形成螯合组合物的方法与流程

总体而言，本公开涉及一种形成包含谷氨酸n,n-二乙酸(glda)四钠盐的螯合组合物的方法。所述螯合组合物具有低粘度，同时包含令人意外的高重量百分比的glda。

背景技术：

1、数种螯合化合物谷氨酸n,n-二乙酸(glda)钠盐是本领域已知的。例如，us8455682描述了使用hcn和甲醛以及谷氨酸或谷氨酸单钠合成glda四钠盐。该方法利用环境温度或升高的温度(10-100℃；尤其是20-80℃)和10分钟至10小时但尤其是30分钟至3小时的配给(dose，投料)时间。所描述的方法是两步法，其中首先将一当量的甲醛配给到预装载的谷氨酸盐中并且在第二步中配给hcn和另一当量的甲醛。

2、wo 2009/024518中描述了另一种基于hcn的glda工艺，其中实施例产生了glda的混合钠/钾盐：glda-naxky(x+y＝4)。在该参考文献中，在环境温度或略微升高的温度下使用了两步法。第一步描述了席夫碱的合成，然后再进行第二配给步骤，其中添加了剩余量的甲醛/hcn。

3、通常，在本领域中，在使用hcn/甲醛技术的glda-na4工艺中基于谷氨酸盐的收率为约89％至约94％。然而，该技术没有描述收率受限的原因。通常描述的唯一副产物是nta-na3(次氮基三乙酸钠盐)，其含量低于约0.1重量％，这无法解释为什么基于谷氨酸盐/谷氨酸转化的收率为约90％。

4、本领域已知在用于工业规模时处置高浓度的glda四钠盐溶液具有一些重要缺点。一个重要的问题是glda四钠盐浓溶液的高粘度使得这种溶液难以处置。高粘度将实际浓度限制在约47重量％的最大值。如今，在高于约55至约60重量％的浓度下，glda四钠盐往往变成糊膏，使得必需加热容器才能将产品倒出。glda-na4溶液在浓缩时通常不会结晶。单单是该增加的粘度就阻止了更高浓度的使用。

5、此外，glda-na4水溶液往往对铝具有腐蚀性，这主要是由于glda溶液中的游离苛性碱副产物。因此，这限制了在防腐蚀装置上的应用。当在具有铝部件诸如喷雾干燥器的大规模生产中使用glda-na4溶液时，尤其是当使用约1,000千克或更多的大容器时，这些问题变得特别相关。因此，仍然存在改进的机会。

技术实现思路

1、本公开提供了一种形成螯合组合物的方法，所述方法包括以下步骤：将谷氨酸单钠和/或谷氨酸(和/或谷氨酸和苛性碱)与甲醛组合以形成第一组合；将氰化氢添加到第一组合中以形成第二组合，第二组合包含谷氨酸二乙腈单钠盐、环状glmn和谷氨酸n-单乙腈钠盐(且任选和谷氨酸n-单乙腈钠盐)，将第二组合维持在温度低于约16℃且ph值低于约7；并且将谷氨酸二乙腈单钠盐的腈基团转化为羧酸盐基团，从而形成第三组合，第三组合包含水和基于第三组合的总重量至少约47重量％的谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐，如使用fe-总螯合值(fe-total sequestering value)所确定，并且其中在转化为gldn单钠盐的腈基团接着皂化以形成谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐之后，msg(或msg与苛性碱的混合物或谷氨酸与谷氨酸二钠盐的混合物)的反应收率至少为约91％；提供第四组合，第四组合包含水和谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐并且具有小于约7的ph值；并且将第三和第四组合组合以形成螯合组合物，所述螯合组合物具有至少约9的ph值和各自使用具有s18转子和温度控制浴的brookfield dv ii plus粘度计在约5℃下测得的小于约1350mpa.s或在约20℃下测得的小于约350mpa.s的粘度，并且基于螯合组合物的总重量，包含至少约50重量％的谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐，使用fe-总螯合值确定。还预期技术人员可以将第三组合的低含量测量与酸化产物的高含量测量组合或采用低含量测量的两倍量并且需要蒸发更多的水。

2、本公开还提供了一种形成螯合组合物的方法，所述方法包括以下步骤：将谷氨酸单钠和/或谷氨酸以及约一当量的苛性碱(诸如导致原位形成msg的naoh)与甲醛组合以形成第一组合；将氰化氢添加到第一组合中以形成第二组合，第二组合包含谷氨酸二乙腈单钠盐、环状glmn和谷氨酸n-单乙腈钠盐，将第二组合维持在温度低于约16℃且ph值低于约7；并且将谷氨酸二乙腈单钠盐的腈基团转化为羧酸盐基团，从而形成螯合剂组合物，所述螯合剂组合物包含水和基于螯合剂组合物的总重量至少约47重量％的谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐，使用fe-总螯合值确定，其中最终的螯合组合物具有大于约9的ph值和使用具有s18转子和温度控制浴的brookfield dv ii plus粘度计在约5℃下测得的小于约1350mpa.s或在约20℃下测得的小于约350mpa.s的粘度，并且其中在转化为gldn单钠盐的腈基团接着皂化以形成谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐之后，msg(或msg与苛性碱的混合物或谷氨酸与谷氨酸二钠盐的混合物)的反应收率至少为约91％。

3、在各种实施方案中，如本领域技术人员所理解，本公开使用仍允许在室温下处置而不会变得太粘稠的溶液增加了可持续性以及运输和包装螯合剂水溶液的能力。

技术特征：

1.一种形成螯合组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于第二组合的总重量，第二组合包含约37至约50％重量的谷氨酸二乙腈单钠盐。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括从第三组合中蒸发水的步骤，使得基于螯合组合物的总重量，螯合组合物中谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐的重量百分比至少为约47％重量，使用fe-总螯合值确定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其还包括将第一组合维持在温度低于约11℃的步骤。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中将第二组合维持在温度低于约10℃并且其中将氰化氢添加到第一组合历时约15至约120分钟的总时间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中第三组合任选地还包含氢氧化钠和/或次氮基三乙酸钠盐，具有至少约11的ph值，以约1重量％的溶液测量，并且包含

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述螯合组合物任选地还包含氢氧化钠和/或次氮基三乙酸钠盐，具有至少约10的ph值，并且包含

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在5℃下的粘度小于约1200mpa.s，并且所述组合物归类为非腐蚀性的，根据联合国关于危险货物运输的标准建议-测试和标准手册：st/sg/ac.10/11/rev 4确定。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中第三组合包含氢氧化钠并且所述方法还包括经由离子交换和/或双极膜电渗析来酸化第三组合以减少第三组合中氢氧化钠的残余量的步骤。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述螯合组合物的ph值为约10至约11，并且基于螯合组合物的总重量，所述螯合组合物包含小于约0.1％重量的naoh。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中基于第三组合的总重量，所述谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐以约47至约60重量％的量存在于第三组合中，使用fe-总螯合值确定。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中基于螯合组合物的总重量，所述谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐以约47至约60重量％的量存在于螯合组合物中，使用fe-总螯合值确定。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述组合物为非腐蚀性的，根据联合国关于危险货物运输的标准建议-测试和标准手册：st/sg/ac.10/11/rev 4确定。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中基于msg并接着皂化的谷氨酸二乙腈单钠盐的腈基团的反应收率至少为约95％。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中

16.一种形成螯合组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

17.根据权利要求16所述的方法，其还包括从螯合组合物中蒸发水的步骤，使得基于螯合组合物的总重量，螯合组合物中谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐的重量百分比至少为约47％重量，使用fe-总螯合值确定。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中基于螯合组合物的总重量，所述谷氨酸n,n-二乙酸四钠盐以约47至约60重量％的量存在于螯合组合物中，使用fe-总螯合值确定。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其还包括将第一组合维持在温度低于约11℃的步骤。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中将第二组合维持在温度低于约10℃并且其中将氰化氢添加到第一组合历时约15至约120分钟的总时间。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其中在约5℃下的粘度小于约1200mpa.s并且所述组合物归类为非腐蚀性的，根据联合国关于危险货物运输的标准建议-测试和标准手册：st/sg/ac.10/11/rev 4确定。

22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，其中所述螯合组合物包含氢氧化钠并且所述方法还包括经由离子交换和/或双极膜电渗析来酸化螯合组合物以减少螯合组合物中氢氧化钠的残余量的步骤。

23.根据权利要求16至22中任一项所述的方法，其中所述螯合组合物的ph值为约10至约11，并且基于螯合组合物的总重量，所述螯合组合物包含小于约0.1％重量的naoh。

24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法，其中所述组合物为非腐蚀性的，根据联合国关于危险货物运输的标准建议-测试和标准手册：st/sg/ac.10/11/rev 4确定。

25.根据权利要求16至24中任一项所述的方法，其中基于msg并接着皂化的谷氨酸二乙腈单钠盐的腈基团的反应收率至少为约95％。

技术总结
本发明涉及一种方法，所述方法包括：将谷氨酸钠和/或谷氨酸与甲醛组合以形成第一组合；添加氰化氢以形成第二组合，第二组合包含谷氨酸二乙腈单钠盐、环状GLMN和谷氨酸N‑单乙腈钠盐；将第二组合维持在温度低于约16℃且pH低于约7；将腈基团转化为羧酸盐基团，从而形成包含水和至少约47重量％的GLDA四钠盐的第三组合，其中反应收率至少为约91％；提供第四组合，第四组合包含水和GLDA四钠盐并且具有小于约7的pH值；并且将第三和第四组合组合以形成螯合组合物。

技术研发人员：E·R·A·邦,M·赫斯,T·O·布恩斯特拉
受保护的技术使用者：诺力昂化学品国际有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15