专利名称：生产2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统，属于化工设备技术领域。
背景技术：
2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)，别名1，2，4_三羧酸_2_膦酸基丁烷；PBTC ;2_膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸；膦酰基丁烷三羧酸；CAS No. 37971-36-1分子式C7H11O9P相对分子质量270. 13，其结构式为 OHX-COOH
η Γ
HOP—OCOOH0H CHpHjCOOH它是上世纪八十年代发明的新一代膦羧酸，为目前比较领先的一种低磷缓蚀阻垢剂，现已广泛应用于工业生产。工业生产中以二烷基亚磷酸酯、顺丁烯二酸二烷酯，以及丙烯酸烷酯等为原料，在强碱性催化条件下，经一步连续反应合成的。产品广泛应用于循环冷却水系统和油田注水系统。PBTCA具有良好的阻碳酸钙、磷酸钙垢的性能，对锌离子等有独特稳定的作用，使锌离子在PH为8. 3的循环冷却水中稳定存在。在PH为9. 5时还能稳定，使含锌碱性运行配方成为可能。PBTCA还具有良好的耐高温、耐氧化、耐氯稳定性能，对高浊度、高铁的循环水有良好的分散性能。中国专利CNlO 1503426A公开了一种生产2_膦酸基丁烷-I，2，4_三羧酸联产氯甲烷的工艺，其反应是先采用马来酸二甲酯和亚磷酸二甲酯1:1反应，然后加入丙烯酸甲酯反应，生成2-膦酸基丁烷-I，2，4-三羧酸五甲酯，然后再通入氯化氢气体，生产PBTCA和氯甲烷。其仍有不足一是，采用通入氯化氢气体进行酸解的方法，操作安全性差，存在较大的安全隐患，且通入气体进行反应，且反应稳定性较难控制，另外，反应中大量使用氯化氢气体，会使PBTCA成品中含有较多游离的氯离子，而游离的氯离子超标，会使其阻垢性能和缓释性能变差，影响使用效果；二是，马来酸二甲酯和亚磷酸二甲酯1:1反应，最终产品中会含有较多的亚磷酸，作为阻垢剂使用后，会污染水环境，环保性变差，且对设备的腐蚀性大。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种操作简单、成本低、符合环保要求的生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统。本实用新型的目的是这样实现的一种生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统，所述系统包括2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷主反应系统和氯甲烷回收装置；所述2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷主反应系统包括依次串联设置的反应釜、薄膜蒸发器、酸解釜和成品罐，所述反应釜顶部连接有催化剂滴加罐；所述氯甲烷回收装置包括依次串联设置的水洗罐、碱洗罐、气柜、稀硫酸塔、浓硫酸塔、压缩机、冷却装置和氯甲烷贮罐；所述酸解釜气体出口与所述氯甲烷回收装置相连。所述生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统还包括甲醇回收装置，所述甲醇回收装置包括串联设置的冷凝器6和甲醇贮罐7 ;所述薄膜蒸发器2气体出口和所述酸解釜3气体出口分别与所述甲醇回收装置相连。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是该方法操作简单，控制点容易操作，也改善了工人作业环境，安全性高；甲醇回收套用，降低盐酸对环境的污染，符合环保要求；氯甲烷市场潜力大，使产品利润最大化；节约蒸汽的使用，大大降低产品的生产成本；其制备的PBTCA阻垢和缓蚀效果好。
图I为本实用新型生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统示意图。其中反应釜I、薄膜蒸发器2、酸解釜3、成品罐4、催化剂滴加罐5、冷凝器6、甲醇贮罐7、水洗罐8、碱洗罐9、气柜10、稀硫酸塔11、浓硫酸塔12、压缩机13、冷却装置14、氯甲烷贮罐15。
具体实施方式
参见图1，本实用新型涉及一种生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统，它主要由反应釜I、薄膜蒸发器2、酸解釜3、成品罐4、催化剂滴加罐5、冷凝器6、甲醇贮罐7、水洗罐8、碱洗罐9、气柜10、稀硫酸塔11、浓硫酸塔12、压缩机13、冷却装置14和氯甲烷贮罐15组成。所述反应釜I、薄膜蒸发器2、酸解釜3和成品罐4依次串联设置，所述反应釜I顶部连接有催化剂滴加罐5，所述薄膜蒸发器2气体出口部连接有甲醇回收装置，所述甲醇回收装置由冷凝器6和甲醇贮罐7串联而成；所述酸解釜3气体出口分别与氯甲烷回收装置和所述甲醇回收装置相连；所述氯甲烷回收装置由水洗罐8、碱洗罐9、气柜10、稀硫酸塔11、浓硫酸塔12、压缩机13、冷却装置14和氯甲烷贮罐15依次串联而成。具体参考使用方法如下将500kg甲醇投入反应釜开启搅拌，打开人孔盖把IOOOkg马来酸酐和硫酸5kg倒入釜内，开加热，滴加甲醇700kg，温度115°C 130°C，加热132°C回收甲醇，得马来酸二甲酷；把马来酸二甲酯500kg和亚磷酸二甲酯363kg投入反应爸,并开冷却水,滴加甲醇钠催化剂20kg，温度10°C 65°C，搅拌8小时以内，合成膦二甲酯酰基琥珀酸甲酯；继续投丙烯酸甲酯290kg，滴加甲醇钠碱性催化剂，温度10°C 65°C，搅拌8小时以内，合成2-膦酸二甲酯-1，2，4三羧酸三甲酯丁烷；把含2-膦酸二甲酯-1，2，4三羧酸三甲酯丁烷的溶液打入薄膜蒸发器，开加热，温度小于110°C,回收甲醇；薄膜蒸发器底部的2-膦酸二甲酯-1，2，4三羧酸三甲酯丁烷倒入酸解反应釜，力口盐酸甲醇1500kg，加热回流，温度75°C 110°C，打开真空泵，回收氯甲烷气体，反应釜负压控制-O. OlMpa -O. 05Mpa ；氯甲烷经过水洗，控制酸含量< 5%，然后通过碱洗，控制碱含量> 3%，然后进入气柜和稀硫酸和浓硫酸干燥塔，硫酸酸含量> 75%，进入氯甲烷压缩机，排气压力小于
O.8MPA,温度小于135°C，经冷却得氯甲烷产品；加热回收甲醇，温度彡100°C，回收的甲醇再作为盐酸甲醇的底液使用；回收甲醇后，开加热，加软化水，水解8小时左右，温度小于110°C，得2-膦酸基1,2,4-三羧酸丁烷产品。
权利要求1.一种生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统，其特征在于所述系统包括2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷主反应系统和氯甲烷回收装置； 所述2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷主反应系统包括依次串联设置的反应釜(I)、薄膜蒸发器(2)、酸解釜(3)和成品罐(4)，所述反应釜(I)顶部连接有催化剂滴加罐(5)； 所述氯甲烷回收装置包括依次串联设置的水洗罐(8)、碱洗罐(9)、气柜(10)、稀硫酸塔(11)、浓硫酸塔(12)、压缩机(13)、冷却装置(14)和氯甲烷贮罐(15)； 所述酸解釜(3)气体出口与所述氯甲烷回收 装置相连。
2.根据权利要求I所述的生产2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统，其特征在于所述薄膜蒸发器(2)气体出口和所述酸解釜(3)气体出ロ还分别连接有甲醇回收装置，所述甲醇回收装置包括串联设置的冷凝器(6)和甲醇贮罐(7)。
专利摘要本实用新型涉及一种生产2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷产品副产氯甲烷的系统，所述系统包括主反应系统和氯甲烷回收装置；所述主反应系统包括依次串联设置的反应釜(1)、薄膜蒸发器(2)、酸解釜(3)和成品罐(4)，所述反应釜(1)顶部连接有催化剂滴加罐(5)；所述氯甲烷回收装置包括依次串联设置的水洗罐(8)、碱洗罐(9)、气柜(10)、稀硫酸塔(11)、浓硫酸塔(12)、压缩机(13)、冷却装置(14)和氯甲烷贮罐(15)；所述酸解釜(3)气体出口与所述氯甲烷回收装置相连。其操作简单，控制点容易操作，改善了工人作业环境，安全性高；且制备的PBTCA阻垢和缓蚀效果好。
文档编号C07F9/38GK202786069SQ201220305230
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者颜正兴, 戴明 申请人:江阴康爱特化工有限公司