Амінотриметиленфосфонова кислота

ОПИС [RU]

Нитрилометилтриенфосфоновая кислота — сильная шестиосновная кислота (pK1 0,3, рК2 1,5, рК3 4,64, рК4 5,88, рК5 7,3, рК6 12,1). С неорганическими и органическими основаниями образует соли. Окисляется пероксидами в N-оксид. В широком интервале рН образует устойчивые комплексы с катионами металлов. Значение рН (1% раствора при 20°С) не более 2.

НТФ получают взаимодействием соединений фосфора (фосфористой кислоты, треххлористого фосфора или монометилфосфита) с аммиаком и формальдегидом в водной среде.

[NH3]+3CH2O+3PCl3+6H2O=N(CH2PO3H2)3+9HCl

К раствору концентрированной соляной кислоты при энергичном перемешивании и температуре 40С прибавляют одновременно по каплям смесь треххлористого фосфора, 37%-ного раствора формалина и аммиачной воды поддерживая заданную температуру скоростью прибавления реагентов и внешним охлаждением. По окончании прибавления реакционную массу нагревают до 100С и выдерживают при этой температуре в течение 1 ч для более полного удаления выделяющегося хлористого водорода. Упаривают, охлаждают, осадок отфильтровывают.

Термическая устойчивость водных растворов НТФ довольно высока и зависит от pH; так в кислых 1,0М растворах разложение НТФ начинается при 125С. Основными продуктами распада в интервале температур от 125 до 190С являются N-метилиминодиметиленфосфононовая CH3N(CH2PO3H2)2, иминодиметиленфосфоновая NH(CH2PO3H2)2, гидроксиметиленфосфоновая HOCH2PO3H2 и фосфористая кислоты. Термолиз растворов НТФ при температуре более 200С приводит к появлению новых продуктов распада: аминометиленфосфоновой и N,N-диметилиминометиленфосфоновой кислот, а также аминов содержащих фрагменты CH3-N и фосфорной кислоты.

Применяется НТФ в нефтедобывающей промышленности в качестве регулятора физико-химических свойств буровых и тампонажных растворов (замедление сроков схватывания цементного раствора), в качестве ингибитора солеотложения в процессах добычи нефти, в строительстве в качестве замедлителя сроков схватывания бетонных смесей в производстве монолитного и сборного железобетона, в теплоэнергетике в качестве ингибитора солеотложения в различных теплообменных аппаратах, в целлюлозно-бумажной промышленности в процессе отбелки целлюлозы всех видов на стадии хелатации. Использование НТФ кислоты и её солей в качестве активного начала в ингибиторах отложения сульфатных и карбонатных солей позволяет полностью предотвратить солеотложение в оборудовании скважин и в теплообменниках установок термохимического обезвоживания и обессоливания нефти. При бурении скважин НТФ кислота эффективно снижает вязкость естественных глинистых растворов, оставаясь стабильной в течение длительного времени.