JPH01215394A - グリホセート法廃棄物流の処理法 - Google Patents

グリホセート法廃棄物流の処理法

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JPH01215394A
JPH01215394A JP63330737A JP33073788A JPH01215394A JP H01215394 A JPH01215394 A JP H01215394A JP 63330737 A JP63330737 A JP 63330737A JP 33073788 A JP33073788 A JP 33073788A JP H01215394 A JPH01215394 A JP H01215394A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明−はN−央スホノメチルグリシン製造工場から生
ずる廃棄物流の処理法、更に詳しく言えば、遷移金属触
媒と共にホルムアルデヒpおよびば素を使用するこのよ
うな廃棄物流の処理法に関する。
農業用化学薬品分野でグリシネートとして知られるN−
ホスホノメチルグリシンは、発芽しつつある種子、地上
に出現しつつある実生、成熟しつつある樹木および成長
し終った樹木、および草木植物および水生植物、の発育
の調節に役立つ極めて効果的な、そして商業上重要な植
物毒剤である。
N−ホスホノメチルグリシンおよびその塩類は、水溶液
の形で発芽後植物毒剤として、あるいは除草剤として、
1種以上の単子葉種および1種以上の双子葉種の防除に
対して便利に適用される。更にまた、このような化合物
はその特徴として広いスペクトル活性な有する。即ち、
これらは、シダ、針葉樹、水生単子葉および双子葉類を
含めて(しかし、これらに限定されない)多種多様の植
物の発育を抑制する。
従来の技術および解決しようとする課題多数の特許がN
−ホスホノメチルグリシンの製造法を記載している。H
ershman 、米国特許第3.969,398号明
a書は、N−ホスホノメチルイミノニ酢酸の酸化による
N−ホスホノメチルグリシンの製造法を記載している。
□aertnθr、カナダ特許第1.039.739号
明細書は、アミノメチルホスホン酸およびエステルをグ
リオキサールまたはグリオキシル酸と反応させてカルボ
ニルアルシミツメタンホスホネートをつくることによる
N−ホスホノメチルグリシンの製造法を記載している。
その後、このカルボニルアルシミツメタンホスホネート
を接触水素化に付して二重結合を還元し、N−ホスホノ
メチルグリシンまたを工そのエステルをつくる。次にこ
のエステル基ヲ〃ロ水分解丁ればN−ホスホノメチルグ
リシンが得られる。
FranZ 、 *国特許第3.799.758号明細
誉シエ、エチルグリシネート、ホルムアルデヒド、およ
びジエチルホスファイトの反応によるN−ホスホノメチ
ルグリシンの製造を記載している。yranzにより記
述され1こ別の方法では、水酸化ナトリウム存在下にグ
リシンなりロロメチルホスホン酸でホスホノメチル化し
、セしてN−ホスフィノメチルグリシンを塩化第二水銀
で酸化する方法をあげている。
Gaertnθr、米国特許第3.927.080号明
細書は、N−t−ブチル−N−ホスホノメチルグリシン
またはそのエステルの酸触媒脱アルキルによるN−ホス
ホノメチルグリシンの製造を記載している。第6級ブチ
ルアミンをブロモ酢酸エステルと反応させてH−t−ブ
チル−グリシンのエステルをつくり、次にこのものをホ
ルムアルデヒドおよび亜リン酸と反応させてN−t−ブ
チル−N−ホスホノメチルグリシン前駆物質をつくって
いる。
Ehrat、米国特許第4.237.065号明細書は
、グリシンを第3級塩基の存在下にホルムアルデヒドと
縮合させてN−メチレングリシンをつくり、次にこりも
のをジメチルホスファイトと反応させD0水分解してN
−ホスホノメチルグリシンをつくる方法を記載している
pflieg1θ等、米国特許gg 4,065,49
1 号明細書は、グリシン、ホルムアルデヒド、および
シアルキルホスファイトを水性アルカリ性媒質中で縮合
させてN−ホスホノメチルグリシンジアルキルエステル
とすることによりN−ホスホノメチルグリシンをつくる
方法を開示している。このジアルキルエステルな鉱酸で
加水分解すればN−ホスホノメチルグリシンが得られる
これら方法のすべては、望ましくない副反応の結果とし
ての幾つかの副産物および未反応原料を含む廃棄物流を
生ずる。本明細書中で用いた廃棄物流という用語は、N
−ホスホノメチルグリシン生成物の実質部分を取除いた
後の該物質製造から生じた反応混合物のことである。廃
棄物流の特定の組成は、当然のことながら製造に用いた
個々の方法と条件により決まるであろう。このような副
産物および未反応原料の例には、ホルムアルデヒド、N
−置換−N−ホスホノメチルグリシン、N−置換オよび
N−非置換アミノメチルホスホン酸。
ならびに未回収N−ホスホノメチルグリシンが含まれる
。望むN−ホスホノメチルグリシンの不純化を防止する
ためこれら物質を過程から除去することが時折必要にな
る。
N−ホスホノメチルグリシンの製造過程から廃棄物流を
捨てるための種々な手段が考えられて米た。例えば、グ
リホセート製造過程から生ずる廃棄物流を他の過程の廃
棄物流で希釈し、各檀取締り機関により規制された水1
!+:流出物の限界に会うように好気的生物系で処理す
ることができる。他方、この廃棄物流を他の廃棄物流か
ら分離し、高温で焼却してこれらの望まない化合物を破
壊することもできる。他の方法、例えば高温および(−
Eたを工)高圧で各種化合物と反応させて、これら生成
物を破壊することも考えられて米た。
上記方法ならびに画業@により考えられるかもしれない
他の方法は、廃棄物流中のN−ホスホノメチルグリシン
および製造過程からの付随する副産物のレベルを低濃度
に下げることは下げるが、これら廃棄物処理手順は、操
業費用が高い、資本額か高い、分解効率に限界がある、
または池の環境関連問題といった幾つかの欠点をもつ。
本明細曹に開示された方法は、N−ホスホノメチルグリ
シンおよび関連誘導体の良度を直接捨てられる濃度まで
下げる、あるいは必要に応じ捨てる前に好気的生物系で
処理する簡単で費用効率の良い廃棄物流処理法である。
本発明方法は従来考えられている廃棄物処理法に関連し
た本来溺わっている問題を克服する。
本発明は、N−ホスホノメチルグリシン製造過程から生
ずる廃棄物流の処理法に関し、本方法は廃棄物流を遷移
金属触媒の存在下に卯熱し、そして遷移金部触媒を含む
熱廃棄物流を酸素官有ガス、例えば遊lII酸素を含む
ガスと接触させることからなる。廃棄物処理法σノ全体
的効率を高める1こめに、廃棄物に化学濾論的過装置り
ホルムアルデヒドな遷移金属触媒と共に任意に小り口で
きる。
N−ホスホノメチルグリシンは、各柚敵比法を用いてN
−ホスホノメチルイミノニ昨αf;!::敵(ヒするこ
とにより製造できることはこの分野で公知である。米国
特許第3.950,402号明細書は、N−ホスホノメ
チルイミノニ酢酸を、水性媒質中遊離酸素を含むガスと
不均一貴金属ベース触媒、飼えばパラジウム、白金、ま
たはロジウムを用いてN−ホスホノメチルグリシンに酸
比する方法を開示している。米国特許第3.954.8
48号明細書は、過酸化水素および酸、例えば硫酸また
は酢酸によるN−ホスホノメチルイミノニ酢酸の酸化な
゛開示している。ハンガリー特許願第011706号明
細書は、金属または金属化合物存在下過酸化物によるN
−ホスホノメチルイミノニ酢酸の酸化を開示している。
R,J、 MOtgkaitia等、Can、 J、 
Ohem、 、 58 *1999(1980)は、エ
チレンシアミン四酢ば(ED TA )およびニトリロ
三酢酸(NTA)(両者ともイミノニ酢戚基をもつ)の
鉄(m) −!たは鋼(n)で触媒された酸化的脱アル
キルを開示している。R,J、Motekaitis等
、can、J、Ohem、+ 60 +1207(19
82)は、ある棟の金属イオン、向えば0a(n)、M
g(I[)、Fill(II)、zn([)オ!びNi
(■)がFiDTAとキレート形成し、酸化に?I し
てこれを安定比することにより酸化的脱アルキルの速度
を低下させることを開示している。
上記引用文献のうちグリホセート製造過程の廃棄物流の
処理に遷移金属触媒′4を便用することを開示している
ものはない。
発明を解決するための手段 本発明方法は、N−ホスホノメチルグリシン製造から生
じた廃棄物流を遷移金属触媒と混合物また溶液として接
触させるものである。この混合物または浴液な分子状酸
素を含むガスと接触させると同時に、N−1i換および
N−非置換N−ホスホノメチルグリシン誘導体の酸化反
応を開始し、これを維持するのに十分高い温度に反応物
を710熱する。この反応混合物または溶液は、メチル
化波の酸化速度な促進するため化装置論的に過剰−のホ
ルムアルデヒドを任意に含むことかできる。
本発明への使用に適した遷移金属触媒は、例えばマンガ
ン、コバルト、鉄、ニッケル、クロム、ルテニウム、ア
ルミニウム、モリブデン、バチッラム、銅、亜鉛、およ
びセリウムといつrs S、 ツカの遷移金属の化合物
の1種以上のいずれでもよい。
触媒は塩の形、例えはマンガン塩、例えば酢酸マンガン
、塩化マンガン、硫酸マンガン:錯体、例エバマンガン
(It)ビス(アセチルアセトネート)(Mn(II)
(aCaC)2) : コバルト塩、fHj 、tばC
o(IIX804人co(n)ビス(アセチルアセトネ
ート)、Co(J2.0033 r 2、C0(NO3
)zおよび酢酸コバルト;セリウム塩、例えば(NH4
)4Cθ(S04)および(NH4)2Ce(NOs)
s、鉄塩、例えば713 C10、(NH4)2Fe(
804)2 s鉄(III)(ジシアノ)ビス(フェナ
ントロリン)2テト2フルオロボレート塩、およびに3
Fe(ON)6 、および池の金属塩、例えばNiBr
2、crcJ3 、 RICj2(Mo2B5)4、R
uBr3、Ai(NO3)5、K 4MO(ON )B
、vo (アセチルアセトネート)2およびvoso4
のような形をとることができる。特に適当なマンガン触
媒はMn(、[)塩である。符に過当なコバルト触媒は
CO([)塩、例えばco(■)(SO4)、CO(■
y′12、CO(■)Br2、co(11)(on)2
およびCo(II)酢酸塩である。
反応浴液中の遷移金属触媒の濃度は広(夏えることかで
きるが、なるべくは廃棄物流中の金属イオンm度約0.
5Mから0.0001Mの範囲内がよい。高い触媒濃度
を用いると酸化反応が促進される。
前述し7CN−ホスホノメチルグリシン製造から生ずる
廃棄物流を、約pH1から約p)110に、なるべくは
約pH6から約−9に調節する。廃棄物流の−は公知の
方法により、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金
属炭酸塩、またはアルカリ土類金属水酸化物のti 2
10により調節できる。アルカリ金属水酸化物、例えば
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが特によい。そ
の後触媒の水溶液または水性スラリーを廃棄物流に加え
る。前記の通り、化学紘論的に過装置のホルムアルデヒ
ドがバラホルムアルデヒrを廃棄物流に添加できる。
次に廃棄物流を適当な容器内に入れ、 7JO圧、回熱
する。加圧下にかきませながら過剰の酸素含有ガスを絶
えず導入する。この酸素含有ガスは分子状酸素を含有す
るガスである。分子状酸素を何棟類かの不活性ガス、例
えばヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などと混合する
ことができる。本発明方法に空気を便用することはでき
るが、大黴の不活性窒素を含むので、なるべ(は少す<
トモ50容鎗チの酸素、なるべ(は少なくとも75容置
%、)酸素を含む酸素含有ガス、例えば酸素富化空気を
用いる方がよく、実質的に純粋な酸素(99十%02)
を使用するのが最も好ましい。これらの条件下でN−置
換ホスホノメチルグリシンの大部分はN−ホスホノメチ
ルグリシン%N−l1l換アミノメチルホスホン酸また
はホスフェートの何れかに酸化され、同時にギ酸および
二酸化炭素を生ずる。N−置換−N−アミノメチルホス
ホン酸類はまたホルムアルデヒド存在下でメチル化され
、反応条件下で史fc酸比される。この反応は混合物中
のN−ホスホノメチルグリシンの実質的に全部が破壊さ
れてしf5まで続ける。その後、バッチを冷却し、処置
に適した区域に移す。
前記の本発明方法からの排出流は極く痕跡量のN−ホス
ホノメチルグリシンおよびN−置換誘導′ 体を含有す
るだけである。この処N法の主な化学産物はギ酸、二酸
化炭素、アミノメチルホスホン酸およびメチル化誘導体
、およびリン酸である。
本床の使用による残留N−ホスホノメチルグリシンおよ
びその誘導体の通算分解率は6時間以内で約85俤より
大きい。
廃棄物流を酸素含有ガスと接触させる圧力および温度を
制約する因子は、利用できる装置および安全問題の考慮
のみである。室温および常圧で廃棄物流を空気と接触さ
せても満足丁べき結果は得られない。廃棄物流は、便宜
上I X 105パス力  、ル(14,5ボンド/X
F一方インチr−ゾ圧)から20X1×105パスカル
(290ボンド/平方インチr−ゾ圧)の圧力と沸点以
下の温度で酸素含有ガスと接触させねばならない。なる
べく圧力は少なくとも3.8 X 105パスカル(5
5ボンド/”F−方インチr−ジ圧)そして温度は約1
00℃とするのがよい。更に好ましくは、圧力少な(と
も4.5 X 1×105パスカル(65ボンド/午方
インチr−ゾ圧)、m度約120−(、!である。もつ
と高い圧力と温度を用いれば反応速度が増71[1する
。遵移金属触媒は固体か、浴液か、スラリーいずれかで
廃棄物流に770えるのが便利である。
本発明を下記の例により更に説明するが、これらの列に
限定されることはない。あらゆる百分率は特に断らない
限り重置で表わしである。
例1 例1は本発明方法にマンガン遷移金属触媒を使用し、ホ
ルムアルデヒドを使用したkm &と使用しない楊会に
ついて説明する。N−ホスホノメチルグリシン(GLY
) 2.9%、N−メチル−N−ホスホノメチルグリシ
ン(NMG) 6.3 % 、 N−ホスホノメチルイ
ミノニ酢!(G工)2.1%、およびN−ホルミルホス
ホノメチルグリシン および他の装置不純物を水の中に會む(HPLO分析に
よるングリホセート製造過程からの廃棄物流を得た。こ
の廃棄物流( 6 6.5 、V )を水<66、51
!/)で希釈し、50宣f%水眩化ナトリウム溶液17
gでp)17.5に中和し1コ。MnCl2 ・4 H
z0 (Hz05−中ノリ量およびホルマリンの筐7a
′変化させた一連の実験を行なった。この反応体混合物
を600−ステンレス鋼オートクレーブに入れた。オー
トクレーブをシールし、窒素で50ボンド/平方インf
’f−シ圧( 3 4 3 kPa)に卯圧し、かきま
ぜながら(17Hz)120℃に7JO熱した。温度が
i2o’cに達したとき、反応混会物中に40−7分の
速度で酸素を分散させ、ま1こ同時にオートクレーブの
オフガスを排気して50,ボンドZXF方インチrージ
圧( 3 4 3 kPa )の圧力を維持した。
示された反応時間で酸素流を打ち切り、オートクレーブ
内容物を約25℃に放冷した。廃棄物流中の特に重要な
成分の各々について、分解釜をHPLOにより測定し、
表Iに示しL0表IK快約された結果はこのマンガンi
& M処理がGLY%NMG,およびG工の分解に有効
であることな示している。ホルマリンが存在するとはソ
同等な反応時間でGLYの分解か増710した(例6お
よびfjAU5 #照ン。
表■ 1   0、42      0.0   1080 
   88.9  97.7  1002  0、05
    0.0   250   67、0  96.
0 1005   0、05      0.0   
 245    75.0  98.0  1004 
  0、14      12.5    240  
  99.2  98.3  98.3例2 列2は本発明方法にマンガン遷移金属触媒を便用し、ホ
ルム・アルデヒドを使用した場合と便用しない1!!i
会について説明する。GLYl.7%、NMG6、2俤
、G工1.0 % 、 NFG O.1%および他の少
皺不純物を含有する(HPLO分析によるングリホセー
ト製造過程からの廃棄物流を得た。この廃棄物流(12
5,V)1に:50%水酸化ナトリウム水溶液171で
p)17.5に中和した。MnCl2 ・4 Hz0 
(水5−中)の量およびホルマリンの址を変化させた一
連の実験を行なった。この混合物を300−ステンレス
鋼オートクレーブに入れた。オートクレーブをシールし
、窒素で50ボン−/平方インチデージ圧( 3 4 
3 kPa ) vc加圧し、かきまぜながら( 1 
7 Hz ) 1 2 0℃に270熱した。望む温度
に達したとき、反応混会物中に酸素ガスを40−7分の
速度で分散させた。オーらレープ圧を50ボンr/平方
イ:yチl’−シ圧( 3 4 3 kPa ) K 
保チつつオートクレープオアガスを排気した。示された
反応時間で酸素流を打ち切り、オートクレーブ内容物を
室@(約2 5 ”0 )まで放冷した。廃棄物流中の
成分の各々について、分解釜をHPLOにより測定し、
表■に示した。
表■に括めた結果は、このマンガン接触処理がGLY 
、 NMG 、およびG工の分解に有効であることを示
している。ホルマリンが存在するとGLYの分解速度が
増V口した。
表■ 6      0.42       0.0    
960     87.6  95.0  99.67
   0.05    0.0  960   93.
0 96.2 99.98   0.14    12
.5   225   97.0 93.0 99.0
列3 9’lJ 3は本発明方法にコバルト触媒をホルマリン
無しで使用する例を説明する。反応は改良Fiaher
−portarガラス圧力装置!またはEnginee
r Autocl−ave 3 Q 、[l−圧力反応
器で行なった。前記反応器は頂部にかきまぜ機を設備し
、これと共に試料口、ガス入口、および排出ガス出口を
備えた。かきまぜ愼によって気−液の十分な混合な得る
ようにかきまぜを維持した。反応器を定温油浴に浸すこ
とにより温度′ljI:10×105cic調節した。
00Cf2遷移金調触媒の0.5 M m液を蒸留説イ
オン水?:#3いて調製し、G工と混合してQ、5 M
 ChニスラリpHを得た。
反応器をシールし、100℃にDO熱し、次にr#!素
ガスで100ボンド/平方インチr−ジ圧(686kP
a )に8口圧した。かきまぜを開始しに。実験時間は
18時間であった。溶液のpHを水酸化ナトリウムまた
は硫酸溶液で調節した。反応物のpHを変化させる一連
の実験を行なった。G工およびGLYの合わせた分解チ
をHPI、Oにより測定し1表111に示した。
表■に要約された結果は、コバルト触媒処理がGLYお
よびG工の分解に有効であることケ示している。本例に
おいてはpi−14,00で最大の分解を起こした(例
11)。
表■ コバルト接触処理 実験番号   p)l       GLYおよびG工
を合わせた9    1.80           
7210   2.25           841
1   4.00          10012  
 1.09           6513    L
l、77         9014   1.7  
         83例4 列4は本発明方法にホルムアルデヒド無しで鉄触媒を便
用する方法を説明する。反応条件は列6のそれと同じで
あるが、ただしに3Fe(ON)6の触媒mtL’K 
O,01M %実験時間’に18時間、初期pHを10
.0とした。G工およびGLY合わせた分解うをHPL
OKより1u11定し、約50優であることが分った。
本発明を特定化した具体例および操作技術に関して相当
詳細に記述して米たが、これを工列示としてのみ示した
のであり、当業者にとっては本明細書の開示から考えて
別の具体列および操作条件が明白となるであろう。例え
ば、本発明方法は、他の有機リン化合物製造過程、例え
ば米国特許  □第3.288,846号明細書に開示
されたキレート刑として有用なアミノアルキレンホスホ
ン酸の製造法から生ずる廃棄物流の処理にも有用であろ
う。
従って、ここに記載された発明の主旨から離れることな
くに法を行なうことが可能である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N−ホスホノメチルグリシン製造過程から生ずる
    廃棄物流の処理法において、廃棄物流を遷移金属触媒の
    存在下に加熱し、遷移金属触媒を含む熱廃棄物流を酸素
    含有ガスと接触させることからなる、上記処理方法。
  2. (2)廃棄物流のpHを2から10に調節する、特許請
    求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)廃棄物流のpHを6から9に調節する、特許請求
    の範囲第2項記載の方法。
  4. (4)廃棄物流を少なくとも1×10^5パスカルの圧
    力と廃棄物流の沸点以下の温度において、酸素含有ガス
    と接触させる、 特許請求の範囲第1項記載の方法。
  5. (5)酸素含有ガスは実質的に純粋な酸素である、特許
    請求の範囲第1項記載の方法。
  6. (6)廃棄物流を酸素含有ガスとの接触前に、化学量論
    的に過剰量のホルムアルデヒドと接触させる、特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  7. (7)触媒はマンガン、コバルト、鉄、ニッケル、クロ
    ム、ルテニウム、アルミニウム、モリブデン、バナジウ
    ム、銅、亜鉛およびセリウムからなる遷移金属群から選
    ばれる、特許請求の範囲第1項記載の方法。
  8. (8)N−ホスホノメチルグリシンの製造過程から生ず
    る廃棄物流の処理法において、 (イ)廃棄物流のpHを約pH6から約pH9に調節し
    、(ロ)廃棄物流に遷移金属触媒と化学量論的に過剰の
    ホルムアルデヒドを加え、 (ハ)廃棄物流を適当な容器内で少なくとも1×10^
    5パスカルの圧力に加圧し、この廃棄物流を前記圧力に
    おける沸点以下まで加熱し、そして (ニ)加圧廃棄物流を実質的に純粋な酸素を含む分子状
    酸素含有ガスと接触させることからなる、上記処理方法
JP63330737A 1987-12-31 1988-12-27 グリホセート法廃棄物流の処理法 Granted JPH01215394A (ja)

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