CN1935816A - 一种草甘膦的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备草甘膦的新工艺。它包括以下步骤a.按下述摩尔比,称取各组分:甲醇3~10.5∶三乙胺0.8~0.9∶多聚甲醛1.95~2.05∶甘氨酸1∶亚磷酸二甲酯1.02~1.1∶盐酸2.9~3.34;b解聚:将甲醇、三乙胺和多聚甲醛在30℃~40℃条件下,保温10~60分钟;c加成:加入甘氨酸,在20℃~44℃条件下,保温10~90分钟;d缩合:加入亚磷酸二甲酯,在50℃~55℃条件下保温60~90分钟;e酸解:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温105℃~125℃;f结晶:生成草甘膦的盐酸盐,再减压蒸馏脱除溶剂甲醇和过量的盐酸。该方法制备的草甘膦产量高、质量好、能耗低。

Description

一种草甘膦的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种草甘膦的生产制备工艺。
背景技术
草甘膦是一种非选择性、高效、低毒、内吸性广的除草剂。可广泛用于茶园、果园、橡胶园、玉米、甘蔗及森林等作物杂草的防除,能有效地除净百种一年生及多年生杂草。目前国内制备草甘膦多采用烷基酸法,即将多聚甲醛或甲醛在含有三乙胺的甲醇溶液中,在温度为33℃~40℃条件下保温60~90分钟。再将甘氨酸加入该溶液中加热溶解,在42℃条件下,保温90~120分钟,随后,加入亚磷酸二甲酯,在60~70℃进行缩合反应,经30~120分钟后反应结束,再加入盐酸进行酸解。生成草甘膦的盐酸盐,再减压蒸馏脱除溶剂甲醇和过量的盐酸后,草甘膦酸结晶析出。这种方法存在能耗高、化工原料消耗多、产量低、成本高等缺点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种可提高产量、质量、降低能耗,节约成本的制备草甘膦的新工艺。
本发明的目的是这样实现的:
本发明包括以下步骤:
a、按下述摩尔比,称取各组分:
甲醇3~10.5∶三乙胺0.8~0.9∶多聚甲醛1.95~2.05∶甘氨酸1∶亚磷酸二甲酸1.02~1.1∶盐酸2.9~3.34;
b、解聚:将甲醇、三乙胺、多聚甲醛在30℃~40℃条件下,保温10~60分钟;
c、加成:加入甘氨酸,在20℃~44℃条件下,保温10~90分钟;
d、缩合:加入亚磷酸二甲酯,在50℃~55℃条件下保温60~90分钟;
e、酸解:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温105℃~125℃;
f、结晶:生成草甘膦的盐酸盐,再减压蒸馏脱除溶剂甲醇和过量的盐酸。
在本发明工艺中显著减少了甲醇用量,从而造成三乙胺浓度相对提高。由于多聚甲醛的解聚与三乙胺浓度直接相关,三乙胺浓度越大,解聚反应越好。再则,甲醇用量的减少,同样可使其他原料组分的浓度相应增大,反应性能趋于好转,使其他原料组分的用量也就相应减少。故采用该方法首先可以节约大量的化工原料,有效降低成本。
由于采用本发明方法,可以增加三乙胺的相对浓度,使解聚反应更易于进行。因而可以缩短解聚时间,其温度也可相应降低。通常解聚时发生的副反应与温度、时间成正比。实验表明解聚温度越高,解聚时间越长,解聚时副反应越多。
为了最大限度地减少副反应,本发明方法将解聚时的温度控制在30~42℃,时间10~60分钟。将加成反应的温度控制在20~44℃,时间10~90分钟,将缩合时的温度控制在50~55℃,时间60~90分钟。这样促使正反应更加完全,同时有效控制副反应的发生。
在本发明工艺中采用反常规加酸法,进行酸化反应。即将合成液加入盐酸液中。
通常人们是将盐酸加入合成液中进行酸化反应。由于这种加酸方式使合成液必然有相当一段时间处于低酸状态下,此时如果温度较高就会产生大量的副反应。而加酸时所产生的热量,会使温度必然升高。为了减少副反应,常规方法必须对其进行冷却。同时,在加完酸后,还需再进行升温。如此便造成大量能源浪费,同时又延长了反应时间。
本发明工艺采用反常规加酸法,就使合成液相对处于高浓度酸状态之中。这样即便高温,副反应也较少。故既可减少反应时间,又可节约能源。
本发明的优选工艺是:
a、按下述摩尔比,称取各组分:
甲醇4~8∶三乙胺0.8∶多聚甲醛1.95∶甘氨酸1∶亚磷酸二甲酸1.02∶盐酸3~3.1;
b、解聚:将甲醇、三乙胺、多聚甲醛在32℃~38℃条件下,保温10~60分钟;
c、加成:加入甘氨酸,在20℃-30℃条件下,保温20-30分钟;
d、缩合:加入亚磷酸二甲酸,在50℃~52℃条件下保温60~70分钟;
e、酸解:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温115℃;
f、结晶:生成草甘膦的盐酸盐,再减压蒸馏脱除溶剂甲醇和过量的盐酸。
为了进一步提高草甘膦的纯度,最好是将酸解步骤设计成:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温105-115℃;再加入盐酸用量的7~20%的水。
加水可以防止非草甘膦成分的结晶析出。加入的具体用量主要根据液体中的盐酸浓度的高低。盐酸多,水要多加,盐酸少,水可少加。当草甘瞵大量结晶析出,停止加水。一般用量为所加酸量的7~20%。
为了进一步提高草甘膦的收率在结晶步骤中还可加入适量的中和母液或10%草甘膦水剂,用液碱调PH值6~8。
中和母液是指在工艺中加盐酸酸解时草甘膦酸结晶析出、过滤、洗涤后的滤液(通常称之为原母液),再经液碱(30%氢氧化钠溶液)中和并回收三乙胺后的母液。
加入中和母液或10%草甘膦水剂是为了降低草甘膦在原母液中的溶解度。其用量可大可小,一般为加入盐酸量的20~80%。加入液碱调PH值6~8,同样是为了降低草甘膦在原母液中的溶解度,促使草甘膦结晶大量析出。
本发明方法,经过大量实验,证明其生产的草甘膦质量好,收率高,产量高,能耗低。经济效益得到了极大的提高。
具体实施方式
实施例1:
1、称取甲醇4600公斤,三乙胺1950公斤,多聚甲醛1425公斤(92%含量),甘氨酸750公斤(98.5%含量),亚磷酸二甲酯2830公斤(98%),盐酸2830×3公斤(30.5%含量)。
原料要求:甲醇(水分小于0.2%),三乙胺(水分小于0.2%),多聚甲醛(含量大于92%),甘氨酸(含量大于98.5%;),亚磷酸二甲酯(含量大于95.5%),盐酸(含量大于30%)。
2、将甲醇、三乙胺、多聚甲醛投入反应釜中,在温度30℃保温20分钟,进行解聚反应。
3、加入甘氨酸,控制20℃温度,保温30分钟,进行加成反应。
4、加入亚磷酸二甲酯,控制温度50℃,保温60分钟,进行缩合反应。
5、将合成液分成三份,每份加入2830公斤盐酸中,升温,在115℃脱醇完成,出料到结晶釜。
实施例2:
1、称取甲醇4600公斤,三乙胺1950公斤,多聚甲醛1425公斤(96%含量),甘氨酸750公斤(98.5%含量),亚磷酸二甲酯2830公斤(98%),盐酸2830×3公斤(30.5%含量)。
原料要求:甲醇(水分小于0.2%);三乙胺(水分小于0.2%);多聚甲醛(一种含量大于92%;另一种含量大于96%);甘氨酸(含量大于98%;);磷酸二甲酯(含量大于95.5%);盐酸(含量大于30%)。
2、将甲醇、三乙胺、多聚甲醛投入反应釜中,在温度38.5℃保温40分钟,进行解聚反应。
3、加入甘氨酸,控制42.5℃温度,保温35分钟,进行加成反应。
4、加入亚磷酸二甲酯,控制52.5℃温度,保温70分钟,进行缩合反应。
5、将合成液将合成液分成三份,每份加入2830公斤盐酸中,升温,在105℃脱醇完成,到118℃~119℃加入水500公斤,当有草甘膦析出后,脱酸完成,在115℃下保温25分钟,酸解完成,再加入结晶水200公斤,出料到结晶釜。
6、物料进入结晶釜后,降温45℃,加入10%中和母液1000公斤,促使草甘膦析出。
7、加入30%氢氧化钠溶液80公斤,当温度降到30℃后,连同放料时间,共7小时后放料到吸滤槽中。
本发明的效果通过以下实验对比得到验证。
本发明方法同原料制备方法效果之比较:
    项目     本发明方法     常规方法
    草甘瞵纯度(%)     97~98.5     95
    草甘瞵收率(%)     75~78     72
    煤耗(每生产1吨)     1.6~2.1吨     2.8~2.9吨
    电耗(每生产1吨)     1200~1500度     2100~2200度

Claims (4)

1、一种草甘膦的制备工艺,其特征在于它包括以下步骤:
a、按下述摩尔比,称取各组分:
甲醇3~10.5∶三乙胺0.8~0.9∶多聚甲醛1.95~2.05∶甘氨酸1∶亚磷酸二甲酯1.02~1.1∶盐酸2.9~3.34;
b、解聚:将甲醇、三乙胺、多聚甲醛在30℃~40℃条件下,保温10~60分钟;
c、加成:加入甘氨酸,在20℃~44℃条件下,保温10~90分钟;
d、缩合:加入亚磷酸二甲酯,在50℃~55℃条件下保温60~90分钟;
e、酸解:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温105℃~125℃;
f、结晶:生成草甘膦的盐酸盐,再减压蒸馏脱除溶剂甲醇和过量的盐酸。
2、根据权利要求1所述草甘膦的制备工艺,其特征在于所说的工艺条件为:
a、按下述摩尔比,称取各组分:
甲醇4~8∶三乙胺0.8∶多聚甲醛1.95∶甘氨酸1∶亚磷酸二甲酯1.02∶盐酸3~3.1;
b、解聚:将甲醇、三乙胺、多聚甲醛在32℃~38℃条件下,保温10~60分钟;
c、加成:加入甘氨酸,在20℃~30℃条件下,保温20~30分钟;
d、缩合:加入亚磷酸二甲酯,在50℃~52℃条件下保温60~70分钟;
e、酸解:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温105--115℃;
f、结晶:生成草甘膦的盐酸盐,再减压蒸馏脱除溶剂甲醇和过量的盐酸。
3、根据权利要求1或权利要求2所述草甘膦的制备工艺,其特征在于所说的酸解步骤为:将缩合反应后的合成液加入盐酸中,升温,终温105~115℃;再加入盐酸用量的7~20%的水。
4、根据权利要求4所述草甘膦的制备工艺,其特征在于所说在结晶步骤中加入适量中和母液或10%草甘膦水剂,用碱液调PH值6~8。
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