DE2220265C3 - Verfahren zur Abtrennung von Alkalinitrilotriacetaten durch Kristallisation - Google Patents

Description

Beispiel 1

Die Synthese von Natriumnitrilotriacetat durch Umsetzung von Monochloressigsäure mit Ammoniak unter Zugabe von Natriumhydroxid ergab eine Lösung mit einem Gehalt an 17,5 g Na-NTA und 14,4 g Natriumchlorid je 100 g Lösung.

Bei Raumtemperatur wurde die Ausfällung des Na-NTA durchgeführt, indem Methanol zugegeben wurde und die Lösung in einem Kristallisator behandelt wurde. Der Durchfluß der Flüssigkeiten wurde in der Weise eingestellt, daß die Verweilzeit, definiert als die Angabe des Volumens der Suspension in dem Kristallisator, entsprechend der Gesamtbeschickung, gleich 15 Minuten war. Auf diese Weise wurde eine Zuführung der rohen Syntheselösung von 1,0 l/h und eine Zuführung von Methanol von 10,3 l/h ausgewählt, was einem Volumenverhältnis Methanol zu Rohlösung von 10,3 oder einem Gewichtsverhältnis von 6,5 entspricht. Die Dauer des Versuchs betrug vier Stunden 20 Minuten, was einer Behandlung von 4,3 1 einer Rohlösung entsprach, die insgesamt 953 g (entsprechend dem wasserfreien Natriumsalz) Natriumnitrilotriacetat und 785 g Natriumchlorid enthielt. Der durch Filtration am Ende des Versuchs gewonnene Niederschlag wog nach dem Waschen mit Aceton und nach dem Trocknen 990 g. Er bestand aus 99% Kristallen mit einer Größe von weniger als 200 μ. Kernmagnetische Resonanzuntersiächungen, polarographische Untersuchungen und chemische Analysen zeigten, daß der Niederschlag 97,1 °/o (entsprechend dem 1 Mol Kristallwasser enthaltenden Natriumsalz) Na-NTA und 1,26°/» Natriumchlorid enthielt. Der Rest auf 100 bestand aus restlichem Wasser und Spuren von Natriumsalzen des Glycins, der Glykolsäure und der Iminodiessigsäure. Die Kristallisationsausbeute betrug 94%.

Das Methanol wurde durch kontinuierliche Destillation des binären Wasser-Methanol-Gemisches auf einer Oldershaw-Kolonne mit 10 wirklichen Böden wiedergewonnen.

Ein Vergleichsversuch zeigte, daß bei der Abtrennung der gleichen Menge Na-NTA nach dem mit Salzsäure und Natriumhydroxid durchgeführten Verfahren außer der Verwendung einer Eindampfungsvorrichtung ein Verbrauch von 860 g 38%iger Salzsäure und von 330 g Natriumhydroxid erforderlich war.

Beispiel 2

Der Kristallisator wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 l/h mit der gleichen Rohlösung wie im Beispiel 1 sowie mit 4,75 l/h Methanol beschickt Dies entspricht einem Gewichtsverhältnis von Methanol zu Rohlösung von 3. Insgesamt wurden 3 1 der rohen

ίο Lösung behandelt, was 665 g Na-NTAc entspricht Der am Schluß gewonnene Niederschlag wog nach dem Waschen mit Aceton und nach dem Trocknen 686 g. Die Analyse zeigte, daß er 96% kristallisiertes Na-NTA und 2,1% Natriumchlorid enthielt. Die Kristallisationausbeute beträgt somit 93%.

Beispiel 3

Der Kristallisator wurde mit der gleichen Rohlösung wie im Beispiel 1 mit einer Geschwindigkeit

so von 1 l/h und mit 15,8 I/h Methanol beschickt. Dies entspricht einem Gewichtsverhältnis von Methanol zu Rohlösung von 10. Es wurden 4 I der Rohlösung behandelt, was 884 g Natriumnitrilotriacetat entspricht. Der gewonnene Niederschlag wog nach dem

Waschen mit Aceton und nach dem Trocknen 896 g. Er enthielt 98% Na-NTA und 1,15% Natriumchlorid. Die Kristallisationsausbeute beträgt 93 %.

Beispiel 4

Eine Synthese von Kaliumnitrilotriacetat unter Verwendung von Monochloressigsäure, Ammoniak und Kaliumhydroxid ergab eine Lösung, die 17,1 g Kaliumnitrilotriacetat und 14,7 g Kaliumchlorid je 100 g Lösung enthielt.

Ein Kristallisator wurde kontinuierlich mit 1 l/h der oben beschriebenen Lösung und 10 l/h Methanol beschickt, was einem Gewichtsverhältnis von Methanol zu Rohlösung von 6,5 entspricht. Insgesamt \λιγ-den 3 1 der Rohlösung behandelt was 630 g Kaliumnitrilotriacetat entspricht. Der am Schluß gewonnene Niederschlag wog nach dem Waschen mit Aceton und nach dem Trocknen 653 g. Die Analyse zeigte, daß er 97% kristallisiertes Kaliumnitrilotriacetat und 1,3% Kaliumchlorid enthielt. Der Rest auf 100 bestand aus Wasser und Spuren von Kaliumsalzen des Glycins, der Glykolsäure und der Iminodiessigsäure. Die Kristallisationsausbeute betrug 93%.

Claims (2)

ill triacetat selektiv durch Zugabe von Methanol in Patentansprüche: einer Menge, die der 2- bis lOfachen Gewichtsmenge der zu behandelnden Lösung entspricht, zu der

1. Verfahren zur Abtrennung von Alkali- Lösung ausfällt.

nitrilotriacetaten, die sica in wäßriger Lösung zu- 5 Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann sammen mit Alkalichloriden befinden, aus dem auf wäßrige Alkalinitrilotriacetatlösungen ange-Reaktionsgemisch der Synthese von Alkalinitril- wendet werden, wie sie bei der Synthese dieser Verotriacetaten, durch Kristallisation, dadurch bindungen erhalten werden, die gleichzeitig Alkahgekennzeichnet, daß man Jas Nitrilotri- chloride enthalten. Ein Beispiel hierfür ist das Reakacetat selektiv durch Zugabe von Methanol in 10 tionsgemisch, das bei der Synthese aus den Auseiner Menge, die der 2- bis lOfachen Gewicht?- gangsverbindungen Monochloressigsäure, Ammoniak menge der zu behandelnden Lösung entspricht, und Alkalihydrxid anfällt. Das Verfahren der vorzu der Lösung ausfällt. liegenden Erfindung ist besonders gut für die Ab-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- trennung des Natriumsalzes der Nitrilotriessigsäure kennzeichnet, daß man als Lösung das Reak- 15 (nachstehend als Na-NTA abgekürzt) geeignet. In tionsgemisch der Synthese von Natriumnitrilotri- diesem Falle enthalt das Reaktionsgemisch im allacetat verwendet, das 15 bis 30 Gew.-Vo Natrium- gemeinen 15 bis 20 Gew.-«/o Na-NTA, 10 bis nitrilotriacetat und 10 bis 2OGew.-°/o Natrium- 20 Gew.-«/o Natriumchlorid und gegebenenfalls einige chlorid enthält. Nebenprodukte, die sich bei dieser Reaktion bilden,

ao wie Salze des Glycins oder der Glykolsäure.

Die verwendete Gewichtsmenge von Methanol

kann in weiten Grenzen variieren. Entsprechende

Untersuchungen haben gezeigt, daß optimale Ausbeutewerte des Alkalinitrilotriacetats und eine opti-35 male Reinheit der angestrebten Verbindung bei

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtren- Methanolmengen erhalten werden, die der 2- bis nung von Alkalinitrilotriacetaten aus einer Alkali- lOfachen Gewichtsmenge der zu behandelnden chloride enthaltenden wäßrigen Lösung, wie sie bei Lösung entsprechen. Das Methanol kann nach Reider Synthese von Alkalinitrilotriacetaten erhalten nigung durch Destillation zurückgeführt werden. Die wird. 30 Anwesenheit von Alkalichloriden in dem Gemisch

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkali- Wasser—Methanol verändert das Gewichtsdiagramm nitrilotriacetaten bekannt, bei welchem man Mono- dieses Systems nur schwach.

chloressigsäure mit Ammoniak und einem Alkali- Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskon-

hydroxid in wäßriger Phase umsetzt. Bei diesem Ver- tinuierlich geführt werden. Die geeignete Kristallifahren ist die Isolierung der angestrebten Verbin- 35 sierung kann wirksam durchgeführt werden, wenn dung schwierig, da diese in wäßriger Lösung zu- man diskontinuierlich in einem üblichen Behaltet sammen mit einem Alkalichlorid vorliegt (DL-PS oder wenn man kontinuierlich in einem industriellen 67 436). Kristallisator arbeitet. In beiden Fällen ist es üblich,

Dieses Problem ist bislang nur auf umständliche eine heftige Rührung bzw. Durchbewegung aufrecht- und komplexe Weise gelöst worden. Man hat näm- 40 zuerhalten, um eine homogene Kristallsuspension zu lieh bislang die Nitrilotriessigsäure durch Zugabe von erhalten.

Salzsäure zu dem Reaktionsgemisch ausgefällt, den Die Temperatur und die Berührungszeit der zu

erhaltenen Niederschlag abgetrennt und bis zur behandelnden Lösung mit dem Methanol sind keine Wiederauflösung mit einer Lösung eines Alkali- kritischen Größen. Man kann beispielsweise bei hydroxids gewaschen. Auf diese Weise wurde wie- 45 Raumtemperatur und bei Berührungszeiten zwischen derum das Alkalisalz der Nitrilotriessigsäure erhal- 5 und 30 Minuten arbeiten.

ten, das sodann durch ein Eindampfungsverfahren, Der Niederschlag kann nach bekannten Methoden

insbesondere durch ein Sprühverfahren, kristallisiert abgetrennt werden, beispielsweise durch Filtration, worden ist. Dieses Verfahren bringt ersichtlicherweise Zentrifugieren, Absaugen und dergleichen,
eine Anzahl von Nachteilen mit sich. , 50 Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist be-

Dabei sind insgesamt vier aufeinanderfolgende sonders wirksam und wirtschaftlich, da ungefähr Verfahrensstufen notwendig, nämlich die Zugabe von 95°/o des vorhandenen Alkalinitrilotriacetats aus del Salzsäure, die Filtration, die Zugabe von Alkali- Lösung gewonnen werden können, da die erhaltenen hydroxyd und die Eindampfung. Weiterhin sind hier- Kristalle nur ungefähr 1 %> Alkalichlorid enthalten durch auf Grund des Verbrauchs der ausgefällten 55 und da durch Destillation 95 bis 99 °/o des Methanols Reagentien die Herstellungskosten erhöht. zurückgeführt werden können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Es ist als überraschend anzusehen, daß das Alkali-

bei diesem Verfahren eine selektive Abtrennung der nitrilotriacetat bei den Bedingungen gemäß der vor-Trialkalisalze der Nitrilotriessigsäure zu ermöglichen liegenden Erfindung zur Ausfällung kommt, da man und dabei die Anzahl der Verfahrensstufen zu ver- 60 auf Grund der Tatsache, daß die Alkalichloride mindern und die Verluste an Reagentien zu unter- weniger stark wasserlöslich sind als die Salze der drücken. Nitrilotriessigsäure, eher eine bevorzugte Ausfällung

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren der weniger löslichen Verbindungen nach der Zugabe zur Abtrennung von Alkalinitrilotriacetaten, die sich des dritten Stoffes erwarten würde. Diese Erscheiin wäßriger Lösung zusammen mit Alkalichloriden 65 nung ist insbesondere im Falle der Natriumsalze ausbefinden, aus dem Reaktionsgemisch der Synthese geprägt, da das Natriumchlorid unter den Alkalivon Alkalinitrilotriacetaten, durch Kristallisation, das Chloriden die geringste Wasserlöslichkeit hat.
dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Nitrilo- Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.