[发明专利]连续氧化制备草甘膦的方法

说明书

本发明公开了一种连续氧化制备草甘膦的方法，采用微通道反应器制备草甘膦，该方案包括配料工序、微通道反应工序和结晶取粉工序。微通道反应工序中，氧气的进入速度由大变小，温度先稳定在60℃，然后升温至90℃，压力由正压变为负压。本发明采用微通道反应器反应，得到的草甘膦产品纯度高、收率高；可以实现精准进料，反应时间短，副反应发生少。

技术领域

本发明涉及一种草甘膦除草剂的合成方法。

背景技术

草甘膦（N-膦酰基甲基甘氨酸）是一种低毒、高效、内吸传导性除草剂，从上世纪80年代风靡全球，尤其在转基因抗草甘膦农作物方面得到广泛的使用，是目前应用最为广泛的除草剂之一。其生产工艺主要有甘氨酸法和亚氨基二乙酸法（IDAN法）。其中IDAN法的关键步骤是双甘膦氧化为草甘膦的过程。

在传统釜式工艺中，反应釜内物料为固液气三相反应，由于体量大、搅拌效果差，需要通过延长反应时间提高双甘膦的转化率。这使反应过程中生成的草甘膦会不可避免的发生副反应。首先，草甘膦会继续与过量的氧气反应，生成氨甲基亚磷酸，该副产物会与体系中的甲醛和甲酸反应生成甲基氨甲基亚磷酸。同时，草甘膦与体系中的甲醛和甲酸也会反应生成N-甲基草甘膦，该副产物又可被进一步氧化成甲基氨甲基亚磷酸。

专利号为US6921834 B2的专利介绍了一种实现双甘膦连续氧化的装置，将氧气与双甘膦水溶液混合后通过负载有催化剂的固定床装置。通过筛选合适的催化剂，能控制草甘膦氧化的反应速率常数与双甘膦氧化反应速率常数的比例小于0.017。

专利CN1221558C公开了一种两釜串联的方式实现连续氧化制备草甘膦的方法，用传统的釜式反应串联，没有从根本上解决传质传热问题，也没有解决副产物的问题。

专利CN101880293B公开了一种多级固定床反应器，可以实现双甘膦的连续氧化制备草甘膦，所述的三级固定床反应器在更换活性炭时，可实现不停产，不影响设备产能的发挥。

以上专利都是典型的串联式反应或者全混流反应，在氧化反应结束后不能及时将草甘膦转移，没有从本质上解决双甘膦氧化过程中因氧气过量产生的过氧化问题，以及草甘膦被副反应消耗生成副产物的问题。

随着草甘膦生产企业的竞争日益激烈，连续化生产技术正成为各企业研究开发的重点。连续氧化工艺有望从根本上解决目前间歇氧化工艺存在的缺陷。但双甘膦是典型的气液固三相反应，整个氧化过程包括双甘膦的溶解、空气中氧气的溶解、双甘膦与氧在催化剂上的催化氧化等。气液传质对反应速率有较明显的影响，过程放大存在较严重的放大效应，过程设计放大难度较大。

发明内容

发明目的：

本发明克服了现有工艺副反应多的缺点，提供一种反应杂质少、反应连续进行的氧化制备草甘膦的方法。

技术方案：

本发明所述的连续氧化制备草甘膦的方法，采用微通道反应器制备草甘膦，该方案包括配料工序、微通道反应工序和结晶取粉工序。微通道反应工序中采用的微通道反应器具有预热模块、反应模块, 预热模块和反应模块可以具有多个，都是采用串联结构依次连接（预热模块和反应模块的数量由进料量决定）；反应模块具有浆料入口和氧气入口（氧气或者空气）和反应产物出料口。

（1）配料工序：在一定温度下，将双甘膦与配料水、催化剂混合均匀，使得固体悬浮在溶液中，形成浆料。