一种杀螟丹中间体硫氰化物的连续化生产装置及方法与流程

本发明涉及化工生产技术领域，具体而言，涉及一种杀螟丹中间体硫氰化物的连续化生产装置及方法。

背景技术：

杀螟丹是沙蚕毒素的衍生物，胃毒作用强，同时具有触杀和一定的拒食、杀卵等作用，对害虫击倒快，有较长的残效期，杀虫谱广，能用于防治稻飞虱、稻雹虫、桃小食心虫、小菜蛾、菜青虫、玉米螟、马铃薯块茎蛾等多种害虫，对水稻螟虫有特效。

杀螟丹中间体硫氰化物的传统生产方法是间歇式生产方法，即将二氯乙烷、氰化钠投入反应釜后，再滴加调好ph值的杀虫单水溶液约2小时，滴加完后在3-15℃间保温，保温后再静置分层，将废水分离。其反应的化学方程式如下：

由于氰化钠与杀虫单在反应过程中会有较多量的亚硫酸钠产生，而亚硫酸钠与生产的硫氰化物又会发生可逆反应，间歇式反应釜不能及时将产品与亚硫酸钠分离，从而影响了氰化生产的收率。目前，杀螟丹中间体硫氰化物间歇式反应生产方法的正构体收率只有95％左右。

另外，间歇式反应釜生产过程中，采用搅拌滴加杀虫单水溶液的方式，由于反应比较剧烈，反应过程中局部温度较高，副反应较大，也导致反应收率较低。再者，釜式反应时间较长，设备投资大，利用率低，产量小，厂房占地面积大，也是传统的杀螟丹中间体硫氰化物间歇式生产工艺的不足。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种杀螟丹中间体硫氰化物的连续化生产装置及方法，以解决现有技术中的杀螟丹中间体硫氰化物生产方式反应收率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种杀螟丹中间体硫氰化物的连续化生产装置，包括依次连接的投料单元、反应单元和后处理单元。其中，反应单元包括：一级管式反应器，一级管式反应器的上部设有一级水相出口，一级管式反应器的底部设有一级油相出口；二级管式反应器，二级管式反应器的下部设有二级水相进料口，二级管式反应器的上部设有二级油相进料口和二级水相出口，二级管式反应器的底部设有二级油相出口，一级水相出口通过管道与二级水相进料口连通，一级油相出口通过管道与二级油相进料口连通。

进一步地，一级管式反应器的顶部设有有机溶剂进料口，一级管式反应器的下部设有杀虫单进料口和氰化钠进料口，投料单元包括有机溶剂投料装置、杀虫单投料装置和氰化钠投料装置，有机溶剂投料装置与有机溶剂进料口连通，杀虫单投料装置与杀虫单进料口连通，氰化钠投料装置与氰化钠进料口连通，二级水相出口的高度比一级水相出口的高度低200-300mm。

进一步地，后处理单元包括一沉降分离器，二级水相出口和二级油相出口均通过一排料管与沉降分离器连通，且排料管伸入沉降分离器的下部。

进一步地，后处理单元还包括一隔油槽和一接受罐，沉降分离器的上部通过管道连接至隔油槽的下部，隔油槽的底部通过管道与接受罐连通，沉降分离器的底部通过管道与接受罐连通。

进一步地，后处理单元还包括一含氰废水中间罐，隔油槽的上部和沉降分离器的底部分别通过管道与含氰废水中间罐连通。

进一步地，一级管式反应器和二级管式反应器的底部分别通过一排净管道与沉降分离器连通，排净管道上设有一排净泵。

根据本发明的另一方面，提供了一种杀螟丹中间体硫氰化物的连续化生产方法，采用上述的连续化生产装置进行生产，该连续化生产方法包括以下步骤：

s1、有机溶剂从位于一级管式反应器顶部的有机溶剂进料口投料进入一级管式反应器，杀虫单溶液和氰化钠溶液分别从位于一级管式反应器下部的杀虫单进料口和氰化钠进料口投料进入一级管式反应器，有机溶剂、杀虫单和氰化钠在一级管式反应器内进行混合反应后，杀螟丹中间体硫氰化物被有机溶剂萃取进入有机相位于一级管式反应器的下部，水溶性的亚硫酸钠进入水相位于一级管式反应器的上部；

s2、水相从一级管式反应器上部的一级水相出口经二级水相进料口进入二级管式反应器的下部，油相从一级管式反应器底部的一级油相出口经二级油相进料口进入二级管式反应器的上部，水相物料和油相物料在二级管式反应器内继续进行混合反应，杀螟丹中间体硫氰化物被有机溶剂萃取进入有机相位于二级管式反应器的下部，水溶性的亚硫酸钠进入水相位于二级管式反应器的上部，反应完后将水相和油相分别从二级水相出口和二级油相出口排出，从沉降分离器的下部进入沉降分离器内。

进一步地，一级管式反应器和二级管式反应器内的反应温度控制在0-5℃。

进一步地，物料从一级管式反应器经二级管式反应器流至沉降分离器的总时间不超过10min，物料在沉降分离器内的时间不超过30min。

进一步地，反应单元的级数为2-3级；一级管式反应器和二级管式反应器的直径为300-600mm，长径比为2-5:1。

应用本发明的技术方案，杀虫单和氰化钠在一级管式反应器中反应后生成的杀螟丹中间体硫氰化物被有机溶剂二氯乙烷萃取进入油相位于一级管式反应器的底部，反应后生成的亚硫酸钠溶于水进入水相位于一级管式反应器的上部，然后上层的水相从一级水相出口经二级水相进料口进入二级管式反应器的下部，下层的油相从一级油相出口经二级油相进料口进入二级管式反应器的上部，水相和油相在二级管式反应器内采用逆向进料方式，有利于有机溶剂二氯乙烷对杀螟丹中间体硫氰化物的有效萃取，提高反应收率；并且，物料在二级管式反应器内反应完成后，水相和油相分别从二级管式反应器上部的二级水相出口和底部的二级油相出口排出，有利于减少亚硫酸钠和硫氰化物的接触时间，减少逆反应的发生，提高反应收率；再者，本发明采用管式反应器连续化生产，相比于传统的反应釜间歇生产方式，大大减小了副产物亚硫酸钠与硫氰化物的接触时间，有效抑制了逆反应的发生，有效提高了硫氰化物的收率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的连续化生产装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的连续化生产装置中反应单元的放大结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、投料单元；11、有机溶剂投料装置；12、杀虫单投料装置；13、氰化钠投料装置；20、反应单元；21、一级管式反应器；22、二级管式反应器；23、排净管道；24、排净泵；30、后处理单元；31、沉降分离器；32、隔油槽；33、接受罐；34、含氰废水中间罐；211、一级水相出口；212、一级油相出口；213、有机溶剂进料口；214、杀虫单进料口；215、氰化钠进料口；221、二级水相进料口；222、二级油相进料口；223、二级水相出口；224、二级油相出口；311、排料管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1和图2，一种本发明实施例的杀螟丹中间体硫氰化物的连续化生产装置，包括依次连接的投料单元10、反应单元20和后处理单元30。其中，反应单元20包括一级管式反应器21和二级管式反应器22，在一级管式反应器21的上部设置有一个一级水相出口211，一级管式反应器21的底部设置有一个一级油相出口212；在二级管式反应器22的下部设置有一个二级水相进料口221，在二级管式反应器22的上部设置有一个二级油相进料口222和一个二级水相出口223，在二级管式反应器22的底部设置有一个二级油相出口224。一级水相出口211通过管道与二级水相进料口221连通，一级油相出口212通过管道与二级油相进料口222连通。

上述的连续化生产装置应用时，杀虫单、氰化钠、二氯乙烷、氢氧化钠投料后在一级管式反应器21中反应生成的杀螟丹中间体硫氰化物被有机溶剂二氯乙烷萃取进入油相位于一级管式反应器21的底部，反应后生成的亚硫酸钠溶于水进入水相位于一级管式反应器21的上部，然后上层的水相从一级水相出口211经二级水相进料口221进入二级管式反应器22的下部，下层的油相从一级油相出口212经二级油相进料口222进入二级管式反应器22的上部，水相和油相在二级管式反应器22内采用逆向进料方式，有利于有机溶剂二氯乙烷对杀螟丹中间体硫氰化物的有效萃取，提高反应收率；并且，物料在二级管式反应器22内反应完成后，水相和油相分别从二级管式反应器22上部的二级水相出口223和底部的二级油相出口224排出，有利于减少亚硫酸钠和硫氰化物的接触时间，减少逆反应的发生，提高反应收率；再者，本发明采用管式反应器连续化生产，相比于传统的反应釜间歇生产方式，大大减小了副产物亚硫酸钠与硫氰化物的接触时间，有效抑制了逆反应的发生，有效提高了硫氰化物的收率。

参见图1，在本实施例中，一级管式反应器21的顶部设置有有机溶剂进料口213，一级管式反应器21的下部设置有杀虫单进料口214和氰化钠进料口215。投料单元10包括有机溶剂投料装置11、杀虫单投料装置12和氰化钠投料装置13，有机溶剂投料装置11与一级管式反应器21顶部的有机溶剂进料口213连通，杀虫单投料装置12与一级管式反应器21下部的杀虫单进料口214连通，氰化钠投料装置13与一级管式反应器21下部的氰化钠进料口215连通。这样设置，油相的有机溶剂二氯乙烷从一级管式反应器21的顶部进料，水相的杀虫单溶液和氰化钠溶液(包括氢氧化钠)从一级管式反应器21的下部进料，通过油相原料和水相原料在一级管式反应器21内逆向进料的方式，更加有利于物料在一级管式反应器21内混合反应，有利于提高反应收率；并且，采用逆向进料方式也可以提高二氯乙烷对杀螟丹中间体硫氰化物的有效萃取，进一步提高反应收率。进一步地，二级水相出口223的高度优选比一级水相出口211的高度低200-300mm。这样，更加有利于物料从一级管式反应器21经二级管式反应器22自流进入沉降分离器31内。有机溶剂投料装置11、杀虫单投料装置12和氰化钠投料装置13按照一定的流量连续地向一级管式反应器21内投料，实现连续化生产。

具体地，在本实施例中，后处理单元30包括一个沉降分离器31，二级水相出口223和二级油相出口224均通过一根排料管311与该沉降分离器31连通，且排料管311伸入沉降分离器31的下部(沉降分离器31高度的1/2以下)。通过将排料管311伸入沉降分离器31的下部，有利于反应后的水相和油相在沉降分离器31内实现自动分离，进一步减少硫氰化物与亚硫酸钠的接触时间，抑制逆反应的发生。

进一步地，在本实施例中，后处理单元30还包括一个隔油槽32和一个接受罐33，沉降分离器31的上部通过管道连接至隔油槽32的下部(隔油槽32高度的1/3处)，隔油槽32的底部通过管道与接受罐33连通，沉降分离器31的底部通过管道与接受罐33连通。如此设置，从沉降分离器31流出的水相从隔油槽32的下部进入隔油槽32内，有利于油相和水相在隔油槽32内再次实现自动分离，减少隔油槽32内油相和水相的接触时间，抑制隔油槽32内物料逆反应的发生。

进一步地，在本实施例中，后处理单元30还包括一个含氰废水中间罐34，隔油槽32的上部和沉降分离器31的底部分别通过管道与含氰废水中间罐34连通。隔油槽32上部分离出的水相自流进入含氰废水中间罐34中集中存放待后续废水处理。在一级管式反应器21和二级管式反应器22的底部分别通过一根排净管道23与沉降分离器31连通，该排净管道23上设置有排净泵24。通过该排净管道23和排净泵24可以保证一级管式反应器21和二级管式反应器22在非正常工况条件下能将物料回收。本实施例的连续化生产装置中还包括一个冷却系统，一级管式反应器21、二级管式反应器22和接受罐33上均设置有冷却水夹套，冷却水夹套与冷却系统连接。通过该冷却系统方便控制物料在一级管式反应器21和二级管式反应器22内的反应温度。

使用上述的连续化生产装置生产杀螟丹中间体硫氰化物的方法包括以下步骤：

有机溶剂从位于一级管式反应器21顶部的有机溶剂进料口213投料进入一级管式反应器21内，杀虫单溶液和氰化钠溶液分别从位于一级管式反应器21下部的杀虫单进料口214和氰化钠进料口215投料进入一级管式反应器21内；有机溶剂、杀虫单和氰化钠在一级管式反应器21内进行混合反应后，杀螟丹中间体硫氰化物被有机溶剂萃取进入有机相位于一级管式反应器21的下部(二氯乙烷密度比水大)，水溶性的亚硫酸钠进入水相位于一级管式反应器21的上部；

水相从一级管式反应器21上部的一级水相出口211经二级水相进料口221自流进入二级管式反应器22的下部，油相从一级管式反应器21底部的一级油相出口212经二级油相进料口222进入二级管式反应器22的上部，水相物料和油相物料在二级管式反应器22内继续进行混合反应，杀螟丹中间体硫氰化物被有机溶剂萃取进入有机相位于二级管式反应器22的下部，水溶性的亚硫酸钠进入水相位于二级管式反应器22的上部，反应完后将水相和油相分别从二级水相出口223和二级油相出口224排出，经排料管311进入沉降分离器31的下部；

反应完后的物料在沉降分离器31内进行自动分离，含亚硫酸钠的水相位于沉降分离器31的上层，含硫氰化物的油相位于沉降分离器31的下层，然后水相从沉降分离器31上部自流进入隔油槽32的下部，油相从沉降分离器31的底部流入接受罐33内，隔油槽32底部分离出的油相也流入接受罐33内，接受罐33内的产物硫氰化物定量打入下一工序使用。

为了尽量提高硫氰化物的产率，在连续化生产过程中，一级管式反应器21和二级管式反应器22内的反应温度优选控制在0-5℃；物料从一级管式反应器21经二级管式反应器22流至沉降分离器31的总时间控制在不超过10min；物料在沉降分离器31内的时间控制在不超过30min；物料在整个生产装置中的时间不超过2h；反应单元20的级数优选为2-3级；一级管式反应器21和二级管式反应器22的直径优选为300-600mm，其长径比优选为2-5:1；杀虫单与氰化钠的物质的量配比为1：2-2.2，使氰化钠稍微过量，有利于提高反应产率，抑制逆反应。

总体而言，采用本发明的连续化生产装置和生产方法具有以下优点：

(1)、采用连续化生产，杀虫单与氰化钠反应后产生的亚硫酸钠迅速与产物硫氰化物分离，避免长时间接触，减少逆反应。与传统的反应釜间歇生产方式相比，收率可提高2个百分点，达到97％以上，有效降低了生产成本。

(2)、间歇式反应釜生产过程中采用搅拌滴加杀虫单水溶液的方式，由于反应比较剧烈，反应过程中局部温度高，副反应大，反应收率低；本发明在一级管式反应器中采用水相和有机相连续逆向进料混合反应的方式，使物料的温度更加均衡，减少了副反应，提高了反应收率，且更有利于二氯乙烷对产物硫氰化物的萃取。

(3)、二级管式反应器中油相物料从上部进料，水相物料从下部进料，采用逆向进料的方式，有利于物料的充分混合反应，提高反应收率，也有利于二氯乙烷对硫氰化物的萃取；通过一级管式反应器和二级管式反应器两级反应，反应更加彻底，更加有利于提高反应收率。

(4)、采用多级管式反应器进行连续化反应，在同样的产能情况下，主要设备占地只有传统的反应釜间歇式反应的三分之一，厂房投资只有间歇式的一半，主要设备用电功率减少15％以上；反应收率比间歇式的高2个点以上，反应时间可由间歇式的6小时，缩短为1-2小时，极大地降低了可逆反应的机率；后处理单元30采用自动分离方式，可有效减小硫氰化物与亚硫酸钠接触发生可逆反应；管式反应器长径比大，可确保反应局部温度较低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。