烷基酯法合成草甘膦的方法及生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农药原料草甘膦的制备技术，具体是一种烷基酯法合成草甘膦的方法及生产装置。该方法包括以下步骤：（1）合成工序，原料中甘氨酸、多聚甲醛、甲醇、三乙胺、亚磷酸二甲酯的摩尔比为1:(1.5

【技术实现步骤摘要】
烷基酯法合成草甘膦的方法及生产装置


[0001]本专利技术涉及农药原料草甘膦的制备技术，具体是一种烷基酯法合成草甘膦的方法及生产装置。

技术介绍

[0002]国内草甘膦主要采用甘氨酸
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烷基酯法，其基本方法包括以下环节：以甘氨酸，亚磷酸二甲酯，多聚甲醛为原料，醇为溶剂，三乙胺为催化剂制备合成液；加入酸进行水解脱溶，脱溶结束补加工业水，得到浆料；浆料经碱调节降温搅拌析晶后，再经固液分离和烘干得到草甘膦成品。因其工艺稳定，已广泛实现工业化生产。但现有工艺方法存在着磷原料原子经济性低、水解副反应多、料液损失大、水解时间长、物耗能耗高等问题。大部分生产企业的草甘膦母液处理方法如下：氧化、浓缩、酸性结晶依次回收氯化钠，回收磷元素，得到副产焦磷酸钠、磷酸三钠产品。缺点是处理量大、过程复杂，处理成本高，同时产生大量烟气，氮元素流失进入环保站。因此，为进一步降低草甘膦生产成本，提高各原料利用率，降低能耗物耗，实现清洁高效生产和原料循环利用，开发从源头降低亚磷酸二甲酯用量，过程工艺以及装备集成改进和优化创新并配合母液低成本简便回收草甘膦、甘氨酸及氯化钠的清洁生产及资源全利用的新工艺是有价值的。
[0003]甲醛作为草甘膦向副产物转化的关键“引发剂”，主要来自于酸性条件下半缩醛水解过程。虽然大部分游离甲醛和甲醇会生成甲缩醛被蒸出, 但体系中仍残留相当量的甲醛 ,这些残留的甲醛在酸催化下可以使部分草甘膦分解转化为副产品增甘膦与N
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甲基草甘膦，严重降低草甘膦产能，且温度越高，反应越明显。
>[0004]CN113831365 A介绍一种烷基酯法合成草甘膦工艺，方法用其他碱代替三乙胺进行解聚反应，采用甘氨酸盐代替甘氨酸进行加成过程。虽然可以适当减少三乙胺、盐酸、液碱消耗量，但是亚磷酸二甲酯的量远高于现有水平（甘氨酸盐摩尔量5
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20倍），导致磷元素的利用率大幅降低，此外甘氨酸盐引入的外源金属离子影响草甘膦结晶。
[0005]CN 101830928A公开了一种从草甘膦母液中回收草甘膦原粉的方法，将碱母液浓缩后套用，缺点是耗酸，能耗大，盐以及副产物累积，影响草甘膦纯度。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种磷元素经济性好、原料循环利用率高、产品收率高、可显著降低生产和环保处理成本的烷基酯法合成草甘膦的方法及生产装置。
[0007]本专利技术烷基酯法合成草甘膦的方法，包括以下步骤：步骤（1），合成工序，将甲醇溶液、多聚甲醛以及三乙胺混合，搅拌升温至32
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42℃，搅拌充分反应得到解聚液；向解聚清液中加入甘氨酸，搅拌升温至37
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52℃，充分搅拌反应后得到氨化反应液；再将亚磷酸二甲酯分批次加入，在47
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60℃下搅拌充分反应60
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90分钟得到缩合液；所述甘氨酸、多聚甲醛、甲醇、三乙胺、亚磷酸二甲酯的摩尔比为1:(1.5
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2.4):
(8
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14):(0.8
‑
1.6):(1.06
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1.13)。
[0008]步骤(2)，水解工序，加入浓度不低于20%的盐酸进行水解，微负压释放氯甲烷、甲缩醛、甲醛和甲醇气体，实现脱溶，得到草甘膦浓缩液；所述水解和脱溶过程采用三段式程序升温：第一段物料酸解在一级水解釜中进行，盐酸在60
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90℃温度下加入，物料停留反应时间为20
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40 min；第二段将物料连续转入第二级水解釜中进行深度酸解反应，温度范围为90
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110℃，反应停留时间为30
‑
60 min；第三段将物料转入第三反应釜或在原釜进行第三阶段的浓缩除水和盐酸，温度控制在110
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125℃，物料停留时间时间为80
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100 min。该步骤通过优化工艺条件，反应速率大幅提高，装置处理能力大幅提高，利用反应热可蒸发大量溶剂，反应更容易控制，草甘膦原位转化率可提高约4.8%，余热层级利用，水解能耗缩减10
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12%。
[0009]步骤(3)，浓缩液在结晶釜中结晶后，经固液分离装置分离、洗涤、烘干后得到最终草甘膦产品。
[0010]优选的，步骤（1）中，亚磷酸二甲酯最佳投料批次为6
‑
10批/釜或连续加料，加料完成后，再反应 60
‑
90 分钟。通过控制亚磷酸二甲酯的滴加速度、投料配，可以减少亚磷酸二甲酯水解，提高转化率，减少原料消耗。甘氨酸：亚磷酸二甲酯的当量比可降低到1:1.108，配合末端母液系统化逆流套用减少母液损失，可提高收率。配合优化配比可将缩合时间缩短。
[0011]优选的，步骤（2）中，混合酸解混合物料以加热升温到125℃为出料温度，盐酸与甘氨酸的摩尔比为3.1
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3.6:1。
[0012]优选的，步骤（3）中，固液分离系统通过离心分离的固体产物经两级串联洗涤，减少洗涤损失；两级洗涤产生的滤液依次为一级洗涤滤液和二级洗涤滤液，固液分离系统直接离心分离的原母液或所述一级滤液可代替结晶过程中补加的工业水加入结晶釜，草甘膦母液用量为草甘膦质量的0.3
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0.45倍；所述二级滤液可替代所述两级洗涤的部分洗涤用水，用量分别为草甘膦质量的0.35
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0.65倍和0.4
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1.2倍。通过有效逆流组合套用提高母液草甘膦利用率，减少母液量与处理成本。
[0013]本专利技术的烷基酯法合成草甘膦的生产装置可在现有生产装置基础上进行简单改造，即可实现半连续化和母液草甘膦逆流洗涤和套用。本专利技术的装置包括串联合成反应釜、平衡槽、一级水解反应釜、二级水解釜和结晶反应釜；所述合成反应釜的进料口分别通过进料支管连接甲醇计量槽、三乙胺计量槽、多聚甲醛计量槽、甘氨酸计量槽和亚磷酸二甲酯计量槽；所述一级水解反应釜的进料口通过管道与盐酸计量槽相连、所述二级水解反应釜的进料口通过管道与工业水槽和套用水计量槽相连通；所述的一级水解反应釜的顶部气体出口分别连通有副产回收塔和尾气吸收罐；所述的二级水解反应釜的顶部连通盐酸吸收罐；所述的结晶反应釜的顶部通过管道与液碱计量槽相连通，底部出料口连接固液分离装置，固液分离装置底部与烘干装置连通。
[0014]进一步的，所述的盐酸吸收罐出口与盐酸计量槽进料口相连。
[0015]进一步的，该装置还包括位于合成反应釜各进料支管的流量计、位于平衡槽与一级水解反应釜之间的流量计和位于两级水解反应釜之间的换热器。
[0016]进一步的，该装置还包括一级滤液收集罐、二级滤液收集罐、一级母液大槽，它们的进料口并联连接于固液分离装置出料口；一级母液大槽和一级滤液收集罐的出水口与循
环套用水罐相连通；二级滤液收集罐出水口与工业水洗水计量罐进水口相连通，工业水计量罐底部与固液分离装置进料口相连通。
[0017]与现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烷基酯法合成草甘膦的方法，其特征是：包括以下步骤，步骤（1），合成工序，将甲醇溶液、多聚甲醛以及三乙胺混合，搅拌升温至32
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42℃，搅拌充分反应得到解聚液；向解聚清液中加入甘氨酸，搅拌升温至37
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52℃，充分搅拌反应后得到氨化反应液；再将亚磷酸二甲酯分批次加入，在47
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60℃下搅拌充分反应60
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90分钟得到缩合液；所述甘氨酸、多聚甲醛、甲醇、三乙胺、亚磷酸二甲酯的摩尔比为1:(1.5
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2.4):(8
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14):(0.8
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1.6):(1.06
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1.13)；步骤(2)，水解工序，加入浓度不低于20%的盐酸进行水解，微负压释放氯甲烷、甲缩醛、甲醛和甲醇气体，实现脱溶，得到草甘膦浓缩液；所述水解和脱溶过程采用三段式程序升温：第一段物料酸解在一级水解釜中进行，盐酸在60
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90℃温度下加入，物料停留反应时间为20
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40 min；第二段将物料连续转入第二级水解釜中进行深度酸解反应，温度范围为90
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110℃，反应停留时间为30
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60 min；第三段将物料转入第三反应釜或在原釜进行第三阶段的浓缩除水和盐酸，温度控制在110
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125℃，物料停留时间时间为80
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100 min；步骤(3)，浓缩液在结晶釜中结晶后，经固液分离装置分离、洗涤、烘干后得到最终草甘膦产品。2.根据权利要求1所述的烷基酯法合成草甘膦的方法，其特征是：步骤（1）中，亚磷酸二甲酯最佳投料批次为6
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10批/釜或连续加料，加料完成后，再反应 60
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90 分钟。3.根据权利要求1所述的烷基酯法合成草甘膦的方法，其特征是：步骤（2）中，混合酸解混合物料以加热升温到125℃为出料温度，盐酸与甘氨酸的摩尔比为3.1

【专利技术属性】
技术研发人员：王舜，尹应武，范淑芬，朱建民，廖翠莺，孔建安，沈玉香，许泽仪，吴鸣然，
申请(专利权)人：北京紫光英力化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：