专利名称：草甘膦酸的加热水解生产方法
技术领域：
本发明涉及一种草甘瞵酸生产过程中的水解反应操作方法，特别是一种草甘膦酸的加热水解生产方法。
背景技术：
草甘膦酸的工业化生产目前主要由两种方法一种是如美国孟山都等公司普遍采用的IDA法，以二乙醇胺为起始原料生产；另一种方法是如文献DEOLSNO.P2942898.6公开的烷基酯法，是将多聚甲醛或甲醛在含有三乙胺的甲醇溶剂中加热溶解后，再分别加入甘氨酸和亚磷酸二甲酯(或亚磷酸三甲酯)进行缩合反应，生成中间体化合物草甘瞵酸二甲酯的三乙胺盐(II)，然后经盐酸水解，即可生成得到草甘膦酸(III)或其盐酸盐，减压除去溶剂和过量的盐酸，析出草甘膦酸结晶。反应过程如下
工业生产对中间体化合物草甘瞵酸二甲酯的三乙胺盐(II)用盐酸进行水解，都是在反应釜中，由加热套将混酸合成液升温至85℃～120℃条件下进行水解。作为目前生产设备的反应釜而言，蒸汽加热套是对反应釜物料加热的唯一热源，并通过搅拌装置加速热传导使加热均匀。一般情况下，反应釜加热套中通入的加热蒸汽通常为压力0.5Mpa和温度157℃的蒸汽。生产实践中发现，由于上述的水解反应本身属于吸热反应，且在反应过程中还伴随有甲醇和水分的蒸发，因此对于维持85℃～120℃的釜内温度而言，目前加热套的热供能力常显不足，特别是对于较大容积的反应釜，受加热面积限制更是如此，不仅导致了釜内物料升温速度慢，而且难以达到最佳的反应温度，从而延长了反应时间，也影响了产量。另一方面，反应过程中还需向物料体系中补充所需的水，以补充水解反应过程水的损失。目前采用的是直接向物料体系中加入自来水等冷水。这无异于更是“雪上加霜”，使釜内的温度更难处于水解反应所需的最佳状态，大大影响水解反应的收率。目前情况下，为快速提升釜内温度，只能通过提高加热套的蒸汽供汽压力来提高蒸汽温度。例如，压力达0.6Mpa时，蒸汽温度可为164℃；将压力提高至1.0Mpa时，则可使蒸汽温度达到184℃。但随着供汽压力的增加，对设备的安全性要求也相应提高，容易发生一些安全事故。
发明内容
针对上述情况，本发明将提供一种改进的草甘膦酸的加热水解生产方法，以解决目前草甘膦酸工业生产中传统水解方式存在的问题。
本发明草甘膦酸的加热水解生产方法的基本原理和过程，同样是在以加热套升温方式的反应釜中，将混酸合成液于85℃～120℃条件下进行水解，其中，在由加热套加热的升温过程中，同时还将加热蒸汽直接通入反应釜内的水解物料体系中辅助升温并维持反应所需的温度。
根据热升冷降的规律，以及反应釜的结构和搅拌等因素，在上述方法的基础上，将加热蒸汽直接通入釜内水解物料体系的更好方式，是使所说的加热蒸汽由反应釜内水解物料体系的底部，特别是底部的近周壁处进入水解物料中。例如，可以采用使所说的加热蒸汽由固定于靠近釜底部周壁的环绕管道中朝向釜内壁和/或釜底部方向开口的若干气孔，特别是小气孔进入水解物料体系中的方式，以保证水蒸气能被水解物料充分吸收，防止其直接或快速逃逸。由若干小气孔进入物料体系的热蒸汽，能随着搅拌的进行被均匀分散上升，既能防止局部过热的不利，又可提高对物料的加热效率和均匀性，使物料的温度能在加热套加热的基础上被迅速提高。通过对直接通入蒸汽的控制，还能方便地实现物料温度的准确控制，使其能始终维持于所希望的最佳反应状态。另一方面，直接通入物料体系中的加热蒸汽冷却后，又可成为向物料体系中补加的水，因此一举两得，简化了操作，又保证了反应体系的最佳状态。
本发明上述方法的显著优点，是可以大大缩短水解反应的时间。例如对比试验显示，常规单独用加热套方式加热，完成一批水解反应的平均生产时间大约要用10个小时，而采用本发明直接通入蒸汽辅助加热的方法后，平均生产一批的时间仅需7个小时；在达到并维持水解反应温度的85℃～120℃条件下，单独采用加热套加热时，平均生产一批大约要用7个小时，而达到并维持同样的温度条件下，采用本发明直接通入蒸汽的方法，平均生产一批的时间大约仅需4个小时，大大减少了水解时间，提高了水解效率。另外，由于升温速率的提高，使水解反应能始终保持于最佳状态，使草甘膦水解的收率可提高两个百分点以上，草甘膦原粉的质量也将得到提高，平均原粉含量可以做到97％以上，而97％原粉的售价可远远高于目前95％原粉，也大大提高了经济效益。
以下通过实施例的具体实施方式
再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
具体实施例方式
实施例18000升水解釜内将混酸合成液物料升温到85℃，用时3小时；然后打开通入釜内的蒸汽阀门，调整阀门开度，由小到大，将压力为5kg，温度为157℃的加热蒸汽由固定于靠近釜底部周壁的环绕管道中朝向釜内壁和釜底部方向开口的若干小气孔直接送入水解物料体系中，使温度由85℃上升到112℃，用时1小时；停止通蒸汽。靠加热套继续加热，用时1.5小时到达120℃，此时单靠加热套继续加热达120℃并维持20分钟后反应结束，出料，测得草甘膦酸的水解总收率为81.9％。
实施例28000升水解釜内将混酸合成液物料升温到85℃，用时3小时；然后打开通入釜内的蒸汽阀门，以实施例1的同样方式，将压力为5kg，温度为157℃的蒸汽送入水解物料体系，使温度由85℃上升到105℃，用时40分钟；停止通蒸汽。靠加热套继续加热，用时2.5小时到达120℃，此时单靠加热套继续加热达120℃并维持20分钟后反应结束，出料，测得草甘膦酸的水解总收率为81.2％。
实施例38000升水解釜内将混酸合成液物料升温到85℃，用时3小时；然后打开通入釜内的蒸汽阀门，以实施例1的同样方式，将压力为5kg，温度为157℃的蒸汽送入水解物料体系，使温度由85℃上升到115℃，用时1小时；停止通蒸汽。靠加热套继续加热，用时1小时到达120℃，此时单靠加热套继续加热达120℃并维持20分钟后反应结束，出料，测得草甘膦酸的水解总收率为82％。
实施例48000升水解釜内将混酸合成液物料升温到90℃，用时3.5小时；然后打开通入釜内的蒸汽阀门，以实施例1的同样方式，将压力为5kg，温度为157℃的蒸汽送入水解物料体系，使温度由90℃上升到112℃，用时1小时；停止通蒸汽。靠加热套继续加热，用时1.5小时到达120℃，此时单靠加热套继续加热达120℃并维持20分钟后反应结束，出料，测得草甘膦酸的水解总收率为82％。
权利要求
1.草甘膦酸的加热水解生产方法，在加热套升温的反应釜中将混酸合成液于85℃～120℃条件下进行水解，其特征是在由加热套加热的升温过程中，同时还将加热蒸汽直接通入反应釜内的水解物料体系中辅助升温并维持反应所需的温度。
2.如权利要求1所述的草甘膦酸的加热水解生产方法，其特征是所说的加热蒸汽由反应釜内水解物料体系的底部进入物料体系。
3.如权利要求1或2所述的草甘膦酸的加热水解生产方法，其特征是所说的加热蒸汽由固定于靠近釜底部周壁的环绕管道中朝向釜内壁和釜底部方向开口的若干气孔通入水解物料体系中。
全文摘要
草甘膦酸的加热水解生产方法，在用加热套升温的反应釜中将混酸合成液于85℃～120℃条件下进行水解，其中在由加热套加热的升温过程中，同时还将加热蒸汽直接通入反应釜内的水解物料体系中辅助升温并维持反应所需的温度。该方法能有效解决传统方式加热效率低和难以提高反应温度的问题，能迅速提高、控制并保证水解始终处于最佳温度状态，显著缩短反应时间，提高产量和产率，安全性高。
文档编号C07F9/38GK101085784SQ20071004947
公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月9日 优先权日2007年7月9日
发明者刘德亮 申请人:四川省乐山市福华农科投资集团有限责任公司