一種甲醛溶液為原料生產甘氨酸法草甘膦原料的工藝方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于能源化工技術領域，尤其涉及草甘膦的生產裝置和工藝方法。
【背景技術】
[0002]草甘膦，化學名稱為N_(膦酰基甲基)甘氨酸，是目前已經廣泛使用的一種除草劑。自上個世紀70年代中期商品化以來，由于其卓越的除草性能，應用范圍不斷擴大。
[0003]合成草甘膦的方法文獻報道有多種，如亞氨基二乙酸法、亞膦酸二烷基酯法、氯甲基膦酸法、亞磷酸法等，但目前真正實現工業化的方法主要是亞氨基二乙酸法和亞磷酸二燒基醋法。
[0004]甘氨酸法采用多聚甲醛作為原料，然而多聚甲醛本身無化學活性，主要是利用多聚甲醛解聚城單體甲醛才能用于反應，用多聚甲醛做原料主要是多聚甲醛是固體粉末，便于存貯和運輸，不采用甲醛溶液作為原料主要是甲醛溶液中水分含量太高，對反應不利，并且會導致體系中廢水處理量增大，能量消耗高。
[0005]故以多聚甲醛為原料制備，主要存在以下問題:1)甲醛解聚時間長，在生產中多聚甲醛的解聚需要2~3天；2)由于甲醛解聚的需要，甲醛解聚通常采用多級攪拌釜串聯的方式，占地面積大，設備投資大，電耗大；3)多聚甲醛為原料，多聚甲醛的價格相對甲醛溶液高，原料成本高。
【發明內容】
[0006]發明目的:針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種甲醛溶液為原料生產甘氨酸法草甘膦原料的工藝方法及裝置，以更為低廉的37?50%的甲醛溶液為基本原料，并克服了多聚甲醛的解聚時間長，設備占地面積大、原料成本高等問題；相對于一般甲醛溶液，具有更高的收率，且廢水處理量小，能力消耗低。
[0007]技術方案:為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:一種甲醛溶液為原料生產甘氨酸法草甘膦原料的工藝方法，其包括以下步驟:
(O甲醛溶液的脫酸處理，以填充硅膠或大孔弱堿性陰離子交換樹脂對甲醛溶液進行脫酸，使甲醛溶液中酸含量在1ppm以下，并預熱至60?100°C ；
(2)甲醛溶液的反應分離，將余熱后的甲醛溶液與輔助劑充分混合反應，得到不溶于水的有機相，并經過靜置，獲得上層的有機相；所述輔助劑為碳原子數為8?11的飽和醇一元醇、二元醇、醚或酚，并優選二異丙醚、二甲基甲酰胺、乙二醇、異丁醇、4-甲基-2-戊醇或環己醇中一種或多種的混合物；
(3)將有機相送入脫水塔中，在負壓真空條件下，從脫水塔塔頂進一步脫除水分，并從脫水塔底部得到脫水后的有機相；
(4)脫水后的有機相送入原料裝置中，在140?200°C下發生解聚得到甲醛氣體和輔助劑液體，甲醛氣體上升過程中與甲醇進行回流吸收得到甲醛的甲醇溶液并作為甘氨酸法制草甘膦的原料；與此同時，解析分離得到輔助劑回送至步驟(2)中循環使用；
(5)以步驟(4)得到的甲醛的甲醇溶液和甘氨酸為原料，在三乙胺為催化條件下，反應得到羥甲基甘氨酸的三乙胺鹽；再與亞磷酸二烷基酯經過縮合反應得到草甘膦酸二烷基酯的三乙胺鹽，最后經過鹽酸水解得到草甘膦。
[0008]步驟(I)中甲醛溶液進行脫酸時，反應空速為I?51Γ1，進入脫酸裝置的速率按照0.001 ?0.2m/S。
[0009]步驟(2)中甲醛溶液與輔助劑的反應溫度為80?100°C，反應停留時間為I?5h。
[0010]步驟(3)脫水塔操作壓力為20?lOOKPa，溫度為60?100°C。
[0011]步驟(4)甲醛氣體被甲醇吸收時的溫度為40?80°C。
[0012]本發明還提供了一種基于上述工藝方法的生產甘氨酸法草甘膦原料的工藝裝置，包括甲醛脫酸裝置、預熱器、反應裝置、脫水塔和反應精餾塔，所述甲醛脫酸裝置設有甲醛溶液入口，并依次與預熱器和反應裝置連接，所述反應裝置設有輔助劑入口，且頂部通過管道與脫水塔入口連接；所述脫水塔的頂部設有稀甲醛出口，底部通過管道與反應精餾塔連接。
[0013]進一步改進，所述反應精餾塔包括下部的提餾段和上部的吸收段，且吸收段還設有甲醇噴淋入口。
[0014]作為優選，所述反應裝置為帶攪拌的儲罐或塔器。
[0015]有益效果:與現有技術相比，本發明并克服了多聚甲醛的解聚時間長，設備占地面積大、原料成本高等問題；相對于一般甲醛溶液，具有更高的收率，且廢水處理量小，能量消耗低。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所述甘氨酸法生產草甘膦的工藝流程示意圖。
[0017]其中，脫酸裝置1、預熱器2、反應裝置3、脫水塔4、反應精餾塔5。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0019]本發明所述以甲醛溶液為原料生產甘氨酸法草甘膦原料的工藝裝置，包括甲醛脫酸裝置、預熱器、反應裝置、脫水塔和反應精餾塔，所述甲醛脫酸裝置設有甲醛溶液入口，并依次與預熱器和反應裝置連接，所述反應裝置設有輔助劑入口，且頂部通過管道與脫水塔入口連接；所述脫水塔的頂部設有稀甲醛出口，底部通過管道與反應精餾塔連接。具體工藝方法如下:
市場上購買或者生產的37?50%甲醛溶液，經過填充吸附劑的固定床反應器進行脫酸處理，經脫酸處理后，溶液酸含量為I?1ppm ;吸附劑主要為硅膠或大孔弱堿陰離子交換樹脂等，控制反應空速I?51Γ1，進入脫酸裝置的速率按照0.001?0.2m/so具體結構為固定床反應器，反應器內填充硅膠或大孔弱堿陰離子交換樹脂等，填充劑采用水帽作為格柵，以防止泄露。
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