196417. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-hidroxi-etán-1,1-difoszfonsav és nitrilo-tri(metilén foszfonsav) együttes előállítására
2 196417 3 A találmány tárgya eljárás az iparivíz-kezelésben igen hatékony, vizképződés-gátló, korróziógátló és lerakódásgátló hatású 1- -hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav (HEdF) és nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) (NtMF) és acetil-klorid együttes előállítására, szakaszos technológiával. Ismeretes, hogy az ipari vizek kezelésének mind a főleg korróziógátló és lerakódásgátló hatású l-hidroxí-etán-l.l-difoszfonsav, mind a főleg vízkőképzödés-gátló és korróziógátló hatású nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) a leghatékonyabb segédanyagai, amelyeket hatásuk fokozáséra és erősítésére célszerű a készítményekben együtt is alkalmazni. Ismeretes továbbá az acetil-klorid sokoldalú felhasználása is növényvédőszer-, illetve gyógyszeripari intermedierként. Ismeretes legvégül az a tény is, hogy - mig a nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) előállítása az ismert kitanitésok, pl. szabadalmakból ismert eljárások szerint jól megvalósítható - az 1-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav előállítása a sokféle ismert és szabadalmazott módszer ellenére, a hozamokat és a kiviteli körülményeket illetően nehézségekkel jár. A vízkezelésben használatos foszfonsavtipusú komponensek közül a nitrilo-trifmetilén-foszfonsav) - egyebek mellett - az 1 453 022 számú francia vagy a 177 468 számú magyar szabadalom szerint, az 1-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav pedig - egyebek mellett - a 2 345 199 számú NSzK-beli nyilvánosságrahozatali irat és a 3 959 360 számú amerikai szabadalom szerint előállítható. Az l-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav előállításával kapcsolatos nehézségek elhárításéra, a hozam és a kiviteli körülmények javítására ad megoldást az előbb hivatkozottakon túl a 192 796 számú magyar szabadalom, amely a kitermelés növelésére és a reakcióidő csökkentésére - egyebek mellett - a reakcióhőmérséklet emelését és az acetilklorid-góznyomés fokozásét ajánlja. Az előzmények alapján mindenesetre megállapítható, hogy az együttesen fokozottan hatékony nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) és l-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav gyártásának gazdaságosan összekapcsolt technológiáját eddig nem sikerült kidolgozni és az 1- -hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav gyártásénak nehézségeit is csak technológiai áldozatok árén sikerült mérsékelni. Találmányunk az egyidejűleg acetil-klorid-kinyerés lehetövétételén kívül a nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) és az 1-hidroxi-etán-1,1-difoszfonsav egyidejű, tömény vizes oldatként való gazdaságos előállítására vonatkozik, szakaszos technológiával, túlnyomás nélkül s viszonylag alacsony hőmérsékleten. A nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) előállítására - egyebek mellett - az alábbi bruttó reakciók, illetve reaktánskombinációk ismeretesek és használatosak: (1) 3PCb + NH4CI + 3HCH0 + 6H2O -------->--------? N(CH2P03H2)3 + 10HC1 (2) 3FC13 + NH4OH + 3HCH0 + 5H2O-------->---------> N(Cll2P03H2)3 + 9HC1 (3) 3FCb + NH4CI + 3/X(HCH0)x + 6H2O----->---------) N (CfbPCblbb + 10HC1 (4) 3PCb + N(CH2COOH)3 + 3HzO --------->---------> N(CH2P03H2)3 + 3HC1 + 3C02 (5) 3H3PO3 + NH4CI + 3HCH0 -------->---------) N(CH2P03H2)3 + HCl + 3H20 Az l-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav előállítása kapcsán - egyebek mellett - az alábbi reakcióegyenletek, illetve reagensek alkalmazhatók: (6) 2PCb + CH3COOH + 0H2O --------»---------> CH3C0H(P03H2)2 + 6HC1 (7) 2PCb + 6CH3COOH --------->----------> CH3C0H(P03H2)2 + 5CH3COC1 + + HC1 (8) 2H3PO3 + (CH3CO)20 ----------^---------> CH3C0H(P03H2)2 + CH3COOH (9) 2II3PO3 + (CH3COCI ---------->---------> CH3C0H(P03H2>2 + HC1 (10) P4O6 + 2CH3COOH + 3H20 -------->---------> 2CH3C0H(P03H2)2 (11) PíOs + 8CH3COOH --------->---------> 2CH3C0H(P03H2)2 + 3(CH3C0)20 A reakciók közül nitrilo-tri(metílén-foszfonsav) előállításéra legkedvezőbb (1), (2) és (3) reakció szakaszos körülmények között mérsékelt sebességgel és a reakció előrehaladásával mérsékelten csökkenő sebességgel vezethető, az l-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav előállítására legkedvezőbb (6) reakció az előbbiekkel szemben viszonylag gyors reakcióként indul és viszonylag lassú reakcióként folytatódik, tehát sebessége gyorsan csökken. Találmányunk azon felismerésen alapszik, hogy mindkét, foszfor-trikloridból kiinduló reakció foszforossavon (foszfonsavon) keresztül megy végbe, továbbá arra a felismerésre épül, hogy az ammóniás-formaldehides nitrilotri(metilén-foszfonsav)-képzödési reakciót az ecetsav-sósav jelenléte nem zavarja. így a mindkét komponensre elegendő foszfor-triklorid felhasználásával, először az l-hidroxi-etán-l,l-difoszfonsav-elóéllitás viszonylag gyorsan végbemenő reakciószakaszét, majd a még étalakulatlan foszforossav (foszfonsav) hasznosításával a nitrilo-tri(metilén-foszfonsav (-előállítás reakciólépését egyetlen reakcióedényben, egymás után valósíthatjuk meg, miközben az első szakaszban melléktermékként acetil-kloridot, majd a továbbiakban sósavas-ecetsavas vizet lehet levenni. Találmányunk szerint az alkalmas méretű és kiképzésű reaktorba az előállítani kivánt összes foszfonátmennyiség - foszfor-trikloí'idban kifejezve: X + Y mól - előállítani kívánt l-hidroxi-etén-l,l-difoszfonsav részarányának - foszfor-trikloridban kifejezve: X mól - megfelelően 2V2X-4X mól, előnyösen 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
