本发明涉及用于从含水螯合剂组合物(诸如制造料流和废水料流)中选择性地分离次氮基三乙酸(nta)盐的方法,这些方法包括使含水组合物在7至12的ph下与一种或多种吸附剂接触。更具体地,本发明涉及用于从含水螯合剂组合物中选择性地分离次氮基三乙酸(nta)盐的方法,这些方法包括使含水组合物与粒状吸附剂接触,这些粒状吸附剂的筛分粒度为例如0.3mm至4mm,优选地为活性炭,或更优选地为来自椰子、木材或烃原料的活性炭,甚至更优选地它们中的两者或更多者,特别是用它们中的两者或更多者以连续方式进行处理。
背景技术:
1、用于制备螯合剂(诸如乙二胺四乙酸四钠(edta))的已知方法包括在氢氧化钠水溶液的存在下将乙醇腈(gn)(2-羟基乙腈)加入乙二胺中,然后在碱性条件下水解以生成聚羧酸酯,也称为bersworth法。该水解反应产生氨,该氨继而与乙醇腈反应,最终导致次氮基三乙酸(nta)盐,一种可疑的致癌物,作为副产物。期望的是控制nta的水平以将其限制到基于含水螯合剂产物的总重量计低于0.1重量%。
2、从含水螯合剂组合物中去除nta的可能方法可包括使用离子交换树脂将它们分离。然而,离子交换树脂分离将妨碍从含edta的组合物中选择性去除nta或其盐的效率,而不管这些组合物是含水产物还是内部料流。含edta的溶液的金属螯合物的稳定性常数高于nta或其盐的稳定性常数,并且因此将预期比nta盐更多的edta将以更可预测的方式结合到离子交换树脂上。
3、在现有出版物,colloids and surfaces a:physicochem.eng.aspects 317(2008)第344-35页处,k.a.krishnan已经记录了次氮基三乙酸到作为吸附剂的通过锯屑的蒸汽热解制备的活性炭上的吸附。krishnan发现蒸汽热解的锯屑活性炭(sdac)比商业活性炭(cac)更有效地从水溶液和废水中吸附nta。krishnan发现nta去除过程是高度ph依赖性的,其中在5.0的吸附剂ph下获得了最佳结果。因此,krishnan公开了一种用于去除nta的吸附机制,该吸附机制包括在活性炭表面上的配位oh基团与溶液中的nta(nta2-离子)之间的配体交换反应。进一步,krishnan公开了去除效率随初始活性炭浓度的增大而降低;因此,吸附剂-溶液界面中的动力学吸附平衡由朗缪尔吸附等温线最好地解释,其中吸附位点变得用被吸附物(nta)分子饱和。该理论是,吸附是表面现象,较小的吸附剂大小提供相对较大的表面积,并且因此在平衡时发生较高的吸附。然而,krishnan未能公开从螯合剂溶液中选择性去除nta;并且预期krishnan中的材料不会从edta或含水螯合剂组合物中选择性地去除nta。因此,仍需要选择性地控制含水螯合剂组合物中的nta含量,去除nta而不去除螯合剂。
4、根据本发明,本发明人已经解决了提供从含水螯合剂料流或组合物中选择性地分离次氮基三乙酸盐,与此同时从这些组合物中去除小于1重量%的螯合剂的方法的问题。
技术实现思路
1、根据本发明,一种用于从含水螯合剂组合物中选择性去除一种或多种次氮基三乙酸(nta)盐(诸如乙二胺四乙酸(edta)或其盐),或使用将乙醇腈(gn)(2-羟基乙腈)加入到聚亚烷基聚胺中的bersworth方法制备的任何螯合剂(诸如亚乙基二胺)的方法包括在7至12,或优选地7.4至12的ph下用一种或多种吸附剂,优选地一种或多种粒状吸附剂处理该含水螯合剂组合物,与此同时保留该含水螯合剂组合物中95重量%或更多,或97重量%或更多,或优选地99重量%或更多的该螯合剂。经处理的含水螯合剂组合物可包含基于该含水组合物的总重量计1重量%至60重量%,或优选地10重量%至45重量%的一种或多种螯合剂。优选地,该一种或多种吸附剂包含一种或多种活性炭,或更优选地两种或更多种活性炭的组合。吸附剂的总量的范围可为基于该含水涂料组合物的总重量计0.5重量%至12重量%,或优选地小于1重量%至7.5重量%。在根据本发明的含水螯合剂组合物中,在处理之前nta或其盐的含量范围可为700ppm至6500ppm,诸如700ppm或更多、或6000ppm或更少、或优选地750ppm或更多,或优选地3000ppm或更少。
2、优选地,该活性炭吸附剂包含如根据astm d4607测定的碘值为600或更高,或优选地800或更高,或更优选地900或更高,或甚至更优选地100或更高的活性炭。该活性炭可来自烃,诸如烟煤或褐煤;木材;泥炭;或坚果壳,诸如椰子,或优选地,这些中的两者或更多者。优选地,在处理含水螯合剂组合物之前不对活性炭进行酸洗。
3、优选地,该方法包括用吸附剂,诸如活性炭吸附剂处理含有nta或其盐的含水螯合剂组合物,随后从该含水螯合剂组合物中去除吸附剂,然后用吸附剂,诸如活性炭吸附剂对该含水螯合剂组合物进行第二次处理。更优选地,为了确保从该含水螯合剂组合物中去除发色体(color body),用吸附剂对该含水螯合剂组合物进行第二次处理的方法包括用来自除木材以外的来源(诸如椰子)的活性炭进行处理。
1.一种用于从含水螯合剂组合物中选择性地去除一种或多种次氮基三乙酸(nta)盐的方法,所述方法包括在7至12的ph下用一种或多种吸附剂处理所述含水螯合剂组合物,与此同时保留所述含水螯合剂组合物中95重量%或更多的螯合剂,其中所述含水组合物包含基于所述含水组合物的总重量计1重量%至60重量%的一种或多种螯合剂。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述含水螯合剂组合物的ph范围为7.4至12,并且所述吸附剂的量范围为基于所述含水螯合剂组合物的总重量计0.5重量%至12重量%。
3.根据权利要求1所述的方法,其中在所述处理之前,所述含水螯合剂组合物包含量为700ppm至6500ppm的一种或多种nta盐。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述吸附剂中的至少一种吸附剂包含活性炭。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述吸附剂包含两种或更多种活性炭的组合。
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述活性炭吸附剂来自烃、木材、泥炭、坚果壳、或这些中的两者或更多者。
7.根据权利要求4所述的方法,其中如根据astm d4607测定的,所述活性炭吸附剂的碘值为600或更高。
8.根据权利要求7所述的方法,其中如根据astm d4607测定的,所述活性炭吸附剂的碘值为800或更高。
9.根据权利要求1所述的方法,所述方法进一步包括从所述含水螯合剂组合物中去除所述吸附剂,然后用吸附剂对所述含水螯合剂组合物进行第二次处理。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述处理包括用活性炭吸附剂处理所述含水螯合剂组合物,并且进行第二次处理包括用来自除木材以外的来源的活性炭进行处理。