亚氨基二乙酸的生产技术

亚氨基二乙酸的生产技术及其应用
亚氨基二乙酸(IDA)又名氨二乙酸，外观为白色结晶性粉末或白色斜方晶体粉末，
无毒，分子式为C
4H
7
NO
4
，分子量为133.11，比重为1.56，沸点为126-127℃(1.8
千帕)，熔点247.5℃(易分解)，燃烧值为396.3千卡。

溶于水，难溶于乙醇、丙酮、苯、四氯化碳和乙醚，能与酸、碱反应生成盐，并能和多种金属离子形成螯合物。

亚氨基二乙酸的生产方法有氢氰酸法、氯乙酸法、氯乙酸-甘氨酸法、氨基乙酸法等。

亚氨基二乙酸是一种重要的化工中间体，它在农药、染料、化工、水处理、医药、功能高分子、电子等方面都有着广泛的应用。

1 生产技术
1.1 氢氰酸法
美国孟山都公司最早采用氢氰酸法生产亚氨基二乙酸。

该法是用氢氰酸与甲醛、六甲基四胺为原料，在酸性条件下催化合成亚氨基二乙腈，加入氢氧化钠使之水解成亚氨基二乙酸钠，再用浓硫酸(或浓盐酸)酸化，调节pH值，结晶分离、洗涤、干燥，得到亚氨基二乙酸成品。

反应式如下：
(CH
2)
6
N
4
+HCN+HCHO→NH(CH
2
CN)
2
+H
2
O
NH(CH
2CN)
2
+H
2
O+NaOH-+NH(CH
2
COONa)
2
+NH
3
NH(CH
2COONa)
2
→(H+水解)→NH(CH
2
COOH)
2
美国孟山都公司生产的亚氨基二乙酸是直接利用丙烯腈装置副产的氢氰酸尾气为基本原料，其优点为：①所用氢氰酸来自丙烯腈生产的三废处理装置，具有很好的环保效益；②技术成熟，可以大规模运行，生产效率高；③生产成本和产品质量均具有很强的竞争力。

缺点为能耗高，生产周期长，安全防护要求高。

我国在二十世纪90年代初期建立氢氰酸的生产装置，但是所用的氢氰酸并非来自丙烯腈副产，而是由天然氨和氯合成所得，其浓度较低，需要浓缩后才能用来生产亚氨基二乙酸，与孟山都公司相比，生产成本差距很大，缺乏市场竞争力。

孟山都公司采用生产丙烯腈副产物-氢氰酸这一资源优势，是我国很多企业的劣势，因此我们不能盲目仿效。

建议国内大型丙烯腈生产企业以及有氢氰酸原料优势的企业可采用氢氰酸直接合成法建设亚氨基二乙酸生产装置，这不仅可以解决
副产氢氰酸资源的利用问题，同时可以促进我国亚氨基二乙酸行业实行清洁化生产。

2 亚氨基二乙酸的应用
2.1 农药工业
亚氨基二乙酸在农药工业上主要用于生产除草剂草甘膦。

亚氨基二乙酸与三氯化磷(或亚磷酸)、甲醛在酸性条件下反应生成双甘膦，再经双氧水或氧气氧化得到草甘膦。

草甘膦是除草活性最强的内吸传导型广谱有机磷农药之一，能有效控制80余种危害较大的杂草的生长。

因其具有低毒、易分解、强效、无残留等优点，已被美国政府评为最优秀的农药之一，成为全球产量最大的除草剂品种。

美国孟山都公司最早采用亚氨基二乙酸法生产草甘膦，此法收率高，废水少，适宜大规模高效率运行，产品竞争能力强。

我国传统合成工艺多采用氯乙酸氨解制备甘氨酸，然后再合成草甘膦，生产成本高，无法与国外产品进行竞争。

目前国内生产厂家多采用烷基酯法合成草甘膦，但由于三废等原因，产品质量差，不能达到亚氨基二乙酸路线的高品质产品，在欧美等发达国家不能取得登记。

草甘膦工艺
本文对于草甘膦的合成工艺过程进行了研究，该工艺主要分两步进行：三氯化磷滴加合成双甘膦和双氧水催化氧化制草甘膦。

在三氯化磷滴加合成双甘膦部分，原IDA法工艺采用的是在酸性条件下高温时将甲醛滴加到亚磷酸与IDA 混合溶液中进行反应，考虑到工业上亚磷酸的合成一般采用三氯化磷水解制得，直接滴加三氯化磷对于降低生产成本和能耗，简化操作过程有重要意义。

在这部分中，我们对加料顺序、物料配比、甲醛滴加时间及保温时间、IDA浓度等因素进行了考察，最终得到的改进方案，双甘膦的总收率可达到90％以上，且反应过程稳定，操作简单。

在双氧水催化氧化制草甘膦部分，因双氧水催化氧化法合成草甘膦具有后处理简单、草甘膦收率高的特点，使该法成为一种重要的草甘膦合成工艺。

但该法的影响因素众多，且因素间的交互作用复杂。

我们通过单因素实验考察了反应温度、反应时间及双氧水与双甘瞵配比等对反应结果的影响，并通过正交实验考察了因素之间的交互作用对草甘瞵收率和选择性的影响。

实验结果表明，在最佳的反应条件下，草甘膦固体含量可达到99％以上，固体收率达到76％以上，总收率达到90％以上。

1吨草甘膦要用1.2吨左右三氯化磷
亚氨基二乙酸与草甘膦合成工艺研究
氨基二乙酸(IDA)是一种重要的精细化工产品，用途广泛，主要应用生产农药草甘膦，近年来需求量越来越大，但目前国内IDA的生产都是采用传统落后的生产工艺如氯乙酸法，收率低，污染大。

本文提出一种新的工艺，用亚氨基二乙酸钠(IDANa2)法直接合成草甘膦新工艺。

研究表明：双甘膦合成以部分IDANa2与三氯化磷同时滴加的投料方式、三氯化磷过量20％、甲醛过量30％、保温时间2.5-3h效果最好，粗品收率达97.4％；草甘膦的合成以双氧水过量20％、氧化温度65℃、保温氧化时间1.5h效果较佳，粗品收率达90％，精制后含量达93.5％。