CN105154911A - 双极膜法生产edta工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双极膜法生产EDTA工艺，它对EDTA-Na溶液用双极膜系统进行处理，经过双极膜系统处理后的产水即为EDTA溶液及NaOH溶液，在此过程中加入或不加入纯水。本发明不但解决了环保问题，而且能减少碱和硫酸消耗，实现清洁生产，减少溶液排放，降低运行成本。

Description

双极膜法生产EDTA工艺

技术领域

本发明涉及一种双极膜法生产EDTA的技术。

背景技术

EDTA学名为乙二胺四乙酸，为钙离子络合剂，洗涤剂，血液抗凝剂。生化研究中用作钙螯合剂，消除微量重金属导致的酶催化反应中的抑制作用。

EDTA是化学中一种良好的配合剂，它有六个配位原子，形成的配合物叫做螯合物，EDTA在配位滴定中经常用到，一般是测定金属离子的含量，在生物应用中，用于排除大部分过度金属元素离子（如铁（III），镍（II），锰（II））的干扰。在蛋白质工程及试验中可在不影响蛋白质功能的情况下去除干扰离子。

EDTA用途很广，可用作彩色感光材料冲洗加工的漂白定影液，染色助剂，纤维处理助剂，化妆品添加剂，血液抗凝剂，洗涤剂，稳定剂，合成橡胶聚合引发剂，EDTA是螯合剂的代表性物质。能和碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的水溶性络合物。除钠盐外，还有铵盐及铁、镁、钙、铜、锰、锌、钴、铝等各种盐。主要用途：乙二胺四乙酸主要用作络合剂，广泛用于水处理剂、洗涤用添加剂、照明化学品、造纸化学品、油田化学品、锅炉清洗剂及分析试剂。

1、高分子化学工业：用作丁苯胶乳聚合活化剂、腈纶生产装置的聚合反应终止剂；

2、日用化学工业：用作多种洗涤剂、护肤品、烫发护发剂的添加剂；

3、造纸业：用作纤维蒸煮时的处理剂、提高纸张白度，减少蒸锅中的结垢；

4、医药工业：与甲酰胺环合可制得乙亚胺，是一种主要用于治疗银屑病的药物，还作为某些疫苗的稳定剂及血液抗凝剂；

5、纺织印染业：提高染料上色率和印染纺织品的色调和白度；

6、在食品行业：可在罐头加工等食品行业中作螯合剂，驱除金属离子的干扰。

7、在分子生物学实验中：是二价金属螯合剂，抑制核酸酶；降低细胞膜的稳定性。

此外，EDTA也可用来使有害放射性金属从人体中迅速排泄起到解毒作用。

在EDTA工业生产过程中由乙二胺与氯乙酸钠反应后，经酸化制得，也可由乙二胺与甲醛、氰化钠反应得到四钠盐，然后用硫酸酸化得到，生产工艺过程比较长，对环境存在一定污染，运行成本较高，不经济。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双极膜法生产EDTA工艺，能够对EDTA的生产进行革命性的创新。为此，本发明采用以下技术方案：

采用双极膜法生产EDTA工艺，其特征在于它对EDTA-Na溶液进行步骤（1）的处理：用超滤系统对EDTA-Na溶液进行处理，主要去除悬浮物；预处理系统产水进入步骤（2）的处理，浓水则进入污水处理系统。

（2）、用双极膜系统进行处理，经过双极膜系统处理后的产水即为EDTA溶液及NaOH溶液，在此过程中加入或不加入纯水。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

EDTA-Na溶液中成分包括EDTA二钠盐、EDTA三钠盐、EDTA四钠盐中的任何一种或混合液，EDTA-Na的原始浓度也即EDTA钠盐的总浓度区间为2-50%。

在步骤（2）中，EDTA溶液产水的pH值<4，转化率在90%以上；NaOH溶液产水的浓度为1-2.5N。

在步骤（2）中，双极膜系统采用部分循环部分出水方式运行，不停用双极膜循环系统循环处理，不停产生合格的EDTA溶液，副产物NaOH溶液。

双极膜采用的膜组件为板式膜组器，膜材料选择范围包括PVC、PEEK、PET、PES、PVDF。

由于采用上述技术方案，本发明工艺具有以下技术效果：

（1）本发明采用双极膜电渗析把EDTA的钠盐直接转化为EDTA作为产品，NaOH作为副产品返回生产工艺回用，不但环保问题解决了，而且能减少碱和硫酸消耗，实现清洁生产，减少溶液排放，降低运行成本。

反应方程式：EDTA-Na₂+2H₂O--------EDTA+2NaOH

（2）开发适合将溶液进行预处理，处理至达到进入双极膜系统的要求，主要为去除悬浮物，保证双极膜系统不损伤；

（3）对EDTA的生产进行了革命性的创新，摒弃化学法生产EDTA存在的收率低、能耗高、过程危险等劣势，只需简单采用双极膜法即一步到位生产EDTA，具有能耗低、收率高的特征，且没有二次污染；

（4）在EDTA生产过程中，还伴有副产物NaOH的产生，NaOH浓度为1-2.5N，可作为化学品原料使用，减少碱的采购量，降低了生产成本；为企业创造效益，降低生产运行成本，提高企业的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明双极膜法生产EDTA技术的流程图。

具体实施方式

EDTA-Na₂来源于生产过程中中间体，溶液较纯，杂质较少。

参照附图，对进入本发明工艺的EDTA-Na溶液先进行步骤（1）的处理：用超滤系统对EDTA-Na溶液进行处理，主要去除悬浮物；经过预处理后，得到净化后的EDTA-Na溶液参数如下：SS<1mg/L，EDTA-Na浓度为2-50%（质量百分比），预处理系统产水进入步骤（2）的处理，浓水则进入厂区污水处理系统，浓水量不高于5%。

（2）、用双极膜系统进行处理，经过双极膜系统处理后得到2股溶液，EDTA溶液（pH<4）、1-2.5N的NaOH溶液，EDTA溶液作为产品，NaOH溶液则可作为副产物处理或者送至厂区使用点使用，剩余稀溶液返回至生产工艺流程。

在步骤（2）中，双极膜系统采用部分循环部分出水方式运行，双极膜系统采用二室或者三室形式，不停用双极膜系统循环处理，不停产生合格的EDTA溶液和副产物NaOH溶液，EDTA溶液的pH值<4，转化率在90%以上，NaOH溶液产水的浓度为1-2.5N，过程中没有废液产生。

双极膜采用的膜组件为板式膜组器，膜材料选择范围包括PVC、PEEK、PET、PES、PVDF。

以下对上述的处理系统做进一步的描述：

1、超滤（UF）系统

本发明工艺中前处理溶液采用了超滤（UF）工艺，该超滤（UF）系统的运行方式采用错流过滤方式，浓水进行回流，并辅以频繁气、水反洗技术，以保证膜系统稳定的产水量，并提高系统的水利用率，也使系统运行更稳定。

超滤系统包括预过滤装置、超滤装置、反洗氧化剂加药装置和反洗泵等设备。超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程度高等特点。本系统采用材质为高分子材料的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，故耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力，保证纳滤（NF）系统和双极膜系统的正常运行。

超滤装置设计采用模块化设计，运行采用错流过滤、水反洗的全自动连续运行方式。超滤装置设置在线化学清洗系统。

2、双极膜系统

双极膜是一种新型离子交换复合膜，它与其它阴、阳离子交换膜组合而成的电渗析系统不同，在直流电场的作用下，双极膜水解离生成H⁺，OH^-，能将盐转化为相应的酸和碱，能够在不引入新组份的情况下将水溶液中的盐转化和分离成相应的酸和碱。比如，将氯化钠（Na⁺Cl^-）溶液从阴阳膜组成的中间室通过，在直流电场力作用下，阳离子(Na⁺)通过阳膜到阳膜和双极膜阴面构成的邻室中去，与来自双极性膜中间层水分裂的(OH^-)离子一起生成碱Na⁺OH^-，而阴离子Cl^-通过阴膜到阴膜和双极膜阳面构成的邻室中去，与来自双极性膜中间层水分裂成的(H⁺)离子一起生成酸(H⁺Cl^-)。这样，就达到了从钠盐溶液制备酸和碱的目的。

利用双极膜进行水解离制备酸和碱比直接电解水要经济得多，这种方法为某些物质资源的再生和回收、降低物质和能源消耗、减少废物排放、消除环境污染及某些酸和碱的分离和制备提供了新的途径。本发明就是利用双极膜这一特性，进行双极膜水解离制备酸和碱。

Claims (5)

1.采用双极膜法生产EDTA工艺，其特征在于它对EDTA-Na溶液进行步骤（1）的处理：用超滤系统对EDTA-Na溶液进行处理，主要去除悬浮物；预处理系统产水进入步骤（2）的处理，浓水则进入污水处理系统；

（2）、用双极膜系统进行处理，经过双极膜系统处理后的产水即为EDTA溶液及NaOH溶液，在此过程中加入或不加入纯水。

2.如权利要求1所述的双极膜法生产EDTA工艺，其特征在于EDTA-Na溶液中成分包括EDTA二钠盐、EDTA三钠盐、EDTA四钠盐中的任何一种或混合液，原始浓度区间为2-50%。

3.如权利要求1或2所述的双极膜法生产EDTA工艺，其特征在于在步骤（2）中，EDTA溶液产水的pH值<4，转化率在90%以上；NaOH溶液产水的浓度为1-2.5N。

4.如权利要求1所述的双极膜法生产EDTA工艺，其特征在于在步骤（2）中，双极膜系统采用部分循环部分出水方式运行，不停用双极膜循环系统循环处理，不停产生合格的EDTA溶液，副产物NaOH溶液。

5.如权利要求1所述的双极膜法生产EDTA工艺，其特征在于双极膜采用的膜组件为板式膜组器，膜材料选择范围包括PVC、PEEK、PET、PES、PVDF。