專利名稱：連續(xù)生產(chǎn)亞氨基二乙酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)地利用二乙醇胺合成亞氨基二乙酸鹽的方法。
背景技術(shù)：
亞氨基二乙酸(IDA)作為一種重要的化工中間體，廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、橡膠、電鍍、絡(luò)合物等領(lǐng)域，作為合成草甘膦的一種重要中間體，在農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中占有相當(dāng)大的比重。IDA的合成方法有很多，包括氯乙酸甘氨酸法、氨代氯乙酸法、氮川三乙酸法、亞氨基二乙腈水解法、二乙醇胺脫氫法等。目前，國內(nèi)外IDA法草甘膦生產(chǎn)企業(yè)主要采用二乙醇胺法(DEA法)和亞氨基二乙腈法(IDAN法)來制備IDA，這兩種方法經(jīng)過脫氫和堿解反應(yīng)得到相同的中間體亞氨基二乙 酸二鈉鹽(DSIDA)。其中，二乙醇胺法草甘膦合成工藝路線由于具有工藝路線短，裝置易于大型化和連續(xù)化，主要原材料來源更廣泛等優(yōu)點，已經(jīng)代表著草甘膦技術(shù)研究的國際先進水平，而以美國孟山都(Monsanto)為代表的國外公司也均采用該工藝。國內(nèi)采用該工藝的草甘膦企業(yè)均為間歇生產(chǎn)，較國際先進水平相比較還有一定差距。CN1563021A公開了一種二乙醇胺脫氫氧化法合成亞氨基二乙酸鹽，進而合成草甘膦的工藝。該方法是利用間歇脫氫釜制取亞氨基二乙酸鹽，操作較為繁瑣，反應(yīng)前期產(chǎn)生大量氫氣需要及時排放，反應(yīng)過程中也要對產(chǎn)生的氫氣進行監(jiān)控排放，存在一定的危險性；另外反應(yīng)時間長，脫氫收率不高。國內(nèi)許多專利從改進脫氫催化劑性能和壽命上達到降低草甘膦生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)裝置能力的目的。CN1398850A中涉及一種二乙醇胺脫氫制備IDA的方法，使用添加鎳、鑰、鈷等助催化劑的骨架銅為催化劑，解決催化劑負(fù)荷低影響裝置生產(chǎn)能力的問題。CN1827218A中涉及一種用于二乙醇胺脫氫反應(yīng)制亞氨基二乙酸的負(fù)載型催化劑制備方法和應(yīng)用方法，把制備的負(fù)載型納米銅鎳復(fù)合催化劑應(yīng)用到二乙醇胺脫氫制亞氨基二乙酸反應(yīng)中，表現(xiàn)出較好的反應(yīng)活性。CN101134731A中使用改性非晶態(tài)銅合金催化劑使二乙醇胺反應(yīng)制備亞氨基二乙酸，表現(xiàn)出高反應(yīng)活性和穩(wěn)定性。CN1148343C中涉及一種連續(xù)生產(chǎn)亞氨基二乙酸的方法，該工藝使用圓柱形銅催化齊U，將配制成的二乙醇胺與液堿的混合料液連續(xù)注入固定床反應(yīng)器內(nèi)與一種含鈷、銅和至少一種選自鈰、鐵、鋅和鋯的其它金屬的催化劑接觸進行脫氫反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度160°c，反應(yīng)壓力21. 7MPa，從反應(yīng)器底部獲得產(chǎn)物亞氨基二乙酸二鈉鹽。本申請人的一篇專利涉及一種連續(xù)地利用二乙醇胺合成亞氨基二乙酸鹽的工藝及裝置，通過工藝參數(shù)與裝置的改進實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。該工藝也是使用成型的銅催化劑，將配制的二乙醇胺與液堿的混合料液連續(xù)注入基于等溫定壓反應(yīng)動力學(xué)模型設(shè)計的多級列管式反應(yīng)器內(nèi)，各級反應(yīng)器的操作溫度經(jīng)過加熱介質(zhì)的流量和壓力控制在100 200°C，各級反應(yīng)器的壓力分別通過各自的尾氣放空進行調(diào)節(jié)并控制在I. 0 2. 5Mpa，合成液從床層經(jīng)氣液分離器進入到后續(xù)處理系統(tǒng)。但是，上述專利中的粉末脫氫催化劑性能改進并不能從根本上解決目前國內(nèi)間歇脫氫工藝存在的問題，主要存在的問題一是脫氫收率水平不高，產(chǎn)業(yè)化裝置的最高收率水平僅為92%，有待提高；二是間歇工藝安全性差，操作時間長，裝置產(chǎn)能得不到發(fā)揮，與連續(xù)脫氫技術(shù)水平相差甚遠。因此，鑒于國內(nèi)目前沒有能力生產(chǎn)應(yīng)用到連續(xù)生產(chǎn)工藝上的催化劑，需要一種能夠使用粉末催化劑實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)亞氨基二乙酸鹽的生產(chǎn)工藝。發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種工藝簡單、安全，脫氫效率高，可使用粉末催化劑連續(xù)地利用二乙醇胺合成亞氨基二乙酸鹽的方法。本發(fā)明的目的是通過一種連續(xù)生產(chǎn)亞氨基二乙酸鹽的方法來實現(xiàn)的，該方法以二乙醇胺為原料，經(jīng)連續(xù)脫氫反應(yīng)制得亞氨基二乙酸二鈉鹽。所述方法包括以下步驟將二乙醇胺溶解后與液堿、去離子水均勻混合配制成質(zhì)量濃度為10 30 %的料液，料液經(jīng)混合釜進行混合后進入進料槽中，在進料槽中利用N2進行保護，置換出料液中溶解的氧氣，然后該料液經(jīng)過計量進入第一脫氫釜中與脫氫粉末催 化劑充分接觸后進行催化脫氫反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)液順序進入到第二脫氫釜和第三脫氫釜中，各級脫氫釜內(nèi)的操作溫度由加熱介質(zhì)提供，釜內(nèi)的操作壓力通過各自尾氣排放進行調(diào)節(jié)。從第三脫氫釜內(nèi)得到亞氨基二乙酸鹽合成液經(jīng)冷卻器冷卻到100 120°C后，進入氣液分離器內(nèi)進行氣液分離，分離出的氫氣與脫氫釜內(nèi)排放出的氫氣一起經(jīng)處理后回收；獲得的亞氨基二乙酸鹽進入下一級酸化處理系統(tǒng)進行酸化處理。所述的料液為二乙醇胺、液堿和去離子水的混合物，其中二乙醇胺與氫氧化鈉的摩爾比為I : 2. I 2. 4。所述的多級釜式反應(yīng)系統(tǒng)由2 5個脫氫反應(yīng)釜串聯(lián)組成，每級反應(yīng)器均單獨控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力，且每級反應(yīng)器有反應(yīng)產(chǎn)物氫氣的及時排出，保證反應(yīng)效率，也有利于安全操作。發(fā)明詳述本發(fā)明是將二乙醇胺、液堿、去離子水按比例均勻混合，配制成質(zhì)量濃度為10 30%的料液；在由多級反應(yīng)器串聯(lián)構(gòu)成的多級釜式反應(yīng)器內(nèi)，DEA料液與催化劑充分均勻接觸，在經(jīng)選擇的反應(yīng)條件下，二乙醇胺經(jīng)連續(xù)脫氫得到亞氨基二乙酸鹽。反應(yīng)原理如下(主反應(yīng))
HOHO
IIl I Il
N、八 + 2NaOH—— .C ^ ^ N.+ 4H2
HO 八,、八OHNaO^ ^、、ONa
DEADSIDA副反應(yīng)
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)生產(chǎn)亞氨基二乙酸鹽的方法，其特征在于，將二乙醇胺、液堿、去離子水按比例均勻混合，配制成質(zhì)量濃度為10 30%的料液；在由多級反應(yīng)器串聯(lián)構(gòu)成的多級釜式反應(yīng)器內(nèi)，料液與催化劑充分均勻接觸，經(jīng)連續(xù)脫氫得到亞氨基二乙酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述的質(zhì)量濃度為10 30%的料液為二乙醇胺、液堿、去離子水的混合物，二乙醇胺與氫氧化鈉摩爾比為I : 2. I 2. 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中進料液先經(jīng)混合釜進行混合，混合均勻后進入進料槽中，進料槽內(nèi)利用N2進行保護，置換出料液中溶解的氧氣，進料液再經(jīng)計量進入預(yù)選用氮氣置換過的多級釜式反應(yīng)器，進料流量根據(jù)反應(yīng)器能力不同而調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述的多級釜式反應(yīng)系統(tǒng)由2 5個脫氫反應(yīng)釜串聯(lián)組成，每級反應(yīng)器均單獨控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力，且每級反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物氫氣及時排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述多級釜式反應(yīng)系統(tǒng)是基于等溫定壓反應(yīng)動力學(xué)模型設(shè)計，各級反應(yīng)器的操作溫度通過加熱介質(zhì)的流量或壓力控制在100 200V，各級反應(yīng)器的壓力分別通過各自的尾氣放空調(diào)節(jié)控制在O. 6 2. OMPa,反應(yīng)溫度從第一脫氫釜到最后級的脫氫釜呈現(xiàn)遞減。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中多級釜式反應(yīng)系統(tǒng)采用三級脫氫釜反應(yīng)器，第一脫氫釜反應(yīng)溫度控制在160 175°C，第二脫氫釜反應(yīng)溫度控制在150 160°C，第三脫氫釜反應(yīng)溫度控制在140 150°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所用催化劑為脫氫粉末催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，所述方法包括以下步驟將二乙醇胺溶解后與液堿、去離子水均勻混合配制成質(zhì)量濃度為10 30%的料液，料液經(jīng)混合釜進行混合后進入進料槽中，在進料槽中利用N2進行保護，置換出料液中溶解的氧氣，然后該料液經(jīng)過計量進入第一脫氫釜中與脫氫粉末催化劑充分接觸后進行催化脫氫反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)液順序進入到第二脫氫釜和第三脫氫釜中，各級脫氫釜內(nèi)的操作溫度由加熱介質(zhì)提供，釜內(nèi)的操作壓力通過各自尾氣排放進行調(diào)節(jié)，從第三脫氫釜內(nèi)得到亞氨基二乙酸鹽合成液經(jīng)冷卻器冷卻到100 120°C后，進入氣液分離器內(nèi)進行氣液分離，分離出的氫氣與脫氫釜內(nèi)排放出的氫氣一起經(jīng)處理后回收；獲得的亞氨基二乙酸鹽進入下一級酸化處理系統(tǒng)進行酸化處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述分離出的氫氣與脫氫釜內(nèi)排放出的氫氣一起經(jīng)處理后回收獲得含量大于99. 8%以上的氫氣。
10.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述的各級釜式反應(yīng)器在進料前需要用氮氣對整個系統(tǒng)進行置換，使其氧含量小于O. I %。
全文摘要
一種工藝簡單、安全，脫氫效率高，可使用粉末催化劑連續(xù)地利用二乙醇胺合成亞氨基二乙酸鹽的方法，該方法以二乙醇胺為原料，在多級釜式反應(yīng)系統(tǒng)中經(jīng)連續(xù)脫氫反應(yīng)制得亞氨基二乙酸二鈉鹽。該方法操作簡單、安全性高，產(chǎn)品收率≥98％，并且能夠節(jié)省預(yù)處理和后續(xù)處理操作時間，大大提高裝置的生產(chǎn)能力，同時每級反應(yīng)器都設(shè)置有副產(chǎn)氫氣的分離器，反應(yīng)過程中隨時移除氣體，有利于反應(yīng)效率，也有利于操作安全。
文檔編號C07C229/16GK102827013SQ20111016579
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者王偉, 周曙光, 任不凡, 陳靜, 楊旭, 佘慧玲, 張海良 申請人:浙江新安化工集團股份有限公司