乙草胺生产中酰化工段的影响因素_尤勇军

第28卷第5期山 西 化 工Vol.28 N o.5 2008年10月SHAN XI CHEM ICA L INDU ST RY O ct.2008

专题讨论

乙草胺生产中酰化工段的影响因素

尤勇军

(江阴职业技术学院化学纺织工程系,江苏 江阴 214433)

摘要:介绍了乙草胺生产中酰化工段的作用,考察了反应条件对反应结果的影响。在较佳的反应

条件下,产品纯度 95%,产品收率 87%。

关键词:乙草胺;2-甲基-6-乙基苯胺;酰化反应

中图分类号:T Q457.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7050(2008)05-0046-03

除草剂乙草胺(acetochlor)化学名为2-甲基-6-乙基-N-乙氧基甲基- -氯化乙酰替苯胺,是一种优良的选择性芽前酰胺类除草剂,适用于玉米、棉花、花生和大豆田的芽前除草,也可防除一年生禾本科和部分阔叶杂草。在全球除草剂市场上,乙草胺属大宗品种,年销售额在3亿美元~4亿美元[1,2]。

1 2-甲基-6-乙基苯胺(M EA)酰化工艺流程

MEA酰化工艺是国内生产企业普遍采用的乙草胺合成工艺,其生产工艺流程简图见第47页图1。

MEA酰化工艺的生产原理是由多聚甲醛、乙醇和氯化氢反应生成中间体氯甲基乙醚,由M EA经酰化反应生成中间体2-甲基-6-乙基-N(2-氯乙酰)苯胺(以下简称伯酰胺),将两种中间体在碱液中进行缩合反应生成乙草胺原药[3]。生产上通常将MEA的酰化工艺分为4个工段即酰化工段、醚化工段、缩合工段和脱溶工段。

酰化工段的任务是得到中间体伯酰胺,即由酰化剂氯乙酸和三氯氧磷与MEA反应得到伯酰胺。反应式见(1)。

该工段的操作过程为:投加氯乙酸,再加三氯氧磷,开搅拌,开真空,滴加M EA至回流关闭,待真空稳定后续滴,滴加完毕后进行保温反应。然后加热水洗涤分去水层,加二甲苯溶剂静置分层后得酰化产物伯酰胺。

伯酰胺是乙草胺合成中最为重要的中间体,其质量直接影响到乙草胺的质量,因此酰化工段是制备乙草胺的关键。

收稿日期:2008-05-20

作者简介:尤勇军,男,1972年出生,1995年毕业于南京理工大学,讲师。研究方向:应用化学。2 酰化工段的影响因素

2.1 MEA滴加时间对酰化反应结果的影响(见表1)

表1 M EA滴加时间对酰化反应产物的影响M EA滴加时间/min产物现象

0~10生成凝胶物

10~30生成凝胶物

30~60生成少量凝胶物

60~90淡黄色液体

90~120淡黄色液体

图1 M EA酰化工艺生产流程简图

从表1中可以看出,MEA滴加时间越短越容易产生凝胶物。但MEA滴加过快会造成MEA直接与氯乙酰氯反应得到伯酰胺,同时生成凝胶物磷酸。反应产生的凝胶物因黏性较大不容易搅拌,易损坏电机,而且凝胶物的生成对伯酰胺的质量有很大影响[4]。表1也同时说明,合适的滴加时间可以避免凝胶物的生成,因此MEA最佳滴加时间为70min~ 90min。

2.2 M EA、氯乙酸和三氯氧磷摩尔比对反应结果的影响(见表2)

表2 M EA、氯乙酸和三氯氧磷摩尔比对反应的影响

n(M EA) n(氯乙酸) n(三氯氧磷)

乙草胺

收率/%

乙草胺

质量分数/%

1 0.9 0.3065.775.4

1 1 0.3375.179.6

1 1.05 0.4387.595.2

1 1.1 0.4388.494.8

1 1.1 0.5088.693.6

由表2可以看出,随着氯乙酸和三氯氧磷含量的增加,乙草胺的收率和质量分数开始时都有明显的增加,但当n(MEA) n(氯乙酸) n(三氯氧磷)> 1 1.05 0.43后,所得乙草胺的收率虽然有一定程度的升高,但乙草胺质量分数却有所下降。这是因为随着氯乙酸和三氯氧磷用量的增大,反应转化率提高,当其过量太多时,由于合成产物氯乙酰氯非常活泼,容易发生水解和醇解产生强酸性的HCl,导致多种副反应发生。此外,还会增加制造成本[5]。2.3 酰化反应温度对反应结果的影响

保持其他反应条件不变,考察酰化反应温度对产物收率与质量分数的影响,所得结果列于表3。

表3的结果说明,酰化温度太高和太低都对产

表3 酰化反应温度对产物收率与质量分数的影响

反应温度/ 乙草胺收率/%乙草胺质量分数/% 70~8065.979.1

80~9086.390.1

90~10087.494.3

100~11088.595.2

110~12087.091.6

120~13075.481.1

品的收率和质量分数不利。酰化温度太低,在同样的反应时间内没有反应完全,导致收率和质量分数不是很高,反应速率较慢;酰化温度太高,会使原料氯乙酸和三氯氧磷被负压带走,而且还会导致乙草胺的分解。因此,最佳的酰化反应温度为100 ~ 110 。

2.4 酰化反应时间对反应结果的影响

保持其他反应条件不变,考察酰化反应时间对产物收率与质量分数的影响,所得结果列于表4。

表4 酰化反应时间对产物收率与质量分数的影响

反应时间/h乙草胺收率/%乙草胺质量分数/%

0.581.189.5

1.087.495.2

1.587.695.3

2.087.795.4

2.587.995.6

表4的结果说明,当反应时间超过1.5h后,随着反应时间的延长,乙草胺的收率和质量分数虽然均有所上升,但影响并不显著,而且增加了能耗,因此选择酰化反应时间1.5h为最佳反应时间。

2.5 酰化反应中真空度的影响

酰化反应中三氯氧磷和氯乙酸反应生成了磷酸和HCl气体。HCl气体具有刺激性气味,不能直接放空,而且需要用真空泵将其送往醚化釜进行醚化反应,因此酰化釜真空度的控制不仅直接影响到酰化反应物的品质,而且间接影响了醚化反应。真空度太高,氯乙酰氯、三氯氧磷和MEA会被带入醚化釜,影响醚化质量。而且会把醚化副釜的醚带入缓冲罐,损坏缓冲罐;真空度太低,则HCl气体过多地积聚在反应釜里,容易发生爆炸。因此,维持好一定的真空度有益于保证乙草胺的质量。一般来说,真空度维持在-0.3M Pa。

3 结论

以MEA、氯乙酸、三氯氧磷、多聚甲醛、乙醇为主要原料可合成除草剂乙草胺。该合成路线反应条

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