制备亚氨基二乙酸的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及制备亚氨基二乙酸的方法，特别涉及通过电解法制备亚氨基二乙酸的方法。
【背景技术】
[0002]亚氨基二乙酸(盐)是生产旱草广谱除草剂一草甘膦农药的重要中间体。草甘膦是一种非选择性、无残留灭生性除草剂，对多年生根杂草非常有效，广泛用于胶、桑、茶、果园及甘蔗地。
[0003]目前国内外合成亚氨基二乙酸的方法很多，但最后工艺都是将亚氨基二乙酸钠盐通过酸化的方式得到亚氨基二乙酸，加酸酸化法会消耗大量的酸碱，同时副产大量钠盐，由于溶解度的原因，母液中尚含有约60g/L被溶解的亚氨基二乙酸，此方法不仅产生大量的废液，带来严重的环境问题，而且转化率较低，无法达到完全转化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种制备亚氨基二乙酸的方法，制备简单，转化率高且无污染。
[0005]本发明所采用的技术方案是这样的:一种制备亚氨基二乙酸的方法，采用分步电解的方法进行制备，具体按如下方法进行:
一种制备亚氨基二乙酸的方法，采用分步电解的方法进行制备，具体按如下方法进行:
51:将亚氨基二乙酸二钠盐溶液通过电解的方式制备成亚氨基二乙酸一钠盐溶液；
(1)电解过程在含有阳极室、阴极室和中间室的三室电解槽中进行；电解所取电流密度为 100-5000 A/m2；
(2)将浓度为5-40%，温度为50-90°C的亚氨基二乙酸二钠盐溶液以0-200mm/s流速通过所述电解槽的中间室，经过一次电解或循环电解达到完全转化为亚氨基二乙酸一钠盐溶液后导出中间室，pH值控制为3-8 ;
(3)与此同时，将浓度为1_50%，温度为50-90°C的酸性溶液导入所述电解槽的阳极室，并对导入的酸性溶液持续补水，将浓度升高的酸性溶液导出阳极室，同时收集氧气或氯气;
(4)与此同时，将浓度为1_35%，温度为50-90°C的氢氧化钠溶液导入所述电解槽的阴极室，将浓度升高的氢氧化钠溶液导出阴极室，同时收集氢气；
52:将亚氨基二乙酸一钠盐溶液通过电解的方式制备成亚氨基二乙酸溶液；
(1)电解过程在含有阳极室、阴极室和中间室的三室电解槽中进行；电解所取电流密度为 100-2000 A/m2；
(2)将浓度为5-40%，温度为50-90°C的亚氨基二乙酸一钠盐溶液以0-200mm/s流速通过所述电解槽的中间室，经过一次电解或循环电解达到30-50%转化为亚氨基二乙酸后溶液导出中间室，PH值控制为0.1-2 ;在槽外冷却溶液析出亚氨基二乙酸结晶后，母液与亚氨基二乙酸一钠盐溶液混合后再进入中间室循环电解；
(3)与此同时，将浓度为1_50%，温度为50-90°C的酸性溶液导入所述电解槽的阳极室，并对导入的酸性溶液持续补水，将浓度升高的酸性溶液导出阳极室，同时收集氧气或氯气;
(4)与此同时，将浓度为1_35%，温度为50-90°C的氢氧化钠溶液导入所述电解槽的阴极室，将浓度升高的氢氧化钠溶液导出阴极室，同时收集氢气。
[0006]进一步改进的是:所述亚氨基二乙酸二钠盐溶液为亚氨基二乙酸二钠盐或亚氨基二乙酸二钠盐和亚氨基二乙酸一钠盐的混合溶液，所述亚氨基二乙酸二钠盐溶液在电解前经过精密过滤。
[0007]进一步改进的是:所述酸性溶液为硫酸或盐酸或磷酸或其它无机酸或上述酸的混合物。
[0008]进一步改进的是:持续补充的水为蒸馏水或去离子水。
[0009]进一步改进的是:电解过程，三个室中的溶液在电解槽中并联流动或串联流动。
[0010]进一步改进的是:阳极室的材料为钛材、不锈钢、铜、塑料或金属衬塑料；阴极室的材料为镍、不锈钢、铜、碳钢、塑料或金属衬塑料；中间室的材料为镍、不锈钢、铜、碳钢、塑料或金属衬塑料。
[0011]进一步改进的是:阳极室和中间室之间的隔膜为阳离子交换膜或多孔隔膜，阴极室和中间室之间的隔膜为阳离子交换膜或多孔隔膜。
[0012]进一步改进的是:阳极室中的阳离子交换膜为质子交换膜，阴极室中的阳离子交换膜为质子交换膜或钠离子交换膜。
[0013]进一步改进的是:阳极室中的阳极为DSA析氧电极或DSA析氯电极、不锈钢电极、碳材电极、铂电极；阴极室中的阴极为镍基活性电极、镍电极、铜电极、不锈钢电极、铁合金电极、碳电极。
[0014]进一步改进的是:步骤SI与步骤S2在同一个电解槽中进行电解或者在独立的电解槽中进行电解。
[0015]通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是:应用分步电解的方法，将亚氨基二乙酸二钠盐转化为亚氨基二乙酸一钠盐后，再由亚氨基二乙酸一钠盐电解转化为亚氨基二乙酸，其优点包括:(I)、无需使用无机酸酸化亚氨基二乙酸二钠，因而使溶液中不含无机盐，也就没有后续分离的需要，进而消除了含盐废水处理的问题；(2)、电解过程产生副产物NaOH、氢气、氧气(或氯气)，具有广泛的用途；(3)、电解反应过程简单，操作方便，采用分步电解的方式进行电解相对于一次电解的方式，先将亚氨基二乙酸二钠电解至亚氨基二乙酸一钠时可以采用较大的电流密度，因此效率较高。
【附图说明】
[0016]图1为电解槽示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0018]如图1所示电解槽，由阳极室、阴极室和中间室三个室组成，三室之间由两张隔膜隔开；阳极室中包含一个阳极，阴极室中包含一个阴极；电解槽，可以为单极式或复极式结构，本方法的电解过程可以是一组电解槽或多组电解槽组合进行。
[0019]电解槽中的膜和电极组件为核心部分，阳极室的材料为钛材、不锈钢、铜、塑料或金属衬塑料；阴极室的材料为镍、不锈钢、铜、碳钢、塑料或金属衬塑料；中间室的材料为镍、不锈钢、铜、碳钢、塑料或金属衬塑料，阳极室中的阳极为DSA析氧电极或DSA析氯电极、不锈钢电极、碳材电极、铂电极；阴极室中的阴极为镍基活性电极、镍电极、铜电极、不锈钢电极、铁合金电极、碳电极，电极可以为板状或网状，单片阴极和阳极的有效尺寸均为500mmX500 mm，极间距为10 mm，中间室与阳极室以质子交换膜隔开，阴极室和中间室以钠离子交换膜隔开，电解槽各室的电解液由下部进入，上部流出，以一定的电流密度通电电解至中间室pH为5-7即为亚氨基二乙酸一钠酸化结束，电解至中间室PH为0.1-2即为亚氨基二乙酸酸化结束。
[0020]一种制备亚氨基二乙酸的方法，采用分步电解的方法进行制备，具体按如下方法进行:
51:将亚氨基二乙酸二钠盐溶液通过电解的方式制备成亚氨基二乙酸一钠盐溶液；
(1)电解过程在含有阳极室、阴极室和中间室的三室电解槽中进行；电解所取电流密度为 100-5000 A/m2；
(2)将浓度为5-40%，温度为50-90°C的亚氨基二乙酸二钠盐溶液以0-200mm/s流速通过所述电解槽的中间室，经过一次电解或循环电解达到完全转化为亚氨基二乙酸一钠盐溶液后导出中间室，pH值控制为3-8 ;
(3)与此同时，将浓度为1_50%，温度为50-90°C的酸性溶液导入所述电解槽的阳极室，并对导入的酸性溶液持续补水，将浓度升高的酸性溶液导出阳极室，同时收集氧气或氯气;
(4)与此同时，将浓度为1_35%，温度为50-90°C的氢氧化钠溶液导入所述电解槽的阴极室，将浓度升高的氢氧化钠溶液导出阴极室，同时收集氢气；
52:将亚氨基二乙酸一钠盐溶液通过电解的方式制备成亚氨基二乙酸溶液；
(1)电解过程在含有阳极室、阴极室和中间室的三室电解槽中进行；电解所取电流密度为 100-2000 A/m2；
(2)将浓度为5-40%，温度为50-90°C的亚氨基二乙酸一钠盐溶液以0-200mm/s流速通过所述电解槽的中间室，经过一次电解或循环电解达到30-50%转化为亚氨基二乙酸后溶液导出中间室，PH值控制为0.1-2 ;在槽外冷却溶液析出亚氨基二乙酸结晶后，母液与亚氨基二乙酸一钠盐溶液混合后再进入中间室循环电解；
(3)与此同时，将浓度为1_50%，温度为50-90°C的酸性溶液导入所述电解槽的阳极室，并对导入的酸性溶液持续补水，将浓度升高的酸性溶液导出阳极室，同时收集氧气或氯气;
(4)与此同时，将浓度为1_35%，温度为50-90°C的氢氧化钠溶液导入所述电解槽的阴极室，将浓度升高的氢氧化钠溶液导出阴极室，同时收集氢气。
[0021]本方法中所采用的所述亚氨基二乙酸二钠盐溶液为亚氨基二乙酸二钠盐或亚氨基二乙酸二钠盐和亚氨基二乙酸一钠盐的混合溶液，为了保证生产亚氨基二乙酸一钠的纯净度，所述亚氨基二乙酸二钠盐溶液在电解前经过精密过滤。
[0022]本方