本發(fā)明涉及一種雙甘膦生產(chǎn)過程中的中間物質(zhì)的制備技術(shù)。
背景技術(shù):
草甘膦是一種高效、低毒、安全的有機(jī)膦除草劑,對多年生惡性雜草的防治很有效,是目前應(yīng)用最為廣泛的除草劑之一。雙甘膦是一種生產(chǎn)草甘膦(N-膦?;谆拾彼幔┑脑现弧6谥苽潆p甘膦的過程中,需要先制成亞氨基二乙酸中間體,然后將亞氨基二乙酸進(jìn)行縮合反應(yīng)得到雙甘膦。
專利申請?zhí)枮?012104561561的發(fā)明公開了一種雙甘膦廢水套用制備草甘膦中間體雙甘膦的工藝,其特征在于反應(yīng)過程為:把定量的亞氨基二乙酸和酸水(或洗滌水)在反應(yīng)釜中的混合后,控制溫度小于<80℃(優(yōu)選<60℃)滴加三氯化磷,并掌握真空度為-0.01到-0.1MPa(優(yōu)選-0.01MPa到-0.03MPa),滴完畢,保溫0.5-10小時(優(yōu)選0.5-2小時),升溫至90-120℃(優(yōu)選105-112℃),邊滴加甲醛邊回流,滴加完畢,保溫0.5-5小時(優(yōu)選1-2小時);反應(yīng)釜中加入定量清水,測定釜內(nèi)溶液正常pH值后排放壓濾得雙甘膦。該發(fā)明涉及的工藝參數(shù)太多,生產(chǎn)中難以精確控制。
專利申請?zhí)枮?00510060452X的發(fā)明公開了一種N-膦?;谆鶃啺被宜嵘a(chǎn)廢液中鹽酸的回收分離方法。方法的步驟如下:1)將N-膦酰基甲基亞氨基二乙酸生產(chǎn)廢液采用蒸汽加熱常壓或減壓蒸餾方法回收;2)將回收廢液采用耐腐蝕填料精餾塔、雙效換熱器、再沸器、冷凝器的組合設(shè)備進(jìn)行連續(xù)精餾分離,通過塔中進(jìn)料、塔底出酸、塔頂出醛連續(xù)精餾得到酸和醛;或者采用精餾釜、精餾塔、冷凝器的組合設(shè)備進(jìn)行間歇精餾分離,通過控制回流比為2-10蒸出醛,當(dāng)釜內(nèi)酸中醛含量<500ppm時為終點(diǎn);或者采用四級反滲透膜分離。該發(fā)明的設(shè)備投入大,廢酸產(chǎn)出的成本偏高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明目的:
提供一種成本低、資源充分利用、雜質(zhì)含量少的雙甘膦中間體亞氨基二乙酸的制備方法。
技術(shù)方案:
亞氨基二乙酸的常規(guī)制備過程:用堿與亞氨基二乙腈進(jìn)行堿解反應(yīng),堿解完畢后加鹽酸或亞硫酸進(jìn)行第一步酸化反應(yīng),然后升溫蒸餾分離出部分水,過濾后得到亞氨基二乙酸鈉鹽溶液,最后再加鹽酸進(jìn)行第二部酸化反應(yīng)后,再過濾從而得到亞氨基二乙酸固體。上述酸化反應(yīng)需要使用的鹽酸通常為氫氣與氯氣進(jìn)行合成反應(yīng)而得到,合成設(shè)備和原料的成本很高。
本發(fā)明的酸化反應(yīng)中,使用一部分替代酸(生產(chǎn)三氯乙醛的副產(chǎn)鹽酸,其中HCl含量約31%;或者生產(chǎn)焦磷酸酯類阻燃劑的副產(chǎn)鹽酸,其中HCl含量30%以上;或者生產(chǎn)雙甘膦的母液,其中HCl含量在10~15%)作為鹽酸的來源,與另一部分正常酸(正常合成反應(yīng)制成的鹽酸)混合使用,一起作為酸化反應(yīng)用酸。優(yōu)選在第一步酸化反應(yīng)中添加替代酸與正常酸混合使用,接著采用活性炭對反應(yīng)溶液進(jìn)行脫色除雜質(zhì)處理,使得隨后的升溫蒸餾和后期的反應(yīng)基本不受影響,具有與正常酸類似的反應(yīng)效果。
但是,上述三種替代酸都不能單獨(dú)作為酸化反應(yīng)用鹽酸,否則會使得反應(yīng)體系不穩(wěn)定,反應(yīng)中間體亞氨基二乙酸的質(zhì)量和產(chǎn)率下降很多,雙甘膦雜質(zhì)多質(zhì)量差。只能與部分正常酸混合使用,而且混合的比例要合適,優(yōu)選混合后正常酸與廢酸中的酸所占比例如下:
。
當(dāng)使用雙甘膦母液替代正常酸時,由于其中的酸含量較低,在加酸后需要耗能分出較多的水分,但是能耗低于合成鹽酸成本的增加。
當(dāng)三種廢酸一起混合使用時,正常酸的使用量為70-75%,混合酸的比例最高不超過30%。在此比例范圍內(nèi),使用三種廢酸的任何組合都不會影響體系穩(wěn)定,否則會出現(xiàn)得到的亞氨基二乙酸品質(zhì)變差,進(jìn)而影響雙甘膦的品質(zhì)和收率。
有益效果:
通過混合酸的使用,在不影響亞氨基二乙酸產(chǎn)率和雙甘膦收率的同時,雙甘膦純度可達(dá)到98%以上。用此方法可大大降低了雙甘膦的生產(chǎn)成本,同時處理了生產(chǎn)三氯乙醛、NLD-02阻燃劑、雙甘膦的母液過程中產(chǎn)生的廢酸,減少了廢酸的排放,節(jié)約了生化處理所需的成本50%左右,減輕了環(huán)境壓力。
具體實(shí)施方式:
實(shí)施示例一
取105g亞氨基二乙腈加416g (wt)20%氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿解脫氨,結(jié)束后加三氯乙醛副產(chǎn)鹽酸,調(diào)節(jié)pH=5~7,加活性炭,升溫蒸餾,分出水,過濾,得到亞氨基二乙酸鈉鹽560g。
取105g亞氨基二乙腈加416g (wt)20%氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿解脫氨,結(jié)束后加三氯乙醛副產(chǎn)鹽酸,調(diào)節(jié)pH=5~7,加活性炭,升溫蒸餾,分出水,過濾,得到亞氨基二乙酸鈉鹽560g。繼續(xù)加三氯乙醛副產(chǎn)鹽酸,調(diào)節(jié)pH=0~3,降溫至15~20℃結(jié)晶,過濾后得到亞氨基二乙酸。
實(shí)施示例二
取105g亞氨基二乙腈加416g (wt)20%氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿解脫氨,結(jié)束后加NLD-02阻燃劑副產(chǎn)鹽酸,調(diào)節(jié)pH=5~7,加活性炭,升溫蒸餾,分出水,過濾,得到亞氨基二乙酸鈉鹽560g。
取105g亞氨基二乙腈加416g (wt)20%氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿解脫氨,結(jié)束后加NLD-02阻燃劑,調(diào)節(jié)pH=5~7,加活性炭,升溫蒸餾,分出水,過濾,得到亞氨基二乙酸鈉鹽560g。繼續(xù)加三氯乙醛副產(chǎn)鹽酸,調(diào)節(jié)pH=0~3,降溫至15~20℃結(jié)晶,過濾后得到亞氨基二乙酸。