196417. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1-hidroxi-etán-1,1-difoszfonsav és nitrilo-tri(metilén foszfonsav) együttes előállítására
4 196417 5 3X mol jégecetet és 1V2X-3X mol, előnyösen 2X mól vizet töltünk, majd ehhez intenzív keverés és hűtés közben, 30-35 °C-on, lassan foszfor-trikloridot (X + Y mól) adagolunk. Az adagolás befejezésével, állandó keverés közben és acetil-klorid-refluxoltatás mellett a hőmérsékletet 50-60 °C-ra emeljük. Ennek elérése után a jégecetbevitel mennyiségétől függően IV2X-3X mól, előnyösen 2X mol acetil-kloridot a hőmérséklet 75- -90 °C-ra való lassú emelésével továbbra is állandó refluxoltatás mellett, lassan, párlatként elveszünk. A reaktánsoknak és az előállítási körülményeknek megfelelőn, ezzel a bevitt X + Y mól foszfor-trikloridból mintegy X mól (± 15 mol%) alakul át (mintegy X/2 mol-nyi) 1-hidroxi-etán-l,1-difoszfonsavvá és mintegy Y mól (± 15 mol%) foszforossav (foszfonsav) átalakulatlan marad. Találmányunk szerint ehhez a reakcióelegyhez 75-90 °C-on 3V2Y-6Y mól, előnyösen 4V2Y mól vizet és mintegy 20% tómeg%-os vizes oldatban V4Y-V2Y mól, előnyösen VaY mól ammónium-kloridot adagolunk. Az adagolás végén a hőmérsékletet keverés közben 100-110 °C-ra emeljük, és refluxoltatás mellett 35-40 tömeg%-os oldatként 3/iY-IV2Y mól, előnyösen Y mól formaldehidet vezetünk be a reaktorba. Ezután mintegy 3-5 órás refluxoltatás és keverés közben utóreagáltatást végzünk, majd 30-100 kPa nyomáson, előnyösen 50-80 kPa-ra csökkentett nyomáson, desztillálóval víz- és savmentesitünk. Az utóbbi lépést a továbbiakban a korábbi vízmennyiség bevitelével megismételjük, legvégül a termékelegyet (mintegy X/2 mól 1-hidroxi-etán-l,1-difoszfonsav és Y/3 mól nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) megfelelő vízmennyiség hozzáadásával a célszerű letöltési oldattöménységre (mintegy 40-60 tömeg% összes foszfonsavtartalomra) beállítjuk. Találmányunk szerinti eljárással foszfor-trikloridra közel 100%-os konverzió, a foszforossav (foszfonsav) részarányaira vonatkoztatva az 1-hidroxi-etán-l, 1-difoszfonsav esetében a kihozatal értelemszerűen 100%, a nitrilo-tri(metilén-foszfonsav) esetében általában 90%-nál nagyobb. Az eljárás az igen hatékony vízkezelőszer-komponensek előállítására és fokozott hatású együttes felhasználására rendkívül gazdaságos és kényelmes megoldást biztosít azzal, hogy a kiindulási foszfor-triklorid vagy foszforossav (foszfonsav) 1-hidroxi-etán-l,1- -difoszfonsawá való kívánt részarányú, részleges átalakítása a reakció teljességéhez máskor igényelt, gazdaságosságot csorbító technológiai körülményeket (nagy reaktánsfelesleget, nagy reakcióidőt, túlnyomást, stb.) mellőzhetővé teszi.- a hosszadalmas utóreagáltatás mellózhetósége a szükségesen feleslegben képződő acetil-klorid bomlását elkerülhetővé és melléktermékként tisztán kinyerhetóvé teszi. 4- a reaktánsanyagok megválasztáséval az ugyanazon berendezésben, egymáshoz illeszkedő lépésekben vezetett együttes előállítás az együtt előnyösen felhasználható vizkezelőszer-komponenseket a kívánt arányban egyszerre biztosítja. 1. példa Valamely 1 1-es, keverővei, hőmérővel, adagolótölcsérrel, valamint refluxáló-desztilláló feltétellel ellátott, fűthető-hűthető lombikba bemérünk 312,5 g (5,2 mól) jégecetet, és 62,6 g (3,48 mól) vizet, majd ehhez keverés és hűtés közben, 30-35 °C-on, 2 óra alatt 400 g (2,9 mól) foszfor-trikloridot adagolunk. Ezt követően kb. 1 óra alatt 50-60 °C-ra emeljük a hőmérsékletet, és a hűtőben 0 - -5 °C-os hűtőkeveréket cirkuláltatva, az acetil-klorid refluxoltatása mellett, lassú desztillációs elvétel kíséretében a hőmérséklet 3,5-4 óra alatt 80 °C-ra emeljük. Eközben párlatként 227 g acetil-kloridot desztillálunk le. Elemzési adatok szerint ezzel a keletkezett iüPCh-nak 54%-át 1-hidroxi-etán-l,1-difoszfonsavvá alakítottuk. A maradék 46%-nyi H3PO3 továbbreagáltatásához először, lassan és keverés közben 100 cm3 vizet csepegtetünk, majd az elegyhez kb. 15 perc alatt 25 g NH4CI 75 g vízzel készített oldatát adagoljuk. Ezután a hőmérsékletet 100-110 °C-ra emeljük, 130 g 36%-os vizet formaldehid-oldatot adunk hozzá, és 1 órán át refluxáltatjuk, majd 60-90 kPa-ra csökkentett nyomáson, keverés közben, desztillációs úton a rendszert sav- és vízmentesitjük. A desztillációs anyageltávolítást addig folytatjuk, amig a növekvő sűrűség miatt az anyag nehezen keverhetővé válik, majd 2-3-szori 100- -150 cm3 vízzel való feltöltés után ezt a műveletet megismételjük. Végül 150 cm3 vízzel a letöltési koncentrációt beállítjuk. A nyerstermék-mennyiség ezzel 534 g, a szerves foszforvegyület-(foszfonát-)tartalom 52 tömeg%, amelyből 30 tömeg% az 1-hidroxi-etán-l,1-difoszfonsav-tartalom (100%-os részhozam) és 22 tömeg% a nitrili-tri(metilén-foszfonsav)-tartalom (88%-os részhozam). 2. példa Egy 3 m3-es zománcozott, valamint keverővei, refluxoló és desztilláló lehetőséggel ellátott autoklávba betoltunk 625 kg (10,4 kmol) jégecetet és 125 kg (5,95 kmol) vizet, majd keverés és hűtés közben, 30- -35 °C-on, kb. 70-80 kg/h adagolási sebesség mellett 800 kg (5,8 kmol) foszfor-trikloridot. Az adagolás befejeztével, keverés közben, 50-60 °C-ra emeljük a hőmérsékletet, és az acetil-klorid refluxoltatása mellett, lassú - kb. 50 kg/h sebességű - dsztillációs elvétel kíséretében a hőmérsékletet fokozatosan 80-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
