CN103265443B

CN103265443B - 一种工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法

Info

Publication number: CN103265443B
Application number: CN201310221168.0A
Authority: CN
Inventors: 王飞; 陈薛强; 龙晓钦
Original assignee: Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Current assignee: Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2033-06-05
Also published as: CN103265443A

Abstract

本发明公开了一种工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，属于亚氨基二乙酸的合成技术领域，该方法包括碱水解、水解液精制、产品分离和硫酸钠分离等步骤；本发明先将亚氨基二乙腈碱水解，然后将水解液部分酸化后再用活性炭脱色，脱色精制后的水解液再完全酸化制得高纯度的亚氨基二乙酸；该方法通过先部分酸化水解液后再用活性炭脱色，使脱色效果更好，产品纯度高，并且生产过程中的洗涤水、母液等完全循环，使收率高、生产成本低、无三废产生；另外，副产纯度较高的硫酸钠及液氨可以出售。

Description

一种工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法

技术领域

本发明涉及亚氨基二乙酸的合成技术领域，具体涉及一种工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法。

背景技术

亚氨基二乙酸，CAS号142-73-4，缩写为IDA，是重要的化工中间体，广泛用于农药、医药、橡胶、重金属络合剂等，主要用作合成草甘膦（glyphosate）等农药的中间体，同时也用于络合剂、清洗剂、稳定剂和表面活性剂等方面。

草甘膦是一种非选择性高效光谱除草剂，具有杀草谱广、低毒和无残留等特点，已成为全球用量最大的农药品种。目前生产草甘膦的路线很多，已经实现工业化生产的主要有两条，即甘氨酸路线和IDA路线，后者已经成为目前最具竞争力的草甘膦生产路线。

IDA的工业生产路线有亚氨基二乙腈水解法和二乙醇胺脱氢法，由于国内二乙醇胺依靠进口，价格波动较大，因此由亚氨基二乙腈生产亚氨基二乙酸进而生产草甘膦已成为国内主流路线。

申请号为CN201110117136.7的专利申请公开了一种亚氨基二乙酸的制备工艺：将亚氨基二乙腈碱水解，经活性炭脱色，加入硫酸调节PH后离心分离得到亚氨基二乙酸；母液中加入碱性物质，然后加入一元醇离心得到无机盐，蒸馏回收有机溶剂并充分使用，分离溶剂后的母液返回套用。该专利在分离时额外添加碱，既增加了成本又增加了无机盐的量，另外大量加入了新的有机杂质（一元醇），大大增加了分离时能耗，且产生了新的有机废液。

申请号为CN200910100875.8的专利申请公布了一种生物催化制备亚氨基二乙酸的方法，利用产腈水解酶的菌株，经产酶培养得到腈水解酶，以腈水解酶作为生物催化剂生物催化亚氨基二乙腈制备亚氨基二乙酸。虽然该法可以在缓和的条件下得到亚氨基二乙酸产品，但其使用的原料浓度仅为0.5～6%，后期分离能耗极高，产能低，且放大困难，工业生产价值不高。

申请号为CN200810204322.2的专利申请公布了一种连续制备亚氨基二乙酸的方法，以亚氨基二乙腈为原料，经连续化水解、酸化制得亚氨基二乙酸。该方法生产的亚氨基二乙酸含量仅为95%左右，产品纯度低，且未涉及副产无机盐的处理及母液中的产品回收，收率较低，废液量大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，该方法生产的亚氨基二乙酸产品纯度高、收率高，生产成本低，母液全循环，基本无三废产生。

本发明的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，包括以下步骤：

1）碱水解：将亚氨基二乙腈加入氢氧化钠溶液中，水解反应；

2）水解液精制：向步骤1）所得的水解液中滴加硫酸，将水解液的PH值调至3.5～6.5，然后加入活性炭进行脱色，脱色完成后过滤除去活性炭，活性炭用热水洗涤，洗涤水并入滤液；

3）产品分离：向步骤2）所得的滤液中滴加硫酸，将滤液的PH值调至1.8～2.1，然后冷却结晶，结晶液过滤，滤饼用热水洗涤、烘干后得到亚氨基二乙酸产品，洗涤水并入滤液；

4）硫酸钠分离：将步骤3）所得的滤液进行浓缩，浓缩液过滤，滤饼用热水洗涤、烘干后得到无水硫酸钠，洗涤水并入滤液成为套用母液，套用母液返回套用至步骤2）。

本发明的反应方程式如下：

进一步，所述步骤1）中，水解反应时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，水解反应时逸出的氨气用水吸收成氨水并精制成液氨。

进一步，所述步骤1）中，亚氨基二乙腈和氢氧化钠的投料摩尔比为1:2～3，亚氨基二乙腈的纯度为90%～98%，氢氧化钠溶液的质量浓度为10%～40%，水解反应温度为20～100℃。

进一步，所述步骤1）中，亚氨基二乙腈和氢氧化钠的投料摩尔比为1:2～2.4，亚氨基二乙腈的纯度为95%～98%，氢氧化钠溶液的质量浓度为15%～30%，水解反应温度为60～90℃。

进一步，所述步骤2）中，硫酸的质量浓度为50%～99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.4～0.75倍，活性炭为工业级或糖用级，脱色和过滤在温度50～90℃条件下进行。

进一步，所述步骤2）中，硫酸的质量浓度为90%～99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.5～0.65倍，活性炭为糖用级，脱色和过滤在温度70～80℃条件下进行。

进一步，所述步骤3）中，硫酸的质量浓度为50%～99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.4～0.75倍，结晶、过滤和洗涤在温度30～50℃条件下进行，烘干在温度80～120℃条件下进行。

进一步，所述步骤3）中，硫酸的质量浓度为90%～99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.5～0.65倍，结晶、过滤和洗涤在温度35～45℃条件下进行，烘干在温度95～105℃条件下进行。

进一步，所述步骤4）中，将步骤3）所得的滤液浓缩至含固量为25%～35%，浓缩时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，浓缩、过滤和洗涤在温度60～90℃条件下进行，烘干在温度100～150℃条件下进行。

进一步，所述步骤4）中，浓缩、过滤和洗涤在温度80～85℃条件下进行，烘干在温度120～130℃条件下进行。

本发明的有益效果在于：本发明先将亚氨基二乙腈碱水解，然后将水解液部分酸化后再用活性炭脱色，脱色精制后的水解液再完全酸化制得高纯度的亚氨基二乙酸；该方法通过先部分酸化水解液后再用活性炭脱色，使脱色效果更好，产品纯度高，并且生产过程中的洗涤水、母液等完全循环，使收率高、生产成本低、无三废产生；另外，副产纯度较高的硫酸钠及液氨可以出售。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

1）碱水解：向反应釜中加入185g浓度为47.7%的液碱，加入去离子水配成质量浓度为25%的氢氧化钠溶液，加入100g纯度为95%的亚氨基二乙腈，在40℃反应0.5h，然后以20℃/h的速度升温到100℃，当蒸水量达到120g时水解完成；水解反应时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，水解反应时逸出的氨气用水吸收成氨水并精制成液氨；

2）水解液精制：向步骤1）所得的水解液中滴加质量浓度为98%的浓硫酸55g，将水解液的PH值调至6.0，温度控制90℃左右，再加入活性炭1g进行脱色，在90℃保温1h，趁热抽滤，活性炭用少量热水洗涤后去处理，洗涤水并入滤液；

3）产品分离：向步骤2）所得的滤液中滴加质量浓度为98%的浓硫酸55g，将滤液的PH值调至2.0，滴加完毕后降温至50℃，保温结晶2h；结晶液抽滤，滤饼用50℃热水透洗、在95℃下烘干后即得亚氨基二乙酸产品，洗涤水并入滤液；连续进行35批实验，获得的亚氨基二乙酸产品纯度为99.09%，平均收率为94.27%；

4）硫酸钠分离：将步骤3）所得的滤液在温度80℃下浓缩至含固量35%，浓缩时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液；浓缩液抽滤，滤饼用80℃热水洗涤、在120℃下烘干后得到无水硫酸钠，洗涤水并入滤液成为套用母液，套用母液返回套用至步骤2）。

实施例2

1）碱水解：向反应釜中加入270g浓度为32.56%的液碱，加入去离子水配成质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，加入100g纯度为95%的亚氨基二乙腈，在60℃反应0.5h，然后以10℃/h的速度升温到100℃，当蒸水量达到100g时水解完成；水解反应时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，水解反应时逸出的氨气用水吸收成氨水并精制成液氨；

2）水解液精制：向步骤1）所得的水解液中滴加质量浓度为90%的浓硫酸68g，将水解液的PH值调至4.0，温度控制70℃左右，再加入活性炭1g进行脱色，在70℃保温1h，趁热抽滤，活性炭用少量热水洗涤后去处理，洗涤水并入滤液；

3）产品分离：向步骤2）所得的滤液中滴加质量浓度为90%的浓硫酸57g，将滤液的PH值调至2.0，滴加完毕后降温至30℃，保温结晶2h；结晶液抽滤，滤饼用30℃热水透洗、在105℃下烘干后即得亚氨基二乙酸产品，洗涤水并入滤液；连续进行27批实验，获得的亚氨基二乙酸产品纯度为98.61%，平均收率为93.70%；

4）硫酸钠分离：将步骤3）所得的滤液在温度90℃下浓缩至含固量35%，浓缩时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液；浓缩液抽滤，滤饼用90℃热水洗涤、在120℃下烘干后得到无水硫酸钠，洗涤水并入滤液成为套用母液，套用母液返回套用至步骤2）。

实施例3

1）碱水解：向反应釜中加入185g浓度为47.7%的液碱，加入去离子水配成质量浓度为40%的氢氧化钠溶液，加入100g纯度为95%的亚氨基二乙腈，在20℃反应0.5h，然后以40℃/h的速度升温到100℃，当蒸水量达到80g时水解完成；水解反应时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，水解反应时逸出的氨气用水吸收成氨水并精制成液氨；

2）水解液精制：向步骤1）所得的水解液中滴加质量浓度为60%的浓硫酸100g，将水解液的PH值调至4.0，温度控制60℃左右，再加入活性炭1g进行脱色，在60℃保温1h，趁热抽滤，活性炭用少量热水洗涤后去处理，洗涤水并入滤液；

3）产品分离：向步骤2）所得的滤液中滴加质量浓度为60%的浓硫酸82g，将滤液的PH值调至2.0，滴加完毕后降温至50℃，保温结晶2h；结晶液抽滤，滤饼用50℃热水透洗、在100℃下烘干后即得亚氨基二乙酸产品，洗涤水并入滤液；连续进行33批实验，获得的亚氨基二乙酸产品纯度为98.83%，平均收率为95.11%；

4）硫酸钠分离：将步骤3）所得的滤液在温度60℃下浓缩至含固量25%，浓缩时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液；浓缩液抽滤，滤饼用60℃热水洗涤、在130℃下烘干后得到无水硫酸钠，洗涤水并入滤液成为套用母液，套用母液返回套用至步骤2）。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）碱水解：将亚氨基二乙腈加入氢氧化钠溶液中，水解反应，其中亚氨基二乙腈和氢氧化钠的投料摩尔比为1:2~3，亚氨基二乙腈的纯度为90%~98%，氢氧化钠溶液的质量浓度为10%~40%，水解反应温度为20~100℃；

2）水解液精制：向步骤1）所得的水解液中滴加质量浓度为50%~99%的硫酸，将水解液的pH值调至3.5~6.5，然后加入活性炭进行脱色，脱色完成后过滤除去活性炭，活性炭用热水洗涤，洗涤水并入滤液；所述硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.4~0.75倍，活性炭为工业级或糖用级，所述脱色和过滤在温度50~90℃条件下进行；

3）产品分离：向步骤2）所得的滤液中滴加硫酸，将滤液的pH值调至1.8~2.1，然后冷却结晶，结晶液过滤，滤饼用热水洗涤、烘干后得到亚氨基二乙酸产品，洗涤水并入滤液；

2.根据权利要求1所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤1）中，水解反应时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，水解反应时逸出的氨气用水吸收成氨水并精制成液氨。

3.根据权利要求1所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤1）中，亚氨基二乙腈和氢氧化钠的投料摩尔比为1:2~2.4，亚氨基二乙腈的纯度为95%~98%，氢氧化钠溶液的质量浓度为15%~30%，水解反应温度为60~90℃。

4.根据权利要求1所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤2）中，硫酸的质量浓度为90%~99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.5~0.65倍，活性炭为糖用级，脱色和过滤在温度70~80℃条件下进行。

5.根据权利要求1所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤3）中，硫酸的质量浓度为50%~99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.4~0.75倍，结晶、过滤和洗涤在温度30~50℃条件下进行，烘干在温度80~120℃条件下进行。

6.根据权利要求5所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤3）中，硫酸的质量浓度为90%~99%，硫酸的摩尔量为亚氨基二乙腈摩尔量的0.5~0.65倍，结晶、过滤和洗涤在温度35~45℃条件下进行，烘干在温度95~105℃条件下进行。

7.根据权利要求1所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤4）中，将步骤3）所得的滤液浓缩至含固量为25%~35%，浓缩时的蒸汽凝水用于配制氢氧化钠溶液，浓缩、过滤和洗涤在温度60~90℃条件下进行，烘干在温度100~150℃条件下进行。

8.根据权利要求7所述的工业生产高纯度亚氨基二乙酸的方法，其特征在于：所述步骤4）中，浓缩、过滤和洗涤在温度80~85℃条件下进行，烘干在温度120~130℃条件下进行。