CN101735270A - 一种草甘膦连续结晶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种草甘膦连续结晶的方法，步骤为：亚氨基二乙酸法制备的草甘膦热水溶液进入到真空闪蒸结晶器中进行降温结晶，之后进入3～4级冷却结晶器，第一级结晶器采用循环水冷却，中间多级用冷却母液、循环水结晶，最后一级结晶器采用低温水冷却，冷却的草甘膦液出料进入浓缩槽进行连续分离，浓液分离得草甘膦，清液回用作冷却介质。本发明有效地利用了能级差，大大降低了草甘膦结晶过程中的能耗，实现了草甘膦生产结晶连续化，提高了草甘膦生产过程中结晶的稳定性和自动化程度，提高了草甘膦的产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种草甘膦连续结晶的方法，具体涉及一种亚氨基二乙酸(IDA)法草甘膦生产过程中连续结晶节能降耗的方法。
背景技术
草甘膦是一种高效低毒低残留、广谱和内吸传导型非选择性除草剂，因其性能优越而发展成为目前世界上产量最大的除草剂品种。草甘膦的主要合成方法有甘氨酸法、烷基酯化法、亚氨基二乙酸(IDA)法等。IDA法工艺是我国许多生产企业普遍采用的工艺路线。IDA法工艺中草甘膦的结晶大多采用间歇搅拌釜式结晶，其单套装置能力小、结晶时间长、能耗高、自动化程度低、产品质量不稳定，不利于热能的综合利用，不利于草甘膦的大规模生产。
专利CN101139362公开了一种亚氨基二乙酸法草甘膦连续结晶的工艺，直接采用2～3个krystal冷却式结晶器进行结晶；专利CN1944445公开了一种烷基酯化法生产草甘膦中的连续结晶工艺；文献《农药》2009年7月，第48卷第7期，发表了草甘膦连续结晶技术的开发与应用，其中直接采用2级冷却式结晶。
真空降温结晶技术在化工行业其它产品已得到广泛应用。采用真空降温连续结晶技术，有效利用了能级差，不仅可以有效降低能耗，还可以实现连续化大规模生产。但在草甘膦生产中应用还很少。
发明内容
本发明的目的是提供一种草甘膦连续结晶节能降耗的方法，该方法采用真空闪蒸技术，有效利用了能级差，大大降低草甘膦结晶过程中的能耗，实现了草甘膦生产结晶连续化。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种草甘膦连续结晶的方法，包括以下步骤：
(1)亚氨基二乙酸法生产的草甘膦高温水溶液进入真空闪蒸结晶器进行真空闪蒸降温结晶，产生的低压蒸汽回收利用，降温后的草甘膦溶液进入步骤(2)；
(2)降温的草甘膦溶液连续通过3-4个串联的冷却式结晶器继续降温结晶；
(3)草甘膦溶液自冷却式结晶器排出，进入浓缩槽浓缩分离，清液回用做冷却介质，浓液过滤、干燥得草甘膦固体。
所述真空是由汽汽引射器或水力喷射器产生的。本发明的真空产生设备优选蒸汽汽汽喷射器，真空闪蒸结晶器优选强制循环结晶器，真空闪蒸温度为48～65℃，相对真空度为-0.075～-0.090Mpa。热料液经闪蒸降温后，料液冷却产生过饱和度，上部过饱和溶液经导流管循环回入结晶器下部，料液从底部向上运动，经过晶浆层，过饱和度消失，晶体长大，向上运动的料液同时起到分级作用，粗颗粒位于结晶器下部，更易从底部排出，而细晶在结晶器中继续长大。
降温的草甘膦溶液连续通过3个串联的冷却式结晶器继续降温结晶时，第一级结晶器采用循环水冷却，结晶器温度35～50℃，第二级采用冷母液冷却，结晶器温度25～40℃，最后一级采用冷冻水冷却，结晶器温度13～20℃。
降温的草甘膦溶液连续通过4个串联的冷却式结晶器继续降温结晶时，第一级采用循环水冷却，结晶器温度35～50℃，第二级和第三级采用冷母液冷却，结晶器温度25～40℃，最后一级采用冷冻水冷却，结晶器温度13～20℃。
根据通入草甘膦溶液速度的不同，其在每级结晶器中的停留时间也不同，一般为停留0.8-4小时。草甘膦溶液通入的速度与停留时间以充分冷却草甘膦溶液，达到草甘膦最大量析出为目的。
本发明由于采用了具有分级作用的多个结晶器，结晶颗粒经过多次分级，因此更易获得均匀的大颗粒晶体，有利于后续的分离和干燥。
本发明采用的浓缩槽带有刮板，避免底部物料沉积，浓缩槽搅拌速度10-30r/min，溶液平均停留时间1h-5h。浓缩分离后得到的清夜可以回用，作为结晶器中的冷却介质。
本发明的具体流程为：以亚氨基二乙酸法生产的草甘膦热水溶液先进入第一级真空闪蒸结晶器降温，真空由汽汽引射器或水力喷射器产生；料液经中间转料泵依次进入下一级结晶器循环降温结晶；循环冷却回流料液流入结晶器的中下部，从底部向上运动，经过晶浆层，过饱和度消失，晶体长大；第二级采用循环水冷却降温，第三级采用冷母液冷却，第四级采用冷冻水冷却；结晶产品由结晶器5底部连续排出进入浓缩槽中进行浓缩，清液回用作为第三级冷却介质，浓缩后的晶浆进入过滤器分离和干燥后得到草甘膦原粉。
本发明的有益效果是：
(1)采用真空闪蒸降温结晶技术，有效地利用了能级差，同时回收低压蒸汽，能耗节约30％以上。
(2)采用多级结晶器串联，分级降温冷却，冷却介质分别采用真空、循环水、低温母液和冷冻水，因此可以大幅度减少冷冻水用量，降低冷却所需的能量。
(3)采用多级结晶，每一级结晶的方法不同，综合效果显著，实现了草甘膦生产结晶连续化，提高了草甘膦生产过程中结晶的稳定性和自动化程度，提高了草甘膦的产品质量。浓缩槽后的清液中未结晶出的草甘膦含量为0.6～1.2％，可作为冷却介质，实现了结晶过程的清洁生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
相对真空度-0.075Mpa：进料量为12.5m3/h，进料温度90℃，一级闪蒸结晶器控制温度64℃，物料平均停留时间1.6h；第二级结晶器控制温度48℃，采用循环水冷却，物料平均停留时间1.6h；第三级结晶器控制温度33℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间1.6h；最后一级结晶器控制温度18℃，采用冷冻水冷却，物料平均停留时间1.6h；排出料液经浓缩槽浓缩1小时，然后过滤后得到120～160μm的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.2％。
实施例2
相对真空度-0.081Mpa：进料量为12.5m3/h，进料温度90℃，一级闪蒸结晶器控制温度60℃，物料平均停留时间16h；第二级结晶器控制温度50℃，采用循环水冷却，物料平均停留时间1.6h；第三级结晶器控制温度40℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间1.6h；最后一级结晶器控制温度20℃，采用冷冻水冷却，物料平均停留时间1.6h；排出料液经浓缩槽浓缩5小时，然后过滤后得到120～160μm的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.6％。
实施例3
相对真空度-0.085Mpa：进料量为10m3/h，进料温度90℃，一级闪蒸结晶器控制温度56℃，物料平均停留时间4.0h；第二级结晶器控制温度41℃，采用循环水冷却，物料平均停留时间4.0h；第三级结晶器控制温度28℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间4.0h；第四级结晶器控制温度28℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间4.0h；最后一级结晶器控制温度15℃，采用冷冻水冷却，物料平均停留时间1.0h；排出料液经浓缩槽浓缩3小时，然后过滤后得到120～170μm的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.10％。
实施例4
相对真空度-0.088Mpa：进料量为10m3/h，进料温度90℃，一级闪蒸结晶器控制温度52℃，物料平均停留时间2.0h；第二级结晶器控制温度35℃，采用循环水冷却，物料平均停留时间2.0h；第三级结晶器控制温度26℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间2.0h；第四级结晶器控制温度26℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间2.0h；最后一级结晶器控制温度13℃，采用冷冻水冷却，物料平均停留时间0.8h；排出料液经浓缩槽浓缩，然后过滤后得到120～165μm的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.03％。
实施例5
相对真空度-0.075Mpa：进料量为8m3/h，进料温度90℃，一级闪蒸结晶器控制温度48℃，物料平均停留时间2.5h；第二级结晶器控制温度32℃，采用循环水冷却，物料平均停留时间2.5h；第三级结晶器控制温度18℃，采用冷母液冷却，物料平均停留时间2.5h；最后一级结晶器控制温度12℃，采用冷冻水冷却，物料平均停留时间0.8h；排出料液经浓缩槽浓缩，然后过滤后得到120～160μm的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为0.86％。
本发明所描述的方法可以进行多种组合，在本发明中不作穷尽说明，在本发明基础上所做的处理方案即使不同于实施方案也应该包含在本发明内。
Claims (8)
1.一种草甘膦连续结晶的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)亚氨基二乙酸法生产的草甘膦高温水溶液进入真空闪蒸结晶器进行真空闪蒸降温结晶，产生的低压蒸汽回收利用，降温后的草甘膦溶液进入步骤(2)；
(2)降温的草甘膦溶液连续通过3-4个串联的冷却式结晶器继续降温结晶；
(3)草甘膦溶液自冷却式结晶器排出，进入浓缩槽浓缩分离，清液回用做冷却介质，浓液过滤、干燥得草甘膦固体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：真空是由汽汽引射器或水力喷射器产生的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：降温的草甘膦溶液连续通过3个串联的冷却式结晶器继续降温结晶，第一级结晶器采用循环水冷却，结晶器温度35～50℃，第二级采用冷母液冷却，结晶器温度25～40℃，最后一级采用冷冻水冷却，结晶器温度13～20℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：降温的草甘膦溶液连续通过4个串联的冷却式结晶器继续降温结晶，第一级采用循环水冷却，结晶器温度35～50℃，第二级和第三级采用冷母液冷却，结晶器温度25～40℃，最后一级采用冷冻水冷却，结晶器温度13～20℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的浓缩槽浓缩分离，浓缩槽搅拌速度10-30r/min，溶液平均停留时间1h-5h。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，真空闪蒸温度为48～65℃，相对真空度为-0.075～-0.090Mpa。
7.根据权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于：真空闪蒸结晶器与冷却式结晶器为强制外循环式结晶器，结晶器之间采用循环泵输送物料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：循环泵为轴流泵。
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