" ки 60 мин. Полученную массу нагревают до 105 ОС и смесь состава, представленного в. табл. 13, направляют в насадочную колонну, где при 110 ОС завершается реакция и проходит отпарка хлористого водорода и формальдегида из реакционной массы при дозировке воды в. нижнюю часть колонны 60 .мл.0 куба колонны непрерывно,отбирается водный раствор целевого продукта (244,3 г) состава, представленного в табл. 4,0 верхней части колонны непрерывно отбирается конденсат (236,4 г) состава, указанного в табл. 15.Таблица Хлористый водород 15,0 13,7Хлористый водород 0,28 0,35 Вода . 34,9 43,77 Х Р ористый водод Примеси продуктов неполного фосфорилирования, Фосфорной кислоты и др. 1 зВ да П д Ф го фВода лористый водород ормальдегидода Таблица 7 зз Компоненты Масса,г/ч Т а б л и ц а 10. Амино-й-трис"юметиленфосфоновая кислота 107,6 Процент массо"вой доли омпоненты фосфориотая;кислота 6,54 мино-Й-трис-метилен"сфоновая кислота 2 7 4,3 формальдегид ормальде гид осфористая кислота 11,5 ртофосфорнав кисота 5,15 2,:2 лористйй аммоний Хлористыйводород зз Х16,52 6,8В95,9 39,6 ода Вода Продукты непол" ного Фосфорилирования в пересче,те на амино-й.метиленфосфонои вую кислоту Процент,массовойдоли имеси проктов неполного сфорилирования, сфорной кислоты др0,6 2,5 48,1 Процентмассо"вой:.доли9 960.184 Таблица 11.,10Таблица Компоненты Компоненты Процент массовой доли Процент массовой доли авееиеаиВ вфФАминовйетрисвмети-. ,ленфосфоновая кислотаПроцент массовой доли Компоненты 13,5 7,878,7Хлористый .водород формальдегид формальдегид Вода ВодаРи д Формула изобретенияСпособ получения аминовйвтрисвме,тиленфосфоновой кислоты взаимодействием треххлористого фосфора или фосфрристой кислоты с формальдегидом игексаметилентетрамином или аммиакомв водной среде при 95 е 105 оС, о т -.л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продук 3та,реакционную смесь направляют длядозревайия в насадочную колонну, работающую .в пленочном режиме, где онаконтактирует при 110 в 150 оС с встреч",ным потоком парогазовой смеси, соз-.даваемой подачей пара или воды в нижнюю часть колонны, с одновременнойдесорбцией Формальдегида и хлористо-го водорода с нисходящей пленки раствора продукта.Источники информации,принятые во внимание.при.экспертизе1. Патент США Ю 3476799,, л, 260 в 502,5, опублик, 1969.2. Авторское свидетельство СССР,по заявке У 859156/23-04,кл. С 07 Г 9/38, 1979. ч Зо Т а б л и ц а 13,Процент массо"вой доли Компоненты в 35 Амино" йвтрис вметивленфосфоновая кислота 30,1 5,2 40 формальде гид фосфористая, кислота 4 40809579,Ортофосфорная кислотаХлористый аммоний Хлористый водород