一種亞氨基二乙酸鹽的環保清潔生產方法
2023-05-08 06:35:36 2
專利名稱：一種亞氨基二乙酸鹽的環保清潔生產方法
一種涉及亞氨基二乙酸鹽的環保清潔生產方法，是以氫氰酸為起始原料生產農藥中間體亞氨基二乙酸鹽的環保清潔生產方法，亞氨基二乙酸鹽是合成農藥草甘磷重要的中間體，屬農藥中間體的生產方法。
亞氨基二乙酸(簡稱IDA)又名二甘氨酸、氨乙二酸，分子式為HN(CH2COOH)2。亞氨基二乙酸是農藥、製藥、橡膠、表面活性劑、絡合劑、食品添加劑、電鍍工業、合成金屬表面處理材料及離子交換樹脂等的重要原料和中間體。國內工業化生產亞氨基二乙酸鹽方法主要有三種，氰氫酸法、氯乙酸法和二乙醇胺法。其中氰氫酸法是國外主要採用的方法之一，是較為成熟的工藝路線，但由於氰氫酸原料的影響，工業化生產的產量受到限制，同時含氰廢水處理也比較麻煩。氯乙酸法工藝成熟，但流程長、產品純度低、成本高、「三廢」嚴重，且只能生產水劑，趨於淘汰路線。二乙醇胺法是國外90年代開發的二乙醇胺一步新技術，我國也進行了該路線的開發，獲得成功，現正積極推廣該項技術，該法原料來源廣泛，工藝流程短、副產物少、產品純度高，具有極強的工業化實施價值；該法的另一個優點是亞氨基二乙酸鈉鹽可直接用於合成草甘膦，無需酸化工序，這樣不僅減少了亞氨基二乙酸損失，而且避免了酸化過程產生的廢水，簡化了工藝，對合成高含量草甘膦十分有利；但是，本法生產亞氨基二乙酸鹽的原材料的價格較高，而技術含量不高，利潤空間不大。
本發明的目的是提供一種技術含量高、原材料成本低的兩步氫氰酸法合成亞氨基二乙酸鹽的環保清潔新工藝，其特徵是以氫氰酸為起始原料，經與甲醛溶液吸收合成羥基乙腈水溶液，羥基乙腈水溶液在有氨和碳酸水體系下反應合成，並在有氫氧化鈉存在下水解成鹽得到氨基乙酸鈉水溶液；在氨基乙酸鈉水溶液中再加入羥基乙腈水溶液加成並加入氫氧化鈉水解成鹽得亞氨基二乙酸鹽水溶液；以上溶液再經純化等處理，得亞氨基二乙酸鹽水合體，可直接用於生產農藥草甘磷；水合體可結晶得含結晶水的固體，也可脫水乾燥得無水固體產品，同時也可以用酸酸化得亞氨基二乙酸結晶。
本發明提供的工藝過程主要分兩步進行第一步氫氰酸用甲醛水溶液吸收得到的羥基乙腈水溶液在有氨和碳酸水存在下與水合成並水解成鹽，得到氨基乙酸鈉水溶液。
i.
ii.
iii.
氫氰酸經甲醛水溶液直接吸收得到羥基乙腈水溶液，其水溶液可以是10％-80％濃度的水溶液，一般為45％-55％。羥基乙腈水溶液在有氨的碳酸水中進行合成水解生成氨基乙酸。反應壓力為2.0-8.0Mpa，最好是4.0-6.0Mpa；反應溫度為80℃-180℃，最好是140℃-160℃。合成後的反應液再加入氫氧化鈉水溶液，水解成鹽得氨基乙酸鈉水溶液，用於下步反應。合成後的反應液可以直接濃縮結晶得到氨基乙酸粗品，氨基乙酸粗品精製可得氨基乙酸產品，這種粗品再用氫氧化鈉水溶液成鹽後得到氨基乙酸鈉水溶液，直接用於下步反應。體系中的氣體、液體回收套用。
第二步第一步得到的氨基乙酸鈉水溶液，通過適當淨化後加入羥基乙腈水溶液加成，再加入氫氧化鈉水解得到亞氨基二乙酸鈉水溶液。
vi.
適當淨化後的氨基乙酸鈉水溶液(一般不需要淨化)，根據氨基乙酸的實際量加入等摩爾的羥基乙腈水溶液，進行加成反應，反應溫度可以是0℃-70℃，一般在室溫下進行。反應時間可以是0.1-10小時，一般為0.5-2.0小時。
加成反應後加入適當過量的氫氧化鈉水溶液，並加熱到70℃-120℃下水解，水解時間一般為1-10小時，最好是2-5小時。水解產生的氨回收利用。
水解結束得到亞氨基二乙酸二鈉的水溶液，這種水溶液可直接用於草甘磷的生產；也可以通過適當淨化脫色處理，再濃縮乾燥得到亞氨基二乙酸二鈉產品；也可以在初步濃縮後加入鹽酸酸化結晶分離乾燥得到亞氨基二乙酸產品。
本發明的反應步驟過程為氣體氫氰酸用甲醛水溶液吸收得到羥基乙腈水溶液，羥基乙腈水溶液在有氨的碳酸水中進行合成水解生成氨基乙酸的中間體，此後在反應液中再加入氫氧化鈉水溶液，水解成鹽得氨基乙酸鈉水溶液；合成後的反應液在未成鹽時也可以直接濃縮結晶得到氨基乙酸粗品，母液套用；氨基乙酸粗品精製可得氨基乙酸產品，氨基乙酸粗品也可用氫氧化鈉水溶液成鹽後得到氨基乙酸鈉水溶液。上步得到的氨基乙酸鈉水溶液，通過適當淨化後加入羥基乙腈水溶液加成，再加入氫氧化鈉水解得到亞氨基二乙酸鈉水溶液，水解放出的氨回收套用；這種亞氨基二乙酸鈉水溶液可直接用於草甘磷的生產；也可以通過適當淨化脫色處理，再濃縮乾燥得到亞氨基二乙酸二鈉產品；也可以在初步濃縮後加入鹽酸酸化、結晶、分離、乾燥得到亞氨基二乙酸產品。
附圖
為本發明工藝流程圖。
從上述反應步驟和工藝過程中，可以看出本發明的特徵1、本發明專利提供的是一種以氫氰酸為起始原料，通過兩步羥基乙腈合成生產亞氨基二乙酸鈉的生產方法。在第一步合成過程中反應體系很好的避免了在高溫下羥基乙腈的分解，有效的提高合成反應的轉化率。第二步反應在第一步合成的中間體氨基乙酸鈉的水溶液中直接加入羥基乙腈水溶液合成，反應條件平和，轉化率高。
2、整個工藝方案有效的避免了中間過程的繁雜操作程序，大大降低了現場工藝操作上的勞動強度；同時減小設備投資、降低了能耗、節約了原料，也大大降低中間體物料的損失，基本上可以做到總收率等於總轉化率。
3、整個工藝過程中完全可以做到無三廢排放，是完完全全的環保清潔工藝。體系中的水等物料可以完全循環套用，及其微量的固體機械雜質可以集中焚燒處理。
4、本工藝的另一個特徵是中間體亞氨基二乙酸鈉鹽可直接用於合成草甘膦，無需酸化工序；這樣不僅減少了亞氨基二乙酸損失，而且避免了酸化過程產生的廢水，簡化了工藝，對合成高含量草甘膦十分有利。
5、本工藝技術可以很方便的聯合生產氨基乙酸、亞氨基二乙酸等產品，可以很方便地實現一套裝置生產多種產品的願望。
6、本工藝的第一步合成，其工藝條件非常適合於流動床合成裝置，可以很方便的實現自動控制的大工業規模生產。
實施例將800質量份的二氧化碳和300質量份的氨分別加壓溶於4000質量份的水中，用壓力泵計量注入反應器中。在預熱使物料體系溫度升高到80℃以上時，用注射計量泵加入680質量份50％的羥基乙腈水溶液。繼續加熱反應物料，使物料溫度升高到145℃-150℃，反應器系統壓力4.5-5.0Mpa，保持在此條件下，物料在反應器中停留時間4小時。反應結束，反應物料洩壓進入水解釜，物料體系釋放出來的二氧化碳與氨回收循環使用；對物料體系進行分析，羥基乙腈總轉化率99.5％。對上反應物料體系加入等摩爾量的氫氧化鈉進行水解，得到氨基乙酸鈉水溶液；水解釋放出來的氨和二氧化碳回收循環使用；氨基乙酸鈉的轉化率為91.8％。
將上氨基乙酸鈉水溶液冷卻至室溫，適當淨化除去固體雜質後再次加入與氨基乙酸鈉等摩爾量的羥基乙腈，室溫下進行加成反應；加成反應結束，再加入過量10％的氫氧化鈉進行再次水解，在常壓與在80℃-110℃溫度下水解4小時，並對反應物料進行適當的蒸發濃縮；冷卻後得到亞氨基二乙酸鈉水合體，亞氨基二乙酸鈉含量44.3％，加成與水解總收率93.5％；水解釋放出的氨與濃縮蒸發出的水一同回收循環使用。
權利要求
1.一種涉及亞氨基二乙酸鹽的環保清潔生產方法，是以氫氰酸為起始原料，氣體氫氰酸用甲醛水溶液吸收得到羥基乙腈水溶液，羥基乙腈水溶液在有氨的碳酸水中進行合成水解生成氨基乙酸的中間體，此後在反應液中再加入氫氧化鈉水溶液，水解成鹽得氨基乙酸鈉水溶液；合成後的反應液在未成鹽時也可以直接濃縮結晶得到氨基乙酸粗品，氨基乙酸粗品精製可得氨基乙酸產品；氨基乙酸粗品也可用氫氧化鈉水溶液成鹽後得到氨基乙酸鈉水溶液；以上得到的氨基乙酸鈉水溶液，通過適當淨化後加入羥基乙腈水溶液加成，再加入氫氧化鈉水解得到亞氨基二乙酸鈉水溶液，這種水溶液可直接用於草甘磷的生產；也可以通過適當淨化脫色處理，再濃縮乾燥得到亞氨基二乙酸二鈉產品；也可以在初步濃縮後加入鹽酸酸化、結晶、分離、乾燥得到亞氨基二乙酸產品。
2.據權利要求1所述的亞氨基二乙酸鹽的環保清潔工藝生產方法，其中所述工藝生產方法其特徵是兩步羥基乙腈合成生產亞氨基二乙酸鹽的環保清潔工藝生產方法，第一步是合成氨基乙酸鈉，是羥基乙腈在有氨和碳酸水體系中進行的反應，合成過程中反應體系很好的避免了在高溫下羥基乙腈的分解，有效的提高合成反應的轉化率；第二步是合成亞氨基二乙酸鈉，是氨基乙酸鈉與羥基乙腈加成再加入氫氧化鈉水解，得到亞氨基二乙酸鈉。
3.根據權利要求1所述的亞氨基二乙酸鹽的環保清潔工藝生產方法，其中所述工藝生產方法其特徵是在生產亞氨基二乙酸鈉的同時可以聯產氨基乙酸和亞氨基二乙酸等產品。
4.根據權利要求1所述的亞氨基二乙酸鹽的環保清潔工藝生產方法，其中所述工藝生產方法其特徵是在生產亞氨基二乙酸鈉的過程中體系中的氨和碳酸水可以無限循環套用，可以做到無三廢排放，是完完全全的環保清潔工藝。
全文摘要
本發明提供一種技術含量高、原材料成本低的兩步氫氰酸法合成亞氨基二乙酸鹽的環保清潔新工藝，是以氫氰酸為起始原料，經與甲醛溶液吸收合成羥基乙腈水溶液，羥基乙腈水溶液在有氨和碳酸水體系下反應合成，並在有氫氧化鈉存在下水解成鹽得到氨基乙酸鈉水溶液；在氨基乙酸鈉水溶液中再加入羥基乙腈水溶液加成並加入氫氧化鈉水解成鹽得亞氨基二乙酸鹽水溶液；以上溶液再經純化等處理，得亞氨基二乙酸鹽水溶液，可直接用於生產農藥草甘磷；水溶液可脫水乾燥得無水固體產品，同時也可以酸化得亞氨基二乙酸結晶。
文檔編號C07C227/00GK1743306SQ200410040559
公開日2006年3月8日 申請日期2004年8月30日 優先權日2004年8月30日
發明者餘永發 申請人:安徽省安慶曙光化工(集團)有限公司