[发明专利]甘氨酸法制备草甘膦的连续水解系统

说明书

技术领域

本发明涉及草甘膦生产领域，具体涉及一种甘氨酸法制备草甘膦的连续水解系统。

背景技术

草甘膦是对环境友好的广谱灭生性除草剂，能有效地除去世界上危害最严重的78种杂草中的76种。随着我国已加入WTO和人们对生活环境要求的提高，草甘膦以其高效、低毒、广谱、无残留而符合世界农药产业发展的方向。它是20世纪全球范围内业绩最为辉煌的化学农药。随着21世纪全球抗草甘膦转基因作物的迅速推广，其市场前景必将更加广阔。

甘氨酸法在生产草甘膦中占国内主导地位，甘氨酸法制备路线中影响收率的最关键环节是缩合物的水解，也是耗能大、污染物产生量大的反应步骤，具体反应式如下：

反应机理是：

工业生产对缩合反应合成液用盐酸进行水解，都是在反应釜中进行，如201110320115.5，名称为“一种草甘膦生产中水解前的加酸工艺”的发明专利申请，先将缩合反应合成液与盐酸混合，再将混合后得到的中和液立即送入冷却器，在反应的同时把反应热交换带出反应体系，保证冷却器料液出口温度等于或者低于水解工艺温度，混合得到的中和液经冷却后进入水解反应釜进行水解制得草甘膦。该专利未能实现水解的连续化，生产效率低。

文献“烷基酯法草甘麟连续水解的实验研究”（上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集），采用塔设备对水解工艺进行连续化实验研究，考察了各种因素对草甘麟收率的影响，为生产装置的连续化放大提供依据。文献中的实验方案在加酸过程中产生的甲缩醛气体进入反应塔会形成冲腾，不能达到理想效果，且未能实现水解全过程的连续化反应。

发明内容

本发明为了解决以上技术问题，提供了一种甘氨酸法制备草甘膦的连续水解系统。连续水解系统改变了传统的多水解釜的单釜间断操作的低效率问题，生产效率大为提高，产品质量和反应收率均优于传统工艺，能耗较传统工艺节约20%以上。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

甘氨酸法制备草甘膦的连续水解系统，其特征在于：包括混合反应器、气液分离器、换热器、甲缩醛回收塔、甲醇回收塔、水解塔、闪蒸器、保温储槽、结晶釜，所述的混合反应器连接气液分离器，气液分离器的排气口和出液口分别连接一个换热器，换热器连接甲缩醛回收塔；所述的甲缩醛回收塔、甲醇回收塔、水解塔、闪蒸器、保温储槽、结晶釜依次连接。

本发明的连续水解系统将缩合反应合成液输入混合反应器，完成加酸中和过程，从混合反应器排出的物料经气液分离，气体的冷凝液与液体进入甲缩醛回收塔，回收甲缩醛；从甲缩醛回收塔排出的釜底液，进入甲醇回收塔，回收甲醇； 从甲醇回收塔排出的釜底液，进入水解塔，完成水解反应；水解塔排出的釜底液经闪蒸，脱除水分和酸后，冷却结晶得草甘膦。

本发明在水解反应过程中回收甲缩醛与甲醇，避免了在反应塔内部形成冲腾，保证了水解的效果，且真正实现了从合成液起经水解至结晶全过程的连续化，不同于常规的水解完成后回收，省去了冷凝后再加热的步骤，大幅度地节省了能源。

本发明将气体的冷凝液送入回收塔，避免甲缩醛在塔内气化引起塔运行不稳定，甚至于泛塔。

本发明采用塔式连续反应方式，其反应温度及压力稳定，易控制，副反应较少，对于提高草甘膦产品质量和收率有益；能源使用集中且连续，大幅减少热能损失，节能成效显著；同时，装置投资大幅减少，维修量大幅减少，装置使用周期成倍延长，投资收益率大幅提高。

本发明所述的连接气液分离器排气口的换热器与甲缩醛回收塔的顶部连接，所述的连接气液分离器出液口的换热器与甲缩醛回收塔的中部连接。使气体冷凝液从甲缩醛回收塔的顶部进入，液体从塔的中部进入，有效保持了塔顶部的低温，不需要回流，进一步节省了能源。

本发明所述的混合反应器带有冷却功能，控制物料温度在55℃以下。将缩合反应合成液与盐酸在换热器内混合，在反应的同时把反应热交换带出反应体系，保证冷却器料液出口温度在55℃以下，减少副反应的发生。

优选地，所述的混合反应器带有冷却功能是指一个带加酸口的换热器。

本发明所述的水解塔前连接有一个静态混合器，可实现二次加酸。

先加入水解反应所需部分的盐酸，再通过静态混合器向物料加入反应所需余下的盐酸。有利于降低物料的酸腐蚀性，减少物料对设备的侵蚀。

本发明所述气液分离器的出液口连接的换热器，有效控制物料温度在60～80℃。