專利名稱:一種用于合成草甘膦的催化劑及應(yīng)用其合成草甘膦的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種催化劑,具體涉及一種用于合成草甘膦的催化劑,及應(yīng)用所述催 化劑合成草甘膦的方法。
背景技術(shù):
草甘膦是內(nèi)吸滅生性除草劑,對多年生雜草地下組織破壞性很強,但進入土壤后 即失去活性,藥后當(dāng)天整地播種,對作物生長無不良影響。因此被廣泛用于茶園、桑園、果 園、休耕田、麥、油菜等免耕田播種前除草,以及玉米、棉田行間的定向噴霧,用于防除幾乎 所有的一年生或多年生雜草。目前制備草甘膦的工藝有很多,主要有甘氨酸法和IDA法。而目前IDA法逐漸成 為今后發(fā)展的趨勢。IDA法合成草甘膦主要步驟為以IDA為原料合成雙甘膦(PMIDA),然后雙甘膦 (PMIDA)經(jīng)過氧化合成草甘膦。而現(xiàn)有技術(shù)中,雙甘膦的氧化主要包括采用空氣或富氧氣體 催化氧化和采用強氧化劑氧化法。但強氧化劑氧化法,產(chǎn)品收率低,污染較大,無法適合大 生產(chǎn)要求。目前采用空氣或富氧氣體催化氧化法已經(jīng)成為主流。目前國內(nèi)采用催化氧化法所用的催化劑在氧化過程中,其主要副產(chǎn)物為甲醛和甲 酸以及過渡氧化產(chǎn)物,甲醛和甲酸與草甘膦共同反應(yīng)再次產(chǎn)生雜質(zhì)甲基草甘膦和甲酰基草 甘膦,具體主副反應(yīng)情況如下
主反應(yīng)雙甘膦與氧氣在催化劑的作用下,生成草甘膦、二氧化碳,甲醛作為副產(chǎn)物
i CH2CO OHρ ^t\
H0-P—C—N'+O2 + OH2 HO-P-C-N-CHXOOH +HCHO +CO2 .
iHH2 sCH2COOHΜ H
部分甲醛進一步被氧化成甲酸
Cat
HCHO+ O2^——-HCOOH ; 副反應(yīng)
1、草甘膦繼續(xù)被氧化成(胺基甲基)膦酸同時產(chǎn)生二氧化碳和甲醛副產(chǎn)物 OΓ .0
IiLatH
HO-P-C-N-CH2COOH + OH2 + O2-^ HO-P-C-NH2+ HCHO +CO7 ;
OH H2 HOHh2
2、草甘膦也可以進行非催化反應(yīng),即和甲醛、甲酸反應(yīng)生成雜質(zhì)甲基草甘膦和甲酰基 草甘膦
權(quán)利要求
1.一種用于合成草甘膦的催化劑,其特征在于它是比表面積在70(T900 m2/g、亞甲基 藍吸附值大于158mg · g、碘吸附值大于749mg · g且苯酚吸附值大于179. 5mg · g的活性炭 催化劑。
2.權(quán)利要求1所述的用于合成草甘膦的催化劑,其特征在于所述的活性炭催化劑是 由比表面積在60(Tl000m2/g的活性炭在10°C 30°C用5% 25%的硝酸溶液處理4hr 20hr后 得到的。
3.權(quán)利要求2所述的用于合成草甘膦的催化劑,其特征在于所述的活性炭是由泥炭、 椰殼或木質(zhì)中的一種或兩種以上的混合物燒制得到的。
4.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的催化劑合成草甘膦的方法,包括以下步驟將權(quán)利要求1所述催化劑與雙甘膦按0. 05、. 15:1的重量比投料,并與水混合成雙甘 膦漿料,使?jié){料中的雙甘膦濃度為89Γ50%,將漿料投入高壓反應(yīng)釜,升溫至45°C 65°C,于 0. 2^1. OMPa加入氧化劑氧化至雙甘膦轉(zhuǎn)化率大于99. 5% ;將步驟1)氧化合格的物料進行降溫結(jié)晶過濾,并采用去離子水洗滌濾餅,置換其中的 母液,得到濾餅A和濾液A ;將步驟2、得到的濾餅A采用水溶解成漿狀物料,并加入堿性物質(zhì)溶解草甘膦,然后過 濾得到濾餅B和濾液B,濾液B即為草甘膦溶液。
5.權(quán)利要求4所述的合成草甘膦的方法,其特征在于步驟1)所述雙甘膦漿料中的雙 甘膦的濃度為30 40%。
6.權(quán)利要求4所述的合成草甘膦的方法,其特征在于步驟1)所述的氧化劑為含氧量 范圍在20% 100%體積比的富氧氣體。
7.權(quán)利要求6所述的合成草甘膦的方法,其特征在于所述的氧化劑為含氧量范圍大 于90%體積比的富氧氣體。
8.權(quán)利要求4所述的合成草甘膦的方法,其特征在于步驟1)所述的氧化反應(yīng)溫度為 500C 55°C,反應(yīng)壓力為0. 25 0. 55MPa0
9.權(quán)利要求4所述的合成草甘膦的方法,其特征在于步驟3)所述的堿性物質(zhì)選自液 氨、氨水、堿金屬氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、碳酸銨或Cfcs的有機胺中的任意一種。
10.權(quán)利要求4所述的合成草甘膦的方法,其特征在于步驟3)所述的濾餅B再通過 水洗的方式回收所述的催化劑,再將所述催化劑返回步驟1)的氧化過程再利用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于合成草甘膦的催化劑,它是比表面積在700~900m2/g、亞甲基藍吸附值大于158mg·g、碘吸附值大于749mg·g且苯酚吸附值大于179.5mg·g的活性炭催化劑。本發(fā)明還提供應(yīng)用所述催化劑合成草甘膦的方法。本發(fā)明的催化劑能夠降低草甘膦合成過程中甲酸的產(chǎn)生,從而減少草甘膦雜質(zhì)的生成,從而提高草甘膦合成收率,使草甘膦的合成過程具有節(jié)約能耗、環(huán)境友好及降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點。
文檔編號C07F9/38GK102068976SQ20111003561
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者孔勇, 張敏, 戚明珠, 楊凡, 汪國慶, 王東朝, 王寶林 申請人:江蘇優(yōu)士化學(xué)有限公司, 江蘇揚農(nóng)化工股份有限公司