[发明专利]清洁工艺生产氮川三乙酸

说明书

技术领域

本发明涉及利用方便易得的原料进行螯合剂氮川三乙酸的生产方法，属于有机化学合成技术领域，本技术的优点在于原料易得、工艺流程简单，副产物可有效回收利用。

背景技术

氮川三乙酸(NTA)是应用广泛的螯合剂产品，在主要用于合成洗涤剂、化学镀、和无氰电镀、除垢剂和阻垢剂、印染助剂、塑料添加剂、工业脱硫、化学分析、照相行业、农作物生产抑制及印刷油墨、稀土提取等行业有着广泛的应用。对其合成的研究具有深刻的意义。

合成NTA的方法有以下几种，如：

氯乙酸法：氯乙酸与氯化铵(硫酸铵或氨水)相互作用、氢氧化钠进行缩合、硫酸进行酸化得到NTA，该方法成本较高。

氰化钠法：将氰化钠、甲醛、甘氨酸与氢氧化钠相互混合反应后，酸化得到NTA；此工艺条件中，要求NaCN与甲醛进行同时加入，对技术的要求比较高，并且甘氨酸的价格也比较高。

亚氨基二乙腈法：亚氨基二乙腈进行碱解后，在NaOH存在的条件下，同时加入氰化钠、甲醛，之后酸化得到NTA。该方法中采用了剧毒的氰化钠，不利于工业生产，亚氨基二乙腈原料价格较高，导致成本高。

氢氰酸法：将氢氰酸、甲醛、氨水混合反应，一步合成NTA，该法涉及剧毒物质HCN，对生产设备密封性及操作的安全防护要求高，HCN原料难得，且易缩合，一般是现制现用，成本较高，不利于工业生产。

三乙醇胺法：三乙醇胺与碱在催化剂存在下，混合反应，酸化得到NTA，该法是在高温高压下进行反应，对设备、操作的安全防护要求高，使用的催化剂合原料较贵。

发明内容

本发明的目的是克服现有现有技术中的不足，提供一种新的制备氮川三乙酸的简单、清洁工艺。利用氨水、氢氧化钠与羟基乙腈为原料合成NTA的工作未见相关报道，经过工艺条件的摸索及生产中的扩大具有可行性。具体的工艺过程如下：

1、氮川三乙酸钠溶液的合成

羟基乙腈逐渐滴加到氨水、氢氧化钠的混合溶液中，在加热条件下水解得到氮川三乙酸钠的水溶液。副产物氨气用降膜吸收塔吸收做成氨水，循环套用。

所述的条件中，氨水、氢氧化钠的混合体系需要降温到10-70℃，较适宜的温度是20-50℃；

所述的比例为重量比氨水∶氢氧化钠∶羟基乙腈＝1∶5.5-12∶5-15，优选1∶8-11∶6-12；

氨水浓度优选10-30％；氢氧化钠优选使用25-35％浓度的氢氧化钠溶液。所述的保温回流时间选择为1-6h，优选2-4h。

2、酸化得到氮川三乙酸

向氮川三乙酸钠的溶液中加入一定量的硫酸或盐酸，调节料液的pH为1.0-3.0之间，氮川三乙酸固体逐渐析出，离心、水洗、烘干得到氮川三乙酸成品。

具体操作步骤为：

(1)氨水、氢氧化钠加入到反应体系中，由于放热，温度较高，需要降温到10-70℃之间；

(2)向反应体系中加入羟基乙腈，重量比氨水∶氢氧化钠∶羟基乙腈＝1∶5.5-12∶5-15，优选1∶8-11∶6-12；；加毕升温到80-100℃保温1-6h，得到氮川三乙酸三钠溶液；过程中副产的氨水可以作为原料回收利用；

(3)料液在50-90℃之间用硫酸进行中和、酸化；离心得到成品；

有益效果

本工艺路线得最大优点在于：①原料廉价易得；②反应过程中滴加单一物质，条件易控；③反应过程中产生的氨水可以循环利用，实现资源的有效利用。整条工艺路线保证了工艺的可控性、原料廉价无毒且可有效回收利用等特点；工艺安全、环保，具有很高的理论和使用价值。

附图说明

图1：本发明的工艺流程。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

向反应罐中加入15％氨水637Kg，用泵打入30％氢氧化钠溶液2560Kg，加毕开启降温系统降温至50℃，之后逐渐的加入50％羟基乙腈2115Kg，控制反应体系的温度在90℃以下，加毕排氨保温6h，得到NTA-3Na料液；降温到60℃左右用硫酸中和至pH为2.5左右，降温至50℃左右，离心得到产品1052Kg，收率达到97.46％，含量99.5％；保温过程中副产的氨水回收率达到80％，可以作为下一批的原料。

实施例2：