[发明专利]一种双甘膦制备草甘膦的环保清洁生产方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及草甘膦的生产技术领域，具体涉及一种双甘膦制备草甘膦的环保清洁生产方法及装置。

背景技术

草甘膦（N-(膦酰基甲基)-甘氨酸）是一种高效、广谱、低毒、安全的有机磷除草剂，对多年生的深根恶性杂草的防止非常有效，在农、林、园艺等方面应用广泛。由于全球转基因作物种植面积的不断扩大，以及全球农业特别是发展中国家农业的复苏和现代化，草甘膦的需求增长迅速，已成为世界上销量最大和增长速度最快的农药品种。

目前，生产草甘膦的方法很多，主要有甘氨酸法和亚氨基二乙酸法等。甘氨酸法1986年实现工业化生产，中国的产量较大。IDA法于上世纪90年代后期被开发并实现工业化生产，该方法使用亚氨基二乙腈或者二乙醇胺生产亚氨基二乙酸，然后与甲醛和亚磷酸缩合的到双甘膦，再氧化得到草甘膦。现有技术中，利用双甘膦氧化制备的方法很多，主要有双氧水活性炭法氧化法、空气活性炭氧化法、富氧气体活性炭氧化法、过渡金属氧化法以及电解氧化法等。

US3950402公开了以贵金属负载于活性炭上做催化剂、氧气氧化支取草甘膦的方法。由于采用特殊的催化剂，因此反应收率较高，一般可达95-96%，但贵金属催化氧化法催化剂制备成本高，且催化剂不易回收，反应过程较难控制。

US3969398公开了以活性炭为催化剂，采用分子氧气氧化双甘膦制备草甘膦的方法。该方法的特点是成本低，反应收率较高。 

CN101045735A公开了以高比表面积活性炭为催化剂，利用富氧气体为氧化剂进行氧化支取草甘膦的反应。该方法解决了以低浓度双甘膦饱和溶液进行反应、能耗高的缺点，降低了生产成本，采用高温条件将草甘膦溶解然后趁热过滤分离活性炭的方法，该方法的缺点是反应母液中的甲醛易与草甘膦反应生成甲基草甘膦，降低了反应收率和产品的品质。

CN101508701A公开一种氧气氧化双甘膦制备草甘膦的方法，将水、双甘膦和活性炭投入到压力反应中，加热搅拌成悬浮物，然后通入氧气氧化，反应结束趁热过滤除去活性炭，滤液减压整流浓缩，冷却结晶、过滤得到草甘膦产品。

CN101337978A公开了以活性炭为催化剂、富氧气体为氧化剂，将双甘膦氧化成草甘膦的方法。氧化反应结束后，将反应液冷却、过滤得到草甘膦固体和活性炭的混合物，然后将此混合物与水混合，加热使草甘膦溶解然后趁热过滤除去活性炭，滤液冷却结晶、过滤得到草甘膦产品。此方法通过先将草甘膦与含甲醛的母液分开再热溶分离活性炭，在一定程度上避免了草甘膦与甲醛发生的副反应，但分离过程依然需要再高温下进行，且多次加热冷却，能耗较高。

CN101531677A公布了一种草甘膦的制备方法。将双甘膦与催化剂活性炭混于水相介质中，与氧气进行氧化反应，反应结束后降温、固液分离得到含草甘膦晶体和活性炭的滤饼，滤饼加入到草甘膦饱和溶液中，加热溶解后分离活性炭与草甘膦溶液，草甘膦溶液冷却、结晶，分离得到草甘膦产品和滤液，滤液作为草甘膦饱和溶液套用。

CN10169867A公开一种催化氧化双甘膦制备草甘膦的方法，将双甘膦、水、活性炭、助催化剂混合搅拌，通入氧气氧化，反应结束后冷却得到草甘膦和活性炭的滤饼，滤饼加水热溶后过滤分离活性炭，滤液冷却结晶，过滤得草甘膦产品。

综上所述，双甘膦活性炭催化氧化制备草甘膦，活性炭与草甘膦的分离方法主要有以下两种：1）反应结束后升温直接趁热过滤，分离得到母液和活性炭，母液冷却结晶，固液分离得到草甘膦产品；该方法的主要缺点是反应母液中含有一定量的甲醛，在高温下容易与草甘膦反应生成甲基草甘膦，降低了草甘膦的品质和收率；2）反应结束后冷却结晶，分离得到草甘膦和活性炭的混合物，将此混合物与加入到水或者草甘膦的饱和溶液中，加热使草甘膦全部溶解，然后趁热过滤得到活性炭和草甘膦溶液，溶液冷却结晶，分离得到草甘膦产品；此法虽然可以在一定程度上避免副产物甲基草甘膦的产生，但是操作繁琐，反复加热和冷却，能耗高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双甘膦制备草甘膦的环保清洁生产方法及装置，不产生副产物，能提高草甘膦产品的品质和收率，并且能降低能耗和生产成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种双甘膦制备草甘膦的环保清洁生产方法，包括以下步骤：

1）以双氧水、空气或者富氧气体为氧化剂，活性炭为催化剂，在水中将双甘膦氧化成草甘膦；

2）将步骤1）的反应体系降温，加入碱，得到草甘膦盐溶液和活性炭的混合物；