,反應(yīng)后氣液混合體流入冷凝器冷凝,經(jīng)氣液分離器分離后,反應(yīng)尾氣從氣液分離器的出 氣口流入背壓閥、第一微調(diào)閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)后排空,液體存放在氣液分離器中,如需取樣分 析,打開(kāi)第二微調(diào)閥進(jìn)行取樣; (c )清洗制備裝置:開(kāi)啟第五閥門(mén)、第八閥門(mén)、三通閥、背壓閥、第一微調(diào)閥,關(guān)閉第一閥 門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)、第六閥門(mén)、第七閥門(mén)、第九閥門(mén)、第十閥門(mén)、第十一閥門(mén)、 第十二閥門(mén)、第二微調(diào)閥,氮?dú)饨?jīng)第五閥門(mén)、第八閥門(mén)、第二單向閥依次流經(jīng)預(yù)熱器、滴流床 反應(yīng)器、冷凝器、氣液分離器,從氣液分離器的出氣口流入背壓閥、第一微調(diào)閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 后排空;蒸餾水經(jīng)進(jìn)料計(jì)量管由微型高壓計(jì)量泵輸入,經(jīng)三通閥、第四單向閥,預(yù)熱器、滴流 床反應(yīng)器、冷凝器,進(jìn)入氣液分離器,清洗液可通過(guò)打開(kāi)第二微調(diào)閥排空; (d)干燥催化劑:開(kāi)啟第五閥門(mén)、第八閥門(mén)、背壓閥、第一微調(diào)閥,關(guān)閉第一閥門(mén)、第二閥 門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)、第六閥門(mén)、第七閥門(mén)、第九閥門(mén)、第十閥門(mén)、第十一閥門(mén)、第十二閥 門(mén)、三通閥、第二微調(diào)閥,氮?dú)饨?jīng)第五閥門(mén)、第八閥門(mén)、第二單向閥依次流經(jīng)預(yù)熱器、滴流床 反應(yīng)器、冷凝器、氣液分離器,從氣液分離器的出氣口流入背壓閥、第一微調(diào)閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 后排空,在200°C下將滴流床反應(yīng)器中的催化劑進(jìn)行干燥處理; (e )催化劑的還原再生:開(kāi)啟第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、第五閥門(mén)、第六閥門(mén)、第七 閥門(mén)、背壓閥、第一微調(diào)閥,關(guān)閉第四閥門(mén)、第八閥門(mén)、第九閥門(mén)、第十閥門(mén)、第十一閥門(mén)、第 十二閥門(mén)、三通閥、第二微調(diào)閥,氫氣經(jīng)第一質(zhì)量流量控制器計(jì)量后,經(jīng)第一單向閥流入預(yù) 熱器,氮?dú)饨?jīng)第二質(zhì)量流量控制器計(jì)量后,經(jīng)第二單向閥流入預(yù)熱器,與氫氣以2~4:1的 比例混合后流入滴流床反應(yīng)器,與催化劑接觸后,進(jìn)入冷凝器,經(jīng)氣液分離器、背壓閥、第一 微調(diào)閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)排空,催化劑在600°C~900°C的氫氣、氮?dú)饣騼烧呋旌蠚庵械玫竭€原。
[0020] 上述的制備過(guò)程簡(jiǎn)單描述為:將催化劑放到滴流床反應(yīng)器中,用微量泵將雙甘膦 的水溶液以5~20mL/min的流速經(jīng)過(guò)預(yù)熱器加熱至70~165°C,然后進(jìn)入到滴流床反應(yīng) 器中,與混合送入或單獨(dú)送入滴流床反應(yīng)器的含氧氣體充分接觸,在催化劑的催化作用下, 雙甘膦和含氧氣體發(fā)生氧化反應(yīng),連續(xù)的生成草甘膦,反應(yīng)后母液連續(xù)采出,去液相色譜分 析。反應(yīng)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行48h或更長(zhǎng)時(shí)間,當(dāng)產(chǎn)物的質(zhì)量明顯下降時(shí),可停止進(jìn)料,用清水清 洗裝置20min以上,然后通氮?dú)獠⒈3?0~165°C吹掃催化劑至少2h至催化劑干燥。此后 催化劑無(wú)需卸除,可通過(guò)簡(jiǎn)便的還原進(jìn)行再生。若為非負(fù)載催化劑再生時(shí)還原介質(zhì)用氮?dú)猓?若為負(fù)載催化劑還原介質(zhì)為先氮?dú)夂髿錃?,再生溫度?00°C~900°C間,再生氣體流量為 10~200mL/min,再生時(shí)間為Ih~12h。
[0021] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn): 本發(fā)明的技術(shù)方案采用滴流床反應(yīng)工藝,解決間歇釜式反應(yīng)中催化劑分離的問(wèn)題,并 使制備工藝連續(xù)化。采用貴金屬炭負(fù)載催化劑床層,抑制副反應(yīng)以使催化劑保持更高活性 和選擇性,同時(shí)降低貴金屬在固液分離、返混等中的流失。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本發(fā)明中制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖標(biāo)記說(shuō)明: 1、氫氣瓶;2、氮?dú)馄浚?、氧氣瓶;4、第一質(zhì)量流量控制器;5、第二質(zhì)量流量控制器;6、 第三質(zhì)量流量控制器;7、第一單向閥;8、第二單向閥;9、第三單向閥;10、第四單向閥;11、 進(jìn)料計(jì)量管;12、微型高壓計(jì)量泵;13、三向閥;14、預(yù)熱器;15、三段加熱爐;16、滴流床反應(yīng) 器;17、第一溫控儀;18、第二溫控儀;19、冷凝器;20、氣液分離器;21、背壓閥;22、第一微 調(diào)閥;23、第二微調(diào)閥;24、轉(zhuǎn)子流量計(jì);25、第一閥門(mén);26、第二閥門(mén);27、第三閥門(mén);28、第 四閥門(mén);29、第五閥門(mén);30、第六閥門(mén);31、第七閥門(mén);32、第八閥門(mén);33、第九閥門(mén);34、第十 閥門(mén);35、第^^一閥門(mén);36、第十二閥門(mén);37、第一壓力表;38、第二壓力表;39、第三壓力表; 40、第四壓力表;41、第五壓力表。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述: 本發(fā)明是將未經(jīng)負(fù)載的活性炭或貴金屬負(fù)載的活性炭裝填在滴流床反應(yīng)器中,在經(jīng)選 擇的反應(yīng)條件下,將雙甘膦氧化成草甘膦,反應(yīng)方程式(1)如下:
[0025] 除上述反應(yīng)外,草甘膦還可與分子氧在催化劑作用下反應(yīng)生(AMPA氨基甲基膦酸) 如反應(yīng)方程式(2)所示,草甘膦也可與反應(yīng)的副產(chǎn)物甲醛、甲酸等發(fā)生反應(yīng)生成甲基草甘膦 (MePMG),如反應(yīng)方程式(3 )所示,
[0026] 本發(fā)明提供的一種草甘膦的制備方法,包括如下步驟: (1)裝填催化劑:在滴流床反應(yīng)器內(nèi)裝填10~30g催化劑; 其中,所用催化劑為未負(fù)載炭催化劑或負(fù)載貴金屬的炭催化劑,其中,炭催化劑為木 質(zhì)、煤質(zhì)、果殼或椰殼顆粒活性炭,直徑為150 μπι~1700 μm ;負(fù)載貴金屬可為鉬或.巴。
[0027] 催化劑的裝填方式有以下四種:?jiǎn)我晃簇?fù)載炭催化劑裝填、單一負(fù)載貴金屬的炭 催化劑裝填、未負(fù)載炭催化劑和負(fù)載貴金屬的炭催化劑以混合比〇. 01~〇. 99混合均勻后 裝填、未負(fù)載炭催化劑和負(fù)載貴金屬的炭催化劑分段裝填。
[0028] 未負(fù)載炭催化劑和負(fù)載貴金屬的炭催化劑分段裝填時(shí),優(yōu)選未負(fù)載炭催化劑裝填 于上方、負(fù)載貴金屬的炭催化劑裝填于下方的兩段裝填方式。
[0029] (2)催化劑預(yù)處理:氫氣和氮?dú)夥謩e通入預(yù)熱器混合后,混合氣體流入滴流床反應(yīng) 器,與滴流床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑接觸后,進(jìn)入冷凝器,經(jīng)氣液分離器,催化劑在200~800°C 下氫氣和氮?dú)獾姆諊械玫筋A(yù)處理; (3) 配置雙甘膦水溶液:在60~100°C下,配置濃度為1. 2%~8%的雙甘膦水溶液; (4) 雙甘膦水溶液預(yù)熱:將步驟(2)配置的雙甘膦水溶液以5~20mL/min (較佳為8~ 15 mL/min)的流量泵入預(yù)熱器預(yù)熱至反應(yīng)溫度,然后經(jīng)液體分布器送入滴流床反應(yīng)器; (5) 通含氧氣體:含氧量大于20%的含氧氣體以20~lOOmL/min (較佳為50-80 mL/ min)的流量送入滴流床反應(yīng)器; (6) 氧化反應(yīng):滴流床反應(yīng)器中,步驟(3)通入的雙甘膦水溶液與步驟(4)通入的 氧氣充分接觸,在催化劑的作用下進(jìn)行催化氧化反應(yīng),反應(yīng)溫度為70~165°C (較佳為 95-120°C),反應(yīng)壓力為0.25~IMPa (較佳為0.5~0.8 MPa,反應(yīng)壓力通過(guò)背壓閥來(lái)控 制),連續(xù)反應(yīng),然后經(jīng)冷凝器冷卻后,用氣液分離器將反應(yīng)尾氣和液體出料進(jìn)行分離,液體 出料主要為草甘膦母液,由氣液分離器下部采出,液體產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾后,采用減壓蒸餾得到草 甘膦固體晶體,用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行分析產(chǎn)品純度; (7) 清洗制備裝置:蒸餾水依次流經(jīng)預(yù)熱器、滴流床反應(yīng)器、冷凝器和氣液分離器,對(duì)制 備裝置進(jìn)行清洗; (8) 催化劑的干燥:氮?dú)獗灰来未等腩A(yù)熱器、滴流床反應(yīng)器、冷凝器和氣液分離器,對(duì)滴 流床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑進(jìn)行干燥; (9) 催化劑再生:還原氣體依次流經(jīng)預(yù)熱器、滴流床反應(yīng)器、冷凝器和氣液分離器,對(duì)滴 流床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑進(jìn)行還原再生。
[0030] 其中,催化劑為未負(fù)載炭催化劑時(shí),選用的還原氣體為氮?dú)猓?催化劑為負(fù)載貴金屬的炭催化劑時(shí),選用的還原氣體為先氮?dú)夂髿錃狻?br>[0031] 再生溫度為600°C~900°C間,再生氣體流量為10~200mL/min,再生時(shí)間為Ih~ 12h〇
[0032] 本發(fā)明還提供一種如圖1所示的草甘膦的制備裝置,包括預(yù)熱器14、滴流床反應(yīng) 器16、設(shè)于滴流床反應(yīng)器16外側(cè)的三段加熱爐15、設(shè)于預(yù)熱器14之前的氫氣供給系統(tǒng)、氮 氣供給系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、設(shè)于滴流床反應(yīng)器16之后的后處理系統(tǒng),所述滴流 床反應(yīng)器16的頂部設(shè)有液體分布器,其中, 所述氫氣供給系統(tǒng)包括依次串接的氫氣瓶1、第一閥門(mén)25、第二閥門(mén)26、第一質(zhì)量流量 控制器4、第三閥門(mén)27、第一單向閥7,并聯(lián)于第二閥門(mén)26和第三閥門(mén)27側(cè)方的第四閥門(mén) 28,所述第一單向閥7的出口端與預(yù)熱器14相連。
[0033] 所述氮?dú)夤┙o系統(tǒng)包括依次串接的氮?dú)馄?、第五閥門(mén)29、第六閥門(mén)30、第二質(zhì)量 流量控制器5、第七閥門(mén)31、第二單向閥8,并聯(lián)于第六閥門(mén)30和第七閥門(mén)31側(cè)方的第八閥 門(mén)32,所述第二單向閥8的出口端與預(yù)熱器14相連。
[0034] 所述氧氣供給系統(tǒng)包括依次串接的氧氣瓶3、第九閥門(mén)33、第十閥門(mén)34、第三質(zhì)量 流量控制器6、第^^一閥門(mén)35、第三單向閥9,并聯(lián)于第十閥門(mén)34和第^^一閥門(mén)35側(cè)方的第 十二閥門(mén)36,所述第三單向閥9的出口端與預(yù)熱器14相連。
[0035] 所述進(jìn)料系統(tǒng)包括依次串接的進(jìn)料計(jì)量管11、三通閥13和第四單向閥10,所述進(jìn) 料計(jì)量管11和三通閥13之間設(shè)有微型高壓計(jì)量泵12,所述第四單向閥10的出口端與預(yù)熱 器14相連,進(jìn)