一种二甲酯法草甘膦连续合成的方法技术

本发明专利技术提供了一种二甲酯法草甘膦连续合成的方法，包括将以多聚甲醛、甘氨酸、二甲酯为原料制备的合成液与盐酸酸化混合后进入水解反应区，反应物料在水解反应器中保持连续状态；酸化合成液在水解反应区中连续水解，形成草甘膦酸盐，连续出料并中和结晶得到草甘膦原粉。其中水解反应区的优选实施方案有“一塔两釜”和“三釜串联”等形式。本发明专利技术实现了草甘膦水解连续化，并简化了工艺、可实现大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二甲酯法草甘膦连续化生产的研究领域。
技术介绍
草甘膦是一种低毒、高效、广谱的灭生性除草剂，1974年由美国孟山都公司首先研制成功，并在全球许多国家申请了专利保护。九十年代中后期，随着其专利保护在世界各国的陆续到期和抗草甘膦转基因农作物的广泛种植，使草甘膦应用得到了快速发展，成为产量最大和增长最快的农药品种。草甘膦的合成方法很多，但已工业化的工艺路线目前只用两条，即IDA工艺和烷基酯法工艺。烷基酯法工艺是我国大多数生产企业采用的工艺路线。烷基酯法工艺又分为二甲酯法和三甲酯法。目前我国基本都是采用带搅拌的釜式间歇二甲酯法，其自动化程度低，并且单套装置能力小，反应时间长，前后生产缺乏连贯性，生产较易受人为因素的影响而时有出现不稳定现象，并且生产效率低下，能源利用不合理。二甲酯法水解步骤的反应
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供了一种二甲酯法制备草甘膦的连续生产方法。所提供的亚磷酸二甲酯法草甘膦的生产过程为在含有三乙胺的甲醇溶液中加入多聚甲醛，加热至40-50℃溶解，然后加入甘氨酸，在室温下溶解后加入亚磷酸二甲酯，在60-70℃下缩合，形成合成液，合成液与盐酸酸化并进行水解反应，然后中和结晶得到草甘膦酸。本专利技术的目的是实现草甘膦水解连续化，简化工艺并实现草甘膦的大规模生产。本专利技术的另一目的是得到平稳的氯甲烷气体。本专利技术目的通过下面的具体技术方案予以实现将以多聚甲醛、甘氨酸、二甲酯为原料制备的合成液与盐酸酸化混合后进入水解反应区，反应物料在水解反应器中保持连续状态；酸化合成液在水解反应区中连续水解，形成草甘膦酸盐，连续出料并中和结晶得到草甘膦原粉。本专利技术中水解反应器为平推流水解反应器或者全混水解反应器，当然也可以是两者的任意组合。平推流水解反应器包括管式反应器、塔式反应器、薄膜蒸发器等，其中塔式水解反应器包括填料塔、板式塔或空塔等。所谓平推流水解反应器，即物料在反应器中随着空间位置的移动，不断进行反应，反应物浓度逐渐减少，生成物浓度逐渐增加，各空间位置的物料参数不一致，出料口物料为生成物。物料在反应器中的停留时间相同。全混水解反应器包括釜式反应器，混合器等。所谓全混水解反应器，即在全混反应器中，所有空间位置的物料各种参数一致，而且出料口物料性质与反应器内相同。物料在反应器中的停留时间不一定相同。本专利技术中水解反应器可以是平推流水解反应器中的一种也可以是多种组合；可以是平推流水解反应器中的一种或多种与全混反应器中的一种或多种的组合；也可以就是一级全混反应器或是多级全混反应器串联作为水解反应器。水解反应器为多个组合时，组合顺序没有固定模式，可以根据工程化需要和反应效果由技术人员自行设计。本专利技术中采用一种平推流水解反应器作为水解反应器时，可以是一个或由多个组合。本专利技术中平推流水解反应器优选为塔式反应器。可以为一级塔或为多级塔串联。采用塔式反应器作为草甘膦连续水解的反应器时，酸化合成液从塔顶或上、中部连续进入塔内进行水解反应，水解生成的水解物从塔底连续流出，去中和结晶，而合成液中溶剂从塔顶连续脱出。为了提高水解效率并利于脱溶，酸化合成液连续进入反应塔的方式可以多样，可以在塔顶或塔中一股进料，也可以分多点在塔体补加盐酸。同时为了最大限度的利用蒸汽热能，可以进行二次蒸汽利用，即塔顶脱出溶剂等蒸汽可以作为热源，对所述的合成液与盐酸在连续进入塔内前进行预热，形成70-90℃的气液混合物，进行脱溶，再进入塔内进行水解反应。同时，在反应物料进入塔后，随着温度的升高，有HCl气体析出，HCl气体在塔内自下而上与自上而下的液体合成液逆相接触，混合，反应传质传热，完成反应，有利于提高盐酸的利用率。由于盐酸的利用率提高，显然的，在水解完成后碱的用量大大减少，从而使得母液中盐含量大大降低。目前，通常是通过加入30％的NaOH水溶液中和盐酸，母液中含有大量的Cl-，对后处理带来很大压力。而使用塔反应器则有效的提高了盐酸的利用率，减少了含Cl-废水的排放，减轻环保压力。当然，本专利技术所述的方法也可以是平推流水解反应器中两种不同类型的组合。例如，塔与薄膜蒸发器的组合，其中塔和薄膜蒸发器均可以是一级也可是多级。总之，采用平推流水解反应器的优点在于利用物料的逆相接触这一特点，更便于进行热能的合理利用和盐酸的充分利用。本专利技术所述的连续方法中水解反应器也可以是全混反应器，优选多釜串联，更优选三釜串联。基于全混反应的特点在全混反应器中，所有空间位置的物料各种参数一致，而且出料口物料性质与反应器内相同，物料在反应器中的停留时间不一定相同。采用全混反应器在第一级反应器中会有一定比例的反应物因停留时间过短而未来得及参加反应。同理，在二级和三级中也存在同样的问题，所以采用全混反应器时一般需采用多级反应来实现使反应更彻底，综合设备投资及其它各方面的因素，优选三釜串联。可选择的，三釜串联的实施方案可如下进行经循环酸化器酸化的合成液连续进料到一级反应釜，反应釜内温度控制在70-90℃左右，平均停留时间20～30分钟，保持一级反应釜中物料在一定液位，连续出料到二级反应釜，二级反应釜内温度控制在100～110℃，平均停留时间20～40分钟，保持二级反应釜中物料在一定液位，连续出料到三级反应釜，三级反应釜内温度控制在115～140℃，平均停留时间30～40分钟，三级反应釜中物料液位保持在一定水平，连续出料去中和结晶工序，水解结束。并且合成液与盐酸在连续进入水解反应釜前可以作为冷凝液，收集脱出蒸汽作为热源，利用蒸汽带出的热能对冷凝液进行预热。在采用全混式多釜串联时，一只全混釜或者两釜串联，水解效率不高，多釜串联能够有效的提高草甘膦水解效率，但增加了设备投资以及反应时间延长，并不合算。所以经过多次实验证明三釜串联，并控制各级反应的停留时间，能够很好的实现连续化，并提高草甘膦收率。全混式多釜串联连续化水解其优点在于由于此水解过程是一个蒸馏反应过程，随着反应的进行，大量产物和溶剂蒸出，反应物料体积大大减少，在现有工艺的间歇反应釜中，与热交换接触面积大大减少，影响了热交换效率，大大延长了反应时间，设备利用率降低，热能利用率降低。而全混式多釜串联连续化能始终保持反应釜中物料在最佳液位，使釜式反应器热交换得以最佳利用状态，同时产生稳定的氯甲烷和热蒸汽，便于氯甲烷的回收和进行二次蒸汽利用。而且多釜串联能有效解决水解过程中的结晶问题，但盐酸未能得到充分利用，热能利用也次于塔式反应。更大的优点在于多釜串联能严格控制各级的反应温度，使反应物料在一个稳定的最佳环境中反应，以提高反应的转化率。本专利技术所述的方法中，水解反应区中水解反应器优选平推流反应器和全混反应器的组合，优选塔釜结合，即塔式反应器与釜式反应器的组合，尤其优选一塔两釜的组合，优选组合顺序为塔-釜-釜。可选择的，一塔两釜的实施方案可如下进行将酸化好的合成液从塔顶或中部连续进料，塔内温度控制在80～105℃进行初步水解，同时溶剂甲醇和副产物甲缩醛从塔顶脱出，生成的水解产物和未反应的合成液及中间反应混合物从塔底连续进入第一级釜式水解反应器进行连续水解，控制温度100～110℃，然后继续进入第二级釜式反应器进行水解，控制温度在115～140℃，连续出料去中和结晶得草甘膦原粉。一塔两釜中的塔可以为板式塔、填料塔或空塔等，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二甲酯法制备草甘膦的连续生产方法，该方法包括：将以多聚甲醛、甘氨酸、二甲酯为原料制备的合成液与盐酸酸化混合后进入水解反应区，并在水解反应区内保持连续状态；酸化合成液在水解反应区中连续水解，形成草甘膦盐酸盐产物，生成产物或者生成产物与酸化合成液的混合物连续出料并中和结晶得到草甘膦酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，任不凡，来虎钦，周曙光，蔡鹏，詹波，王林辉，李丽娟，胡江，邵振威，佘慧玲，吴涛，周瑛，黄重水，
申请(专利权)人：浙江新安化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]