苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺及其设备的制作方法

本发明属于农药中间体的苯基胍盐的结晶工艺。

背景技术：

目前化工生产结晶工艺主要是蒸发结晶和降温结晶两种途径。一般来说，合适浓度的溶液，延缓降温时长，则会形成较大的晶体。通过夹套冷却温度、搅拌转速的不同控制，可获得不同形态的结晶物质。

苯基胍碳酸盐成盐的反应式如下：

。

苯基胍碳酸盐为白色针状结晶或粉末状固体。熔点149-153℃，微溶于冷水，溶于热水、乙醇、丙酮等有机溶剂。苯基胍碳酸盐是合成嘧啶类医药产品、杂环类染料和农药杀虫剂等精细化学品的重要中间体。

技术实现要素：

发明目的：

提供一种能够提升产品颗粒粒径、减少损失的苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺。

技术方案：

为实现上述目的，通过控制溶液的ph值，去除进料溶解前一批遗留的杂质，调整加温、降温结晶时温度、选用合适的冷却介质、搅拌转轴的转速，达到提升苯基胍碳酸盐产品颗粒形态的结晶技术。

所采用的成盐釜具有加热夹套，加热夹套管路上具有热水和常温水进出口及其控制阀门；在成盐釜内部具有冷却盘管，冷却盘管管路上具有冷冻盐水进出口及控制其开合的冷冻阀门；成盐釜中心位置设置有搅拌轴。搅拌轴上具有多级水平设置的搅拌叶轮，自上而下叶轮的直径逐级减小。冷却盘管设置在夹套内侧，搅拌轴的外围。下叶轮与冷却盘管之间的间隙大于上部的间隙。

上边较大的叶轮便于化学反应时使得原料混合均匀的液态层，下部较小的叶轮便于结晶时，晶体生长在成盐釜下部盘管周围的空间，不破坏晶粒的生长。

本发明采用下列工序的提升工艺步骤：

（1）苯胺与氰胺按基本相同的摩尔比配置混合，再添加盐酸调控溶液的ph值为2-3，形成苯基胍盐酸盐溶液，经喷淋管打入成盐釜中，滴加碳酸钠进行成盐反应。

通过夹套加热反应原料至60-70℃，保持搅拌轴的转速v0，使得原料快速溶解，反应形成苯基胍盐酸盐溶液。

（2）夹套内改用常温水进出，降至常温25-35℃，联锁调整搅拌速率下降15-30%，是为了让反应继续进行形成的苯基胍碳酸盐结晶颗粒缓慢涨大。

（3）当温度进一步下降后，开启内盘管中的冷冻盐水阀门一同降温，一是节能考虑，二是可以缩短降温时间；转速提升15-30%，为了快速降温。

（4）夹套循环水停止，冷冻盐水继续流动降温，避免冷冻盐水给循环水降温，过度消耗冷量；直至达到目标温度12-17℃，转速再下降15-30%，为了结晶颗粒均匀长大，基本不溶于水中。

（5）当温度降至12℃时，关闭冷冻盐水阀门，同时转速上调20%，准备下一步工序准备（输送或储备，供合成嘧啶类医药产品、杂环类染料或农药杀虫剂）。

上述工艺技术实施后可稳定产品颗粒形态，提升产品颗粒粒径，减少微小粒径产品的损失，提高产品收率，减少后续处理时随废水的损失，降低成本。

有益效果：

本发明提出这种控制反应前物料ph值，消除杂质影响，以及采用温度、转速、冷却介质串级控制的结晶技术，实现了高品质结晶体苯基胍的稳定生产，离心时损失减少，收率提高，成本降低，具有投入少、见效快等优势。

本发明制得的苯基胍碳酸盐晶体的颗粒较大，基本没有细小的颗粒晶体，使得后期使用制成的成品质量稳定，晶体原料不易撒漏浪费。

本发明的设备结构简单，夹套中热水和常温水合用，节约了设备投入，减少了设备维护成本；常温水与冷冻盐水组合使用，使得降温迅速，结晶颗粒在基本稳定的低温中快速成长，颗粒均匀。

附图说明

图1是本发明的设备的剖面结构示意图；

图2是本发明的搅拌轴剖面结构示意图；

图中，1-搅拌轴；2-上部叶轮；3-中部叶轮；4-下部叶轮；5-成盐釜；6-夹套；7-常温水管路；8-热水管路；9-冷冻盐水管路；10-冷却盘管。

具体实施方式

如图1、2所示的苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升设备，所采用的成盐釜具有加热夹套，加热夹套上连接热水和常温水进出管路；在成盐釜内部具有冷却盘管，冷却盘管管路上连接冷冻盐水进出管路；成盐釜中心位置设置有搅拌轴。搅拌轴上具有3级水平设置的搅拌叶轮，自上而下叶轮的直径逐级减小。

工作时，采用下列工序的提升工艺步骤：

（1）.通过喷淋管，将溶液打入反应釜，溶解上一批积存在盘管上的杂质。

（2）.反应结束后，打开循环水阀门，同时转速下调20%，结晶体晶核形成并逐步增大。

（3）.缓慢降温至35℃，打开内盘管冷冻盐水阀门，转速调快20%，进入快速降温阶段。

（4）.当温度继续下降至25℃后，关闭夹套冷却水，继续冷冻盐水降温，转速下调20%，使得颗粒进一步增大。

（5）.当温度降至12℃时，关闭冷冻盐水阀门，同时转速上调20%，准备下一步工序擦做。

本发明的设备结构简单，夹套中热水和常温水合用，常温水与冷冻盐水组合使用，使得降温迅速，结晶颗粒在基本稳定的低温中快速成长，颗粒均匀，晶体的颗粒较大，使得后期使用制成的成品质量稳定。

技术特征：

1.一种苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺，其特征在于：采用下列工序的提升工艺步骤：

苯胺与氰胺按基本相同的摩尔比配置混合，再添加盐酸调控溶液形成苯基胍盐酸盐溶液，经喷淋管打入成盐釜中，滴加碳酸钠进行成盐反应；

（2）夹套内改用常温水进出，降至常温25-35℃，联锁调整搅拌速率下降15-30%；

（3）开启内盘管中的冷冻盐水阀门一同降温，转速提升15-30%；

（4）冷冻盐水继续流动降温，直至达到目标温度12-17℃，转速再下降15-30%；

（5）当温度降至12℃时，关闭冷冻盐水阀门。

2.如权利要求1所述的苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺，其特征在于：添加盐酸调控溶液ph值至2-3。

3.如权利要求1所述的苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺，其特征在于：工艺步骤（4）中，停止常温水的流动。

4.如权利要求1所述的苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺，其特征在于：工艺步骤（5）中，同时转速上调20%。

5.一种苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升设备，其特征在于：所采用的成盐釜具有加热夹套，加热夹套管路上具有热水和常温水进出口及其控制阀门；在成盐釜内部具有冷却盘管，冷却盘管管路上具有冷冻盐水进出口及控制其开合的冷冻阀门；成盐釜中心位置设置有搅拌轴；搅拌轴上具有多级水平设置的搅拌叶轮；冷却盘管设置在夹套内侧，搅拌轴的外围。

6.如权利要求5所述的苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升设备，其特征在于：自上而下叶轮的直径逐级减小。

技术总结
本发明公开了一种苯基胍碳酸盐结晶颗粒形态提升工艺，采用下列工艺步骤：（1）苯胺与氰胺按基本相同的摩尔比配置混合，再添加盐酸形成苯基胍盐酸盐溶液，经喷淋管打入成盐釜中，滴加碳酸钠进行成盐反应；（2）釜内降至常温25‑35℃，调整搅拌速率下降15‑30%；（3）开启内盘管中的冷冻盐水阀门降温；转速提升15‑30%；（4）冷冻盐水继续流动降温到目标温度12‑17℃，转速再下降15‑30%；（5）当温度降至12℃时，关闭冷冻盐水阀门，同时转速上调20%。本发明采用的成盐釜具有加热夹套，在成盐釜内部具有冷却盘管，成盐釜中的搅拌轴上具有自上而下直径逐级减小的多级叶轮。本发明实现了高品质结晶体苯基胍的稳定生产，离心时损失减少，收率提高，成本降低。

技术研发人员：杨锋;石金砺;朱海桃
受保护的技术使用者：南通江山农药化工股份有限公司
技术研发日：2020.07.20
技术公布日：2020.10.09