CN100567312C - 草甘膦生产中连续结晶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种草甘膦生产中连续结晶方法。它是以亚氨基二乙酸法制备的草甘膦溶液，连续进料到2～3个串联的Krystal式冷却结晶器中进行结晶，在结晶器中的总平均停留时间为1.0～15小时，第一个结晶器采用冷却水冷却，最后一个结晶器采用冷冻盐水冷却，中间结晶器采用分离母液或冷冻盐水冷却，结晶液连续出料进行分离。本发明的方法可以实现草甘膦生产中结晶连续化，有效地提高草甘膦生产过程中结晶的稳定性和自动化程度，提高草甘膦的产品质量，显著降低草甘膦结晶过程能耗。
Description
技术领域
本发明涉及亚氨基二乙酸(IDA)法草甘膦生产过程连续结晶、浓缩和分离的研究领域。更具体地说，本发明涉及草甘膦生产中连续结晶方法，使其实现IDA空气(含氧气体)氧化法草甘膦结晶、浓缩、分离连续化生产的方法和设备。
背景技术
草甘膦是一种高效低毒低残留、广谱和内吸传导型非选择性除草剂，因其性能优越而发展成为目前世界上产量最大的除草剂品种。草甘膦的主要合成方法有氯乙酸法、烷基酯法、亚氨基二乙酸(IDA)法[1]等。IDA法工艺是我国许多生产企业普遍采用的工艺路线。IDA法工艺中草甘膦的结晶普遍采用釜式间歇搅拌釜，其单套装置能力小、结晶时间长、能耗高、自动化程度低、产品质量不稳定，不利于草甘膦的大规模生产。
连续结晶技术在化工行业其它产品已得到广泛应用，如：NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2CO3等。采用合适的连续结晶技术不仅可以有效降低能耗，还可以明显改善产品质量，尤其适用大规模生产。但在草甘膦生产中应用还很少，专利CN1944445A公开了草甘膦生产中的一种连续结晶方法，其针对的是烷基酯法草甘膦生产工艺。
参考文献：[1]张海滨、张小宏、王建清“亚氨基二乙酸法草甘膦生产成本探讨和降低成本对策”，农药科学与管理，2007，25(4)，34-36
发明内容
本发明提供了一种草甘膦生产中连续结晶方法。
由亚氨基二乙酸法制备草甘膦生产中的草甘膦溶液，连续进入2～3个串联冷却式结晶器，采用两个串联冷却式结晶器时，第一冷却式结晶器控制温度35～55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5～7.5h；第二冷却式结晶器控制温度0～15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5～7.5h，或者，采用三个串联冷却式结晶器时，第一冷却式结晶器控制温度35～55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5～5h；第二冷却式结晶器控制温度15～35℃，采用结晶分离母液或冷冻盐水冷却，，物料平均停留时间0.5～5h，第三冷却式结晶器控制温度0～15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5～5h，排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～40目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为0.8～1.6％；
所述的冷却式结晶器优先采用Krystal冷却式结晶器。冷却式结晶器优选为等体积。
冷却式结晶器之间采用中间泵或前后液位差输送物料。冷却式结晶器进料口设置在循环吸入口、导流管或循环泵进出口管。
本发明由于采用了多个结晶器，分段冷却，冷却剂可以分别采用冷却水、结晶分离母液(温度0～15℃)和冷冻盐水，因此可以大幅度减少冷冻盐水用量，降低冷却所需的能量。
本发明由于采用了多个具有分级作用的结晶器串联操作，结晶颗粒经过多次分级，因此产品粒度更均匀，利于后续分离和干燥操作。
本发明所用的循环泵，可以采用轴流泵和混流泵，优先选用轴流泵，以避免破坏晶体。
本发明中各结晶器的进料口可以设置在循环液吸入口，也可以设置在外部循环管路。如设置在外部循环管路优先设置在循环泵进口前或导流管上。
本发明中结晶器间可以设置中间泵输送物料，也可以不设置中间泵，仅通过前后两个结晶器的料位差来输送物料。
附图说明
附图是两个结晶器串联操作的草甘膦连续结晶的流程示意图，图中：进料泵1、第一换热器2、第一循环泵3、第一结晶器4、中间泵5、第二结晶器6、第二换热器7、第二循环泵8。
具体实施方式
本发明通过以下技术方案来实现：以亚氨基二乙酸法生产的草甘膦溶液，通过进料泵1进入第一结晶器4的循环液吸入口，经第一循环泵3进入第一换热器2冷却，通过导流管回入第一结晶器4的下部，从底部向上运动，经过晶浆层，过饱和度消失，晶体长大。底部较粗的晶浆由结晶器底部经中间泵5进入第二结晶器6的循环液吸入口，经第二循环泵8进入第二换热器7冷却，通过导流管回入第二结晶器6的下部，从底部向上运动，经过晶浆层，过饱和度消失，晶体进一步长大。结晶产品由第二结晶器6底部连续排出进入稠厚器中进行浓缩，浓缩后的晶浆进入过滤器分离和干燥机干燥后得到草甘膦原粉。
本发明所述的结晶器优选Krystal式冷却结晶器，结晶器上部料液由循环泵进入换热器冷却产生过饱和度，过饱和溶液经导流管循环回入结晶器下部，料液从底部向上运动，经过晶浆层，过饱和度消失，晶体长大。向上运动的料液同时起到分级作用，粗颗粒位于结晶器下部，更易从底部排出。而细晶在结晶器中继续长大。
本发明由于采用了具有分级作用的多个结晶器，结晶颗粒经过多次分级，因此更易获得均匀的大颗粒晶体，有利于后续的分离和干燥。
本发明中所述的结晶***由2～3个等体积或不等体积的结晶器串联组成，每个结晶器均采用循环泵进行循环，物料总的平均停留时间为1.0～15小时。
本发明优先采用两个结晶器串联操作，第一个结晶器温度控制在35～55℃，一般采用冷却水冷却，冬天时温度可以控制低一些，而夏天可以控制高一些，物料平均停留时间为0.5～7.5小时。第二个结晶器温度控制在0℃～15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间为0.5～7.5小时。
采用三个串联冷却式结晶器时，第一冷却式结晶器控制温度35～55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5～5h；第二冷却式结晶器控制温度15～35℃，采用结晶分离母液或冷冻盐水冷却，，物料平均停留时间0.5～5h，第三冷却式结晶器控制温度0～15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5～5h。
实施例1
进料量为：15m3/h，进料温度75℃，采用两个等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度35℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5h；第二结晶器控制温度0℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～40目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为0.8％。
实施例2
进料量为：15m3/h，进料温度77℃，采用两个等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间7.5h；第二结晶器控制温度15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间7.5h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～40目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.6％。
实施例3
进料量为：15m3/h，进料温度75℃，采用两个不等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度35℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间3h；第二结晶器控制温度8℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间1h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～40目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.2％。
实施例4
进料量为：15m3/h，进料温度76℃，采用两个不等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度50℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间2h；第二结晶器控制温度8℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间3h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～40目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.1％。
实施例5
进料量为：15m3/h，进料温度75℃，采用单个结晶器，控制温度10℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间6h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～60目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.2％。
实施例6
进料量为：15m3/h，进料温度75℃，采用三个等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度35℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5h；第二结晶器控制温度15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5h。第三结晶器控制温度0℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～30目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为0.8％。
实施例7
进料量为：15m3/h，进料温度76℃，采用三个等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度45℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间5h；第二结晶器控制温度33℃，采用结晶分离母液冷却，物料平均停留时间5h。第三结晶器控制温度15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间5h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～30目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为1.6％。
实施例8
进料量为：15m3/h，进料温度77℃，采用三个等体积串联结晶器，第一结晶器控制温度55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间2h；第二结晶器控制温度35℃，采用结晶分离母液冷却，物料平均停留时间2h。第三结晶器控制温度0℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间2h。排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～30目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为0.8％。
本发明所描述的方法可以进行多种组合，在本发明中不作穷尽说明，在本发明基础上所做的处理方案即使不同于实施方案也应该包含在本发明内。
Claims (5)
1.一种草甘膦生产中连续结晶方法，其特征在于，由亚氨基二乙酸法制备草甘膦生产中的草甘膦溶液，连续进入2～3个串联冷却式结晶器，采用两个串联冷却式结晶器时，第一冷却式结晶器控制温度35～55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5～7.5h；第二冷却式结晶器控制温度0～15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5～7.5h，或者，采用三个串联冷却式结晶器时，第一冷却式结晶器控制温度35～55℃，采用冷却水冷却，物料平均停留时间0.5～5h；第二冷却式结晶器控制温度15～35℃，采用结晶分离母液或冷冻盐水冷却，，物料平均停留时间0.5～5h，第三冷却式结晶器控制温度0～15℃，采用冷冻盐水冷却，物料平均停留时间0.5～5h，排出料液经稠厚器浓缩，然后过滤后得到20～40目的晶状产品，母液中未结晶出的残余草甘膦含量为0.8～1.6％；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的冷却式结晶器采用Krystal冷却式结晶器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的冷却式结晶器为等体积。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的冷却式结晶器之间采用中间泵或前后液位差输送物料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的冷却式结晶器进料口设置在循环吸入口、导流管或循环泵进出口管。
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