本发明属于螯合剂合成领域，具体涉及一种二乙烯三胺二琥珀酸四钠盐金属螯合剂的制备方法。
背景技术：
重金属螯合剂是一类能与重金属原子或离子以配位体的形式形成具有环状结构的物质。其含有两个或多个给电子集团 可以和重金属离子形成具有环状结构的稳定络合物，从而阻止重金属离子起作用，在解毒，印染，阻垢等方面应用广泛。
常见的螯合剂包括马来酸-丙烯酸共聚物等聚合羧酸类、氨基三亚甲基磷酸等有机磷类、小分子氨基二硫代甲酸盐类及高分子聚乙烯亚胺基黄原酸等，单氨基二硫代甲酸基小分子螯合剂虽螯合能力较强，但形成的絮体小，沉降性能差；而高分子螯合剂虽然具有较好的絮凝性能，但存在的空间位阻较大，使残余重金属离子浓度难以达标排放，因此，制备含有多功能基的小分子螯合剂成为热点研究方向。
中国专利CN106084225A公开一种二乙烯三胺二硫代甲酸盐螯合物前体的制备方法，该螯合剂与重金属离子结合后的浸出重金属浓度降低了90％，满足危险废物鉴别标准，同时，生成的螯合物具有很好的稳定性，减少了二次污染的风险。但是，其并没有公开合成反应的反应程度，实际上该反应收率并不高。
中国专利CN107857708A公开了一种二乙烯三胺二琥珀酸盐的制备方法，同时公开了其优异的钙、铁等离子螯合性能，但是，根据反应混合液中二乙烯三胺二琥珀酸盐含量为17%可推测，其反应程度不足30%，实际收率可能更低，原料损耗严重。同时，反应时间达5-10h，反应温度高达115-140℃，反应条件较为苛刻。同时,产物中还混有单取代物二乙烯三胺一琥珀酸二钠存在,目标产物纯度不高。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的不足，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种二乙烯三胺二琥珀酸四钠盐金属螯合剂的制备方法，以实现提高反应收率及产品纯度、降低生产成本的发明目的。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种二乙烯三胺二琥珀酸四钠盐金属螯合剂的制备方法，包括N2吹扫，溶液配制，升温反应，补加过氧化钠固体，加入剩余马来酸酐，溶剂回收，后处理；
所述溶液配制，马来酸酐与乙醇的质量比为0.8-0.9：1；
所述溶液配制，加入固体氢氧化钠调节pH值为9-11；
所述溶液配制，配置完成,溶液温度不超过35℃；
所述升温反应，先向二乙烯三乙胺中加入马来酸酐的乙醇溶液，二乙烯三乙胺与马来酸酐的摩尔比为1:2-2.2；马来酸酐乙醇溶液的加入量是总量的70-80%，催化剂N-乙基吗啉用量为二乙烯三乙胺摩尔用量的9%-13%；
所述升温反应，是在55-60℃温度进行反应，反应时间40-50min；
所述反应，是在N2氛围中进行，N2压力为0.01MPa（表压示数）；
所述补加过氧化钠固体，过氧化钠固体加入量与二乙烯三乙胺的摩尔比为4.2-4.5:1；
所述加入剩余马来酸酐，滴加过程为匀速滴加，滴加完成后，变频器调节搅拌转速为180PRM，再次升温至溶剂回流状态下反应；
所述溶剂回收，釜内真空度在-0.08~-0.09MPa（表压），温度为60-65℃；
所述的二乙烯三胺二琥珀酸四钠盐金属螯合剂的制备方法，其特征在于，产品为白色固体，纯度≥99%，pH值（10%水溶液）9.5-10.5，灰分≤0.2%，水分≤0.5%。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、降低了反应温度
降低了反应所需温度，反应温度为55-60℃,现有技术中,反应温度在100℃以上进行；
2、提高了反应纯度与收率
经检测，反应结束后混合体系的固含量达60.5 %以上，经后处理，制得固体重金属螯合剂纯度99.10-99.31%，收率91.26-92.84%；
3、提高了马来酸酐转化率，减少损耗，降低成本
通过分段加料的加料方式，第一阶段加入总量70-80%%的马来酸酐，在接近反应完全后，补加另外20-30%的原料反应继续正向进行，马来酸酐转化率提高，减少了马来酸酐的损耗；
4、缩短了反应时间
本发明的反应时间共2小时，现有工艺反应时间超过6小时，减少工业消耗成本；
5、反应条件温和，安全性高。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1一种二乙烯三胺二琥珀酸四钠金属螯合剂的制备方法
(1)通入N2 吹扫
反应釜连接真空泵,先在室温下抽真空,真空度达0.08~0.09MPa(表压示数),后体系通入N2,当氮气压力达到0.01MPa(表压示数)时，关闭氮气加入阀保压。
（2）马来酸酐溶液配制
马来酸酐(196kg,2000mol)加入到乙醇(220kg)中搅拌溶解，配置釜盘管中通入4℃左右冰水混合物开始降温,边降温边加入氢氧化钠固体，调节体系pH值至10,溶液温度不超过35℃,制备得到马来酸酐的乙醇溶液。
（3）升温反应
向二乙烯三乙胺(103kg,1000mol)中加入马来酸酐的乙醇溶液，先加入总量的80%，加入催化剂N-乙基吗啉(11.5kg,100mol)，在6min内升高温度至55-60℃开始反应计时，反应时间45min
（4）补加Na2O固体
补加过氧化钠固体130kg,加料过程连通N2，保持反应体系是在N2氛围中进行。
（5）加入剩余马来酸酐
加入剩余20%的马来酸酐乙醇溶液，加快搅拌速率至180RPM，升高，回流反应60min即可。
（6）溶剂回收
打开冷凝器，打开真空泵，加热并抽真空进行溶剂脱溶，真空度在0.08~0.09MPa，升温至60℃温度稳定，从视镜观察，待溶剂浓缩至10%以下后，先放空，后停止加热。
（7）后处理
将螯合剂粗品抽滤分离，抽滤后的螯合剂粗品用无水乙醇洗涤3次，得到重金属螯合剂。过滤母液回收后集中进行处理。后送入耙式真空干燥机在40℃下干燥2h，分装，制得固体重金属螯合剂。
产品指标：白色固体，纯度99.10%，收率92.84%，pH值（10%水溶液）9.8，灰分≤0.2%，水分≤0.5%
废水处理：利用实施例1制得的螯合剂产品对废水进行处理实验，废水中含有铜、锌、铁、镍、铬、钙等，取200mL废水于250mL烧杯中，调节pH至10左右,加入本发明制备的螯合剂2g，后恒温磁力搅拌器上搅拌、静置、过滤，用原子吸收分光光度法测定滤液中金属离子浓度。
实验结果见下表：
实施例2一种二乙烯三胺二琥珀酸四钠金属螯合剂的制备方法
(1)通入N2 吹扫
反应釜连接真空泵,先在室温下抽真空,真空度达0.08~0.09MPa(表压示数),后体系通入N2,当氮气压力达到0.01MPa(表压示数)时，关闭氮气加入阀保压。
（2）马来酸酐溶液配制
马来酸酐(180kg,1836mol)加入到乙醇(200kg)中搅拌溶解，配置釜盘管中通入4℃左右冰水混合物开始降温。边降温边加入氢氧化钠固体，调节体系pH值至11,溶液温度不超过35℃,制备得到马来酸酐的乙醇溶液。
（3）升温反应
向二乙烯三乙胺(95kg,920mol)中加入马来酸酐的乙醇溶液，先加入总量的70%，加入催化剂N-乙基吗啉(9.56kg,83mol)，在8min内升高温度至56℃开始反应计时，反应时间45min
（4）补加Na2O固体
补加过氧化钠固体120kg,加料过程连通N2，保持反应体系是在N2氛围中进行。
（5）加入剩余马来酸酐
加入剩余30%的马来酸酐乙醇溶液，加快搅拌速率至180RPM，升高温度至回流，回流反应60min即可。
（6）溶剂回收
打开冷凝器，打开真空泵，加热并抽真空进行溶剂脱溶，真空度在0.08~0.09MPa，升温至60℃温度稳定，从视镜观察，待溶剂浓缩至10%以下后，先放空，后停止加热。
（7）后处理
将螯合剂粗品抽滤分离，抽滤后的螯合剂粗品用无水乙醇洗涤3次，得到重金属螯合剂。过滤母液回收后集中进行处理。后送入耙式真空干燥机在40℃下干燥2h，分装，制得固体重金属螯合剂。
产品指标：白色固体，纯度99.23%，收率92.22%，pH值（10%水溶液）9.5，灰分≤0.2%，水分≤0.5%
废水处理：利用实施例1制得的螯合剂产品对废水进行处理实验，废水中含有铜、锌、铁、镍、铬、钙等，取200mL废水于250mL烧杯中，调节pH至10左右,加入本发明制备的螯合剂2g，后恒温磁力搅拌器上搅拌、静置、过滤，用原子吸收分光光度法测定滤液中金属离子浓度。
实验结果见下表：
实施例3一种二乙烯三胺二琥珀酸四钠金属螯合剂的制备方法
(1)通入N2 吹扫
反应釜连接真空泵,先在室温下抽真空,真空度达0.08~0.09MPa(表压示数),后体系通入N2,当氮气压力达到0.01MPa(表压示数)时，关闭氮气加入阀保压。
（2）马来酸酐溶液配制
马来酸酐(180kg,1836mol)加入到乙醇(200kg)中搅拌溶解，配置釜盘管中通入4℃左右冰水混合物开始降温。边降温边加入氢氧化钠固体，调节体系pH值至10,溶液温度不超过35℃,制备得到马来酸酐的乙醇溶液。
（3）升温反应
向二乙烯三乙胺(87kg,835mol)中加入马来酸酐的乙醇溶液，先加入总量的75%，加入催化剂N-乙基吗啉(11.5kg,100mol)，在10min内升高温度至58℃开始反应计时，反应时间50min
（4）补加Na2O固体
补加过氧化钠固体120kg,加料过程连通N2，保持反应体系是在N2氛围中进行。
（5）加入剩余马来酸酐
加入剩余25%的马来酸酐乙醇溶液，加快搅拌速率至180RPM，升高温度至回流，回流反应60min即可。
（6）溶剂回收
打开冷凝器，打开真空泵，加热并抽真空进行溶剂脱溶，真空度在0.08~0.09MPa，升温至60℃温度稳定，从视镜观察，待溶剂浓缩至10%以下后，先放空，后停止加热。
（7）后处理
将螯合剂粗品抽滤分离，抽滤后的螯合剂粗品用无水乙醇洗涤3次，得到重金属螯合剂。过滤母液回收后集中进行处理。后送入耙式真空干燥机在40℃下干燥2h，分装，制得固体重金属螯合剂。
产品指标：白色固体，纯度99.31%，收率91.26%，pH值（10%水溶液）9.2，灰分≤0.2%，水分≤0.5%
废水处理：利用实施例1制得的螯合剂产品对废水进行处理实验，废水中含有铜、锌、铁、镍、铬、钙等，取200mL废水于250mL烧杯中，调节pH至10左右,加入本发明制备的螯合剂2g，后恒温磁力搅拌器上搅拌、静置、过滤，用原子吸收分光光度法测定滤液中金属离子浓度。
实验结果见下表：
本发明的制备方法制备的螯合剂，对铁、钙的螯合性能尤其突出。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以 对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。