[发明专利]一种催化合成草甘膦的工艺

说明书

一种合成草甘膦的有机催化剂，该催化剂为包括第一主族碱金属的烷氧基化合物，还包括新鲜无水甲醇、乙醇和第钾、钠金属或钾、钠的无水氢氧化物或氧化物配制或碱金属反应配制的烷氧基金属化合物，并以该烷氧基金属化合物醇溶液形式存在的一种或多种的组合。合成草甘膦的工艺，多聚甲醛或甲醛的甲醇溶液经添加有机催化剂后进行解聚反应，反应完成后加入三乙胺、甘氨酸搅拌进行加成反应；反应完成后加入亚磷酸二甲酯进行缩合反应，反应完成后加入盐酸水解，再经结晶、洗料、烘干得到草甘膦。使用特定的催化剂提高草甘膦合成反应速度及反应选择性，解聚反应速度快、反应彻底，加成反应选择性也高，草甘膦产品收率高5%以上，具有反应优势、节能优势、成本优势、环保优势。

技术领域

本发明属于草甘膦生产技术领域，具体为一种甘氨酸法草甘膦催化合成方法。

背景技术

草甘膦是一种内吸传导型的高效、低毒、广谱、灭生性除草剂，主流生产方法有2种，一是以亚氨基二乙酸(IDA)为原料的生产方法，二是以甘氨酸、亚磷酸烷基酯为原料的生产方法。以孟山都为主的外国公司基本上都采用亚氨基二乙酸法生产。我国的草甘膦生产起步于上世纪80年代。1987年，沈阳化工研究院推出以甘氨酸、亚磷酸二甲酯为主要原料的甘氨酸-烷基酯法合成草甘膦工艺，经过30年发展,该方法不断成熟,草甘膦收率(以甘氨酸计)由最开始的稳65％提升到了75％左右。甘氨酸法草甘膦工艺以甲醇做溶剂以三乙胺做催化剂，先合成以有机膦中间体为主要成分的合成液，再在酸性条件下水解得到草甘膦，可分为解聚、加成、缩合、水解、结晶几个反应工序，其主要反应如下：

(1)解聚反应

多聚甲醛在甲醇溶液中解聚生产甲醛、半缩醛等物质。

(2)加成反应

在解聚液中加入甘氨酸，甘氨酸与甲醛、半缩醛在催化剂三乙胺和溶剂甲醇环境中加成生成中间体。

(3)缩合反应

在加成反应中生成的一元取代物和二元取代物中加入亚磷酸二甲酯，进行酯化(缩合)反应。

(4)酸解反应

(5)结晶

在结晶釜中定量加入液碱，将pH值调整至最佳范围，促使料浆中草甘膦充分结晶析出。

该传统工艺中，仅使用三乙胺作为催化剂。以甘氨酸计收率可达75％左右(即生产过程中有约25％的甘氨酸发生了副反应)，若以磷计草甘膦收率仅65％左右(即35％的磷发生了副反应)，副产物进入了母液等工艺废水中。传统工艺方法收率低，不但影响经济效益，也增大了母液产生量、增大了环保压力。

发明内容

本发明所提供的草甘膦的催化合成方法，使用醇类物质羟基氢原子被钠、钾金属原子取代生成的烷氧基金属有机化合物中的一种或多种作为催化剂应用于草甘膦合成，具体应用于草甘膦合成过程中解聚及加成工序。该催化剂主要起到两个作用：一是在解聚工序起催化作用，促进多聚甲醛(多聚甲醛的聚合度为30-50)快速、完全地解聚；二是解聚阶段产生了高活性的新生烷氧基基团及甲醛、半缩醛分子，提高了加成反应的选择性和速率，促进甲醛和甘氨酸加成正反应的进行，提高草甘膦收率和质量。

进一步优选为所述的催化剂为包括甲醇、乙醇的羟基氢原子被钠、钾原子取代生成的甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾中一种或几种的组合。

优选地，可使用新鲜无水甲醇、乙醇和上述金属原子的无水氢氧化物(即无水固碱)或氧化物或钾、钠金属配制醇的碱金属原子取代物(烷氧基金属化合物)，并以该烷氧基金属化合物的醇溶液形式存在(即甲醇钠的甲醇溶液、甲醇钾的乙醇醇溶液、甲醇钾的甲醇溶液、甲醇钾的乙醇溶液)，随配随用。