[发明专利]一种基于三级冷凝的烷基酯法草甘膦溶剂回收系统及工艺

说明书

本发明属于烷基酯法草甘膦溶剂回收的系统及方法，具体涉及烷基酯法草甘膦生产过程中合成液水解后产生的主要成分为氯化氢、甲缩醛、甲醇、氯甲烷及水的尾气的回收设备及工艺。本发明提供的设备及工艺，彻底淘汰了传统液相回收工艺中高度依赖的石墨冷凝器，相比传统气相回收工艺系统压力稳定，相比液相回收工艺吨草甘膦蒸汽消耗降低2.6t，安全和节能效益显著。

技术领域

本发明属于烷基酯法生产草甘膦的溶剂回收技术领域。

背景技术

草甘膦是一种高效、低毒、广谱、灭生性、非选择性除草剂，具有优良的生物特性。目前国内草甘磷主流生产 工艺有两条路线：烷基酯法和亚氨基二乙酸法。国外的生产工艺则主要是美国孟山都公司的亚氨基二乙酸法，我国生产草甘膦的主流工艺是烷基酯法。烷基酯法又主要为甘氨酸-亚磷酸二烷基酯法，另有以氯乙酸为起始原料生产草甘膦的氯乙酸-烷基酯法以及甘氨酸-亚磷酸三甲酯法等等小众路线。

草甘膦溶剂回收工艺简介

烷基酯法草甘膦合成液水解尾气主要成分为水、甲缩醛、甲醇、氯化氢及氯甲烷混合物，该尾气的回收过程在草甘膦行业简称为溶剂回收。

所述的合成液是指由甲醇、多聚甲醛（或其他甲醛源）、甘氨酸（或以氯乙酸为起点原料的其他原料）、亚磷酸二甲酯（或其他烷基磷酸酯）等原材料经解聚、缩合、酯化反应得到的主要成分为N-甲氧基烷基酯甲基甘氨酸等有机磷中间体（草甘膦前体）的混合溶液。

溶剂回收传统回收路线有两种：

一是液相回收路线，即：主要成分为水、甲缩醛、甲醇、氯化氢及氯甲烷草甘膦水解尾气经多级石墨冷凝器冷凝，不凝气去往氯甲烷装置回收，尾气中的水、甲缩醛、甲醇、氯化氢经冷凝液化得到酸性稀甲醇，经中和除去氯化氢后，得到中性稀甲醇，其为由甲缩醛（A）-甲醇（B）-水（C）组成的三元混合液态混合体系。其中A、B、C的挥发性依次降低，三组分采用两级塔进行分离，具体为按照组分相对挥发度大小的顺序依次从塔顶分离出A、B，其具体流程为：第一级塔塔顶馏出组分A，塔底混合液为B+C, B+C进入第二级塔进一步分离为B（塔顶馏出液）和C（塔底残液）。

该方法操作方便但是存在高度依赖石墨冷凝器、本质安全性差及能耗高的缺点：该工艺路线水解尾气为含大量氯化氢的酸性气体，所以高度依赖石墨冷凝器。而石墨冷凝器不耐温变、不耐压，所以采用这种草甘膦工艺路线的草甘膦气液饱受石墨冷凝器内漏之苦，设备投资大、维修成本高；冷凝器内漏导致酸性物质和有机物进入冷冻水和循环水系统，腐蚀冷冻水和循环水系统，冷冻水有燃爆风险，造成本质安全程度低，环保压力大；冷凝器内漏还导致冷冻水串入稀甲醇系统，增大稀甲醇处理量和运行成本。另外，该方法过程中，物料经过“冷凝、气化、再冷凝”多次相变，所以能耗很高，不经济。

二是气相回收路线，即：主要成分为水、甲缩醛、甲醇、氯化氢及氯甲烷草甘膦水解尾气经气相中和除去氯化氢气体，剩余尾气为由甲缩醛（A）-甲醇（B）-水（C）-氯甲烷（D）组成的四元混合气态混合体系，经两级精馏塔及冷凝器进行分离，具体为按照组分沸点高低的顺序依次从塔底分离出C、B，其具体流程为：第一级塔塔底分离出C，塔顶分离出组分A+B+D；A+B+D进入第二级塔进一步分离为B（塔底残液）和A +D（塔顶馏出液），A +D经冷凝器冷凝分离为A（冷凝液）和D（不凝气）。

该方法相变少、能耗低，但是存在运行稳定性差的缺点：一是水解尾气除去氯化氢气体后剩余的尾气是由甲缩醛（A）-甲醇（B）-水（C）-氯甲烷（D）组成的四元混合液态体系，相对液相路线，物料总量大，物流负荷大（是液相的1.5倍），氯甲烷组分比例大（占尾气总量的30%），导致回收系统运行不稳定。特别是紧急停电情况下，大量甲缩醛（A）、甲醇（B）、氯甲烷（D）物料体系从紧急泄压系统排放泄压，因此，运行稳定性差存在较大安全、环保隐患。

发明内容