[发明专利]一种利用二乙醇胺合成亚氨基二乙酸盐的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续地利用二乙醇胺合成亚氨基二乙酸盐的工艺及装置。

背景技术

亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid)简称IDA，分子式NH(CH₂COOH)₂，分子量133.11，为白色结晶性粉末或白色单斜晶体，熔点237℃，分解点247.5℃，比重1.56，5℃水中的溶解度为243g/100ml，不溶于乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳，可与酸、碱反应生成盐，能和多种金属离子形成螫合物，和二价铜离子能形成蓝色螫合物。

亚氨基二乙酸(IDA)是生产除草剂草甘膦、新型两性铬络合品红染料、吡嗪和2-氨基吡嗪、燃油清净剂、水泥缓凝剂、洗涤用品漂白活化剂、顺铂类抗癌药物等的重要原料。IDA和对苯二甲酸配合可用于生产具有良好气体阻隔性的聚酯树脂。作为一种螯合剂，IDA可用于固定生物活性分子、配制印刷电路板预涂焊剂、化学镀金等，以IDA生产的各种螯合型离子交换树脂，广泛用于化工、原子能、电子、医疗、制药等领域的工艺水和废水处理。IDA在我国现已形成了约10000t/a的市场，其中含量大于98％的优级品IDA有约3000t/a的市场，其基本上由美国孟山都公司进口。

亚氨基二乙酸(IDA)作为合成草甘膦的一种重要中间体，在农药产业的应用中占有相当大的比重。目前，国内外IDA法草甘膦生产工艺主要分为二乙醇胺法(DEA法)和亚氨基二乙腈法(IDAN法)，两种方法经过脱氢和碱解反应得到相同的中间体亚氨基二乙酸二钠盐(DSIDA)。其中，二乙醇胺法草甘膦合成工艺路线代表着草甘膦技术研究的国际先进水平，此工艺路线短，装置易于大型化，主要原材料来源更广泛，以美国孟山都(Monsanto)为代表的国外公司均采用该工艺。但目前采用该工艺的，国外通常采用多釜串联的形式实现连续化，而国内则多为间歇生产。

国内外有多篇专利均涉及了制备亚氨基二乙酸及其盐的制备方法，但都存在工艺复杂，产品收率低，不易于产业化等缺点。例如CN1563021A公开了一种二乙醇胺脱氢氧化法合成亚氨基二乙酸盐，进而合成草甘膦的工艺。该方法是利用间歇脱氢釜制取亚氨基二乙酸盐，操作较为繁琐，多釜串联返混较严重，反应中要对产生的氢气进行不断排放控制，存在一定得危险性；另外反应时间长，脱氢收率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种工艺简单，生产成本低，可连续地利用二乙醇胺合成亚氨基二乙酸盐的工艺及装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，该工艺是将二乙醇胺溶解后与液碱、去离子水均匀混合配制成质量浓度为10-30％的料液，该料液经过计量泵送入装填有固体催化剂的多级列管式反应器中进行催化脱氢反应，得到亚氨基二乙酸盐。

所述的料液在进入多级列管式反应器前，先经过预热器进行升温，各级反应器的操作温度经过加热介质的流量和压力控制在100-200℃，各级反应器的压力分别通过各自的尾气放空进行调节并控制在1.0-2.5Mpa。

所述的料液为二乙醇胺、液碱和去离子水的混合物，其中二乙醇胺与液碱的摩尔比为1∶2.0-2.4，料液先经混合釜进行混合，然后进入进料槽中，在进料槽中利用N2进行保护，先置换出料液中溶解的氧气，料液在进入反应器前先经过一预热器进行升温，料液在进入反应器前的温度为100-200℃。

一种用于所述的用二乙醇胺合成亚氨基二乙酸盐工艺的装置，该装置包括一基于等温定压反应动力学模型设计的多级列管式反应器，它由2-5个列管式反应器串联组成，每级反应器均有多个列管组成，每列管内均匀地装填有相等的催化剂。

所述的每级反应器顶部均安装有液体分布器，底部安装支撑，所述各级反应器的料液进料管采用上进下出或下进上出的形式依次连接各级反应器。

所述的每级反应器上部或下部均设置有用于将脱氢反应产生的气体和出料液分离的气液分离器，气液分离器后相接有通过分离后尾气的除沫器，并通过调节阀连接于进行净化处理的尾气处理系统；气液分离器后还相接将分离后液体送入的下一级反应器。

本发明的优点在于：设计了一种比现有釜式或单一固定床反应器(绝热)的停留时间更加均匀，物料反应更彻底、可连续的等温反应器系统，并提供了一种应用工艺，使其放大后仍能保持理想的产品收率；工艺操作简单，产品收率≥98％；且本发明中多级列管式反应系统能分别对每级进行更换，不影响产能发挥，是一种工业化可行的亚氨基二乙酸盐的连续生产方法，同时，每级反应器都设置有副产氢气的分离器，反应过程中随时移除气体，有利于反映效率，也有利于反应安全。