制備亞氨基二乙酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及制備亞氨基二乙酸的方法，特別涉及通過(guò)電解法制備亞氨基二乙酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]亞氨基二乙酸(鹽)是生產(chǎn)旱草廣譜除草劑一草甘膦農(nóng)藥的重要中間體。草甘膦是一種非選擇性、無(wú)殘留滅生性除草劑，對(duì)多年生根雜草非常有效，廣泛用于膠、桑、茶、果園及甘蔗地。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外合成亞氨基二乙酸的方法很多，但最后工藝都是將亞氨基二乙酸鈉鹽通過(guò)酸化的方式得到亞氨基二乙酸，加酸酸化法會(huì)消耗大量的酸堿，同時(shí)副產(chǎn)大量鈉鹽，由于溶解度的原因，母液中尚含有約60g/L被溶解的亞氨基二乙酸，此方法不僅產(chǎn)生大量的廢液，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，而且轉(zhuǎn)化率較低，無(wú)法達(dá)到完全轉(zhuǎn)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，從而提供一種制備亞氨基二乙酸的方法，制備簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)化率高且無(wú)污染。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是這樣的:一種制備亞氨基二乙酸的方法，采用分步電解的方法進(jìn)行制備，具體按如下方法進(jìn)行:
一種制備亞氨基二乙酸的方法，采用分步電解的方法進(jìn)行制備，具體按如下方法進(jìn)行:
51:將亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液通過(guò)電解的方式制備成亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液；
(1)電解過(guò)程在含有陽(yáng)極室、陰極室和中間室的三室電解槽中進(jìn)行；電解所取電流密度為 100-5000 A/m2；
(2)將濃度為5-40%，溫度為50-90°C的亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液以0-200mm/s流速通過(guò)所述電解槽的中間室，經(jīng)過(guò)一次電解或循環(huán)電解達(dá)到完全轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液后導(dǎo)出中間室，pH值控制為3-8 ;
(3)與此同時(shí)，將濃度為1_50%，溫度為50-90°C的酸性溶液導(dǎo)入所述電解槽的陽(yáng)極室，并對(duì)導(dǎo)入的酸性溶液持續(xù)補(bǔ)水，將濃度升高的酸性溶液導(dǎo)出陽(yáng)極室，同時(shí)收集氧氣或氯氣;
(4)與此同時(shí)，將濃度為1_35%，溫度為50-90°C的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入所述電解槽的陰極室，將濃度升高的氫氧化鈉溶液導(dǎo)出陰極室，同時(shí)收集氫氣；
52:將亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液通過(guò)電解的方式制備成亞氨基二乙酸溶液；
(1)電解過(guò)程在含有陽(yáng)極室、陰極室和中間室的三室電解槽中進(jìn)行；電解所取電流密度為 100-2000 A/m2；
(2)將濃度為5-40%，溫度為50-90°C的亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液以0-200mm/s流速通過(guò)所述電解槽的中間室，經(jīng)過(guò)一次電解或循環(huán)電解達(dá)到30-50%轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸后溶液導(dǎo)出中間室，PH值控制為0.1-2 ;在槽外冷卻溶液析出亞氨基二乙酸結(jié)晶后，母液與亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液混合后再進(jìn)入中間室循環(huán)電解；
(3)與此同時(shí)，將濃度為1_50%，溫度為50-90°C的酸性溶液導(dǎo)入所述電解槽的陽(yáng)極室，并對(duì)導(dǎo)入的酸性溶液持續(xù)補(bǔ)水，將濃度升高的酸性溶液導(dǎo)出陽(yáng)極室，同時(shí)收集氧氣或氯氣;
(4)與此同時(shí)，將濃度為1_35%，溫度為50-90°C的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入所述電解槽的陰極室，將濃度升高的氫氧化鈉溶液導(dǎo)出陰極室，同時(shí)收集氫氣。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液為亞氨基二乙酸二鈉鹽或亞氨基二乙酸二鈉鹽和亞氨基二乙酸一鈉鹽的混合溶液，所述亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液在電解前經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述酸性溶液為硫酸或鹽酸或磷酸或其它無(wú)機(jī)酸或上述酸的混合物。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)的是:持續(xù)補(bǔ)充的水為蒸餾水或去離子水。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)的是:電解過(guò)程，三個(gè)室中的溶液在電解槽中并聯(lián)流動(dòng)或串聯(lián)流動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)的是:陽(yáng)極室的材料為鈦材、不銹鋼、銅、塑料或金屬襯塑料；陰極室的材料為鎳、不銹鋼、銅、碳鋼、塑料或金屬襯塑料；中間室的材料為鎳、不銹鋼、銅、碳鋼、塑料或金屬襯塑料。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)的是:陽(yáng)極室和中間室之間的隔膜為陽(yáng)離子交換膜或多孔隔膜，陰極室和中間室之間的隔膜為陽(yáng)離子交換膜或多孔隔膜。
[0012]進(jìn)一步改進(jìn)的是:陽(yáng)極室中的陽(yáng)離子交換膜為質(zhì)子交換膜，陰極室中的陽(yáng)離子交換膜為質(zhì)子交換膜或鈉離子交換膜。
[0013]進(jìn)一步改進(jìn)的是:陽(yáng)極室中的陽(yáng)極為DSA析氧電極或DSA析氯電極、不銹鋼電極、碳材電極、鉑電極；陰極室中的陰極為鎳基活性電極、鎳電極、銅電極、不銹鋼電極、鐵合金電極、碳電極。
[0014]進(jìn)一步改進(jìn)的是:步驟SI與步驟S2在同一個(gè)電解槽中進(jìn)行電解或者在獨(dú)立的電解槽中進(jìn)行電解。
[0015]通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:應(yīng)用分步電解的方法，將亞氨基二乙酸二鈉鹽轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸一鈉鹽后，再由亞氨基二乙酸一鈉鹽電解轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸，其優(yōu)點(diǎn)包括:(I)、無(wú)需使用無(wú)機(jī)酸酸化亞氨基二乙酸二鈉，因而使溶液中不含無(wú)機(jī)鹽，也就沒(méi)有后續(xù)分離的需要，進(jìn)而消除了含鹽廢水處理的問(wèn)題；(2)、電解過(guò)程產(chǎn)生副產(chǎn)物NaOH、氫氣、氧氣(或氯氣)，具有廣泛的用途；(3)、電解反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，采用分步電解的方式進(jìn)行電解相對(duì)于一次電解的方式，先將亞氨基二乙酸二鈉電解至亞氨基二乙酸一鈉時(shí)可以采用較大的電流密度，因此效率較高。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為電解槽示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0018]如圖1所示電解槽，由陽(yáng)極室、陰極室和中間室三個(gè)室組成，三室之間由兩張隔膜隔開(kāi)；陽(yáng)極室中包含一個(gè)陽(yáng)極，陰極室中包含一個(gè)陰極；電解槽，可以為單極式或復(fù)極式結(jié)構(gòu)，本方法的電解過(guò)程可以是一組電解槽或多組電解槽組合進(jìn)行。
[0019]電解槽中的膜和電極組件為核心部分，陽(yáng)極室的材料為鈦材、不銹鋼、銅、塑料或金屬襯塑料；陰極室的材料為鎳、不銹鋼、銅、碳鋼、塑料或金屬襯塑料；中間室的材料為鎳、不銹鋼、銅、碳鋼、塑料或金屬襯塑料，陽(yáng)極室中的陽(yáng)極為DSA析氧電極或DSA析氯電極、不銹鋼電極、碳材電極、鉑電極；陰極室中的陰極為鎳基活性電極、鎳電極、銅電極、不銹鋼電極、鐵合金電極、碳電極，電極可以為板狀或網(wǎng)狀，單片陰極和陽(yáng)極的有效尺寸均為500mmX500 mm，極間距為10 mm，中間室與陽(yáng)極室以質(zhì)子交換膜隔開(kāi)，陰極室和中間室以鈉離子交換膜隔開(kāi)，電解槽各室的電解液由下部進(jìn)入，上部流出，以一定的電流密度通電電解至中間室pH為5-7即為亞氨基二乙酸一鈉酸化結(jié)束，電解至中間室PH為0.1-2即為亞氨基二乙酸酸化結(jié)束。
[0020]一種制備亞氨基二乙酸的方法，采用分步電解的方法進(jìn)行制備，具體按如下方法進(jìn)行:
51:將亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液通過(guò)電解的方式制備成亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液；
(1)電解過(guò)程在含有陽(yáng)極室、陰極室和中間室的三室電解槽中進(jìn)行；電解所取電流密度為 100-5000 A/m2；
(2)將濃度為5-40%，溫度為50-90°C的亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液以0-200mm/s流速通過(guò)所述電解槽的中間室，經(jīng)過(guò)一次電解或循環(huán)電解達(dá)到完全轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液后導(dǎo)出中間室，pH值控制為3-8 ;
(3)與此同時(shí)，將濃度為1_50%，溫度為50-90°C的酸性溶液導(dǎo)入所述電解槽的陽(yáng)極室，并對(duì)導(dǎo)入的酸性溶液持續(xù)補(bǔ)水，將濃度升高的酸性溶液導(dǎo)出陽(yáng)極室，同時(shí)收集氧氣或氯氣;
(4)與此同時(shí)，將濃度為1_35%，溫度為50-90°C的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入所述電解槽的陰極室，將濃度升高的氫氧化鈉溶液導(dǎo)出陰極室，同時(shí)收集氫氣；
52:將亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液通過(guò)電解的方式制備成亞氨基二乙酸溶液；
(1)電解過(guò)程在含有陽(yáng)極室、陰極室和中間室的三室電解槽中進(jìn)行；電解所取電流密度為 100-2000 A/m2；
(2)將濃度為5-40%，溫度為50-90°C的亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液以0-200mm/s流速通過(guò)所述電解槽的中間室，經(jīng)過(guò)一次電解或循環(huán)電解達(dá)到30-50%轉(zhuǎn)化為亞氨基二乙酸后溶液導(dǎo)出中間室，PH值控制為0.1-2 ;在槽外冷卻溶液析出亞氨基二乙酸結(jié)晶后，母液與亞氨基二乙酸一鈉鹽溶液混合后再進(jìn)入中間室循環(huán)電解；
(3)與此同時(shí)，將濃度為1_50%，溫度為50-90°C的酸性溶液導(dǎo)入所述電解槽的陽(yáng)極室，并對(duì)導(dǎo)入的酸性溶液持續(xù)補(bǔ)水，將濃度升高的酸性溶液導(dǎo)出陽(yáng)極室，同時(shí)收集氧氣或氯氣;
(4)與此同時(shí)，將濃度為1_35%，溫度為50-90°C的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入所述電解槽的陰極室，將濃度升高的氫氧化鈉溶液導(dǎo)出陰極室，同時(shí)收集氫氣。
[0021]本方法中所采用的所述亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液為亞氨基二乙酸二鈉鹽或亞氨基二乙酸二鈉鹽和亞氨基二乙酸一鈉鹽的混合溶液，為了保證生產(chǎn)亞氨基二乙酸一鈉的純凈度，所述亞氨基二乙酸二鈉鹽溶液在電解前經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾。
[0022]本方