[发明专利]一种甲基甘氨酸二乙酸三钠盐的制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种常用配合剂，尤其是甲基甘氨酸二乙酸，具体涉及一种甲基甘氨酸二乙酸三钠盐的制备方法。

背景技术

与常用配合剂，如氨基多磷酸盐、多羧酸盐或氨基多羧酸盐（例如乙二胺四乙酸，EDTA）相比，甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）具有无毒且易于生物降解的优点，可用于生产清洁剂、抛光剂以及硬化基质的粘合剂。其合成方法和用途分别在US5817864、US5849950、CN101171226A和CN100580072C、CN1977036B、CN101029208A中有描述。其中，甲基甘氨酸二乙酸三钠盐（MGDA·3Na）在生产上应用较多。

现有技术中，甲基甘氨酸二乙酸三钠盐的常用合成方法可分为两大类：一是由丙氨腈或丙氨酸与氰化物和甲醛进行Strecker反应，再经水解获得产物；其中，丙氨腈或丙氨酸可由氢氰酸、氨水和乙醛反应制得。二是由亚氨基二乙腈或亚氨基二乙酸与氰化物和乙醛进行Strecker反应，再经水解获得产物；其中，亚氨基二乙腈或亚氨基二乙酸可由氢氰酸、氨水和甲醛制得。这两大类反应既可在碱性介质中进行，也可在酸性介质中进行。

根据US5817864的记载，丙氨酸、甲醛（30%，质量分数，下同）和氰化钠（33%）在碱性介质（pH值约为10~12，通常为氢氧化钠溶液）中反应可获得MGDA·3Na。然而，该法副产物含量较多，MGDA·3Na的选择性较低，而且不容易分离提纯；此外，对原料纯度要求较高，生产成本也较高。

在US5849950中，分别以丙氨酸、丙氨腈、亚氨基二乙腈和亚氨基二乙酸为原料，在酸性介质（pH约为1.5~2，通常为硫酸溶液）中与甲醛（或乙醛）和精制氢氰酸反应制备MGDA·3Na。与上述在碱性介质中进行的反应相比，该法可获得较高纯度的MGDA·3Na，但对原料纯度要求较高，尤其是原料氢氰酸，要求其中氢氰酸质量含量≥99%。

而CN101171226A则公开了一种由甲基甘氨酸二乙腈进行分阶段水解来制备MGDA·3Na的方法，在每个阶段中，水解温度逐渐提高。虽然该法在一定程度上降低了有毒副产物次氮基三乙酸盐（NTA）的含量，但在制备甲基甘氨酸二乙腈时，仍需要以精制氢氰酸为原料。

可见，上述制备MGDA·3Na的方法均需采用高纯度氢氰酸或金属氰化物溶液为原料，需另配置高纯度的反应原料精制设备，生产成本高，能量消耗大，且精制过程会产生废水，环境污染重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲基甘氨酸二乙酸三钠盐的制备方法，该制备方法更加经济、节能环保。

本发明的目的是这样实现的：

一种甲基甘氨酸二乙酸三钠盐的制备方法，其特征在于：它依次包括以下步骤，其中所述的份数均为质量份数：

(1)、将450~1500份质量百分浓度为20~40%的甲醛溶液和1000~5000份粗氢氰酸气体，在0~40℃、pH为6~8条件下反应制备得到羟基乙腈溶液；

(2)、将上述羟基乙腈溶液预热到40~80℃，后迅速与40~200份预热至40~80℃的氨气混合，并在1~8分钟内快速通过温度控制在50~120℃的管式反应器，制得亚氨基二乙腈溶液； 

(3)、在0~40℃、pH为1.0~3.0的条件下，向上述亚氨基二乙腈溶液中通入500~2500份粗氢氰酸气体，同时滴加100~300份乙醛，后于0~40℃下保温1~4h，过滤得到甲基甘氨腈二乙腈晶体；

(4)、在0~40℃下，将甲基甘氨腈二乙腈晶体与1500~3000份质量百分浓度为20%的氢氧化钠溶液混合，搅拌反应1~4h，后在加热冷凝回流的情况下，通入氮气将未反应的氨及水解产生的氨吹出，水解反应1~8h后，制得MGDA·3Na的稀溶液；

(5)、将所得MGDA·3Na的稀溶液减压蒸馏，干燥，即可得800~1500份固体产品MGDA·3Na；

所述粗氢氰酸气体，为含氢氰酸质量百分浓度为5~15%的气体混合物，其可直接使用来自氢氰酸合成塔的氢氰酸合成气或其他来源的混合气体，含氢氰酸的质量百分浓度为5~15%均可，至于具体采用何种来源的粗氢氰酸，完全根据实际生产中所能获得的最经济途径来决定。