一種甲醛溶液為原料生產(chǎn)甘氨酸法草甘膦原料的工藝方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及草甘膦的生產(chǎn)裝置和工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]草甘膦，化學(xué)名稱為N_(膦?；谆?甘氨酸，是目前已經(jīng)廣泛使用的一種除草劑。自上個(gè)世紀(jì)70年代中期商品化以來，由于其卓越的除草性能，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。
[0003]合成草甘膦的方法文獻(xiàn)報(bào)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(shí)現(xiàn)工業(yè)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(xué)活性，主要是利用多聚甲醛解聚城單體甲醛才能用于反應(yīng)，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(yùn)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(yīng)不利，并且會(huì)導(dǎo)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(shí)間長，在生產(chǎn)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(lián)的方式，占地面積大，設(shè)備投資大，電耗大；3)多聚甲醛為原料，多聚甲醛的價(jià)格相對甲醛溶液高，原料成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種甲醛溶液為原料生產(chǎn)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(shí)間長，設(shè)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(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種甲醛溶液為原料生產(chǎn)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(jìn)行脫酸，使甲醛溶液中酸含量在1ppm以下，并預(yù)熱至60?100°C ；
(2)甲醛溶液的反應(yīng)分離，將余熱后的甲醛溶液與輔助劑充分混合反應(yīng)，得到不溶于水的有機(jī)相，并經(jīng)過靜置，獲得上層的有機(jī)相；所述輔助劑為碳原子數(shù)為8?11的飽和醇一元醇、二元醇、醚或酚，并優(yōu)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(huán)己醇中一種或多種的混合物；
(3)將有機(jī)相送入脫水塔中，在負(fù)壓真空條件下，從脫水塔塔頂進(jìn)一步脫除水分，并從脫水塔底部得到脫水后的有機(jī)相；
(4)脫水后的有機(jī)相送入原料裝置中，在140?200°C下發(fā)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(jìn)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(shí)，解析分離得到輔助劑回送至步驟(2)中循環(huán)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(yīng)得到羥甲基甘氨酸的三乙胺鹽；再與亞磷酸二烷基酯經(jīng)過縮合反應(yīng)得到草甘膦酸二烷基酯的三乙胺鹽，最后經(jīng)過鹽酸水解得到草甘膦。
[0008]步驟(I)中甲醛溶液進(jìn)行脫酸時(shí)，反應(yīng)空速為I?51Γ1，進(jìn)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(yīng)溫度為80?100°C，反應(yīng)停留時(shí)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(shí)的溫度為40?80°C。
[0012]本發(fā)明還提供了一種基于上述工藝方法的生產(chǎn)甘氨酸法草甘膦原料的工藝裝置，包括甲醛脫酸裝置、預(yù)熱器、反應(yīng)裝置、脫水塔和反應(yīng)精餾塔，所述甲醛脫酸裝置設(shè)有甲醛溶液入口，并依次與預(yù)熱器和反應(yīng)裝置連接，所述反應(yīng)裝置設(shè)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(shè)有稀甲醛出口，底部通過管道與反應(yīng)精餾塔連接。
[0013]進(jìn)一步改進(jìn)，所述反應(yīng)精餾塔包括下部的提餾段和上部的吸收段，且吸收段還設(shè)有甲醇噴淋入口。
[0014]作為優(yōu)選，所述反應(yīng)裝置為帶攪拌的儲(chǔ)罐或塔器。
[0015]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明并克服了多聚甲醛的解聚時(shí)間長，設(shè)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(fā)明所述甘氨酸法生產(chǎn)草甘膦的工藝流程示意圖。
[0017]其中，脫酸裝置1、預(yù)熱器2、反應(yīng)裝置3、脫水塔4、反應(yīng)精餾塔5。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0019]本發(fā)明所述以甲醛溶液為原料生產(chǎn)甘氨酸法草甘膦原料的工藝裝置，包括甲醛脫酸裝置、預(yù)熱器、反應(yīng)裝置、脫水塔和反應(yīng)精餾塔，所述甲醛脫酸裝置設(shè)有甲醛溶液入口，并依次與預(yù)熱器和反應(yīng)裝置連接，所述反應(yīng)裝置設(shè)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(shè)有稀甲醛出口，底部通過管道與反應(yīng)精餾塔連接。具體工藝方法如下:
市場上購買或者生產(chǎn)的37?50%甲醛溶液，經(jīng)過填充吸附劑的固定床反應(yīng)器進(jìn)行脫酸處理，經(jīng)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(yīng)空速I?51Γ1，進(jìn)入脫酸裝置的速率按照0.001?0.2m/so具體結(jié)構(gòu)為固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)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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