CN102241601A - 一种亚氨基二乙酸的制备工艺 - Google Patents

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李健
刘善和
方红新
王红明
薛谊
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Abstract

本发明提供了一种制备亚氨基二乙酸的方法，以亚氨基二乙腈为起始原料，经过碱解得到亚氨基二乙酸二钠盐，再经活性炭脱色后，加入硫酸控制PH＝1.8-2.1，离心分离得到亚氨基二乙酸；向酸析母液中加入碱性物质至PH＝5-7，然后向其中加入碳原子数为1-4的一元醇，离心分离得到不溶于体系的无机盐；通过蒸馏的方法将有机溶剂回收并重复使用，分离溶剂后的母液返回酸析步骤进行套用。本发明生产过程中能够较好的除去其中的无机盐，并且生产过程母液可以循环多次，有效避免了生产过程中废水的产生，本发明工艺反应条件温和，操作简单，适于连续化生产。

Description

一种亚氨基二乙酸的制备工艺
技术领域
本发明涉及化工产品合成领域，具体设计一种亚氨基二乙酸的制备工艺。
背景技术
亚氨基二乙酸(Iminodiacetic acid简称IDA)，被广泛用作农药、橡胶和电镀的重要中间体，同时也是生产络合物、螯合剂以及螯合型交换树脂的原料。在农药方面，亚氨基二乙酸更是生产除草剂草甘膦的原料。
目前国内生产亚氨基二乙酸的方法主要有三种：氢氰酸法、氯乙酸法以及二乙醇胺法。其中氢氰酸法原料氢氰酸含有剧毒，并且含氰废水的处理也比较麻烦。氯乙酸法尽管工艺相对成熟，但是由于工艺流程长、产品纯度低、成本高，并且“三废”严重。二乙醇胺法由于原料二乙醇胺主要依赖进口，我国在通过对二乙醇胺反倾销制裁之后，导致二乙醇胺价格上涨，使得亚氨基二乙酸生产成本降低。
也有一些采用其他路线生产亚氨基二乙酸的报道：
CN1594281A公开了以羟基乙腈和氨为原料制备亚氨基二乙腈，再通过水解得到产品亚氨基二乙酸。该方法得到的亚氨基二乙酸纯度不高，并且在合成过程中需要添加催化剂，增加了合成成本。
CN101445465A公开了采用亚氨基二乙酸钠盐冷冻结晶法制备亚氨基二乙酸。尽管采用该方法可以得到较高的收率，但由于使用了亚氨基二乙酸钠盐为起始原料，因此成本较高。
以上方法都存在工艺复杂，成本较高，同时存在有较多三废产生的缺点，在工业生产中难以接受。
发明内容
本发明提供一种以亚氨基二乙腈为原料制备亚氨基二乙酸的工艺，以解决现有技术中存在的缺陷。
本发明的具体技术方案如下：
一种亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：以亚氨基二乙腈为起始原料，经过碱解得到亚氨基二乙酸碱金属盐，经活性炭脱色后，调节溶液的PH＝1.8～2.1，离心分离得到亚氨基二乙酸，往酸性母液中加入碱金属氢氧化物至PH＝5～7，然后向其中加入碳原子数为1～4的一元醇，离心分离得到不溶于体系的无机盐，加入体系的有机溶剂通过蒸馏的工艺回收并重复使用，分离溶剂后的母液返回活性炭脱色后的溶液中进行套用。
所述的亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将亚氨基二乙腈加入碱金属氢氧化物溶液中，经过碱解得到亚氨基二乙酸碱金属盐，其中亚氨基二乙腈与碱金属氢氧化物的摩尔质量比为1∶(2-3)，碱金属氢氧化物溶液的质量浓度为20-40％；
(2)向步骤(1)反应完全的溶液中，加入活性炭进行脱色，其中活性炭加入质量为反应体系总重的2-8‰，脱色完成后趁热过滤出活性炭；
(3)向滤液中加入适量的稀酸溶液，当滤液的PH＝1.8-2.1时，停止稀酸的加入，然后冷却结晶、酸析出亚氨基二乙酸，离心分离出亚氨基二乙酸；
(4)向酸性母液中加入片碱至PH＝5-7，然后再向其中加入碳原子数为1～4的一元醇，有无机盐沉淀析出，离心分离出沉淀，其中，一元醇的加入量与酸性母液的质量比为(1-5)∶1；
(5)将步骤(4)分离后的液相通过蒸馏的工艺回收甲醇并重复使用，分离甲醇后的母液返回步骤(2)进行套用。
所述的亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：所述的碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，所述的碳原子数为1～4的一元醇选用甲醇；所述的稀酸为稀硫酸或稀盐酸。
所述的亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：所述的分离一元醇后的母液连续套用的次数为30-35次。
由于大多数无机盐在醇中的溶解度非常小，Na2SO4在20℃下的甲醇中的饱和浓度为0.25％，因此通过加入甲醇可以将体系中的大部分Na2SO4去除掉。
本发明的优点是：本发明提供的方法反应条件温和，操作简单，适于连续化生产。采用向滤液中加入有机溶剂甲醇，可以大大降低硫酸钠在体系中的含量，故可以在浓缩之前就除去大部分的硫酸钠，避免浓缩过程中大量无机盐的析出，节约了设备成本。并且除盐之后的母液可以进行套用，整个生产过程避免了废水排放，克服了生产过程中产生大量的废水对环境造成的影响。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述。
实例一
将550g亚氨基二乙腈(质量百分比含量为98％)加入1272g 40％氢氧化钠溶液中，经过碱解得到亚氨基二乙酸二钠，再加入6g活性炭进行脱色30min后在75℃下趁热过滤出活性炭，往滤液中加入含量为30％的硫酸至Ph＝2.1。冷却结晶、离心分离得到亚氨基二乙酸。往酸性母液中加入片碱至Ph＝6.0，向其中加入甲醇3400g，离心分离得到不溶于体系的Na2SO4。加入体系的甲醇通过蒸馏的方法回收并重复使用，分离甲醇后的母液返回酸析步骤进行套用。连续套用30次，IDA总收率97.8％，含量98.1％。
实例二
将600g亚氨基二乙腈(质量百分比含量为98％)加入1586g 35％氢氧化钠溶液中，经过碱解得到亚氨基二乙酸二钠盐。加入7g活性炭进行脱色30min后在80℃下趁热过滤出活性炭，往滤液中加入含量为30％的硫酸至Ph＝2.1。冷却结晶、离心分离得到亚氨基二乙酸。往酸性母液中加入片碱至Ph＝6.5，向其中加入甲醇4000g，离心分离得到不溶于体系的Na2SO4。加入体系的甲醇通过蒸馏的方法回收并重复使用，分离甲醇后的母液返回酸析步骤进行套用。连续套用35次，IDA总收率98.1％，含量98.4％。
实例三
将500g亚氨基二乙腈(质量百分比含量为98％)加入1157g40％氢氧化钠溶液中，经过碱解得到亚氨基二乙酸二钠盐。加入5g活性炭进行脱色30min后在75℃下趁热过滤出活性炭，往滤液中加入含量为35％的硫酸至Ph＝2.1。冷却结晶、离心分离得到亚氨基二乙酸。往酸性母液中加入片碱至Ph＝6.0，向其中加入甲醇3000g，离心分离得到不溶于体系的Na2SO4。加入体系的甲醇通过蒸馏的方法回收并重复使用，分离甲醇后的母液返回酸析步骤进行套用。连续套用30次，IDA总收率97.6％，含量98.7％。

Claims (4)

1.一种亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：以亚氨基二乙腈为起始原料，经过碱解得到亚氨基二乙酸碱金属盐，经活性炭脱色后，调节溶液的PH＝1.8～2.1，离心分离得到亚氨基二乙酸，往酸性母液中加入碱金属氢氧化物至PH＝5～7，然后向其中加入碳原子数为1～4的一元醇，离心分离得到不溶于体系的无机盐，加入体系的有机溶剂通过蒸馏的工艺回收并重复使用，分离溶剂后的母液返回活性炭脱色后的溶液中进行套用。
2.根据权利要求1所述的亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将亚氨基二乙腈加入碱金属氢氧化物溶液中，经过碱解得到亚氨基二乙酸碱金属盐，其中亚氨基二乙腈与碱金属氢氧化物的摩尔质量比为1∶(2-3)，碱金属氢氧化物溶液的质量浓度为20-40％；
(2)向步骤(1)反应完全的溶液中，加入活性炭进行脱色，其中活性炭加入质量为反应体系总重的2-8‰，脱色完成后趁热过滤出活性炭；
(3)向滤液中加入适量的稀酸溶液，当滤液的PH＝1.8-2.1时，停止稀酸的加入，然后冷却结晶、酸析出亚氨基二乙酸，离心分离出亚氨基二乙酸；
(4)向酸性母液中加入片碱至PH＝5-7，然后再向其中加入碳原子数为1～4的一元醇，有无机盐沉淀析出，离心分离出沉淀，其中，一元醇的加入量与酸性母液的质量比为(1-5)∶1；
(5)将步骤(4)分离后的液相通过蒸馏的工艺回收甲醇并重复使用，分离甲醇后的母液返回步骤(2)进行套用。
3.根据权利要求1或2所述的亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：所述的碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，所述的碳原子数为1～4的一元醇选用甲醇；所述的稀酸为稀硫酸或稀盐酸。
4.根据权利要求1或2所述的亚氨基二乙酸的制备工艺，其特征在于：所述的分离一元醇后的母液连续套用的次数为30-35次。
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