Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的生产方法及装置制造方法及图纸

一种Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的连续生产方法，该方法是：在将双甘膦氧化成草甘膦的条件下，将反应料液通过所述的反应装置，使活性炭催化剂在反应器中悬浮于反应物料中，双甘膦与分子氧充分接触，在经选择的反应条件下，双甘膦被连续氧化为草甘膦；双甘膦氧化反应如：一种Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的连续生产方法的装置，该装置主要包括动力发生器、管式反应器和气液分离器，其特征在于所述的动力发生器通过管道和管式反应器的底部连接，气液分离器和管式反应器的顶部连接；所述的管式反应器下部设有含氧气体供料管口，并与管内的气体分布器相连；所述的动力发生器通过管道与双甘膦料液和催化剂活性炭的供料管或者两者的混合液的供料管连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种N-膦酰基甲基亚氨基二乙酸，即双甘膦(PMIDA)的催化氧化 连续反应制备草甘膦的方法和装置，属于N-膦酰基甲基甘氨酸，即草甘膦(PMG)的制备领 域。
技术介绍
草甘膦为内吸式传导型广谱灭生性除草剂，具有高效、广谱、低毒以及无残留等优 点。近年来，由于全球转基因作物的扩大种植，全球农业特别是发展中国家农业的复苏和现 代化发展，以及可再生能源的生产，草甘膦市场需求迅速增长，销售量以每年接近15%的速 度递增，已连续多年占据世界农药销售额的首位，成为增长速度最快的农药品种。草甘膦目前实现生产化的工艺路线有两条，一是甘氨酸路线，二是IDA路线。IDA 路线通常是使双甘膦底物的羧甲基在催化剂存在下断裂形成N-膦酰基甲基甘氨酸。常 用的催化剂可以为活性炭、经过表面改性处理的活性炭、负载贵金属的活性炭及添加补充 剂的贵金属催化剂等。双甘膦催化氧化的工艺可以采用间歇、半连续和连续的生产工艺。 CN1221558C公开了以贵金属负载于活性炭上作为催化剂，氧气为氧化剂，将双甘膦，双甘膦 的盐或双甘膦的酯采用两釜串联的方式连续氧化生成草甘膦，草甘膦的盐或草甘膦的酯的 方法。该方法采用的两釜串联的方式没有彻底实现连续生产，同时贵金属催化剂的制造成 本很高。CN1628121A公开了一种在固定床反应器内支撑的碳催化剂存在下使双甘膦与分 子氧接触被催化氧化制备成草甘膦的连续方法。但该方法同样存在不足，首先，1)使用固定 床作为连续反应器时，催化剂堆积在固定床内，氧气进入固定床后，形成大的气泡占据催化 剂表面空间，导致双甘膦料液在催化剂表面的分布不均，造成双甘膦转化不完全或副反应 的增加；2)固定床的传热效果差，双甘膦催化氧化过程中放热难于及时转移，因此造成温 度过高有副产物氨甲基磷酸的生成，使反应收率下降。3)对固定床反应器内支撑的碳催化 剂有颗粒度的要求，颗粒小的碳催化剂将产生大的压力降，最终导致固定床的堵塞。但是选 择大颗粒的碳催化剂后，其催化效率有所下降，催化剂费用较高；4)由于采用的碳催化剂 使用寿命较短，通常在20天以内，因此，大生产装置采用固定床反应器后，催化剂的填装和 卸载工作繁重，生产设备需要停产，影响设备产能的发挥。基于上述问题，说明目前的两种连续生产工艺均存在一定的问题，因此为实现大 规模草甘膦的生产，需开发新的草甘膦连续生产工艺解决上述问题，满足草甘膦生产的经 济性和大装置化要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供了一种生产工艺简单，可连 续生产，生产效率高的N-膦酰基甲基甘氨酸的生产方法及装置。本专利技术主要提供了一种N-膦酰基甲基甘氨酸的连续生产方法的反应装置，该反应装置主要包括动力发生器、管式反应器和气液分离器，管式反应器内部设有气体分布器， 并设有多个与内壁垂直的截流板。动力发生器通过管道和双甘膦料液供料管以及活性炭催 化剂供料管或者两者的混合料液供料管连接并和管式反应器的底部连接，在管式反应器的 下部设有含氧气体供料管口，氧气供料管与管式反应器内部的气体分布器相连，在管式反 应器的顶部安装有气液分离器。所述的气液分离器在中下部可以安装有100 300nm筛孔的筛网，筛网形状可选 择凸型、平型、凹型，优选是凹型，凹型更有利于阻止在此处过度氧化副反应的发生，筛网上 方是液体出料口，气液固分离器的顶部是气体出料口。气液固三相在气液固分离器的中下 部接触到筛网，筛网将固体截留，气液两相通过筛网继续上行，当达到液体控制液面时，气 体继续上行与液体分离，气体通过气液固分离器顶部的气体出料口排放，液体由液体出料 口进入到下一级处理系统。所述的截流板可以是圆形、锥形或圆环形等形状，这些截流板使混合进料液在截 流板之间的腔内返混，达到增强气液固三相的混合效果，使反应均一、高效率的发生，截流 板通过管道支撑。所述的气体分布器表面有多个细小的孔，孔直径可以从分米、毫米、微米甚至到纳 米级，且所述气体分布器安装在截流板的支撑管道上，根据生产需要，管道内可以设置多组 气体分布器，也可以反应器内安装多组配有多个气体分布器的管道。所述的管式反应器外面有套管，用来维持反应所需的反应温度。所述的动力发生器需要提供一种动力使固体颗粒均勻的悬浮于反应器内部的液 体中，同时使固体颗粒形成由上而下密度逐渐加大的稳定分布。所述的动力发生器可以是 往复泵。本专利技术还包括一种利用上述反应装置连续进行双甘膦催化氧化制备草甘膦的方 法。主要
技术实现思路
包括双甘膦料液和催化剂活性炭或两者的混合料液通过动力发生器从 反应装置的管式反应器底部进入，使其固体颗粒悬浮于反应器中的料液中，含氧气体从反 应器下部进入经气体分布器均勻分布在反应器中，在反应器内部，物料在截流板形成的腔 内返混，充分混合接触反应，反应完成后，从顶部进入气液(固)分离器，分离的多余的含氧 气体和副产的少量二氧化碳、甲醛等尾气，排到洗涤器中，除去甲醛等水溶性气体后排放， 分离得到的产物草甘膦料液和少量夹带的活性炭催化剂，回收活性炭，草甘膦料液经处理 得到草甘膦产品。双甘膦氧化反应如(1)H2O3P^+ 1/2 O2H2O3P八广CO2H + co + HCHO2 3VCO2H2H2(1)PMIDAPMG除上述双甘膦催化氧化反应外，草甘膦还与分子氧在碳催化剂上反应产生AMPA， 如下述方程式(2)所示；另外，草甘膦也可与反应的副产物甲醛、甲酸发生甲基化反应产生 MePMG,如下述方程式(3)所示 所述的反应器内的催化氧化反应温度为30 180°C和压力为O 1. 5MPa，优选 O 0. 9MPa ；并使双甘膦与分子氧充分接触，反应生成草甘膦。所述双甘膦与活性炭的质量百分比为2 30 1，优选5 20 1，同时氧气经 加热后以0. 5 15摩尔/摩尔双甘膦的配比连续通入到反应器内与进料液进行充分接触 反应。所述的双甘膦是重量百分浓度为2% 10%的澄清溶液或浆料，也可以是10% 40 %的浆料。澄清溶液优选6 % 8 %的重量百分浓度，浆料优选15 % 30 %，最优选是 20% 25%的重量百分浓度。所述的双甘膦的浆料或双甘膦和催化剂的浆料作为进料液先进行混合并加热，然 后送入反应器内，含氧气体从反应器下部经气体分布器供至反应器内，与混合料液充分接 触，从而进行催化氧化反应。本专利技术中如果采用10-40%的高浓度双甘膦浆料作为反应物时，催化剂活性炭和 双甘膦固体颗粒都悬浮于反应料液中，充分接触反应，其反应产物通过气液分离器除去副 产甲醛气体后，通过外置的液固分离装置分离催化剂活性炭后得到草甘膦。本专利技术中如果采用2% 10%的澄清的低浓度双甘膦溶液作为反应物时，其反应 产物直接通过带有筛网的气液分离器分离催化剂活性炭，得到草甘膦。本专利技术的优点在于，找到了一种比釜式和固定床反应器的停留时间更加均勻，传 热、传质效果更好的反应器形式，并提供了一种应用工艺，使其放大后仍能保持理想的草甘 膦收率；使气、液、固三相悬浮于管式反应器内，没有压力降问题限制后，采用小颗粒、更高 活性的催化剂，提高反应效率，节省催化剂成本；同时解决催化剂填装和卸载影响设备产能 发挥的问题，通过在管式反应器上增加催化剂的进、出口或将催化剂与双甘膦料液混和一 起连续打入管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｎ－膦酰基甲基甘氨酸的连续生产方法，该方法是：在将双甘膦氧化成草甘膦的条件下，将反应料液通过所述的反应装置，使活性炭催化剂在反应器中悬浮于反应物料中，双甘膦与分子氧充分接触，在经选择的反应条件下，双甘膦被连续氧化为草甘膦；　　双甘膦氧化反应如：　　＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，任不凡，周曙光，吴嘉，陈静，屠民海，林少耕，杨旭，张海良，叶志凤，韩鑫，
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]