本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種廣泛應(yīng)用于水處理劑、金屬表面處理劑、電子行業(yè)清洗劑及日用化學(xué)品添加劑的有機(jī)磷酸及其鹽，特別涉及一種無異味低砷有機(jī)磷酸及其鹽的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)30年代至今阻垢緩蝕劑經(jīng)歷了鉻酸鹽、亞硝酸鹽、聚磷酸鹽、有機(jī)膦酸鹽、非磷阻垢緩蝕等階段；鉻酸鹽和亞硝酸鹽有毒，已經(jīng)被嚴(yán)禁使用；聚磷酸鹽成本低、無毒但是不穩(wěn)定，逐漸被有機(jī)膦酸及其鹽取代。
有機(jī)膦酸及其鹽具有低濃度阻垢作用，對金屬有緩蝕作用。有機(jī)膦酸及其鹽不易水解，特別適用于高硬度、高pH值和高溫下運(yùn)行的冷卻水系統(tǒng)的腐蝕和結(jié)垢的控制。
有機(jī)膦酸及其鹽已被廣泛應(yīng)用于水處理劑、金屬表面處理劑、電子行業(yè)清洗劑、日用化學(xué)品添加劑等領(lǐng)域。根據(jù)發(fā)展需求有機(jī)膦酸及其鹽的品質(zhì)要求也不斷提高。由于有機(jī)膦酸及其鹽的生產(chǎn)原料中使用了三氯化磷或者亞磷酸，磷礦中含有砷，所以普通有機(jī)膦酸及其鹽產(chǎn)品中的砷含量較高，危害人體健康也污染環(huán)境，對其應(yīng)用也產(chǎn)生了較大的制約，因此發(fā)展無異味低砷有機(jī)膦酸及其鹽的制備工藝具有重大意義。
根據(jù)文獻(xiàn)查閱，現(xiàn)有的低砷有機(jī)膦酸及其鹽的制備工藝一般是先制備得有機(jī)膦酸或其鹽粗品，再使用脫砷劑對粗品加工提純。這種常規(guī)提純方法，由于脫砷劑消耗量較大，產(chǎn)品有一定異味，
因此發(fā)展無異味低砷有機(jī)膦酸及其鹽的制備工藝成為研究重點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無異味低砷有機(jī)膦酸及其鹽的生產(chǎn)工藝，主要解決了現(xiàn)有工藝使用脫砷過程中的弊端，提高了脫砷劑的使用效率，大幅降低了能耗，操作簡便，產(chǎn)品無異味的生產(chǎn)工藝。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種無異味低砷有機(jī)磷酸及其鹽的生產(chǎn)工藝，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：所述生產(chǎn)工藝具體步驟如下：
S1：制備低砷亞磷酸：
(1)清洗反應(yīng)釜及相關(guān)設(shè)備，將1000重量份質(zhì)量百分濃度為80％的亞磷酸抽入反應(yīng)釜A，并開啟冷凝器，攪拌，加熱升溫；
(2)溫度升至30～100℃時，向脫砷劑抽料循環(huán)罐內(nèi)緩慢抽入0.5-1.2重量份的脫砷劑，然后開啟循環(huán)泵將脫砷劑打入反應(yīng)釜A，進(jìn)行循環(huán)進(jìn)料入反應(yīng)釜A；
(3)循環(huán)結(jié)束，在30～100℃的條件下保溫2～5小時，再升溫至50～100℃，并在此溫度條件下保溫反應(yīng)2～5小時；
(4)保溫結(jié)束后，開啟冷凝水進(jìn)行循環(huán)冷卻，溫度降至20～80℃，出料，過濾，檢測；
S2：制備低砷有機(jī)磷酸或其鹽：
(1)將S1中制備的低砷亞磷酸投入反應(yīng)釜B，開啟攪拌，緩慢投加胺或銨；蒸汽升溫，控制蒸汽壓力在0.01-0.05MPa,并略開帶氣,升溫至85℃，開始滴加甲醛溶液，控溫在85～95℃之間，保溫2～3小時，再回流2～3小時；
(2)回流結(jié)束后，加熱濃縮，直到料液濃縮到凈干；向反應(yīng)釜B內(nèi)加入去離子水兩次，繼續(xù)加熱濃縮到干，停止加熱，停止攪拌；
(3)在蒸汽壓力為0.4～0.5MPa條件下，沖汽1.5～2小時；然后打開攪拌，向反應(yīng)釜B內(nèi)再加入去離子水，待溫度降至100℃以下時，打開循環(huán)水冷卻；當(dāng)溫度降到約60～70℃時，向出料槽中加入雙氧水，攪拌15～20分鐘后出料，過濾。
進(jìn)一步地，所述的脫砷劑為硫化鈉、硫代乙酸銨或五硫化二磷中的一種。
進(jìn)一步地，所述的胺為二甘醇胺、乙二胺、聚醚胺、二乙烯三胺、己二胺或雙1,6-亞己基三胺中的一種，所述銨為氯化銨。
進(jìn)一步地，所述低砷亞磷酸鹽中砷的含量＜1ppm。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明無異味低砷有機(jī)膦酸及其鹽的生產(chǎn)工藝，脫砷劑與原料一起加入，進(jìn)行反應(yīng)，減少了脫砷劑用量，大幅度降低了生產(chǎn)成本，且提高了脫砷劑的使用效率，大幅降低了能耗，操作簡便；此外，該生產(chǎn)工藝在密閉條件下操作，無刺激性氣味，對環(huán)境友好；并通過特定的工藝參數(shù)條件的嚴(yán)格控制，使制備得的有機(jī)膦酸及其鹽，砷含量低，且無異味。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明無異味低砷有機(jī)磷酸及其鹽的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝具體步驟如下：
S1：制備低砷亞磷酸：
(1)清洗反應(yīng)釜及相關(guān)設(shè)備，將1000重量份質(zhì)量百分濃度為80％的亞磷酸抽入反應(yīng)釜A，并開啟冷凝器，攪拌，加熱升溫；
(2)溫度升至30～100℃時，向脫砷劑抽料循環(huán)罐內(nèi)緩慢抽入0.5-1.2重量份的脫砷劑，然后開啟循環(huán)泵將脫砷劑打入反應(yīng)釜A，進(jìn)行循環(huán)進(jìn)料入反應(yīng)釜A；
(3)循環(huán)結(jié)束，在30～100℃的條件下保溫2～5小時，再升溫至50～100℃，并在此溫度條件下保溫反應(yīng)2～5小時；
(4)保溫結(jié)束后，開啟冷凝水進(jìn)行循環(huán)冷卻，溫度降至20～80℃，出料，過濾，檢測；
S2：制備低砷有機(jī)磷酸或其鹽：
(1)將S1中制備的低砷亞磷酸投入反應(yīng)釜B，開啟攪拌，緩慢投加胺或銨；蒸汽升溫，控制蒸汽壓力在0.01-0.05MPa,并略開帶氣,升溫至85℃，開始滴加甲醛溶液，控溫在85～95℃之間，保溫2～3小時，再回流2～3小時；
(2)回流結(jié)束后，加熱濃縮，直到料液濃縮到凈干；向反應(yīng)釜B內(nèi)加入去離子水兩次，繼續(xù)加熱濃縮到干，停止加熱，停止攪拌；
(3)在蒸汽壓力為0.4～0.5MPa條件下，沖汽1.5～2小時；然后打開攪拌，向反應(yīng)釜B內(nèi)再加入去離子水，待溫度降至100℃以下時，打開循環(huán)水冷卻；當(dāng)溫度降到約60～70℃時，向出料槽中加入雙氧水，攪拌15～20分鐘后出料，過濾。
作為實(shí)施例，更具體地實(shí)施方式為脫砷劑選用硫化鈉、硫代乙酸銨或五硫化二磷中的一種；胺選用二甘醇胺、乙二胺、聚醚胺、二乙烯三胺、己二胺或雙1,6-亞己基三胺中的一種，銨選用氯化銨。
實(shí)施例1
清洗反應(yīng)釜及相關(guān)設(shè)備，將6000kg質(zhì)量百分濃度為80％的亞磷酸抽入反應(yīng)釜A，開啟冷凝器，攪拌，加熱，升溫至30℃時，向脫砷劑抽料循環(huán)罐內(nèi)緩慢抽入脫砷劑硫化鈉7kg，然后開啟循環(huán)泵將脫砷劑硫化鈉打入反應(yīng)釜A，進(jìn)行循環(huán)進(jìn)料入反應(yīng)釜A；循環(huán)結(jié)束，在35℃—45℃保溫3小時，再升溫至50-60℃保溫2小時；保溫結(jié)束后，開啟冷凝水進(jìn)行循環(huán)冷卻，溫度降至30～50℃，出料，過濾，檢測，經(jīng)檢測砷含量小于1.1ppm。
將低砷亞磷酸3150kg投入反應(yīng)釜B，開啟攪拌，緩慢投加氯化銨700kg；蒸汽升溫，控制蒸汽壓力在0.01-0.05MPa,并略開帶氣,升溫至85℃，開始滴加甲醛溶液2990kg，控溫在85～95℃之間，保溫2小時，再回流2小時。加熱濃縮，直到料液濃縮到凈干；向釜內(nèi)加入100kg去離子水兩次，繼續(xù)加熱濃縮到干，停止加熱，停止攪拌；開啟蒸汽底閥放空到蒸汽出現(xiàn)時，關(guān)閉蒸汽底閥，全開啟蒸汽沖汽閥門進(jìn)行沖氣；在蒸汽壓力為0.4MPa條件下，沖汽1.5小時；打開攪拌，向反應(yīng)釜內(nèi)加入2250kg去離子水，待溫度降到100℃以下時，打開循環(huán)水冷卻；當(dāng)溫度降到約60℃～70℃時，向出料槽中加入雙氧水12kg，攪拌15分鐘后出料，過濾。
經(jīng)檢測砷含量小于0.85ppm，其他常規(guī)理化指標(biāo)均符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且無異味。
實(shí)施例2
清洗反應(yīng)釜及相關(guān)設(shè)備，將6000kg質(zhì)量百分濃度為80％的亞磷酸抽入反應(yīng)釜A，開啟冷凝器，攪拌，加熱，升溫至50℃時，向脫砷劑抽料循環(huán)罐內(nèi)緩慢抽入脫砷劑硫代乙酸銨7kg，然后開啟循環(huán)泵將脫砷劑硫代乙酸銨打入反應(yīng)釜A，進(jìn)行循環(huán)進(jìn)料入反應(yīng)釜A；循環(huán)結(jié)束，在58℃—62℃保溫3小時，再升溫至68-72℃保溫2小時；開啟冷凝水進(jìn)行循環(huán)冷卻，溫度降至35～60℃，出料，過濾，檢測，經(jīng)檢測砷含量小于0.93ppm。
將低砷亞磷酸3150kg投入反應(yīng)釜B，開啟攪拌，緩慢投加氯化銨700kg；蒸汽升溫，控制蒸汽壓力在0.01-0.05MPa,并略開帶氣,升溫至85℃，開始滴加甲醛溶液2990kg，控溫在85～95℃之間，保溫2小時，再回流2小時。加熱濃縮，直到料液濃縮到凈干；向釜內(nèi)加入100kg去離子水兩次，繼續(xù)加熱濃縮到干，停止加熱，停止攪拌；開啟蒸汽底閥放空到蒸汽出現(xiàn)時，關(guān)閉蒸汽底閥，全開啟蒸汽沖汽閥門進(jìn)行沖氣；在蒸汽壓力為0.4MPa條件下，沖汽1.5小時；打開攪拌，向反應(yīng)釜內(nèi)加入2250kg去離子水，待溫度降到100℃以下時，打開循環(huán)水冷卻；當(dāng)溫度降到約60℃～70℃時，向出料槽中加入雙氧水12kg，攪拌15分鐘后出料，過濾。
經(jīng)檢測砷含量小于0.74ppm，其他常規(guī)理化指標(biāo)均符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且無異味。
實(shí)施例3
清洗反應(yīng)釜及相關(guān)設(shè)備，將6000kg質(zhì)量百分濃度為80％的亞磷酸抽入反應(yīng)釜A，開啟冷凝器，攪拌，加熱，升溫至30℃時，向脫砷劑抽料循環(huán)罐內(nèi)緩慢抽入脫砷劑五硫化二磷7kg，然后開啟循環(huán)泵將脫砷劑五硫化二磷打入反應(yīng)釜A，進(jìn)行循環(huán)進(jìn)料入反應(yīng)釜A；循環(huán)結(jié)束，在78℃—92℃保溫3小時，再升溫至80-100℃保溫2小時；保溫結(jié)束后，開啟冷凝水進(jìn)行循環(huán)冷卻，溫度降至40～80℃，出料，過濾，檢測，經(jīng)檢測砷含量小于0.73ppm。
將低砷亞磷酸3150kg投入反應(yīng)釜B，開啟攪拌，緩慢投加氯化銨700kg；蒸汽升溫，控制蒸汽壓力在0.01-0.05MPa,并略開帶氣,升溫至85℃，開始滴加甲醛溶液2990kg，控溫在85～95℃之間，保溫2小時，再回流2小時。加熱濃縮，直到料液濃縮到凈干；向釜內(nèi)加入100kg去離子水兩次，繼續(xù)加熱濃縮到干，停止加熱，停止攪拌；開啟蒸汽底閥放空到蒸汽出現(xiàn)時，關(guān)閉蒸汽底閥，全開啟蒸汽沖汽閥門進(jìn)行沖氣；在蒸汽壓力為0.4MPa條件下，沖汽1.5小時；打開攪拌，向反應(yīng)釜內(nèi)加入2250kg去離子水，待溫度降到100℃以下時，打開循環(huán)水冷卻；當(dāng)溫度降到約60℃～70℃時，向出料槽中加入雙氧水12kg，攪拌15分鐘后出料，過濾，且無異味。
經(jīng)檢測砷含量小于0.58ppm，其他常規(guī)理化指標(biāo)均符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。