亞氨基二乙酸的生產(chǎn)技術(shù)

亞氨基二乙酸的生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用亞氨基二乙酸(IDA)又名氨二乙酸，外觀為白色結(jié)品性粉末或白色斜方品體粉末，無(wú)毒，分子式為CHNO，分子量為133.11，比重為1.56,沸點(diǎn)為126-127^(1.847 4千帕)，熔點(diǎn)247.5°C(易分解)，燃燒值為396.3千卡。溶于水，難溶于乙醇、丙酮、苯、四氯化碳和乙醚，能與酸、堿反應(yīng)生成鹽，并能和多種金屬離子形成螯合物。亞氨基二乙酸的生產(chǎn)方法有氫氤酸法、氯乙酸法、氯乙酸-甘氨酸法、氨基乙酸法等。亞氨基二乙酸是一種重要的化工中間體，它在農(nóng)藥、染料、化工、水處理、醫(yī)藥、功能高分子、電子等方面都有著廣泛的應(yīng)用。1生產(chǎn)技術(shù)1.1氫氤酸法美國(guó)孟山都公司最早采用氫氤酸法生產(chǎn)亞氨基二乙酸。該法是用氫氤酸與甲醛、六甲基四胺為原料，在酸性條件下催化合成亞氨基二乙腈，加入氫氧化鈉使之水解成亞氨基二乙酸鈉，再用濃硫酸(或濃鹽酸)酸化，調(diào)節(jié)pH值，結(jié)品分離、洗滌、干燥，得到亞氨基二乙酸成品。反應(yīng)式如下：(CH)N+HCN+HCHO一NH(CHCN)+HO264 2 2 2NH(CHCN)+HO+NaOH-+NH(CHCOONa)+NH2 2 2 2 2 3NH(CH2COONa)廣(H+水解)一NH(CH2COOH)2美國(guó)孟山都公司生產(chǎn)的亞氨基二乙酸是直接利用丙烯腈裝置副產(chǎn)的氫氤酸尾氣為基本原料，其優(yōu)點(diǎn)為：①所用氫氤酸來(lái)自丙烯腈生產(chǎn)的三廢處理裝置，具有很好的環(huán)保效益；②技術(shù)成熟，可以大規(guī)模運(yùn)行，生產(chǎn)效率高；③生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量均具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。缺點(diǎn)為能耗高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，安全防護(hù)要求高。我國(guó)在二十世紀(jì)90年代初期建立氫氤酸的生產(chǎn)裝置，但是所用的氫氤酸并非來(lái)自丙烯腈副產(chǎn)，而是由天然氨和氯合成所得，其濃度較低，需要濃縮后才能用來(lái)生產(chǎn)亞氨基二乙酸，與孟山都公司相比，生產(chǎn)成本差距很大，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。孟山都公司采用生產(chǎn)丙烯腈副產(chǎn)物-氫氤酸這一資源優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)很多企業(yè)的劣勢(shì)，因此我們不能盲目仿效。建議國(guó)內(nèi)大型丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)以及有氫氤酸原料優(yōu)勢(shì)的企業(yè)可采用氫氤酸直接合成法建設(shè)亞氨基二乙酸生產(chǎn)裝置，這不僅可以解決副產(chǎn)氫氤酸資源的利用問(wèn)題，同時(shí)可以促進(jìn)我國(guó)亞氨基二乙酸行業(yè)實(shí)行清潔化生產(chǎn)。2亞氨基二乙酸的應(yīng)用2.1農(nóng)藥工業(yè)亞氨基二乙酸在農(nóng)藥工業(yè)上主要用于生產(chǎn)除草劑草甘膦。亞氨基二乙酸與三氯化磷（或亞磷酸）、甲醛在酸性條件下反應(yīng)生成雙甘膦，再經(jīng)雙氧水或氧氣氧化得到草甘膦。草甘膦是除草活性最強(qiáng)的內(nèi)吸傳導(dǎo)型廣譜有機(jī)磷農(nóng)藥之一，能有效控制80余種危害較大的雜草的生長(zhǎng)。因其具有低毒、易分解、強(qiáng)效、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)，已被美國(guó)政府評(píng)為最優(yōu)秀的農(nóng)藥之一，成為全球產(chǎn)量最大的除草劑品種。美國(guó)孟山都公司最早采用亞氨基二乙酸法生產(chǎn)草甘膦，此法收率高，廢水少，適宜大規(guī)模高效率運(yùn)行，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)。我國(guó)傳統(tǒng)合成工藝多采用氯乙酸氨解制備甘氨酸，然后再合成草甘膦，生產(chǎn)成本高，無(wú)法與國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家多采用烷基酯法合成草甘膦，但由于三廢等原因，產(chǎn)品質(zhì)量差，不能達(dá)到亞氨基二乙酸路線的高品質(zhì)產(chǎn)品，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家不能取得登記。草甘膦工藝本文對(duì)于草甘膦的合成工藝過(guò)程進(jìn)行了研究，該工藝主要分兩步進(jìn)行：三氯化磷滴加合成雙甘膦和雙氧水催化氧化制草甘膦。在三氯化磷滴加合成雙甘膦部分，原IDA法工藝采用的是在酸性條件下高溫時(shí)將甲醛滴加到亞磷酸與IDA混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)，考慮到工業(yè)上亞磷酸的合成一般采用三氯化磷水解制得，直接滴加三氯化磷對(duì)于降低生產(chǎn)成本和能耗，簡(jiǎn)化操作過(guò)程有重要意義。在這部分中，我們對(duì)加料順序、物料配比、甲醛滴加時(shí)間及保溫時(shí)間、IDA濃度等因素進(jìn)行了考察，最終得到的改進(jìn)方案，雙甘膦的總收率可達(dá)到90%以上，且反應(yīng)過(guò)程穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單。在雙氧水催化氧化制草甘膦部分，因雙氧水催化氧化法合成草甘膦具有后處理簡(jiǎn)單、草甘膦收率高的特點(diǎn)，使該法成為一種重要的草甘膦合成工藝。但該法的影響因素眾多，且因素間的交互作用復(fù)雜。我們通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及雙氧水與雙甘瞵配比等對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)考察了因素之間的交互作用對(duì)草甘瞵收率和選擇性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳的反應(yīng)條件下，草甘膦固體含量可達(dá)到99%以上，固體收率達(dá)到76%以上，總收率達(dá)到90%以上。1噸草甘膦要用1.2噸左右三氯化磷亞氨基二乙酸與草甘膦合成工藝研究氨基二乙酸(IDA)是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，用途廣泛，主要應(yīng)用生產(chǎn)農(nóng)藥草甘膦，近年來(lái)需求量越來(lái)越大，但目前國(guó)內(nèi)IDA的生產(chǎn)都是采用傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)工藝如氯乙酸法，收率低，污染大。本文提出一種新的工藝，用亞氨基二乙酸鈉(IDANa2)法直接合成草甘膦新工藝。研究表明：雙甘膦合成以部分IDANa2與三氯化磷同時(shí)滴加的投料方式、三氯