本發明涉及農藥合成技術領域,具體地說是一種雙甘膦的制備方法。
背景技術:
雙甘膦簡稱PMIDA,分子式C5H10NO7P,分子量227.1。PMIDA主要用于一系列除草劑及其他化工產品的中間原料,特別是作為國內外大噸位農藥除草劑草甘膦的重要中間體,而草甘膦則是一種內吸、低毒、低殘留、高效、廣譜的除草劑,比其他農藥更具安全性,被廣泛用于玉米、棉花、大豆、小麥等眾多農作物及其它植物上。
多年來,草甘膦一直占據世界農藥銷售額的首位。草甘膦的合成最常見的合成方法,有甘氨酸法和IAD法兩種方法生產,甘氨酸法產生廢水較多,環境保護壓力較大,產生的副產氯甲烷需要回收利用,目前我國主要采用此工藝,約占70%。IAD法合成雙甘膦具有廢水量小沒有副產的特點,后期主要采用的是此路線,但該工藝是間歇法生產,周期比較長,單釜周期30小時;能源消耗高,每噸產品需要蒸餾水2噸;生產效率低,單人生產能力低于每天2噸。
申請號為CN200810204322.2的中國發明專利申請公開了連續工藝生產亞氨基二乙腈的方法,解決了間歇生產的一些弊端,但該專利仍然利用反應釜分級反應,與連續管式反應器相比,生產效率還沒有達到最高,且縮合沒有連續工藝。
技術實現要素:
本發明就是為了解決現有技術中環境保護壓力大,生產效率低下的問題,提供一種生產效率高、且不污染環境的連續的雙甘膦的工業化制備方法。
本發明提供一種雙甘膦的工業化制備方法,其包括如下步驟:
第一步:以亞氨基二乙腈為原料,經管式反應器連續化堿解制得亞氨基二乙酸二鈉,反應液接收于接收釜中;
本步驟優選的技術方案,亞氨基二乙腈與液堿按摩爾比為1:2.2的比例同時進入連續管式反應器連續反應,通過換熱器控制反應溫度為40~80℃,進行連續反應,優選40~50℃。
本步驟優選的技術方案,反應過程放出氨氣,反應液接收于接收釜后,氨氣被抽到吸收裝置進行水吸收。
本步驟可以獲得含量為25%的氨水,作為副產品,比間歇法生產吸收的氨水純度高,可以直接作為原料用于其它產品的生產。
由于連續反應器反應速度快,本步驟可以有效避免亞氨基二乙腈的聚合,提高了產品質量,避免了雜質的產生,同時提高了收率。
第二步:向盛有第一步反應液的接收釜中,加入亞磷酸、鹽酸,混合均勻,加入甲醛,攪拌均勻,混合液進入換熱器,控制溫度在攝氏80度~180度范圍,進入管式反應器連續反應,制備含雙甘膦的溶液,該溶液接收于接收釜,接收釜保持攝氏120度回流;
縮合反應
本步驟優選的技術方案,把亞氨基二乙腈、亞磷酸、鹽酸和甲醛按1:(1~1.2):(2~2.5):(1~1.7)摩爾比的比例進入連續管式反應器連續縮合反應,利用換熱器調整反應溫度在攝氏120度~130度范圍,保證連續反應的溫度、流量穩定。
第三步:將第二步所得反應液,降溫至攝氏80度,調節pH值為0~1范圍,降溫至攝氏20~30度,過濾,得終產品。
本步驟優選的pH值為0.2~0.6范圍。
本工藝采用的連續反應器可以是管式,也可以是其它納米級連續反應器。
與現有技術相比,本發明工藝合理,操作簡單,對亞氨基二乙腈進行連續堿解解制得亞氨基二乙腈,避免了雜質的產生,同時提高了收率。再和亞磷酸、甲醛連續反應獲得的產品收率和純度高,生產效率高,降低人工成本,降低蒸汽消耗30%以上,而且具有顯著的產能優勢和產品質量優勢。本步驟可以獲得含量為25%的氨水,作為副產品,比間歇法生產吸收的氨水純度高,可以直接作為原料用于其它產品的生產。
附圖說明
圖1為本發明雙甘膦制備流程示意圖。
具體實施方式
根據下述實施例,可以更好地理解本發明。然而,本領域的技術人員容易理解,實施例所描述的內容僅用于說明本發明,而不應當也不會限制權利要求書中所描述的本發明。本發明中所提及的溫度,如無注明,均為攝氏度。
實施例1
(1)首先,向溶解釜中投入320公斤水并開動攪拌,然后投入稱量好的亞氨基二乙腈200kg。控制溫度在40℃,攪拌30分鐘后,轉入到亞氨基二乙腈溶液高位槽。
(2)在液堿計量罐投入534kg的質量百分比濃度32%的液堿。
(3)先將上述兩種物料按亞氨基二乙腈:氫氧化鈉=1:2.2摩爾比比例進入連續反應器連續反應。
(4)反應液連續進入接收釜,反應產生的氨氣進入吸收裝置,反應結束保溫反應2小時。
(5)升溫到攝氏80度,減壓蒸餾氨氣,蒸出氨水150公斤。
(6)降溫到攝氏65度,加入鹽酸550公斤,亞磷酸185公斤,攪拌均勻。
(7)然后將上述混合液和370公斤甲醛按亞氨基二乙腈:甲醛=1:1摩爾比進入換熱器溫度保持在攝氏120度,進入連續反應器連續反應。連續反應器的反應液落入接收釜,保持攝氏120度回流,反應結束后保溫2小時。
(8)降溫到80度,加入液堿中和,調節PH值為0.1,降溫到攝氏20~30度,過濾得到雙甘膦435公斤,收率92.19%,純度98.29%。
實施例2
(1)首先,向溶解釜中投入320公斤水并開動攪拌,然后投入稱量好的亞氨基二乙腈200kg。控制溫度在50℃,攪拌30分鐘后,轉入到亞氨基二乙腈溶液高位槽。
(2)在液堿計量罐投入538kg質量百分比濃度32%的液堿。
(3)先將上述兩種物料按亞氨基二乙腈:氫氧化鈉=1:2.2摩爾比進入連續反應器連續反應,換熱器控制溫度在攝氏50度。
(4)反應液連續進入接收釜,氨氣進入吸收裝置,反應結束保溫反應2小時。
(5)升溫到攝氏80度負壓蒸餾氨氣,蒸出氨水150公斤。
(6)降溫到攝氏65度。按亞氨基二乙腈、亞磷酸、鹽酸按1:1.2:2.5摩爾比加入鹽酸和亞磷酸,攪拌均勻。
(7)然后將上反應液和370公斤甲醛按亞氨基二乙腈:甲醛=1:1.7摩爾比進入換熱器溫度保持在攝氏130度,進入連續反應器連續反應。反應液落入接收釜,保持攝氏120度回流,反應結束后保溫2小時。
(8)降溫到80度,加入液堿中和,調節PH值為0.6,降溫到攝氏20~30度,過濾得到雙甘膦432公斤,收率91.96%,純度98.03%。
實施例3
(1)首先,向溶解釜中投入320公斤水并開動攪拌,然后投入稱量好的亞氨基二乙腈200kg。控制溫度在攝氏60℃,攪拌30分鐘后,轉入到亞氨基二乙腈溶液高位槽。
(2)在液堿計量罐投入530kg質量百分比濃度32%的液堿。
(3)先將上述兩種物料1:2.2摩爾比進入連續反應器連續反應,換熱器控制溫度攝氏40~50度。
(4)反應液連續進入接收釜,氨氣進入吸收裝置,反應結束保溫反應2小時。
(5)升溫到攝氏80度負壓蒸餾氨氣,蒸出氨水150公斤。
(6)降溫到攝氏65度。按亞氨基二乙腈、亞磷酸、鹽酸按1:1:2摩爾比加入鹽酸和亞磷酸,攪拌均勻。
(7)然后將上反應液和370公斤甲醛按亞氨基二乙腈:甲醛=1:1.5摩爾比進入換熱器溫度保持在攝氏80度,進入連續反應器連續反應。反應液落入接收釜,保持攝氏120度回流,反應結束后保溫2小時。
(8)降溫到攝氏80度,加入液堿中和,調節PH值為0.5,降溫到攝氏20~30度,過濾得到雙甘膦433公斤,收率91.77%,純度98.12%。
實施例4
(1)首先,向溶解釜中投入320公斤水并開動攪拌,然后投入稱量好的亞氨基二乙腈200kg。控制溫度在攝氏80℃,攪拌30分鐘后,轉入到亞氨基二乙腈溶液高位槽。
(2)在液堿計量罐投入530kg質量百分比濃度32%的液堿。
(3)先將上述兩種物料1:2.2摩爾比進入連續反應器連續反應,換熱器控制溫度攝氏40~50度。
(4)反應液連續進入接收釜,氨氣進入吸收裝置,反應結束保溫反應2小時。
(5)升溫到80度負壓蒸餾氨氣,蒸出氨水150公斤。
(6)降溫到攝氏65度。按亞氨基二乙腈、亞磷酸、鹽酸按1:1.1:2.3摩爾比加入鹽酸和亞磷酸,攪拌均勻。
(7)然后將上反應液和370公斤甲醛按亞氨基二乙腈:甲醛=1:1.2摩爾比進入換熱器溫度保持在180度,進入連續反應器連續反應。反應液落入接收釜,保持攝氏120度回流,反應結束后保溫2小時。
(8)降溫到攝氏80度,加入液堿中和,調節PH值為1,降溫到攝氏20~30度,過濾得到雙甘膦433公斤,收率90.73%,純度98.09%。