專利名稱：低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產精細化學品和醫藥及醫藥、農藥中間體氨基甲酸甲酯工業生產方法，屬于精細化工生產合成領域。
背景技術：
氨基甲酸甲酯(Methyl Cabamate，簡稱MC)，別名尿基烷(Ureaghylane)，是一種重要的有機合成中間體。主要用于醫藥、農藥的合成，其衍生物作為除草劑、殺蟲劑、橡膠抗氧劑、熱穩定劑等，在農業、橡膠業得到越來越廣泛的應用。氨基甲酸酯類農藥，由于它與其它種燈的農藥相比對人和其它哺乳動物具有低毒、毒殺專一性強、易被多種因素降解、殘留低、對環境的副作用小等特點，所以近年來成為世界各國發展較快的新型殺蟲劑、除草劑和滅蚊、蠅劑，而且其應用領域拓展很快。
國內、外目前已有的MC合成的生產方法主要有氯甲酸甲酯法、尿素醇解法、異氰酸法、電解甲酰胺法等。氯甲酸甲酯法具有收率高、產品易于提純等優點，但氯甲酸甲酯法為光氣產品，且生產所用原料與溶劑都有毒，而限制了其應用。異氰酸法對設備要求高、投資巨大，異氰酸也有毒，合成成本很高。電解甲酰胺法生產需要消耗巨大的電能。上述方法都存在設備復雜、成本較高等問題。已有的尿素醇解法生產廠家的尿素轉化率太低。目前，國內外尿素和甲醇制MC的方法大致有三種類型，一是常溫常壓催化合成法，該方法引入無機酸作催化劑，反應時間長達35h，收率只有40％(以尿素計)，且對設備存在嚴重腐蝕，產品難以精制等問題；二是高溫高壓合成法，這類反應的時間雖然大大縮短，也不存在設備腐蝕問題，但反應溫度很高，反應壓力達幾十Mpa，收率不足40％，大量尿素因分解而損失。這類反應在國外20世紀五、六十年代采用(目前國內的尿素醇解法即采用此法)；三是中溫中壓催化合成法，這是國外20世紀七十年代開發的新方法，反應溫度、壓力和反應時間皆適中，收率也不低，但反應使用的催化劑是過渡金屬的氧化物或鹽與H2SO4、HNO3、H3PO4及聚磷酸等無機酸的復合物，仍存在對設備的腐蝕問題。21世紀初，有的研究工作者實驗了用離子交換樹脂加微量氧化鋅作為催化劑合成MC的方法，溫度140℃左右，壓力約為2.0Mpa，所得MC收率雖較高，但仍存在兩個問題，一是復相催化，設備復雜，二是所用催化劑使用壽命短，難以再生。
發明內容
本發明的目的是提供一種以尿素和甲醇為原料，無催化劑參與，設備簡單，反應時間短，成本低的低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法。
采用的技術方案是以尿素和甲醇為原料，并按尿素∶甲醇的重量之比為1～20∶1混合；混合后的尿素甲醇溶液濃度為0.01～10mol/L，在反應溫度100～180℃、反應壓力0.1～1.5Mpa的條件下反應0.5～10小時，反應過程中通過補充尿素甲醇溶液，使釋放的氨-甲醇混合蒸汽餾出速率與補充尿素甲醇溶液的速率相當，反應結束后將反應生成物進行產品提純。反應過程中釋放的氨-甲醇混合蒸汽通過精餾分離出氨氣體和甲醇，甲醇經冷卻后回收，NH3采用噴射泵減壓氨水形成系統用水吸收，制成工業氨水成品。在甲醇回收過程中分離出氨氣體經冷卻后再次分離出甲醇，并回收甲醇。原料溶解是通過預混合釜來實現的；反應合成是在全封閉的帶有攪拌器的反應釜中進行；產品提純是在壓力0.01～0.1Mpa壓力條件下通過分離釜中進行；甲醇回收是通過精溜塔、冷卻器實現的。在反應合成中通過控制氨氣體的釋放量和尿素甲醇溶液的補充速率，在100-140℃常壓反應達到平衡，在140-180℃低壓條件下促使反應平衡向生成氨基甲酸甲酯方向移動。
本發明與已有技術相比，具有以下特點(1)本發明采用的技術路線為全封閉反應體系，可達到基本無三廢排放，環保效益顯著的技術指標。
(2)反應原料易得，反應時間短，反應轉化率和選擇性都較高，副產物都可重新利用。生產成本低，經濟效益顯著。
(3)本生產技術不需要催化劑，采用反應物作溶劑，只需要反應條件控制就可以實現優異的反應性能，易于進行大規模生產。
(4)設備投資低，比相似技術投資低30～40％。
四
無。
五具體實施例方式
實施例1將1T尿素和3m3甲醇加入到5m3反應釜中，加熱反應溫度140℃，壓力達1.2Mpa時精餾塔開始工作，同時以0.2m3/h速率補充1mol/L的尿素甲醇溶液，反應時間4h。氨基甲酸甲酯產率為86％。同時副產30％氨水0.85T。
實施例2將0.8T尿素和3.2m3甲醇加入到5m3反應釜中，加熱反應溫度150℃，壓力達1.5Mpa時精餾塔開始工作，同時以0.2m3/h速率補充1.5mol/L的尿素甲醇溶液，反應時間4h。氨基甲酸甲酯產率為88％，同時副產30％氨水0.86T。
實施例4將1T尿素和3.5m3甲醇加入到5m3反應釜中，加熱反應溫度160℃，壓力達1.4Mpa時精餾塔開始工作，同時以1.0m3/h速率補充1.2mol/L的尿素甲醇溶液，反應時間3h。氨基甲酸甲酯產率為91％。同時副產30％氨水0.88T。
實施例5將1.2T尿素和3m3甲醇加入到5m3反應釜中，加熱，反應溫度170℃，壓力達1.5Mpa時精餾塔開始工作，同時以0.05m3/h速率補充1mol/L的尿素甲醇溶液，反應時間2h。氨基甲酸甲酯產率為89％。同時副產30％氨水0.87T。
權利要求
1.一種低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法，其特征是以尿素和甲醇為原料，并按尿素∶甲醇的重量之比為1～20∶1混合；混合后的尿素甲醇溶液濃度為0.01～10mol/L，在反應溫度100～180℃、反應壓力0.1～1.5Mpa的條件下反應0.5～10小時，反應過程中通過補充尿素甲醇溶液，使釋放的氨-甲醇混合蒸汽餾出速率與補充尿素甲醇溶液的速率相當，反應結束后將反應生成物進行產品提純。
2.根據權利要求1所述的低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法，其特征是反應過程中釋放的氨-甲醇混合蒸汽通過精餾分離出氨氣體和甲醇，甲醇經冷卻后回收，NH3采用噴射減壓氨水形成系統用水吸收，制成工業氨水成品。
3.根據權利要求2所述的低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法，其特征是在甲醇回收過程中分離出氨氣體經冷卻后再次分離出甲醇，并回收甲醇。
4.根據權利要求2所述的低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法，其特征是原料溶解是通過預混合釜來實現的；反應合成是在全封閉的帶有攪拌器的反應釜中進行；產品提純是在壓力0.01～0.1Mpa壓力條件下通過分離釜中進行；甲醇回收是通過精溜塔、冷卻器實現的。
5.根據權利要求1所述的低壓溶劑化均相反應生產氨基甲酸甲酯的方法，其特征是在反應合成中通過控制氨氣體的釋放量和尿素甲醇溶液的補充速率，在100-140℃常壓反應達到平衡，在140-180℃低壓條件下促使反應平衡向生成氨基甲酸甲酯方向移動。
全文摘要
本發明涉及一種生產精細化學品和醫藥及醫藥、農藥中間體氨基甲酸甲酯工業生產方法，屬于精細化工生產合成領域。采用的技術方案是以尿素和甲醇為原料，并按尿素甲醇的重量之比為1～20∶1混合；混合后的尿素甲醇溶液濃度為0.01～10mol/L，在反應溫度100～180℃、反應壓力0.1～1.5Mpa的條件下反應0.5～10小時，反應過程中通過補充尿素甲醇溶液，使釋放的氨－甲醇混合蒸汽餾出速率與補充尿素甲醇溶液的速率相當，反應結束后將反應生成物進行產品提純。反應過程中釋放的氨－甲醇混合蒸汽通過精餾分離出氨氣體和甲醇，甲醇經冷卻后回收，NH
文檔編號C07C271/12GK1693302SQ20051004248
公開日2005年11月9日 申請日期2005年2月21日 優先權日2005年2月21日
發明者張兆文, 袁存光, 于劍峰, 唐仕明, 袁建國, 張延路 申請人:東營市康瑞石油化工有限責任公司, 袁存光