[发明专利]一种亚氨基二乙酸的清洁生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种以亚氨基二乙腈为原料制备亚氨基二乙酸的清洁生产 工艺。

背景技术

亚氨基二乙酸，CAS号142-73-4，别名亚氨二醋酸，N-(羧甲基)甘 氨酸，氨二乙酸，简称IDA，白色单斜结晶，微溶于热水，几乎不溶于丙酮、 甲醇、四氯化碳、庚烷、醚和苯。熔点：243℃，加热至247.5℃时分解， 与酸和碱生成盐，还和多种金属形成鳌合物。LD50(半数致死量)为 250mg/kg，有刺激性。亚氨基二乙酸主要用作合成草甘膦等农药的中间体， 同时也可用于做离子交换树脂的原料及橡胶、电镀、食品添加剂等方面。

近年来油价高涨使得以生物能源为代表的替代能源兴起，需求量突飞 猛进，2007年12月13日，美国新能源法案的通过，标志着美国乃至全球 对于生物能源的强劲需求更加明确。草甘膦作为一种具有良好的内吸传导 性，对多种深根恶性杂草的防治非常有效的农药产品，市场需求量不断增 加，至2006年底，目前全球产能50万吨，预计2010年全球草甘膦需求量 为100万吨。因此，作为草甘膦合成的中间体，开发出清洁高效的亚氨基 二乙酸生产技术具有极大的经济效益。

目前全球亚氨基二乙酸的合成可分为以下几条路线：

1、氯乙酸法  氯乙酸与氨水或氢氧化钠反应生产氯乙酸盐，再与水合 肼反应生成肼抱二乙酸，然后在亚硝酸钠作用下再以盐酸酸化，生成亚氨 基二乙酸盐酸盐，静止结晶，抽滤、酸洗、将其溶于热水中，加入氢氧化 钠溶液进行中和，即生成亚氨基二乙酸，再经结晶、分离、干燥得产品。 该法收率低，废水量大，步骤繁琐，原材料成本高。

2、二乙醇胺法  二乙醇胺法是国外90年代开发的新技术，该法以二 乙醇胺为主要原料，在Cu-Ni合金催化剂和氢氧化钠的存在下，通过高温 (170℃)、高压(0.8Mp)的条件下，生成亚氨基二乙酸钠，以盐酸酸化 调pH值，再经结晶、分离、干燥记得亚氨基二乙酸产品。此法对设备、 催化剂要求高，原料二乙醇胺受原油价格影响很大，同时存在催化剂易失 活，三废需有效处理等经济、技术、环境问题，该工艺已逐步被取代。

3、氢氰酸法  该法是国内外普遍看好的方法，美国专利US5187301 报道了用羟基乙腈制备亚氨基二乙腈，中国专利CN1609112报道了用亚氨 基二乙酸二钠盐合成双甘膦。亚氨基二乙腈用氢氧化钠碱解，酸化，结晶， 分离，可制备亚氨基二乙酸。这一工艺方法目前已被各厂家广泛采用，但 该方法生产的二酸的收率只有80％左右，母液中含有大量的氯化钠和相当 量的亚氨基二乙酸及副产物，产生的母液废水还没有理想的处理方法。现 有工艺存在生产成本高、废水量大、含盐量及氨氮值高难以生化处理、反 应时间长、产品损失大，难以符合清洁生产的要求。对于这类高盐废水目 前普遍采用的处理方法是浓缩为固体废物，耗能大，不符合节能降耗和清 洁生产的要求。因此从反应物料中能直接分离出亚氨基二乙酸再进行双甘 膦缩合的企业不多。作为一种替代方案，目前主要采用在碱解脱氨后的亚 氨基二乙酸钠溶液中直接加入三氯化磷水解酸化后再加入甲醛，进行加热 缩合生成溶解度很小的双甘膦生产工艺路线，虽然二酸的回收利用率有所 提高，但由于添加了过量的三氯化磷和甲醛、盐酸等原料，分离的双甘膦 夹带大量的盐需要反复水洗、母液和水洗液中含有大量的盐、盐酸、甲醛、 亚磷酸、二酸、双甘膦等，更处理。如浓缩除盐还需要大量耗碱，投资大、 能耗高，产生的废盐因组成复杂，很难利用。另外三氯化磷和二酸的反应 剧烈，导致反应釜损毁严重，更换频繁。