本发明涉及有机化合物制备方法领域，特别涉及一种羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法。
背景技术：
随着各国工业化生产的迅速发展，世界性的水资源短缺和水质污染日益严重，已构成严重的世界性社会危机。我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一，目前有300多个大中城市缺水，其中1/3城市严重缺水，已造成严重的经济损失和社会环境问题。在能量巨大的工业用水中，冷却水占50%～80%，故而节约冷却水成为工业节水的重中之重。随着循环冷却水浓缩倍数的不断提高，成垢离子（Ca2+、Mg2+）的浓度也随之成倍数增加，一些难溶盐（CaCO3、CaSO4等）在换热器传热表面上易生成水垢。使用阻垢剂已经成为目前控制结垢的最常用方法之一。因此评定阻垢剂的性能，合理利用阻垢剂具有十分重要的现实意义。
目前，常用的阻垢剂包括无机聚磷酸、有机磷酸、有机膦羧酸、丙烯酸和马来酸的均聚物及共聚物。在众多的阻垢剂中，有机膦酸化合物不仅具有优良的阻垢性能，还兼具良好的缓蚀性能。与无机聚磷酸药剂相比，有机膦酸具有良好的化学稳定性，不易水解，耐高温，药剂用量小，良好的协同效应。有机膦酸具有优异的抑制CaCO3垢、CaSO4垢的性能，高剂量条件下对金属具有良好的缓蚀作用。
本发明以乙醇胺、亚磷酸、盐酸为主要原料，以化学反应釜为容器，辅以适当的温度和反应时间来制备羟基乙胺二亚甲基膦酸，具有生产工艺简单，成本低廉，无“三废”排放的优点。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法，以乙醇胺、亚磷酸、盐酸为主要原料，以化学反应釜为容器，辅以适当的温度和反应时间来制备羟基乙胺二亚甲基膦酸，具有生产工艺简单，成本低廉，无“三废”排放的优点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法，其创新点在于：所述制备方法包括如下步骤：
（1）向化学反应釜中加入液体亚磷酸和盐酸，然后缓慢滴加乙醇胺水溶液至化学反应釜，滴加过程中，控制化学反应釜温度在40～45℃；
（2）乙醇胺水溶液滴加结束后，将化学反应釜缓慢升温至90～100℃，然后滴加预先抽入高位滴加罐内的甲醛；
（3）甲醛滴加结束，在100～110℃保温回流4～6小时，然后浓缩至120～130℃，再加入反渗透水，冷却出料，得羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品；
（4）将步骤（3）的羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品进入压滤车间，加入活性炭压滤去除机械杂质并脱色，最后加入水调整含量，得到羟基乙胺二亚甲基膦酸成品。
进一步地，所述步骤（2）化学反应釜升温过程中，控制夹套蒸汽压力≤0.6MPa。
进一步地，所述步骤（4）中活性炭的用量为每吨羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品需0.1kg的活性炭。
本发明的优点在于：本发明羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法，该制备方法具有工艺简单、反应条件温和、生产成本低、产品质量好等优点，且该产品可以有效地抑制CaCO3垢。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）向化学反应釜中加入1250kg液体亚磷酸和830kg盐酸，然后缓慢滴加450kg乙醇胺水溶液至化学反应釜，滴加过程中，控制化学反应釜温度在40℃，乙醇胺水溶液滴加时间为3小时；
（2）乙醇胺水溶液滴加结束后，将化学反应釜缓慢升温至90℃，并控制夹套蒸汽压力≤0.6MPa，然后滴加预先抽入高位滴加罐内的2360kg甲醛；
（3）甲醛滴加结束，在100℃保温回流6小时，然后浓缩至120℃，再加入2000kg反渗透水，冷却出料，得羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品；
（4）将步骤（3）的羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品进入压滤车间，加入活性炭压滤去除机械杂质并脱色，且每吨羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品需0.1kg的活性炭，最后加入水调整含量，得到4652kg羟基乙胺二亚甲基膦酸成品。
实施例2
本实施例羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）向化学反应釜中加入1250kg液体亚磷酸和830kg盐酸，然后缓慢滴加450kg乙醇胺水溶液至化学反应釜，滴加过程中，控制化学反应釜温度在45℃，乙醇胺水溶液滴加时间为2小时；
（2）乙醇胺水溶液滴加结束后，将化学反应釜缓慢升温至100℃，并控制夹套蒸汽压力≤0.6MPa，然后滴加预先抽入高位滴加罐内的2360kg甲醛；
（3）甲醛滴加结束，在110℃保温回流4小时，然后浓缩至130℃，再加入2000kg反渗透水，冷却出料，得羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品；
（4）将步骤（3）的羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品进入压滤车间，加入活性炭压滤去除机械杂质并脱色，且每吨羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品需0.1kg的活性炭，最后加入水调整含量，得到4596kg羟基乙胺二亚甲基膦酸成品。
实施例3
本实施例羟基乙胺二亚甲基膦酸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）向化学反应釜中加入1250kg液体亚磷酸和830kg盐酸，然后缓慢滴加450kg乙醇胺水溶液至化学反应釜，滴加过程中，控制化学反应釜温度在42℃，乙醇胺水溶液滴加时间为2.5小时；
（2）乙醇胺水溶液滴加结束后，将化学反应釜缓慢升温至95℃，并控制夹套蒸汽压力≤0.6MPa，然后滴加预先抽入高位滴加罐内的2360kg甲醛；
（3）甲醛滴加结束，在105℃保温回流5小时，然后浓缩至125℃，再加入2000kg反渗透水，冷却出料，得羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品；
（4）将步骤（3）的羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品进入压滤车间，加入活性炭压滤去除机械杂质并脱色，且每吨羟基乙胺二亚甲基膦酸半成品需0.1kg的活性炭，最后加入水调整含量，得到4800kg羟基乙胺二亚甲基膦酸成品。
由实施例1-3制备的羟基乙胺二亚甲基膦酸的理化指标如表1所示。
由实施例1-3制备的羟基乙胺二亚甲基膦酸对CaCO3垢的应用效果如表2所示。
表1实施例1-3制备的羟基乙胺二亚甲基膦酸的理化指标
表2实施例1-3制备的羟基乙胺二亚甲基膦酸对CaCO3垢的应用效果
由上表可以看出，从连续国标法阻碳酸钙垢实验的结果和现象可以看出，羟基乙胺二亚甲基膦酸在15～20 mg/L时能达到比较理想的阻垢效果，但在4～8mg/L时，阻垢效果都很差，即羟基乙胺二亚甲基膦酸在低剂量情况下阻垢性能很差，羟基乙胺二亚甲基膦酸在高剂量情况下能够有效抑制CaCO3垢。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。