>【主权项】
1. 一种草甘膦的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 装填催化剂：在滴流床反应器内装填10~30g催化剂； (2) 配置双甘膦水溶液：在60~100°C下，配置浓度为1. 2%~8%的双甘膦水溶液； (3) 双甘膦水溶液预热：将步骤（2)配置的双甘膦水溶液以5~20mL/min的流量泵入 预热器预热至反应温度，然后经液体分布器送入滴流床反应器； (4) 通含氧气体：含氧量大于20%的含氧气体以20~lOOmL/min的流量送入滴流床反 应器； (5) 氧化反应：滴流床反应器中，步骤（3)通入的双甘膦水溶液与步骤（4)通入的氧 气充分接触，在催化剂的作用下进行催化氧化反应，反应温度为70~165°C，反应压力为 0. 25~IMPa，连续反应，然后经冷凝器冷却后，用气液分离器将反应尾气和液体出料进行 分离，液体出料主要为草甘膦母液，由气液分离器下部采出，液体产品经过滤后，采用减压 蒸馏得到草甘膦固体晶体。2. 根据权利要求1所述的草甘膦的制备方法，其特征在于，所述步骤（5)之后还包括如 下步骤： (6) 清洗制备装置：蒸馏水依次流经预热器、滴流床反应器、冷凝器和气液分离器，对制 备装置进行清洗； (7) 催化剂的干燥：氮气被依次吹入预热器、滴流床反应器、冷凝器和气液分离器，对滴 流床反应器内的催化剂进行干燥； (8) 催化剂再生：还原气体依次流经预热器、滴流床反应器、冷凝器和气液分离器，对滴 流床反应器内的催化剂进行还原再生。3. 根据权利要求1所述的草甘膦的制备方法，其特征在于，步骤（1)中所用催化剂为未 负载炭催化剂或负载贵金属的炭催化剂，其中，炭催化剂为木质、煤质、果壳或椰壳颗粒活 性炭，直径为150ym~1700ym; 负载贵金属可为铂或钯。4. 根据权利要求3所述的草甘膦的制备方法，其特征在于，步骤（1)中催化剂的装填方 式有以下四种：单一未负载炭催化剂装填、单一负载贵金属的炭催化剂装填、未负载炭催化 剂和负载贵金属的炭催化剂以混合比0. 01~0. 99混合均勾后装填、未负载炭催化剂和负 载贵金属的炭催化剂分段装填。5. 根据权利要求4所述的草甘膦的制备方法，其特征在于，未负载炭催化剂和负载贵 金属的炭催化剂分段装填时，优选未负载炭催化剂装填于上方、负载贵金属的炭催化剂装 填于下方的两段装填方式。6. 根据权利要求2所述的草甘膦的制备方法，其特征在于，步骤（8)中，催化剂为未负 载炭催化剂时，选用的还原气体为氮气； 催化剂为负载贵金属的炭催化剂时，选用的还原气体为先氮气后氢气。7. 根据权利要求1所述的草甘膦的制备方法，其特征在于，所述步骤（1)之后还包括如 下步骤： (1')催化剂预处理：氢气和氮气分别通入预热器混合后，混合气体流入滴流床反应 器，与滴流床反应器内的催化剂接触后，进入冷凝器，经气液分离器，催化剂在200~800°C 下氢气和氮气的氛围中得到预处理。8. -种如权利要求1~7中任一项所述的草甘膦的制备装置，其特征在于，包括预热 器、滴流床反应器、设于滴流床反应器外侧的三段加热炉、设于预热器之前的氢气供给系 统、氮气供给系统、氧气供给系统、进料系统、设于滴流床反应器之后的后处理系统，其中， 所述氢气供给系统包括依次串接的氢气瓶、第一阀门、第二阀门、第一质量流量控制 器、第三阀门、第一单向阀，所述第一单向阀的出口端与预热器相连； 所述氮气供给系统包括依次串接的氮气瓶、第五阀门、第六阀门、第二质量流量控制 器、第七阀门、第二单向阀，所述第二单向阀的出口端与预热器相连； 所述氧气供给系统包括依次串接的氧气瓶、第九阀门、第十阀门、第三质量流量控制 器、第十一阀门、第三单向阀，所述第三单向阀的出口端与预热器相连； 所述进料系统包括依次串接的进料计量管、三通阀和第四单向阀，所述进料计量管和 三通阀之间设有微型高压计量泵，所述第四单向阀的出口端与预热器相连； 所述后处理系统包括依次串接的冷凝器、气液分离器、背压阀、第一微调阀和转子流量 计，所述冷凝器与滴流床反应器相连。9. 根据权利要求8所述的草甘膦的制备装置，其特征在于，所述氢气供给系统还包括 并联于第二阀门和第三阀门侧方的第四阀门，所述氮气供给系统还包括并联于第六阀门和 第七阀门侧方的第八阀门，所述氧气供给系统还包括并联于第十阀门和第十一阀门侧方的 第十二阀门； 所述第一阀门处设有第一压力表，所述第五阀门处设有第二压力表，所述第九阀门处 设有第三压力表，所述预热器和滴流床反应器之间设有第四压力表，所述背压阀处设有第 五压力表； 所述预热器与第一温控仪相连，所述滴流床反应器与第二温控仪相连； 所述气液分离器的出液口连接有第二微调阀。10. -种利用如权利要求8和9中任一项所述的制备装置制备草甘膦的过程，其特征在 于，包括如下过程： (a)催化剂预处理：开启第一阀门、第二阀门、第三阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀 门、背压阀、第一微调阀，关闭第四阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第 十二阀门、三通阀、第二微调阀，氢气经第一质量流量控制器计量后，经第一单向阀流入预 热器，氮气经第二质量流量控制器计量后，经第二单向阀流入预热器，与氢气以2~4:1的 比例混合，混合气流入滴流床反应器，与催化剂接触后，进入冷凝器，经气液分离器、背压 阀、第一微调阀、转子流量计排空，催化剂在200~800°C下温度下氢气和氮气的氛围中得 到预处理； (b)氧化反应：开启第九阀门、第十阀门、第十一阀门、背压阀、第一微调阀，关闭第一阀 门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第十二阀门， 氧气经第三质量流量控制器计量后，经第三单向阀流入预热器，流入滴流床反应器； 开启三通阀，关闭第二微调阀，双甘膦水溶液经进料计量管，由微型高压计量泵输入， 经三通阀、第四单向阀，流入预热器，然后加热到反应温度，经液体分布器流入滴流床反应 器； 流入滴流床反应器中的双甘膦水溶液和氧气混合，在催化剂的催化作用下发生氧化反 应，反应后气液混合体流入冷凝器冷凝，经气液分离器分离后，反应尾气从气液分离器的出 气口流入背压阀、第一微调阀、转子流量计后排空，液体存放在气液分离器中，如需取样分 析，打开第二微调阀进行取样； (C)清洗制备装置：开启第五阀门、第八阀门、三通阀、背压阀、第一微调阀，关闭第一阀 门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、 第十二阀门、第二微调阀，氮气经第五阀门、第八阀门、第二单向阀依次流经预热器、滴流床 反应器、冷凝器、气液分离器，从气液分离器的出气口流入背压阀、第一微调阀、转子流量计 后排空；蒸馏水经进料计量管由微型高压计量泵输入，经三通阀、第四单向阀，预热器、滴流 床反应器、冷凝器，进入气液分离器，清洗液可通过打开第二微调阀排空； (d)干燥催化剂：开启第五阀门、第八阀门、背压阀、第一微调阀，关闭第一阀门、第二阀 门、第三阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀 门、三通阀、第二微调阀，氮气经第五阀门、第八阀门、第二单向阀依次流经预热器、滴流床 反应器、冷凝器、气液分离器，从气液分离器的出气口流入背压阀、第一微调阀、转子流量计 后排空，在200°C下将滴流床反应器中的催化剂进行干燥处理； (e)催化剂的还原再生：开启第一阀门、第二阀门、第三阀门、第五阀门、第六阀门、第七 阀门、背压阀、第一微调阀，关闭第四阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第 十二阀门、三通阀、第二微调阀，氢气经第一质量流量控制器计量后，经第一单向阀流入预 热器，氮气经第二质量流量控制器计量后，经第二单向阀流入预热器，与氢气以2~4:1的 比例混合后流入滴流床反应器，与催化剂接触后，进入冷凝器，经气液分离器、背压阀、第一 微调阀、转子流量计排空，催化剂在600°C~900°C氢气、氮气或两者混合气中得到还原。
【专利摘要】本发明公开了一种草甘膦的制备方法、制备装置和制备过程，所述制备方法包括如下步骤：（1）装填催化剂；（2）配置双甘膦水溶液；（3）双甘膦水溶液预热；（4）通含氧气体；（5）氧化反应：双甘膦水溶液与氧气充分接触，在催化剂的作用下进行催化氧化反应，然后经冷凝器冷却后，用气液分离器将反应尾气和液体出料进行分离，草甘膦母液由气液分离器下部采出，过滤后，采用减压蒸馏得到草甘膦固体晶体。本发明的技术方案采用滴流床反应工艺，解决间歇釜式反应中催化剂分离的问题，并使制备工艺连续化。采用贵金属炭负载催化剂床层，抑制副反应以使催化剂保持更高活性和选择性，同时降低贵金属在固液分离、返混等中的流失。
【IPC分类】B01J8/06, C07F9/38
【公开号】CN104926866
【申请号】CN201510301254
【发明人】刘金红, 黄艳芳, 刘志军, 张海滨, 戴宝江
【申请人】南通职业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月5日