CN105294587A - 一种n-甲基三嗪的制备方法 - Google Patents

一种n-甲基三嗪的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N-甲基三嗪的制备方法，包括BTCT制备、低温反应、回流反应、滤盐、蒸馏、胺化、过滤和干燥8个操作过程。发明提供的制备方法与原有制备方法相比，在降低安全风险、提高产品质量、降低劳动强度、减少环境危害等方面有明显的优势。

Description

一种N-甲基三嗪的制备方法
技术领域
本发明涉及一种N-甲基三嗪的制备方法，属于农药合成技术领域。
背景技术
N-甲基三嗪化学名为：2-甲基-4-甲胺基-6-甲氧基-1,3,5-均三嗪，英文名称为：4-Methoxy-N,6-dimethyl-1,3,5-triazin-2-amine；CAS号：5248-39-5；其结构式如下：
目前，N-甲基三嗪生产的主要合成路线如下：
主要生产操作过程：
制备BTCT；
将甲醇、BTCT投入反应釜，降温滴加甲醇钠，控制温度；滴加结束，继续搅拌；对低温釜升温；当温度升至50℃后，关闭热媒，温度会继续升高至回流，然后回流反应1h；回流反应结束后，将溶剂蒸除；前期常压蒸馏，后期负压蒸馏，直至蒸干为止；蒸馏的甲醇可重复利用；蒸馏结束后，加入定量的水，搅拌均匀，然后转入胺化釜。胺化釜降温后，滴加一甲胺水溶液，滴加过程中控制温度；滴加结束后，继续保温；保温结束后，物料打入过滤机；滤液为废水，进入收集罐，固体送干燥。固体进封闭式干燥机，控制水分＜0.3wt%为合格；烘干后的固体即为N-甲基三嗪。
传统的生产方式存在如下缺陷：
低温反应结束后，物料会自发进行化学反应而放热；升温过程中升温速度稍快，一旦超过40℃温度会骤升至50℃以上，引起剧烈放热反应而导致冲料，严重时会发生容器爆炸或化学爆炸；
回流反应结束，开始蒸馏操作，蒸干后加入水，然后转入胺化釜滴加一甲胺水溶液。整个过程中会产生大量的废水，实际每生产1吨N-甲基三嗪可产生12吨左右的废水。并且该废水中含有约2.5wt%的甲醇，0.4wt%的三氯甲烷，1.2wt%的一甲胺，4.3wt%的氯化钠，COD约15000mg/L，后续废水处理非常困难。
胺化过程中，N-甲基三嗪在水中析出，过滤后的固体成粉末状，颗粒细，粘度大，烘干时需先于烘房预烘至半干后再进沸腾床干燥，整个过程需要30多个小时；烘干时间过长，会使N-甲基三嗪的含量下降，烘干后含量一般不超过92wt%；而且此法烘干操作繁琐，处理能力低，劳动强度大。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是提供一种新的N-甲基三嗪的制备方法，可以解决该产品在现有合成方法中存在的操作繁琐、产品含量低、安全风险高、环境危害大等多个难题。
本发明的方案如下：一种N-甲基三嗪的制备方法,包括以下步骤：
（1）制备BTCT；
（2）低温反应：将甲醇、BTCT投入低温釜，降温后滴加甲醇钠，控制温度；滴加结束后，继续搅拌；
（3）回流反应：预先向回流釜投入少量甲醇，升温至回流后，立即采用机械输送(自吸泵或气动隔膜泵)或高位槽中转滴加的方式将低温釜物料缓慢转入回流釜；转料过程中保持回流釜有回流；转料结束后，打入少量甲醇冲洗低温釜后再打入回流釜，保温20-30min；
（4）滤盐：回流釜保温结束后，打入热过滤机，趁热过滤盐分，并用干净的甲醇洗涤盐，滤液入蒸馏釜，盐即为氯化钠，经封闭干燥机回收甲醇后可备用出售；
（5）蒸馏：先后对蒸馏釜物料进行常压和减压蒸馏，减压蒸馏至60℃时停蒸，物料用真空吸入胺化釜；
（6）胺化：开启冷媒对胺化釜降温；温度温至5℃时，真空吸入胺化甲醇；继续降温至3℃后，开一甲胺钢瓶通气，通气时间控制在1h左右；通气期间，保持温度缓慢升高；通气结束时，温度要升至10-15℃，在此温度下保温2h；保温结束后降温至0℃待过滤；
（7）过滤：将胺化物料送入过滤机，甲醇母液入中转釜，可循环使用；固体送烘干机；
（8）烘干：固体物料进连续进料式干燥机直接烘干，烘干后的物料即为N-甲基三嗪。
进一步，步骤（2）中，降温至0℃后滴加甲醇钠，滴加后控制温度不大于10℃；滴加结束后，继续搅拌10-15min；
进一步，步骤（3）中，转料过程中回流釜内温度保持在65-68℃，且低温釜和高位槽内物料温度不超过15℃。
进一步，步骤（8）中烘干后的物料含湿＜0.3wt%。
本发明的有益效果：
1、低温釜向回流釜转料采用机械输送（自吸泵或气动隔膜泵等）或高位槽中转滴加的方式，以低流量直接加入到回流的甲醇中；反应过程比较缓和，反应过程中反应产生的热量不积聚，以甲醇蒸汽冷凝回流的方式将热量释放，确保了安全；
2、因盐分（NaCl）在甲醇中不溶，回流反应完成后过滤盐分，可以将盐分直接提取出来，无需加水溶解分离；胺化反应时通气体一甲胺，而不采用滴加一甲胺水溶液的方式；以上两个操作均无水的参与，避免了废水的产生，减少了对环境的危害；
3、胺化过程中N-甲基三嗪在甲醇中以针状晶体的形式析出，颗粒大，并且非常松散；过滤后湿品中只含少量甲醇，约2h即可烘干，大大缩短了烘干时间；
综上所述，本发明提供的制备方法与原有制备方法相比，在降低安全风险、提高产品质量、降低劳动强度、减少环境危害等方面有明显的优势。
附图说明
图1为本发明的工艺示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）、BTCT制备：
a、将用HCl饱和后的乙腈投入氯化釜，然后通氯气，在52℃下进行氯化反应；反应过程中保持釜内压力为0.01MPa；通气结束前测物料比重，当乙腈与三氯乙腈的摩尔比例为2:1时，停止通气，转入聚合釜；
b、聚合釜用冷媒降温至15℃，投催化剂三氯化铝，然后将来自氯化釜的尾气通入聚合釜；当釜内有明显微正压时停止通气，关冷媒；当温度升至25℃时，放出尾气，开冷媒降温至15℃，然后再通气；如此反复操作，直至釜内物料粘稠为止；
c、物料粘稠后静置6h，然后蒸除溶剂；当蒸至110℃后，停蒸，然后真空抽入结晶釜；蒸馏出来的乙腈可继续投料使用；
d、结晶釜内预先投入甲醇，降温至5℃；真空抽料完成后，继续搅拌2h，然后过滤；
e、将结晶釜物料放入过滤器，过滤后的母液甲醇可循环使用，固体送至离心；
f、离心物料，控制含湿不大于5wt%为合格，离心后的固体即为中间体BTCT。
（2）、低温反应：将甲醇、BTCT投入低温釜，降温至0℃，滴加甲醇钠，控制温度9℃；滴加结束后，继续搅拌10min；
（3）、回流反应：预先向回流釜投入少量甲醇，升温至回流后，立即采用机械输送(自吸泵或气动隔膜泵等)或高位槽中转滴加的方式将低温釜物料缓慢转入回流釜；转料过程中保持回流釜有回流（66℃）且低温釜(或高位槽)内物料温度不超过15℃；转料结束后，打入少量甲醇冲洗低温釜后再打入回流釜；保温20min；
（4）、滤盐：回流釜保温结束后，打入热过滤机，趁热过滤盐分，并用干净的甲醇洗涤盐，滤液入蒸馏釜，盐即为氯化钠，经封闭干燥机回收甲醇后出售；
（5）、蒸馏：先后对蒸馏釜物料进行常压和减压蒸馏，减压蒸馏至60℃时停蒸，物料用真空吸入胺化釜；
（6）、胺化：开启冷媒对胺化釜降温；温度温至5℃时，真空吸入胺化甲醇；继续降温至3℃后，开一甲胺钢瓶通气，通气时间控制在1h；通气期间，保持温度缓慢升高；通气结束时，温度要升至12℃，在此温度下保温2h；保温结束后降温至0℃待过滤；
（7）、过滤：将胺化物料送入过滤机，甲醇母液入中转釜，可循环使用；固体送烘干机；
（8）、烘干：固体物料进连续进料式干燥机直接烘干，控制含湿＜0.3wt%为合格；烘干后的物料即为N-甲基三嗪。
实施例2
（1）、BTCT制备：同实施例1；
（2）、低温反应：将甲醇、BTCT投入低温釜，降温至0℃，滴加甲醇钠，控制温度8℃；滴加结束后，继续搅拌10min；
（3）、回流反应：预先向回流釜投入少量甲醇，升温至回流后，立即采用机械输送(自吸泵或气动隔膜泵等)或高位槽中转滴加的方式将低温釜物料缓慢转入回流釜；转料过程中保持回流釜有回流（66℃）且低温釜(或高位槽)内物料温度不超过15℃；转料结束后，打入少量甲醇冲洗低温釜后再打入回流釜；保温20min；
（4）、滤盐：回流釜保温结束后，打入热过滤机，趁热过滤盐分，并用干净的甲醇洗涤盐，滤液入蒸馏釜，盐即为氯化钠，经封闭干燥机回收甲醇后出售；
（5）、蒸馏：先后对蒸馏釜物料进行常压和减压蒸馏，减压蒸馏至60℃时停蒸，物料用真空吸入胺化釜；
（6）、胺化：开启冷媒对胺化釜降温；温度温至5℃时，真空吸入胺化甲醇；继续降温至3℃后，开一甲胺钢瓶通气，通气时间控制在1h左右；通气期间，保持温度缓慢升高；通气结束时，温度要升至11℃，在此温度下保温2h；保温结束后降温至0℃待过滤；
（7）、过滤：将胺化物料送入过滤机，甲醇母液入中转釜，可循环使用；固体送烘干机；
（8）、烘干：固体物料进连续进料式干燥机直接烘干，控制含湿＜0.3wt%为合格；烘干后的物料即为N-甲基三嗪。
实施例3
（1）、BTCT制备，同实施例1；
（2）、低温反应：将甲醇、BTCT投入低温釜，降温至0℃，滴加甲醇钠，控制温度7℃；滴加结束后，继续搅拌10min；
（3）、回流反应：预先向回流釜投入少量甲醇，升温至回流后，立即采用机械输送(自吸泵或气动隔膜泵等)或高位槽中转滴加的方式将低温釜物料缓慢转入回流釜；转料过程中保持回流釜有回流（68℃）且低温釜(或高位槽)内物料温度不超过15℃；转料结束后，打入少量甲醇冲洗低温釜后再打入回流釜；保温20min；
（4）、滤盐：回流釜保温结束后，打入热过滤机，趁热过滤盐分，并用干净的甲醇洗涤盐，滤液入蒸馏釜，盐即为氯化钠，经封闭干燥机回收甲醇后出售；
（5）、蒸馏：先后对蒸馏釜物料进行常压和减压蒸馏，减压蒸馏至60℃时停蒸，物料用真空吸入胺化釜；
（6）、胺化：开启冷媒对胺化釜降温；温度温至5℃时，真空吸入胺化甲醇；继续降温至3℃后，开一甲胺钢瓶通气，通气时间控制在1h左右；通气期间，保持温度缓慢升高；通气结束时，温度要升至15℃，在此温度下保温2h；保温结束后降温至0℃待过滤；
（7）、过滤：将胺化物料送入过滤机，甲醇母液入中转釜，可循环使用；固体送烘干机；
（8）、烘干：固体物料进连续进料式干燥机直接烘干，控制含湿＜0.3wt%为合格；烘干后的物料即为N-甲基三嗪。
本发明N-甲基三嗪析出时晶体态较好，烘干及时减少了产品的分解；烘干后含量较之前有了明显的提高，可达到94-96wt%。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种N-甲基三嗪的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备BTCT；
（2）低温反应：将甲醇、BTCT投入低温釜，降温后滴加甲醇钠，控制温度；滴加结束后，继续搅拌；
（3）回流反应：预先向回流釜投入少量甲醇，升温至回流后，立即采用机械输送（自吸泵或气动隔膜泵）或高位槽中转滴加的方式将低温釜物料缓慢转入回流釜；转料过程中保持回流釜有回流；转料结束后，打入少量甲醇冲洗低温釜后再打入回流釜，保温20-30min；
（4）滤盐：回流釜保温结束后，打入热过滤机，趁热过滤盐分，并用干净的甲醇洗涤盐，滤液入蒸馏釜，盐即为氯化钠，经封闭干燥机回收甲醇后可备用出售；
（5）蒸馏：先后对蒸馏釜物料进行常压和减压蒸馏，减压蒸馏至60℃时停蒸，物料用真空吸入胺化釜；
（6）胺化：开启冷媒对胺化釜降温；温度温至5℃时，真空吸入胺化甲醇；继续降温至3℃后，开一甲胺钢瓶通气，通气时间控制在1h左右；通气期间，保持温度缓慢升高；通气结束时，温度要升至10-15℃，在此温度下保温2h；保温结束后降温至0℃待过滤；
（7）过滤：将胺化物料送入过滤机，甲醇母液入中转釜，可循环使用；固体送烘干机；
（8）烘干：固体物料进连续进料式干燥机直接烘干，烘干后的物料即为N-甲基三嗪。
2.根据权利要1所述的一种N-甲基三嗪的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，BTCT制备方法如下：
（1）将用HCl饱和后的乙腈投入氯化釜，然后通氯气，在50-55℃下进行氯化反应；反应过程中保持釜内压力为0.01MPa；通气结束前测物料比重，当乙腈与三氯乙腈比例为2:1时，停止通气，转入聚合釜；
（2）聚合釜用冷媒降温至15℃，投催化剂三氯化铝，然后将来自氯化釜的尾气通入聚合釜；当釜内有明显微正压时停止通气，关冷媒；当温度升至25℃时，放出尾气，开冷媒降温至15℃，然后再通气；如此反复操作，直至釜内物料粘稠为止；
（3）物料粘稠后静置6h，然后蒸除溶剂；当蒸至110℃后，停蒸，然后真空抽入结晶釜；蒸馏出来的乙腈可继续投料使用；
（4）结晶釜内预先投入甲醇，降温至5℃；真空抽料完成后，继续搅拌2h，然后过滤；
（5）将结晶釜物料放入过滤器，过滤后的母液甲醇可循环使用，固体送至离心；
（6）离心物料，控制含湿不大于5%wt为合格，离心后的固体即为中间体BTCT。
3.根据权利要求1所述的一种N-甲基三嗪的制备方法,其特征在于，步骤（2）中，降温至0℃后滴加甲醇钠，滴加后控制温度不大于10℃；滴加结束后，继续搅拌10-15min。
4.根据权利要求1所述的一种N-甲基三嗪的制备方法,其特征在于，步骤（3）中，转料过程中回流釜内温度保持在65-68℃，且低温釜和高位槽内物料温度不超过15℃。
5.根据权利要求1所述的一种N-甲基三嗪的制备方法,其特征在于，步骤（8）中烘干后的物料含湿＜0.3wt%。
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