Способ получения 1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты

 

Сущность изобретения: продукт - 1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота флы СНзС(ОН) (РОзН2)2, БФ С2Н80 Р2. Реагент 1: , реагент 2: СНзСООН, реагент 3: Н20. Условия реакции: молярное соотношение реагентов 1,2 и 3 равно 1 : (3,6 - 4,4) : (1,7 - 1,8), взаимодействие ведут в двух реакционных зонах, в первой зоне при 90 - 100°С, во второй - при 115 - 125°С с последующим гидролизом образующейся реакционной массы при кипячении и молярном соотношении взятой на гидролиз воды и , равном (1,1 - 1,4): 1, выделение продукта осуществляют методом изогидрической кристаллизации при 70 - 90°С с выдержкой в течение 4 - 6 ч и охлаждением до 20 - 30°С со скоростью 0,1 - 0,2°С/мин. 1 з.п. ф-лы. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 07 F 9/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ 4

0

,Ы (21) 4919528/04 (22) 14,03.91 (46) 07,03,93, Бюл. ¹ 9 (71) Государствен н ый Союзн ый научно-исследовательский институт органической химии и технологии (72) В, А. Кончуков, А, Г, Молчанов, Л.В.Антонова, Б. А, Гусев, В. А. Градов, Е. А. Виноградов, Н. П, Голякин и Л, А. Степанов (56) Патент США № 3959360, кл. 260 — 502, 4, опубл. 1976.

Авторское свидетельство СССР № 724518, кл, С 07 F 9/38, 1978, Авторское свидетельство СССР

N 1065418, кл, С 07 F 9/38, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-ОКСИЭТИЛИДЕН-1,1-ДИФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения фосфорорганических соединений, а именно 1-оксиэтилиден-1.1-дифосфоновой кислоты, используемой в теплоэнергетике, нефтяной, текстильной и парфюмерной отраслях промышленности, бытовой химии, сельском хозяйстве и медицине, Цель изобретения — интенсификация процесса, повышение его технологической надежности, уменьшение загрязнения окружающей среды и повышение качества продукта.

Цель достигается тем, что взаимодействие треххлористого фосфора, уксусной кислоты и воды, использованных в молярном соотношении 1: (3,6 — 4,4): (1,7 — 1,8), ведут в двух реакционных зонах, в первой зоне при 90 — 100 С, во второй — при 115 — 125 С, „„. Ж„„1799872 А1 (57) Сущность изобретения: продукт — 1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота фл ы С НзС(ОН) (РОЗН2)2, Б Ф СгНвОТРг.

Реагент 1: РС!з, реагент 2: СНЗСООН, реагент 3: Н20. Условия реакции: молярное соотношение реагентов 1,2 и 3 равно 1: (3,6 — 4,4): (1,7 — 1,8), взаимодействие ведут в двух реакционных зонах, в первой зоне при 90 — 100 С, во второй— при 115 — 125 С с последующим гидролизом образующейся реакционной массы при кипячении и молярном соотношении взятой на гидролиз воды и PCla, равном (1,1 — 1,4); 1, выделение продукта осуществляют методом изогидрической кристаллизации при

70 — 90 С с выдержкой в течение 4 — 6 ч и охлаждением до 20 — 30 С со скоростью

0,1 — 0,2 С/мин. 1 з.п. ф-лы. 3 табл, выделяющиеся при этом абгазы подвергают очистке и образующуюся при очистке жидкую фазу подают в первую реакционную зону, гидролиз ведут при кипячении и молярном соотношении поданной на гидролиз воды и исходного треххлористого фосфора (1,1 — 1,4): 1 и целевой продукт выделяют из гидролизата методом изогидрической кристаллизации с выдержкой при 70 — 90 С в течение 4 — 6 ч и последующим охлаждением до 20 — 30 С со скоростью 0,1 — 0,2 С/мин, абгазы после очистки обрабатывают обессоленной водой для получения товарной соляной кислоты.

В предлагаемых условиях получения 1оксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты скорость превращения хлористого ацетила превышает скорость его перехода в газовую фазу и суммарная скорость взаимодействия

1799872 увеличивается в среднем в 1,6 раза, Количество жидких отходов процесса не превышает 0,3 — 0,4 т на 1 т произведенной

1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты, и в качестве побочного товарного продукта получают соляную кислоту, 1-Оксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота, выделенная из гидролизата в указанных условиях, имеет более однородный гранулометрический состав, фракция кристаллов разм е р о в 60 — 120 м км саста вл я ет 70 — 90 мас.

/, что позволяет дальнейшую технологическую обработку ее на стадиях фильтрации и сушки осуществлять без забивок оборудования и, как следствие, вынужденных остановок производства, Отличием изобретения является проведение процесса взаимодействия треххлористого фосфора, уксусной кислоты и воды, взятых в молярном соотношении 1; (3,6 — 4,4): (1,7 — 1,8), в двух реакционных зонах, в первой зоне при 90—

100 С и во второй — при 115 — 125 С, очистка выделяющихся абгазов и возврат жидкой фазы, образующейся при очистке, в первую зону; проведение гидролиза при кипячении и малярном соотношении поданной на гидролиз воды и исходного треххлористого фосфора (1,1 — 1,4): 1; выделение целевого продукта из гидролизата методом изогидрической кристаллизации с выдержкой при 70 — 90 С в течение 4,— 6 ч и последующим охлаждением до 20 — 30 С со скоростью 0,1 — 0,2 С/мин. Другим отличием является то, что абгазы после очистки обрабатывают обессолеííой водой для получения товарной соляной кислоты.

Изобретение поясняется примерами, Пример 1. Опыт проводят по непрерывному методу. Для этого устанавливают каскад из четырех реакторов — два реактора для проведения синтеза и два — для проведения гидролиза. В первый реактор (первая реакционная зона) одновременно дозируют реагенты со скоростью, г/ч:

Треххлористый фосфор 66,34

Жидкая фаза процесса очистки абгазов синтеза — состава, г/ч:

Соляная кислота 1,6

Уксусная кислота 1,5

Фосфористая кислота 0,5

Вода 3,2

Уксусная кислота 114,29

Вода 12,01

Молярное соотношение вступающих во взаимодействие треххлористого фосфора, уксусной кислоты и воды при этом составляет 1; 4; 1,75.

Температура и время пребывания в реакторах представлены в табл, 1, Воду на гидролиз подают в третий реактор непрерывно со скоростью 11,3 г/ч. Молярное соотношение поданной воды и взятого на синтез треххлористого фосфора составляет 1,3: 1.

Абгазы синтеза (из первых двух реакторов) в количестве 59 r/÷ направляют в хемоабсорбционную колонку, где очищают от хлористого ацетила и треххлористого фосфора путем обработки их соляной кислотой.

Жидкая фаза процесса очистки при этом полностью поступает в первую реакционную зону, и компоненты. ее составляющие, участвуют в химическом взаимодействии.

Очищенные абгазы затем обрабатывают обессоленной водой в абсорбционной колонке и получают товарную соляную кислоту, часть из которой (= 7,3 r/÷) испол ьзуется в процессе очистки абгазов синтеза, а большая часть (= 159 г/ч) реализуется как товарный продукт процесса получения

1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты.

Небольшое проскоковое количество абгазов абсорбционной колонки обрабатывают водным раствором щелочи, что дает всего лишь 14,6 г/ч жидких отходов.

1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновую кислоту выделяют из гидролизата методом изогидрической кристаллизации с выдержкой при 80 С в течение 5 ч и последующим снижением температуры до 25 С со скоростью охлаждения 0,15 С/мин.

Выпавшие кристаллы преимущественно (= 80 мас. 7, ) имеют разме-р ы 60 — 120 мкм, что позволяет дальнейшую технологическую обработку их на стадиях фильтрации и сушки осуществлять в течение длительного времени (500 и более часов) без забивок оборудования этих стадий. Получают при этом 42 г/ч 1-оксиэтилиден-1.1-дифосфоновой кислоты.

Пример 2. В условиях примера 1 в

45 первый реактор (первая реакционная зона) подают, r/÷:

Треххлористый фосфор 66.34

Жидкая фаза процесса очистки абгазов синтеза (состав тот же, что в примере 1) 6,8

Уксусная кислота 102,83

Вода 11,58

Молярное соотношение вступивших во взаимодействие треххлористого фосфора. уксусной кислоты и воды при этом составляет 1; 3,6: 1,7.

Температура и время пребывания в реакторах представлены в табл, 2.

1799872

Воду на гидролиз подают в третий реактор непрерывно со скоростью 9,6 г/ч, Молярное соотношение поданной воды и взятого на синтез треххлористого фосфора составляет 1,1: 1, Абгазы синтеза (58 г/ч) подвергают очистке, как в примере 1. Жидкая фаза процесса очистки полностью возвращается в первую реакционную зону, а из очищенных абгазов в дальнейшем путем обработки их обессоленной водой получают 167 г/ч товарной соляной кислоты, которая используется, как в примере 1, Количество образующихся при этом жидких отходов не превышает 14,0 г/ч.

1-0 ксиэтил иден-1, 1-дифосфоновую кислоту выделяют из гидролизата тем же методом, что в примере 1, с выдержкой при

70 С в течение 4 ч и последующим охлаждением до 20 С со скоростью 0,1 C/ìèí, Выпавшие кристаллы преимущественно (= 70 мас, /) имеют размерыы 60 — 120 мкм, что позволяет дальнейшую технологическую обработку их на стадиях фильтрации и сушки осуществлять в течение длительного времени (500 и более часов) без забивки оборудования этих стадий. Получают при этом 42 г/ч 1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты.

Пример 3. В условиях примера 1 в первый реактор (первая реакционная зона) подают, r/÷:

Треххлористый фосфор 66,34

Жидкая фаза процесса очистки абгазов синтеза (состав тот же, что в примере 1) 6,8

Уксусная кислота 126,0

Вода 12,45

Молярное соотношение вступивших во взаимодействие треххлористого фосфора, уксусной кислоты и воды при этом составляет1; 4,4: 1,8, Температура и время пребывания в реакторах представлены в табл. 3.

Воду на гидролиз подают в третий реактор непрерывно со скоростью 12,2 г/ч. Молярное соотношение поданной воды и взятого на синтез треххлористого фосфора составляет 1,4: 1.

Абгазы синтеза (59,5 г/ч) подвергают очистке, как в примере 1. Жидкая фаза процесса очистки полностью возвращается в первую реакционную зону, а из очищенных абгазов в дальнейшем путем обработки их обессоленной водой получают 167 г/ч товарной соляной кислоты. которая используется, как в примере 1. Количество образующихся при этом жидких отходов не превышает 14,9 r/÷.

Формула изобретения

1, Способ получения 1-оксиэтилиден1,1-дифосфоновой кислоты взаимодействи35 ем треххлористого фосфора. уксусной кислоты и воды при нагревании с последующим гидролизом образующейся реакционноймассы. отлича ющийся тем.что,c целью интенсификации процесса, повыше40 ния его технологической надежности. уменьшения загрязнения окружающей среды и повышения качества продукта. треххлористый фосфор, уксусную кислоту и воду используют в молярном соотношении, рав45 ном 1: (3,6 — 4,4): (1.7 — 1.8), и взаимодействие ведут в двух реакционных зонах, в первой зоне при температуре 90 — 100 С, во второй — и ри 115 — 125 С. выдел я ющиеся при этом абгазы подвергают очистке и обра50 зующуюся при очистке жидкую фазу подают в первую реакционную зону, гидролиз ведут при кипячении и молярном соотношении поданной на гидролиз воды и исходного треххлористого фосфора. равном (1,1 — 1,4);

55 1 и целевой продукт выделяют из гидролизата методом изогидрической кристаллизации при температуре 70 — 90 С с выдержкой в течение 4 — 6 ч и последующим охлаждением до 20 — 30" С со скоростью 0,1 — 0,2"С/мин.

1-0ксиэтилиден-1,1-дифосфоновую кислоту выделяют из гидролизата тем же методом, что в примере 1, с выдержкой при о

90 С в течение 6 ч и последующим охлаждением до 30 С со скоростью 0,2 С/мин.

Выпавшие кристаллы(=90 мас. %) имеют размеры 60 — 120 мкм, что позволяет дальнейшую технологическую обработку их на стадиях фильтрации и сушки осуществлять в течение длительного времени (500 и более часов) без забивок оборудования этих стадий. Получают 42 г/ч 1-оксиэтилиден1,1-дифосфоновой кислоты.

Преимуществом изобретения являются интенсификация процесса (скорость возрастает в 1,5 — t,7 раза), уменьшение загрязнения окружающей среды в 43 — 45 раз, повышение качества продукта по такому показателю, как однородность гранулометрического состава (70 — 90 мас. / кристаллов имеют размер 60 — 120 мкм), это позволяет повысить технологическую надежность процесса.

Реализация изобретения в промышленном производстве 1-оксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты не потребует значительных капительных затрат, но обеспечит вместе с тем существенное повышение технико-экономических показателей процесса.

1799872

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Составитель В,Кончуков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H,Ãóíüêî

Редактор Т.Пигина

Заказ 1137 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

2. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью получения соляной кислоты, абгазы после очистки обрабатывают обессоленной водой.