一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，涉及谷氨酸二乙酸四钠的制备技术领域。包括如下步骤：（1）将谷氨酸单钠盐水溶液，羟基乙腈水溶液连续注入管式反应器中，生成式Ⅰ所示化合物；（2）生成的式Ⅰ所示化合物在氢氧化钠作用下水解生成谷氨酸二乙酸四钠，副产得到氨气，将生成的氨气排掉，得到谷氨酸二乙酸四钠溶液。本发明方法避开了氢氰酸，产品品质易于控制，安全环保，可工业化生产，且可以避免釜式反应生成的副产物，生产效率高，大大节约了人工，易于实现自动化控制。
【专利说明】
-种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四纳的方法
技术领域
[0001] 本发明设及谷氨酸二乙酸四钢的制备技术领域。
【背景技术】
[0002] 谷氨酸二乙酸四钢是一种重要的馨合剂，在清洗和洗涂方面有非常突出的效果， 并且，在环保形势日益严峻的今天，氨S乙酸(NTA)的致癌性，导致了其使用的受限，乙二胺 四乙酸(邸TA)不易降解性对环境不够友好等问题频频出现。而谷氨酸二乙酸四钢就是一种 易生物降解的物质。
[0003] 对于谷氨酸二乙酸四钢的研究很多。
[0004] 专利DE4122713提到使用谷氨酸与氨氯酸，甲醒反应，碱解得到最终产品。
[0005] 专利W09622351提到谷氨酸二乙酸及其盐均具有降解性。
[0006] 专利US2500019提出可W使用氯化钢，甲醒生产谷氨酸二乙酸四钢。
[0007] 专利CN200980107237提出使用连续或是半连续的方法将谷氨酸与氯化氨和甲醒 进行反应。
[000引上述制备方法用到了剧毒的氨氯酸，产品品质不易于控制，且反应副产物多，反应 周期长。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是提供一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四 钢的方法，该方法避开了氨氯酸，产品品质易于控制，安全环保，可工业化生产，且可W避免 蓋式反应生成的副产物，生产效率高，大大节约了人工，易于实现自动化控制。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种利用管式反应器连续合 成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1) 将谷氨酸单钢盐水溶液，径基乙腊水溶液连续注入管式反应器中，生成式I所示化 合物； (2) 生成的式I所示化合物在氨氧化钢作用下水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨 气，将生成的氨气排掉，得到谷氨酸二乙酸四钢溶液； 反应方程式如下：
[0011] 优选的，步骤（1)中：谷氨酸单钢盐水溶液、径基乙腊水溶液在管式反应器的反应 溫度为30-180°C。
[0012] 进一步优选的，步骤（1)中：谷氨酸单钢盐水溶液、径基乙腊水溶液在管式反应器 的反应溫度为60-130°C。
[0013] 优选的，步骤(1)中：谷氨酸单钢盐与径基乙腊的反应摩尔比为1:1.8-2.2。
[0014] 优选的，步骤（1)中：谷氨酸单钢盐水溶液进料速度为IOkmolA、径基乙腊水溶液 进料速度为18-22kmolA;谷氨酸单钢盐水溶液、径基乙腊水溶液在管式反应器的停留时间 为lmin-50min。
[0015] 进一步优选的，步骤（1)中：谷氨酸单钢盐水溶液、径基乙腊水溶液在管式反应器 的停留时间为3min-5min。
[0016] 优选的，谷氨酸单钢盐水溶液的质量浓度为15-40%，径基乙腊水溶液的质量浓度 为 10-5P/0。
[0017] 优选的，谷氨酸单钢盐水溶液为谷氨酸单钢盐溶于水得到，或为谷氨酸溶于质量 浓度30-32%的氨氧化钢水溶液得到。
[0018] 优选的，步骤(2)中：式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3-4。
[0019] 优选的，步骤(2)中：式I所示化合物与氨氧化钢反应的反应溫度为80-110°C。
[0020] 径基乙腊水溶液可W为直接市售的产品。
[0021 ]采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本发明利用管式反应器使径基乙腊，谷氨酸单钢盐进行反应，水解制备谷氨酸二乙酸 四钢溶液，该方法避开了氨氯酸，产品品质易于控制，安全环保，可工业化生产。且可W避免 蓋式反应生成的副产物，生产效率高，大大节约了人工，易于实现自动化控制。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度51%的径基乙腊水溶液W22kmol/h，质量浓度40%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 3min，管式反应器控制的溫度为100°C，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0023] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3，水解反应溫度为80-90 °C。 反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度(浓缩，根据客户需要调整 产品谷氨酸二乙酸四钢溶液的浓度，例如质量浓度为38%、47%等浓度的谷氨酸二乙酸四钢 溶液)步骤，最后得到谷氨酸二乙酸四钢溶液。收率97%，产品为淡黄色液体。
[0024] 实施例2 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度51%的径基乙腊水溶液W22kmol/h，质量浓度40%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 50min，管式反应器控制的溫度为30°C，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0025] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:4，水解反应溫度为100-110 °c。反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度步骤，最后得到谷氨酸 二乙酸四钢溶液。收率70%，产品为淡黄色液体。
[00%] 实施例3 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度51%的径基乙腊水溶液WlSkmolA,质量浓度40%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 20min，管式反应器控制的溫度为Iior，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0027] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3.5,水解反应溫度为90-100 °C。反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度步骤，最后得到谷氨酸 二乙酸四钢溶液。收率94.5%，产品为淡黄色液体。
[0028] 实施例4 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度51%的径基乙腊水溶液W22kmol/h，质量浓度40%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 lOmin，管式反应器控制的溫度为150°C，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0029] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3.2，水解反应溫度为85-95 °C。反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度步骤，最后得到谷氨酸 二乙酸四钢溶液。收率96%，产品为淡黄色液体。
[0030] 实施例5 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度25%的径基乙腊水溶液W20kmol/h，质量浓度15%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 5min，管式反应器控制的溫度为180°C，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0031] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3.8，水解反应溫度为95-105 °C。反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度步骤，最后得到谷氨酸 二乙酸四钢溶液。收率94%，产品为淡黄色液体。
[0032] 实施例6 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度10%的径基乙腊水溶液W20kmol/h，质量浓度25%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 Imin,管式反应器控制的溫度为130°C，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0033] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3.1，水解反应溫度为100- ll〇°C。反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度步骤，最后得到谷氨 酸二乙酸四钢溶液。收率95%，产品为淡黄色液体。
[0034] 实施例7 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钢的方法，包括如下步骤： (1)首先在累的作用下，将质量浓度40%的径基乙腊水溶液W22kmol/h，质量浓度30%的 谷氨酸单钢盐水溶液WlOkmol/h连续进入管式反应器中，在管式反应器的作用下，停留 4min，管式反应器控制的溫度为60°C，两原料迅速反应，连续的得到式I所示化合物。
[0035] (2)上述反应后料液再进入水解装置或是连续进入水解装置，在氨氧化钢作用下 水解生成谷氨酸二乙酸四钢，副产得到氨气，将生成的氨气从水解装置顶部被排出整个系 统。水解反应中，式I所示化合物与氨氧化钢的反应摩尔比为1:3.9，水解反应溫度为90-100 °C。反应后料液，进入半成品储罐，进行活性炭脱色，过滤，调整浓度步骤，最后得到谷氨酸 二乙酸四钢溶液。收率94.5%，产品为淡黄色液体。
【主权项】
1. 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 将谷氨酸单钠盐水溶液，羟基乙腈水溶液连续注入管式反应器中，生成式I所示化 合物； (2) 生成的式I所示化合物在氢氧化钠作用下水解生成谷氨酸二乙酸四钠，副产得到氨 气，将生成的氨气排掉，得到谷氨酸二乙酸四钠溶液； 反应方程式如下：2. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤（1)中：谷氨酸单钠盐水溶液、羟基乙腈水溶液在管式反应器的反应温度为 30-180°C。3. 根据权利要求2所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤（1)中：谷氨酸单钠盐水溶液、羟基乙腈水溶液在管式反应器的反应温度为 60-130。。。4. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤(1)中：谷氨酸单钠盐与羟基乙腈的反应摩尔比为1:1.8-2.2。5. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤（1)中：谷氨酸单钠盐水溶液进料速度为lOkmoΙ/h、羟基乙腈水溶液进料速 度为18-22kmol/h;谷氨酸单钠盐水溶液、羟基乙腈水溶液在管式反应器的停留时间为 lmin-50min〇6. 根据权利要求5所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤（1)中：谷氨酸单钠盐水溶液、羟基乙腈水溶液在管式反应器的停留时间为 3min-5min〇7. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:谷氨酸单钠盐水溶液的质量浓度为15-40%，羟基乙腈水溶液的质量浓度为10-51%〇8. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:谷氨酸单钠盐水溶液为谷氨酸单钠盐溶于水得到，或为谷氨酸溶于质量浓度30-32%的氢氧化钠水溶液得到。9. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤(2)中：式I所示化合物与氢氧化钠的反应摩尔比为1:3-4。10. 根据权利要求1所述的一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法，其 特征在于:步骤(2)中：式I所示化合物与氢氧化钠反应的反应温度为80-110°C。
【文档编号】C07C227/26GK105924365SQ201610335355
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】贾荣荣, 李燕, 张艳章, 侯静静, 刘旭, 杨晓林, 程丽华
【申请人】河北诚信有限责任公司