一種甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備及方法
【專利摘要】本發明公開了一種甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備及方法，該設備包括脫輕塔、脫甲醇塔、加壓塔和甲醇回流塔，所述脫輕塔、脫甲醇塔、加壓塔和甲醇回流塔的塔頂均通過管道依次連接有冷凝器和回流罐，并通過回流泵與塔頂連通形成回流，同時各塔的底部均設有再沸器；所述脫輕塔的底部設有出料管并通過出料泵與脫甲醇塔連接；所述脫甲醇塔的底部也設有出料管并通過出料泵與甲醇回流塔入料口連接，且塔頂的回流泵出口設有支管，并與加壓塔入料口連接；所述加壓塔和甲醇回流塔的底部均設有產品出口。本發明有效精制回收草甘膦副產物中甲縮醛，減少廢物排放和環境污染，并提高了生產效益及大大提升了草甘膦副產物附加值，變廢為寶。
【專利說明】—種甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備及方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于化工生產工藝及設備【技術領域】，主要涉及甘氨酸法生產草甘膦的副產物中甲縮醛的精制方法。

【背景技術】
[0002]草甘膦是一種廣譜有機磷除草劑，是一種芽后內吸、傳導、滅生非選擇性除草劑，具有優良的生物特性，是目前其它品種除草劑無法取代的。目前我國生產草甘膦的主流工藝是甘氨酸法(亞磷酸二烷基酯法)，是以甘氨酸為起始原料，與多聚甲醛、亞磷酸二甲酯經加成、縮合、水解而得草甘膦。溶劑甲醇在多聚甲醛解聚過程中，會生成甲縮醛，母液濃縮工藝，回收甲醇的過程中，每噸草甘膦同時可回收約0.45噸甲縮醛。甲縮醛作為草甘膦生產副產，其量十分可觀，目前，生產廠家將此副產作為一般商品出售。甲縮醛含量在85%左右，僅用于油漆作溶劑等為數不多場合，如要用于要求較高的行業，則要有精餾工藝，進一步提聞含量。
[0003]甲縮醛，為無色透明液體，有類似氯仿的氣味，沸點低，具有優良的溶解性、與水相溶性好。是國家環保總局推薦使用的新溶劑。具體理化參數如下:分子式CH2 (0CH3)2分子量:76.09，沸點:42.3°C、閃點-17.8°C、密度 dl5/15.0.866 ；d20/20.0.861，自燃點237°C，熔點-104.8 V，對堿比較穩定，與稀鹽酸一起加熱時，容易分解成甲醛和甲醇。與醚、丙醇、酮等混溶；能溶解樹脂和油類，溶解能力比乙醚、丙酮強；和甲醇的共沸混合物能溶解含氮量高的硝化纖維素；16° C時在水中溶解32.3%(WT);水在甲縮醛中溶解4.3% (WT) ο
[0004]傳統的生產甲縮醛的工藝，采用在濃硫酸或者酸性樹脂催化劑催化下下，甲醇溶液和甲醛溶液在合成塔中進行反應精餾或者間歇反應，由于反應時甲醇為液態，反應生成物甲縮醛與甲醇容易生成共溶體，共溶體不易從甲縮醛中分離出來，從而影響產品甲縮醛的品質。未反應的甲醇溶液被直接排放，造成物料的浪費且廢水中甲醇含量過高，污染環境。


【發明內容】

[0005]發明目的:針對上述存在的問題和缺陷，本發明提供了一種甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備及方法，有效精制回收草甘膦副產物中甲縮醛，減少廢物排放和環境污染，并提聞了生廣效益。
[0006]技術方案:為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案:一種甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備，包括脫輕塔、脫甲醇塔、加壓塔和甲醇回流塔，所述脫輕塔、脫甲醇塔、加壓塔和甲醇回流塔的塔頂均通過管道依次連接有冷凝器和回流罐，并通過回流泵與塔頂連通形成回流，同時各塔的底部均設有再沸器；所述脫輕塔的底部設有出料管并通過出料泵與脫甲醇塔連接；所述脫甲醇塔的底部也設有出料管并通過出料泵與甲醇回流塔入料口連接，且塔頂的回流泵出口設有支管，并與加壓塔入料口連接；所述加壓塔和甲醇回流塔的底部均設有產品出口。
[0007]所述加壓塔頂部連接的冷凝器為設在脫甲醇塔底部的再沸器。
[0008]本發明另一目的是提供了一種基于上述工藝設備的甲縮醛精制工藝方法，具體包括以下步驟:
(1)草甘膦副產物送入脫輕塔后，在脫輕塔內進行精餾，塔頂出口氣相經過冷卻得到含量為90?99%的二甲醚和一氯甲烷混合物，其中一部分回流至脫輕塔，剩余部分作為副產物產出；其中，脫輕塔的內的壓力為0.8?1.5MPa，塔頂溫度為40?55°C，塔底溫度為115 ?130°C ；
(2)脫輕塔塔底的重組分進入脫甲醇塔后，在脫甲醇塔中進一步精餾分離，塔頂得到由甲縮醛和少量甲醇組成的共沸組成物，而塔底得到主要成分為甲醇的混合物，并送至甲醇回流塔進一步提純；所述脫甲醇塔的壓力為O?0.2MPa，塔頂溫度為40?55°C，塔底溫度為 70 ?85°C ；
(3)脫甲醇塔頂部的共沸組成物部分回流至脫甲醇塔，剩余部分送入加壓塔進行加壓精餾，從塔底得到99?99.9%的甲縮醛；所述加壓塔中壓力為0.8?1.5MPa，塔內溫度為120 ?140°C ；
(4)脫甲醇塔塔底得到混合物送入甲醇回流塔進一步分餾，從塔定得到95?99.5%的甲醇，作為副產物產出；所述甲醇回流塔壓力為O?0.2MPa，塔頂溫度為65?85°C，塔底溫度為100?120°C。
[0009]進一步改進，所述加壓塔塔頂流出氣相經過與脫甲醇塔塔底部的再沸器進行換熱降溫后，部分回流至加壓塔，剩余部分送入脫甲醇塔入口。
[0010]有益效果:與現有技術相比，本發明具有以下優點:回收提純甘氨酸法生產草甘膦副產物中的甲縮醛，提高其經濟效應；本發明能副產高濃度甲醇，低沸點溶劑一氯甲烷、二甲醚。使用該發明制備的甲縮醛相比較市場采用甲醇、甲醛為原料制備高濃度甲縮醛成本和能耗低。本發明專利采用了差壓精餾熱耦合，利用加壓塔塔頂蒸汽的熱量作為脫甲醇塔的再沸器熱源，大大節約了熱量，對于蒸汽消耗和循環水的消耗均有較大的提升，并且將塔頂冷凝器和再沸器合為一臺設備，有效降低了設備成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明所述甲縮醛精制生產工藝設備的結構示意圖。
[0012]其中，脫輕塔1、脫甲醇塔2、加壓塔3、甲醇回流塔4、冷凝器5、回流罐6、回流泵7、再沸器8。

【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0014]如圖1所示，甘氨酸法生產草甘膦的副產物中主要成分是80?95%的甲縮醛和甲醇，以及少量的二甲醚、一氯甲烷、水和聚甲縮醛，其作為原料A通過泵經計量后送入脫輕塔，在脫輕塔內進行精餾，脫輕塔系統包含常規的脫輕塔、脫輕塔頂冷凝器、脫輕塔回流罐、脫輕塔回流泵、脫輕塔再沸器和脫輕塔底出料泵。
[0015]脫輕塔中原料經過精餾從塔頂進入脫輕塔回流罐的液體經脫輕塔回流泵一部分回流至塔，另一部分輕組分(主要含二甲醚、一氯甲烷等)直接作為產品產出；脫輕塔底液體(主要含甲縮醛、甲醇和水等)經過脫氫塔底出料泵送至脫甲醇塔單元。
[0016]脫甲醇塔系統包含常規精餾裝置脫甲醇塔，兩個脫甲醇再沸器A/B，脫甲醇塔頂冷凝器、脫甲醇回流罐和脫甲醇塔回流泵。脫甲醇塔頂得到甲醇與甲縮醛的共沸組成，由脫甲醇回流罐經脫甲醇回流泵，一部分回流至塔，一部分進入加壓塔；加壓塔系統主要包含常規精餾裝置加壓塔回流罐、加壓塔回流泵、加壓塔再沸器和加壓塔冷凝器作為脫甲醇塔的再沸器，加壓塔頂得到7(Γ85%左右甲縮醛溶液由加壓塔回流罐經加壓塔回流泵，一部分回流至塔，一部分進入脫甲醇塔循環利用。加壓塔底部為成品高濃度甲縮醛外送，脫甲醇塔底部甲醇及少量的重組分，經脫甲醇塔底泵送入17甲醇回收塔。甲醇回收塔單元包含常規精餾裝置甲醇回收塔，甲醇回收塔冷凝器，甲醇回收塔回流罐、甲醇回收塔回流泵，甲醇回收塔再沸器、甲醇回收塔底泵，輕組分高濃度甲醇經甲醇回收塔回流泵，一部分回流至塔，一部分作為產品采出，塔底重組分經22甲醇回收塔底泵送至外界。
[0017]上述工藝過程中，控制脫輕塔塔頂壓力0.6?1.2MPa(g)，脫甲醇塔塔頂壓力O?
0.3MPa(g)，加壓塔塔頂壓力0.8?1.6MPa(g)，甲醇回收塔塔頂壓力為O?0.3MPa(g)。以上所有的塔均可采用高效填料塔，為了增加加壓情況下的塔板效率可以脫輕塔和加壓塔采用板式塔。為了能量的有效利用，該裝置采用利用加壓塔塔頂蒸汽作為甲醇回收塔的熱源。
[0018]本發明主要是提純甘氨酸法生產草甘膦副產甲縮醛中的甲縮醛，提高其經濟效應。本發明能副產高濃度甲醇，低沸點溶劑一氯甲烷、二甲醚。使用該發明制備的甲縮醛相比較市場采用甲醇、甲醛為原料制備高濃度甲縮醛成本和能耗低。本發明專利采用了差壓精餾熱耦合，利用加壓塔塔頂蒸汽的熱量作為脫甲醇塔的再沸器熱源，大大節約了熱量，對于蒸汽消耗和循環水的消耗均有較大的提升，并且將塔頂冷凝器和再沸器合為一臺設備，有效降低了設備成本。
【權利要求】
1.一種甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備，其特征在于:包括脫輕塔、脫甲醇塔、加壓塔和甲醇回流塔，所述脫輕塔、脫甲醇塔、加壓塔和甲醇回流塔的塔頂均通過管道依次連接有冷凝器和回流罐，并通過回流泵與塔頂連通形成回流，同時各塔的底部均設有再沸器；所述脫輕塔的底部設有出料管并通過出料泵與脫甲醇塔連接；所述脫甲醇塔的底部也設有出料管并通過出料泵與甲醇回流塔入料口連接，且塔頂的回流泵出口設有支管，并與加壓塔入料口連接；所述加壓塔和甲醇回流塔的底部均設有產品出口。
2.根據權利要求1所述甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝設備，其特征在于:所述加壓塔頂部連接的冷凝器為設在脫甲醇塔底部的再沸器。
3.根據權利要求2所述甘氨酸法生產草甘膦副產物的甲縮醛精制工藝裝備，其特征在于:所述脫甲醇塔底部設有兩個再沸器，其中以個再沸器為獨立再沸器，另一個再沸器熱源來自加壓塔頂部氣體。
4.一種基于權利要求1?3任一所述工藝設備的甲縮醛精制工藝方法，其特征在于包括以下步驟: (1)草甘膦副產物送入脫輕塔后，在脫輕塔內進行精餾，塔頂出口氣相經過冷卻得到含量為90?99%的二甲醚和一氯甲烷混合物，其中一部分回流至脫輕塔，剩余部分作為副產物產出；其中，脫輕塔的內的壓力為0.8?1.5MPa，塔頂溫度為40?55°C，塔底溫度為115 ?130°C ； (2)脫輕塔塔底的重組分進入脫甲醇塔后，在脫甲醇塔中進一步精餾分離，塔頂得到由甲縮醛和少量甲醇組成的共沸組成物，而塔底得到主要成分為甲醇的混合物，并送至甲醇回流塔進一步提純；所述脫甲醇塔的壓力為O?0.2MPa，塔頂溫度為40?55°C，塔底溫度為 70 ?85°C ； (3)脫甲醇塔頂部的共沸組成物部分回流至脫甲醇塔，剩余部分送入加壓塔進行加壓精餾，從塔底得到99?99.9%的甲縮醛；所述加壓塔中壓力為0.8?1.5MPa，塔內溫度為120 ?140°C ； (4)脫甲醇塔塔底得到混合物送入甲醇回流塔進一步分餾，從塔定得到95?99.5%的甲醇，作為副產物產出；所述甲醇回流塔壓力為O?0.2MPa，塔頂溫度為65?85°C，塔底溫度為100?120°C。
5.根據權利要求4所述甲縮醛精制工藝方法，其特征在于:所述加壓塔塔頂流出氣相經過與脫甲醇塔塔底部的再沸器進行換熱降溫后，部分回流至加壓塔，剩余部分送入脫甲醇塔入口。
【文檔編號】B01D3/14GK104190104SQ201410425855
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】向家勇, 許引, 張鴻偉 申請人:江蘇凱茂石化科技有限公司