專利名稱：一種草甘膦連續結晶的方法
技術領域：
本發明涉及一種草甘膦連續結晶的方法，具體涉及一種亞氨基二乙酸(IDA)法草 甘膦生產過程中連續結晶節能降耗的方法。
背景技術：
草甘膦是一種高效低毒低殘留、廣譜和內吸傳導型非選擇性除草劑，因其性能優 越而發展成為目前世界上產量最大的除草劑品種。草甘膦的主要合成方法有甘氨酸法、烷 基酯化法、亞氨基二乙酸(IDA)法等。IDA法工藝是我國許多生產企業普遍采用的工藝路 線。IDA法工藝中草甘膦的結晶大多采用間歇攪拌釜式結晶，其單套裝置能力小、結晶時間 長、能耗高、自動化程度低、產品質量不穩定，不利于熱能的綜合利用，不利于草甘膦的大規 模生產。 專利CN101139362公開了一種亞氨基二乙酸法草甘膦連續結晶的工藝，直接采用 2 3個krystal冷卻式結晶器進行結晶；專利CN1944445公開了一種烷基酯化法生產草 甘膦中的連續結晶工藝；文獻《農藥》2009年7月，第48巻第7期，發表了草甘膦連續結晶 技術的開發與應用，其中直接采用2級冷卻式結晶。 真空降溫結晶技術在化工行業其它產品已得到廣泛應用。采用真空降溫連續結晶 技術，有效利用了能級差，不僅可以有效降低能耗，還可以實現連續化大規模生產。但在草 甘膦生產中應用還很少。
發明內容
本發明的目的是提供一種草甘膦連續結晶節能降耗的方法，該方法采用真空閃蒸 技術，有效利用了能級差，大大降低草甘膦結晶過程中的能耗，實現了草甘膦生產結晶連續 化。 本發明是通過以下技術方案實現的 —種草甘膦連續結晶的方法，包括以下步驟 (1)亞氨基二乙酸法生產的草甘膦高溫水溶液進入真空閃蒸結晶器進行真空閃蒸
降溫結晶，產生的低壓蒸汽回收利用，降溫后的草甘膦溶液進入步驟(2); (2)降溫的草甘膦溶液連續通過3-4個串聯的冷卻式結晶器繼續降溫結晶； (3)草甘膦溶液自冷卻式結晶器排出，進入濃縮槽濃縮分離，清液回用做冷卻介
質，濃液過濾、干燥得草甘膦固體。 所述真空是由汽汽引射器或水力噴射器產生的。本發明的真空產生設備優選蒸汽 汽汽噴射器，真空閃蒸結晶器優選強制循環結晶器，真空閃蒸溫度為48 65t:，相對真空 度為-0. 075 -0. 090Mpa。熱料液經閃蒸降溫后，料液冷卻產生過飽和度，上部過飽和溶液 經導流管循環回入結晶器下部，料液從底部向上運動，經過晶漿層，過飽和度消失，晶體長 大，向上運動的料液同時起到分級作用，粗顆粒位于結晶器下部，更易從底部排出，而細晶 在結晶器中繼續長大。
3
降溫的草甘膦溶液連續通過3個串聯的冷卻式結晶器繼續降溫結晶時，第一級結 晶器采用循環水冷卻，結晶器溫度35 5(TC，第二級采用冷母液冷卻，結晶器溫度25 4(TC，最后一級采用冷凍水冷卻，結晶器溫度13 20°C。 降溫的草甘膦溶液連續通過4個串聯的冷卻式結晶器繼續降溫結晶時，第一級采 用循環水冷卻，結晶器溫度35 5(TC，第二級和第三級采用冷母液冷卻，結晶器溫度25 4(TC，最后一級采用冷凍水冷卻，結晶器溫度13 20°C。 根據通入草甘膦溶液速度的不同，其在每級結晶器中的停留時間也不同，一般為 停留0. 8-4小時。草甘膦溶液通入的速度與停留時間以充分冷卻草甘膦溶液，達到草甘膦 最大量析出為目的。 本發明由于采用了具有分級作用的多個結晶器，結晶顆粒經過多次分級，因此更 易獲得均勻的大顆粒晶體，有利于后續的分離和干燥。 本發明采用的濃縮槽帶有刮板，避免底部物料沉積，濃縮槽攪拌速度10-30r/min， 溶液平均停留時間lh-5h。濃縮分離后得到的清夜可以回用，作為結晶器中的冷卻介質。
本發明的具體流程為以亞氨基二乙酸法生產的草甘膦熱水溶液先進入第一級真 空閃蒸結晶器降溫，真空由汽汽引射器或水力噴射器產生；料液經中間轉料泵依次進入下 一級結晶器循環降溫結晶；循環冷卻回流料液流入結晶器的中下部，從底部向上運動，經過 晶漿層，過飽和度消失，晶體長大；第二級采用循環水冷卻降溫，第三級采用冷母液冷卻，第 四級采用冷凍水冷卻；結晶產品由結晶器5底部連續排出進入濃縮槽中進行濃縮，清液回 用作為第三級冷卻介質，濃縮后的晶漿進入過濾器分離和干燥后得到草甘膦原粉。
本發明的有益效果是 (1)采用真空閃蒸降溫結晶技術，有效地利用了能級差，同時回收低壓蒸汽，能耗 節約30%以上。 (2)采用多級結晶器串聯，分級降溫冷卻，冷卻介質分別采用真空、循環水、低溫母 液和冷凍水，因此可以大幅度減少冷凍水用量，降低冷卻所需的能量。 (3)采用多級結晶，每一級結晶的方法不同，綜合效果顯著，實現了草甘膦生產結 晶連續化，提高了草甘膦生產過程中結晶的穩定性和自動化程度，提高了草甘膦的產品質 量。濃縮槽后的清液中未結晶出的草甘膦含量為0.6 1.2%，可作為冷卻介質，實現了結
晶過程的清潔生產。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1 相對真空度-0. 075Mpa :進料量為12. 5m3/h，進料溫度90°C ， 一級閃蒸結晶器控制 溫度64t:，物料平均停留時間1. 6h ;第二級結晶器控制溫度4『C，采用循環水冷卻，物料平 均停留時間1. 6h ;第三級結晶器控制溫度33t:，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間1. 6h ;
最后一級結晶器控制溫度1『C，采用冷凍水冷卻，物料平均停留時間1.6h ;排出料液經濃
縮槽濃縮1小時，然后過濾后得到120 160ym的晶狀產品，母液中未結晶出的殘余草甘 膦含量為1.2%。
實施例2
4
相對真空度-0. 081Mpa :進料量為12. 5m3/h，進料溫度90°C ， 一級閃蒸結晶器控制 溫度6(TC，物料平均停留時間16h ;第二級結晶器控制溫度5(TC，采用循環水冷卻，物料平 均停留時間1. 6h ;第三級結晶器控制溫度4(TC，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間1. 6h ; 最后一級結晶器控制溫度2(TC，采用冷凍水冷卻，物料平均停留時間1. 6h ;排出料液經濃 縮槽濃縮5小時，然后過濾后得到120 160ym的晶狀產品，母液中未結晶出的殘余草甘 膦含量為1.6%。
實施例3 相對真空度-0. 085Mpa :進料量為10m3/h，進料溫度90°C ， 一級閃蒸結晶器控制溫 度56t:，物料平均停留時間4. Oh ;第二級結晶器控制溫度4rC，采用循環水冷卻，物料平均 停留時間4. Oh ;第三級結晶器控制溫度2『C，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間4. Oh ;第 四級結晶器控制溫度2『C，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間4. Oh ;最后一級結晶器控 制溫度15t:，采用冷凍水冷卻，物料平均停留時間1. Oh ;排出料液經濃縮槽濃縮3小時，然 后過濾后得到120 170ym的晶狀產品，母液中未結晶出的殘余草甘膦含量為1. 10%。
實施例4 相對真空度-0. 088Mpa :進料量為10m3/h，進料溫度90°C ， 一級閃蒸結晶器控制溫 度52t:，物料平均停留時間2. Oh ;第二級結晶器控制溫度35t:，采用循環水冷卻，物料平均 停留時間2. Oh ;第三級結晶器控制溫度26t:，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間2. Oh ;第 四級結晶器控制溫度26t:，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間2. Oh ;最后一級結晶器控 制溫度13t:，采用冷凍水冷卻，物料平均停留時間0. 8h ;排出料液經濃縮槽濃縮，然后過濾 后得到120 165ym的晶狀產品，母液中未結晶出的殘余草甘膦含量為1. 03%。
實施例5 相對真空度-0. 075Mpa :進料量為8m3/h，進料溫度90°C ， 一級閃蒸結晶器控制溫 度4『C，物料平均停留時間2. 5h ;第二級結晶器控制溫度32t:，采用循環水冷卻，物料平均 停留時間2. 5h ;第三級結晶器控制溫度1『C，采用冷母液冷卻，物料平均停留時間2. 5h ;最 后一級結晶器控制溫度12t:，采用冷凍水冷卻，物料平均停留時間0. 8h ;排出料液經濃縮 槽濃縮，然后過濾后得到120 160ym的晶狀產品，母液中未結晶出的殘余草甘膦含量為 0. 86%。 本發明所描述的方法可以進行多種組合，在本發明中不作窮盡說明，在本發明基 礎上所做的處理方案即使不同于實施方案也應該包含在本發明內。
權利要求
一種草甘膦連續結晶的方法，其特征在于包括以下步驟(1)亞氨基二乙酸法生產的草甘膦高溫水溶液進入真空閃蒸結晶器進行真空閃蒸降溫結晶，產生的低壓蒸汽回收利用，降溫后的草甘膦溶液進入步驟(2)；(2)降溫的草甘膦溶液連續通過3-4個串聯的冷卻式結晶器繼續降溫結晶；(3)草甘膦溶液自冷卻式結晶器排出，進入濃縮槽濃縮分離，清液回用做冷卻介質，濃液過濾、干燥得草甘膦固體。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于真空是由汽汽引射器或水力噴射器產生的。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于降溫的草甘膦溶液連續通過3個串聯的冷卻式結晶器繼續降溫結晶，第一級結晶器采用循環水冷卻，結晶器溫度35 5(TC，第二 級采用冷母液冷卻，結晶器溫度25 4(TC，最后一級采用冷凍水冷卻，結晶器溫度13 20°C。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于降溫的草甘膦溶液連續通過4個串聯的 冷卻式結晶器繼續降溫結晶，第一級采用循環水冷卻，結晶器溫度35 5(TC，第二級和第 三級采用冷母液冷卻，結晶器溫度25 4(TC，最后一級采用冷凍水冷卻，結晶器溫度13 20°C。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的濃縮槽濃縮分離，濃縮槽攪拌速度10-30r/min，溶液平均停留時間lh-5h。
6. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(1)中，真空閃蒸溫度為48 65。C，相對真空度為-0. 075 -0. 090Mpa。
7. 根據權利要求1、3或4所述的方法，其特征在于真空閃蒸結晶器與冷卻式結晶器 為強制外循環式結晶器，結晶器之間采用循環泵輸送物料。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于循環泵為軸流泵。
全文摘要
本發明公開了一種草甘膦連續結晶的方法，步驟為亞氨基二乙酸法制備的草甘膦熱水溶液進入到真空閃蒸結晶器中進行降溫結晶，之后進入3～4級冷卻結晶器，第一級結晶器采用循環水冷卻，中間多級用冷卻母液、循環水結晶，最后一級結晶器采用低溫水冷卻，冷卻的草甘膦液出料進入濃縮槽進行連續分離，濃液分離得草甘膦，清液回用作冷卻介質。本發明有效地利用了能級差，大大降低了草甘膦結晶過程中的能耗，實現了草甘膦生產結晶連續化，提高了草甘膦生產過程中結晶的穩定性和自動化程度，提高了草甘膦的產品質量。
文檔編號C07F9/38GK101735270SQ20091023130
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月2日 優先權日2009年12月2日
發明者孫國慶, 楊禮允, 竇道華, 袁良國, 鄒宗加, 陳琦 申請人:山東濰坊潤豐化工有限公司