1,3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于精细化工领域，具体而言是一种1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成 工艺。
【背景技术】
[0002] 工业用水如循环冷却水、油田用水、锅炉水等存在着严重的结垢、腐蚀与菌藻滋生 等危害，成为制约生产发展的主要因素。利用投加化学药剂的方法来防止或解决结垢、腐蚀 等来稳定水质是工业用水中最直接和有效的方法，如向循环冷却水中添加兼有阻垢作用和 缓蚀作用的阻垢缓蚀剂可以同时控制金属换热设备的结垢和腐蚀，尤其是垢下腐蚀。目前 国内常用于工业水处理的配方多为有机膦类配方，其主要成为为含有膦酸基的氨基甲叉膦 酸类，常用的有机膦酸包括：氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸羟基亚乙基二膦酸、膦酰 基丁烷1，2, 4-三羧酸等。
[0003] 环己烷是六元环其键角接近于109° 28'，键的偏转角度小，张力小，其化学稳定 性优于己烷也是稳定性最好的环烷烃。经研宄1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸耐热和耐酸碱 的稳定性较同等碳数的直链烷烃胺甲叉膦酸更好，阻垢效果优异。能适应油田回注水、锅炉 用水等长期处于高温的苛刻作业环境。
[0004] 1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸以1，3-环己二甲胺、甲醛和亚磷酸通过曼尼希反应 合成，也可以通过三氯化磷水解法即按照1，3-环己二甲胺、甲醛和三氯化磷的路线合成， 该过程由于三氯化磷水解放热剧烈且产生大量腐蚀性的氯化氢，因此工业化实施一般不采 取这种工艺。
【发明内容】
[0005] 本发明1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸耐热和耐酸碱的稳定性较同等碳数的直链烷 烃胺甲叉膦酸更好，阻垢效率更高。经应用研宄可以广泛的应用于循环冷却水、油田注水、 锅炉水等工业水处理。其添加量少，单独使用5ppm浓度既能达到与常用有机膦阻垢缓蚀剂 羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、膦酰基丁烷1，2, 4-三羧酸同等的效果，根据水质 的不同硬度1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的添加量一般为3~lOppm。
[0006] 1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸具体通过下述工艺合成： 将1，3-环己二甲胺、亚磷酸、浓盐酸和反渗透水加入反应釜；控制温度< 100°C滴加甲 醛；滴加完毕，控制温度80~150°C反应1~8小时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0007] 上述的浓盐酸加入量使体系PH值彡1. 5。
[0008] 上述的甲醛滴加温度优选的为50~80°C，滴加时间为1~4小时。
[0009] 上述的反应温度为95~115°C，反应时间为2~5小时。
[0010] 上述工艺1，3_环己二甲胺、亚磷酸与甲醛的的摩尔比为1:4~4. 5:4~8。
[0011] 本发明的优异创新点：本发明提出了一种含有环烷基的甲叉膦酸阻垢缓蚀剂，该 药剂兼有阻垢、缓蚀和杀菌性能；该药剂安全、无毒；该新型药剂可以广泛的应用于循环冷 却水、锅炉水等水处理系统；该新型药剂相较氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸羟基亚乙 基二膦酸、膦酰基丁烷1，2, 4-三羧酸等常用药剂高温水解稳定性更优越，能连续耐280°C 高温48小时，水解率< 5%。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 (最佳实施例） 将142kgl, 3-环己二甲胺、328kg亚磷酸和反渗透水加入反应釜；用浓盐酸调节体系PH 值彡1. 5 ;控制温度85±2°C滴加144kg甲醛；1. 5小时滴加完毕，控制温度105°C，反应3小 时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0013] 实施例2 将142kgl, 3-环己二甲胺、344kg亚磷酸和反渗透水加入反应釜；用浓盐酸调节体系PH 值彡1. 5 ;控制温度80±2°C滴加132kg甲醛；I. 0小时滴加完毕，控制温度105°C，反应4小 时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0014] 实施例3 将142kgl, 3-环己二甲胺、352kg亚磷酸和反渗透水加入反应釜；用浓盐酸调节体系PH 值彡1. 5 ;控制温度85±2°C滴加150kg甲醛；2. 5小时滴加完毕，控制温度115°C，反应5小 时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0015] 实施例4 将142kgl, 3-环己二甲胺、328kg亚磷酸和反渗透水加入反应釜；用浓盐酸调节体系PH 值彡1. 5 ;控制温度60±2°C滴加180kg甲醛；3小时滴加完毕，控制温度100°C，反应2小 时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0016] 实施例5 将142kgl, 3-环己二甲胺、336kg亚磷酸和反渗透水加入反应釜；用浓盐酸调节体系PH 值彡1. 5 ;控制温度90±2°C滴加144kg甲醛；I. 0小时滴加完毕，控制温度115°C，反应5小 时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0017] 实施例6 将142kgl, 3-环己二甲胺、328kg亚磷酸和反渗透水加入反应釜；用浓盐酸调节体系PH 值彡1. 5 ;控制温度95±2°C滴加144kg甲醛；3小时滴加完毕，控制温度105°C，反应5小 时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。
[0018] 下表是通过静态阻垢方法测得本申请实施例1~6产品阻垢率
【主权项】
1. 一种1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺，其特征在于，合成工艺包括将1，3-环 己二甲胺、亚磷酸、浓盐酸和反渗透水加入反应釜；控制温度< 100 °C滴加甲醛；滴加完毕， 控制温度80~150°C反应1~8小时；减压蒸馏除去氯化氢和甲醛。2. 根据权利要求1所述的1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺，其特征在于，甲醛 滴加温度优选为50~80°C，滴加时间为1~4小时。3. 根据权利要求1所述的1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺，其特征在于，浓盐 酸加入量使体系PH值彡1. 5。4. 根据权利要求1所述的1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺，其特征在于，反应 温度为95~115°C，反应时间为2~5小时。5. 根据权利要求1所述的1，3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺，其特征在于， 1，3-环己二甲胺、亚磷酸与甲醛的摩尔比为1:4~4. 5:4~8。
【专利摘要】本发明提供一种1,3-环己二甲胺四甲叉膦酸的合成工艺。提供的1,3-环己二甲胺四甲叉膦酸以摩尔比为1:4~4.5:4~8的比例1,3-环己二甲胺、亚磷酸和甲醛为原料，在盐酸的酸性条件下在水体系中加热反应合成。该目标产物1,3-环己二甲胺四甲叉膦酸用于工业和生活水处理的阻垢缓蚀剂。
【IPC分类】C02F5/14
【公开号】CN104891685
【申请号】CN201510255372
【发明人】任泽旭, 王东海, 宋盟盟, 张秀华
【申请人】山东省泰和水处理有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日