專利名稱：合成n-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的技術(shù)中N-(膦?；谆?亞氨二乙酸(雙甘膦簡(jiǎn)稱PMIDA)的生產(chǎn)工藝，主要方法是用亞氨基二乙酸二鈉鹽(IDA-2Na)作為起始原料其獲取方法有二種一是用亞氨基二乙腈堿解脫氨二是用二乙醇胺堿脫氫獲得，其生產(chǎn)中都使用相當(dāng)量的酸并有大量氯化鈉伴生ZL200410014898.4雖能解決許多生產(chǎn)工藝中的難點(diǎn)，但還存在資源利用率低等不足?，F(xiàn)有PMIDA生產(chǎn)工藝過程反應(yīng)步驟內(nèi)容步驟I、亞氨基二乙酸二鈉鹽NH(CH2C00Na)2(簡(jiǎn)稱IDA_2Na)制取過程，其方法主
要二種(I)亞氨基二乙腈(簡(jiǎn)稱IDAN)堿解法主反應(yīng)式NH (CH2CN) 2+2Na0H+2H20NH (CH2COONa) 2+NH3(2) 二乙醇胺(簡(jiǎn)稱DEA)催化脫氫法主反應(yīng)式NH (CH2CH2OH) 2+2Na0H+2H20NH (CH2COONa) 2+4H2步驟2、利用IDA_2Na制取亞氨基二乙酸(簡(jiǎn)稱IDA)反應(yīng)式NH(CH2COONa) 2+2HClNH(CH2COOH) 2+2NaCl 制固體 IDA 并將含鹽母液進(jìn)一步回收IDA或其濃縮液并副產(chǎn)NaCl步驟3、用制取的IDA與亞磷酸、甲醛在酸性條件下反應(yīng)制得PMIDA反應(yīng)式NH (CH2COOH) 2+H3P03+CH20— (HO) 2P0CH2N (CH2COOH) 2+H20現(xiàn)有生產(chǎn)方法工藝系統(tǒng)的缺陷I、生產(chǎn)過程中消耗大量的堿(一般用32%液體NaOH)；2、生產(chǎn)過程中使用并消耗大量大的酸(一般用30%鹽酸)；3、副產(chǎn)大量低價(jià)值的NaCl并會(huì)造成與IDA或PMIDA不同程度的相互夾帶造成產(chǎn)品質(zhì)量低或是其流失，二是脫鹽蒸發(fā)脫鹽困難以及生產(chǎn)形成的高鹽廢水量大并且生化處理費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡(jiǎn)便、易操作、清潔的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是包括下列步驟(I) IDA-2Na通過一次雙極膜電滲析系統(tǒng)后獲取亞氨基二乙酸一鈉鹽，即IDA-Na ；
反應(yīng)式IDA-2Na+H20IDA-Na+NaOH ；在堿區(qū)產(chǎn)生3-15% NaOH，酸區(qū)產(chǎn)生IDA-Na ;
(2)用得到的IDA-Na與酸進(jìn)行酸化反應(yīng)制得IDA固體作為PMIDA生產(chǎn)源a，反應(yīng)物分出IDA固體后得到母液；(3)將上述步驟(2)所得母液進(jìn)入二次雙極膜電滲析系統(tǒng)進(jìn)行二次回收3-15%NaOH,并在酸區(qū)產(chǎn)生含有IDA的酸液作為PMIDA生產(chǎn)源b ；(4)將PMIDA生產(chǎn)源a與生產(chǎn)源b混合形成生產(chǎn)源C，用于PMIDA合成反應(yīng)；
(5)生產(chǎn)源C與甲醛在酸性條件(摩爾比IDA HCl = I 0. 5-1. 5)反應(yīng)制得PMIDA。步驟(I)和步驟(3)得到的3-15% NaOH用于制IDA_2Na反應(yīng)過程。步驟(5)制得PMIDA后的PMIDA母液回收套用于步驟(5)。步驟(I)中對(duì)IDA_2Na是經(jīng)過過濾、脫色及納濾除雜處理的；IDA_2Na濃度以IDA計(jì)為3-12%，控制運(yùn)行pH最低不低于3確保雙極膜系統(tǒng)在10_45°C條件下運(yùn)行均相。步驟(2)中的酸是HCl、H2SO4或H3PO3,或是H3PO3與HCl、H2SO4之一的混酸或是步驟(3)中產(chǎn)生的含有IDA的H3PO3液體；反應(yīng)物分出IDA固體時(shí)用對(duì)反應(yīng)液冷卻的方法盡可能多的析出固體IDA，使母液進(jìn)入雙極膜系統(tǒng)時(shí)無固相。 H3PO3 濃度為 30-70 %、HCl 濃度為 5-36 % HCl、H2SO4 濃度為 20-98 %。步驟(3)中通過調(diào)節(jié)加酸比例方法控制所用的IDA母液pH值為0.5-3，保持不含有IDA固體析出。步驟⑷合成PMIDA前對(duì)PMIDA生產(chǎn)源b采用先濃縮后再與生產(chǎn)源a混合加熱到至少45°C以上保持形成可溶性液體。步驟(5)中將反應(yīng)后液固經(jīng)固液分離，PMIDA母液或洗滌液直接回到本反應(yīng)系統(tǒng)；在反應(yīng)結(jié)束后或反應(yīng)過程中蒸出鹽酸和甲醛水溶液回用于下次反應(yīng)中。步驟(I)和步驟(3)得到的3-15% NaOH中部分用于在步驟(5)反應(yīng)后中和過量的酸獲取PMIDA。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，方法簡(jiǎn)便、易操作，是典型的清潔生產(chǎn)工藝。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式一種合成N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸的方法，包括下列步驟(I) IDA-2Na通過一次雙極膜電滲析系統(tǒng)后獲取亞氨基二乙酸一鈉鹽，即IDA-Na ；反應(yīng)式IDA_2Na+H20IDA-Na+NaOH；在堿區(qū)產(chǎn)生3-15% NaOH，酸區(qū)產(chǎn)生IDA-Na ;(2)用得到的IDA-Na與酸進(jìn)行酸化反應(yīng)制得IDA固體作為PMIDA生產(chǎn)源a，反應(yīng)物分出IDA固體后得到母液；反應(yīng)式IDA_Na+H3P03IDA+NaH2P03；(3)將上述步驟(2)所得母液進(jìn)入二次雙極膜系統(tǒng)進(jìn)行二次回收3-15% NaOH,并在陽極區(qū)產(chǎn)生含有IDA的H3PO3液體作為PMIDA生產(chǎn)源b ；反應(yīng)式NaH2P03+H20—H3P03+Na0H；(4)將PMIDA生產(chǎn)源a與生產(chǎn)源b混合形成生產(chǎn)源C，用于PMIDA合成反應(yīng)；(5)生產(chǎn)源C與甲醛反應(yīng)制得PMIDA ；
反應(yīng)式IDA+H3P03+CH20PMIDA+H20。步驟(I)和步驟(3)得到的3-15% NaOH用于制IDA_2Na反應(yīng)過程。步驟(5)制得PMIDA后的PMIDA母液回收套用于步驟(5)。步驟(I)中對(duì)IDA_2Na是經(jīng)過過濾、脫色及納濾除雜處理的，除去機(jī)械雜質(zhì)及堿金屬沉淀物；IDA-2Na濃度以IDA計(jì)為3_12 %，控制運(yùn)行pH為3_8，確保雙極膜系統(tǒng)在10-45 °C條件下運(yùn)行均相。步驟(2)中的H3PO3可以替換成HCl或H2SO4或是H3PO3與HCl、H2SO4之一的混酸或是步驟(3)中產(chǎn)生的含有IDA的酸液；反應(yīng)物分出IDA固體時(shí)用對(duì)反應(yīng)液冷卻的方法盡可能多的析出固體IDA，使母液進(jìn)入雙極膜系統(tǒng)時(shí)無固相。H3PO3 濃度為 30-70 %、HCl 濃度為 5-36 % HCl、H2SO4 濃度為 20-98 %。步驟(3)中通過調(diào)節(jié)加酸比例方法控制所用的IDA母液pH值為0.5-3，保持不含有IDA固體析出。步驟⑷合成PMIDA前對(duì)PMIDA生產(chǎn)源b采用先濃縮后再與生產(chǎn)源a混合加熱到450C -100°C，保持形成可溶性液體。步驟(5)中將反應(yīng)后液固經(jīng)固液分離，PMIDA母液或洗滌液直接回到本反應(yīng)系統(tǒng)；在反應(yīng)結(jié)束后或反應(yīng)過程中蒸出鹽酸和甲醛水溶液回用于下次反應(yīng)中。步驟(I)和步驟(3)得到的3-15% NaOH中部分用于在步驟(5)反應(yīng)后中和過量的酸獲取PMIDA，少量鹽不影響套用母液狀況，可減少套用次。步驟⑵中各反應(yīng)物的用量摩爾比IDA_Na H3PO3 =1:0. 8-1. 2，反應(yīng)時(shí)間為10-90分鐘；步驟4中各反應(yīng)物的用量摩爾比IDA H3PO3 CH2O HCl =I I. 05-1. 2 I. 1-1. 3 0. 3-1. 5，反應(yīng)時(shí)間為保溫 2-5 小時(shí);步驟⑷中合成PMIDA前對(duì)PMIDA生產(chǎn)源b采用先蒸發(fā)脫水濃縮使其中以H3PO3計(jì)濃度達(dá)70%。
權(quán)利要求
1.一種合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是包括下列步驟 (1)IDA-2Na通過一次雙極膜電滲析系統(tǒng)后獲取亞氨基二乙酸一鈉鹽，即IDA-Na ； 反應(yīng)式IDA-2Na+H20—IDA-Na+NaOH ； 在堿區(qū)產(chǎn)生3-16% NaOH，酸區(qū)產(chǎn)生IDA-Na ; (2)用得到的IDA-Na與酸進(jìn)行酸化反應(yīng)制得IDA固體作為PMIDA生產(chǎn)源a，反應(yīng)物分出IDA固體后得到母液； (3)將上述步驟(2)所得母液進(jìn)入二次雙極膜電滲析系統(tǒng)進(jìn)行二次回收3-15%NaOH,并在酸區(qū)產(chǎn)生含有IDA的酸液作為PMIDA生產(chǎn)源b ； (4)將PMIDA生產(chǎn)源a與生產(chǎn)源b混合形成生產(chǎn)源C，用于PMIDA合成反應(yīng)； (5)生產(chǎn)源C與甲醛在酸條件下反應(yīng)制得PMIDA。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟(I)和步驟(3)得到的3-15% NaOH用于制IDA_2Na反應(yīng)過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成N-(膦酰基甲基)亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟(5)制得PMIDA后的PMIDA母液回收套用于步驟(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟(I)中對(duì)IDA-2Na是經(jīng)過過濾、脫色或納濾除雜處理的；IDA_2Na濃度以IDA計(jì)為3-12%，控制運(yùn)行最低pH不低于3確保雙極膜系統(tǒng)在10_45°C條件下運(yùn)行均相。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟⑵中的酸是HCUH2SO4或H3PO3,或是H3PO3與HCUH2SO4之一的混酸或是步驟(3)中產(chǎn)生的含有IDA的酸液；反應(yīng)物分出IDA固體時(shí)用對(duì)反應(yīng)液冷卻的方法盡可能多的析出固體IDA，使母液進(jìn)入雙極膜系統(tǒng)時(shí)無固相。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是=H3PO3濃度為 30-70%、HCl 濃度為 5-36% HCUH2SO4 濃度為 20-98%
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟⑶中通過調(diào)節(jié)加酸比例方法控制所用的IDA母液pH值為O. 5-3，保持不含有IDA固體析出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟(4)合成PMIDA前對(duì)PMIDA生產(chǎn)源b采用先濃縮后再與生產(chǎn)源a混合加熱到至少450C以上保持形成可溶性液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟(5)中將反應(yīng)后液固經(jīng)固液分離，PMIDA母液或洗滌液直接回到本反應(yīng)系統(tǒng)；在反應(yīng)結(jié)束后或反應(yīng)過程中蒸出鹽酸和甲醛水溶液回用于下次反應(yīng)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，其特征是步驟(I)和步驟(3)得到的3-15% NaOH中部分用于在步驟(5)反應(yīng)后中和過量的酸獲取PMIDA。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成N-(膦?；谆?亞氨基二乙酸的方法，包括IDA-2Na通過一次雙極膜系統(tǒng)后獲取亞氨基二乙酸一鈉鹽；用得到的IDA-Na與酸進(jìn)行酸化反應(yīng)制得IDA固體作為PMIDA生產(chǎn)源a，反應(yīng)物分出IDA固體后得到母液；所得母液進(jìn)入二次雙極膜系統(tǒng)進(jìn)行二次回收3-15%NaOH，并在酸區(qū)產(chǎn)生含有IDA的酸性溶液作為PMIDA生產(chǎn)源b或替代酸化反應(yīng)時(shí)所用的酸；將PMIDA生產(chǎn)源a與生產(chǎn)源b混合形成生產(chǎn)源C，調(diào)配生產(chǎn)源C成為合適的反應(yīng)摩爾比(IDA:H3PO3:HCl=1:1.05-1.2:0.3-1.5)用于PMIDA合成反應(yīng)；生產(chǎn)源C與甲醛反應(yīng)制得PMIDA。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，方法簡(jiǎn)便、易操作，是典型的清潔生產(chǎn)工藝。
文檔編號(hào)C07F9/38GK102627666SQ20121008150
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者劉衛(wèi)偉, 江連 申請(qǐng)人:江蘇好收成韋恩農(nóng)化股份有限公司