一种甲基倍半铝的连续合成方法

摘要

本发明公开了一种甲基倍半铝的连续合成方法，以铝粉、引发剂与溶剂形成活化悬浮液，连续输送至合成塔中，在合成塔中和连续通入的氯甲烷逆流接触反应，生成的甲基倍半铝溶液由塔底经冷却后收集于储罐中，作为成品用于其他产品的原料。本发明方法的优点是安全，设备少，产量大。

权利要求

1.一种甲基倍半铝的连续合成方法，其特征在于，以铝粉、引发剂与溶剂形成活化悬浮液，连续输送至合成塔中，在合成塔中和连续通入的氯甲烷逆流接触反应，生成的甲基倍半铝溶液由塔底经冷却后收集于储罐中，作为成品用于其他产品的原料；

包括以下步骤：

(1)铝粉悬浮液配制活化：将铝粉、引发剂、溶剂连续投入混合罐中，搅拌混合并引发形成易流动的悬浮液，铝粉与溶剂的重量比为1:4.0-20.0；铝粉与引发剂的重量比为100:

0.1-1.0，引发剂为甲基倍半铝、碘、碘甲烷、溴甲烷中的至少一种；溶剂为甲基倍半铝、饱和烷烃、醚类、芳香烃中的至少一种；

(2)甲基倍半铝溶液连续合成：活化后的悬浮液连续送入合成塔顶部，自由流下，与塔下部连续通入的氯甲烷逆流接触，反应生成甲基倍半铝溶液从合成塔底流出，合成塔的进料温度保持50-80℃，出料温度不大于135℃，铝粉与氯甲烷的摩尔比为1.0:1.5-2.0；

(3)生成物降温：塔底流出的不含铝粉的甲基倍半铝溶液降温；

(4)降温后的产物进入储罐。

2.根据权利要求1所述的一种甲基倍半铝的连续合成方法，其特征在于，步骤(1)中，铝粉的细度不小于400目，含量不低于98％，水分不大于0.05％。

3.根据权利要求1所述的一种甲基倍半铝的连续合成方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌混合温度为50℃-80℃，搅拌混合时间20-60min。

4.根据权利要求1所述的一种甲基倍半铝的连续合成方法，其特征在于，步骤(2)中，正常运行后，合成塔底出料的重量是两种进料量之和减去合成塔放空管中排出氯甲烷的量之差。

5.根据权利要求1所述的一种甲基倍半铝的连续合成方法，其特征在于，步骤(3)中，经降温后的产物温度为30℃-60℃。

说明书

一种甲基倍半铝的连续合成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及精细化工技术领域，特别是涉及一种甲基倍半铝的连续合成方法。

背景技术

[0002] 甲基倍半铝又称倍半甲基氯化铝,英文名称Methylaluminum sesquichloride，CAS号12542-85-7，固态为白色或微黄色结晶，液 态为微黄液体，熔点23℃ 。分子式：C3H9Al2Cl3。

[0003] 是制备三甲基铝、甲基二氯化膦等化合物的主要原料。三甲基铝广泛用于烯烃聚合、光电等行业，而甲基二氯化膦可用于制造阻燃剂、除草剂草铵膦及其他农药、医药等的合成。

[0004] 甲基倍半铝则可用于制备甲基二氯化膦，是合成草铵膦的重要中间体。草铵膦(glufosinate) 是赫斯特公司于上世纪80年代开发的新型灭生性除草剂，可用于果园、葡萄园、非耕地防除一年和多年生双子叶及禾本科杂草。赫斯特公司以草铵膦为目标，通过抗性基因转移、选育抗性作物品种，成功地将草铵膦的抗性基因导入了水稻、小麦、玉米等20多种作物中。这些转基因作物不仅在北美地区普遍种植，近年来在亚洲、澳洲、欧洲等部分国家和地区也开始推广，目前草铵膦用量仅次于草甘膦，是世界第二大转基因作物耐受除草剂。随着转基因技术的高速发展和大吨位除草剂百草枯的退市，草铵膦的市场前景十分看好，因此连续合成甲基倍半铝方法有很大的意义。

[0005] 目前合成甲基倍半铝的方法是高压间歇法，间歇法生产存在设备多、泄漏点多、危险点多、效率低等诸多缺点，大规模生产生产时投资多、能耗高、风险大。

发明内容

[0006] 本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种甲基倍半铝的连续合成方法。本发明是以铝粉、引发剂与溶剂形成活化悬浮液，连续输送至合成塔中，在合成塔中和连续通入的氯甲烷逆流接触反应，生成的甲基倍半铝溶液由塔底经冷却后收集于储罐中，作为成品用于其他产品的原料。相比于现有技术，本发明设备少，危险性小，成本低，能耗低，效率高。

[0007] 本发明的一种甲基倍半铝的连续合成方法技术方案为，以铝粉、引发剂与溶剂形成活化悬浮液，连续输送至合成塔中，在合成塔中和连续通入的氯甲烷逆流接触反应，生成的甲基倍半铝溶液由塔底经冷却后收集于储罐中，作为成品用于其他产品的原料。

[0008] 所述的一种甲基倍半铝的连续合成方法，包括以下步骤：

[0009] （1）铝粉悬浮液配制活化：将铝粉、引发剂、溶剂连续投入混合罐中，搅拌混合并引发形成易流动的悬浮液；

[0010] （2）甲基倍半铝溶液连续合成：活化后的悬浮液连续送入合成塔顶部，自由流下，与塔下部连续通入的氯甲烷逆流接触，反应生成甲基倍半铝溶液从合成塔底流出；

[0011] （3）生成物降温：塔底流出的不含铝粉的甲基倍半铝溶液降温；

[0012] （4）降温后的产物进入储罐。

[0013] 步骤（1）中，铝粉的细度不小于400目，含量不低于98%，水分不大于0.05%。

[0014] 步骤（1）中，铝粉与溶剂的重量比为1:4.0-20.0，优选1:12—18.0；铝粉与引发剂的重量比为100:0.1-1.0，优选100: 0.5。

[0015] 步骤（1）中，搅拌混合温度为50℃-80℃，优选70℃，搅拌混合时间20-60min，优选30min。

[0016] 步骤（1）中，引发剂为甲基倍半铝、碘、碘甲烷、溴甲烷中的至少一种；溶剂为甲基倍半铝、饱和烷烃、醚类、芳香烃中的至少一种。引发剂和溶剂优选甲基倍半铝本体，生成物为单一组分，利于后续使用。

[0017] 步骤（2）中，合成塔的进料温度保持保持50-80℃，出料温度不大于135℃。

[0018] 步骤（2）中铝粉与氯甲烷的摩尔比为1.0:1.5-2.0。

[0019] 步骤（2）中，合成塔顶放空管有液封保护，并有小量程流量计检测过量的氯甲烷。正常运行后，合成塔底出料的重量是两种进料量之和减去合成塔放空管中排出氯甲烷的量之差，以保证塔底物料既不流空，也不浸没氯甲烷通气入塔口。

[0020] 铝粉悬浮液和氯甲烷进入合成塔前经准确计量，塔底出料也必须准确计量，以kg/h计量。

[0021] 1 步骤（3）中，经降温后的产物温度为30℃-60℃；

[0022] 步骤（4）中，产物储罐温度30℃-50℃。

[0023] 本发明的一种甲基倍半铝的连续合成方法流程如下：

[0024] （1）先将铝粉配制活化系统进行氮气置换除氧和水后，然后在氮气保护下向混合罐中加入定量的铝粉、引发剂和溶剂，保温并搅拌混合，待用。

[0025] （2）用氮气将合成、降温、储存系统彻底置换，对合成塔壳程通入90℃的恒温介质并使合成塔温度恒定，氯甲烷由塔下部气体入口通入，待塔顶液封中有氯甲烷气体溢出后，将待用的铝粉悬浮液用泵送至合成塔顶部，使两种物料逆流接触，调节两种物料的流量，保持氯甲烷微过量，同时调节塔温，使底部出料温度不大于135℃，控制塔底出料流量，保证出料管内有液封，以免氯甲烷由塔底随产物溢出。系统正常运行后，由喂料器向铝粉悬浮液罐中连续加入铝粉，同时按比例加入引发剂和溶剂，以形成连续化生产。

[0026] （3）合成的甲基倍半铝出料后，调节换热器冷却介质流量，控制由换热器流出的物料温度在30℃-60℃，流入产品储罐。

[0027] （4）储罐中的产品用转料泵或氮气送入使用岗位，形成连续化生产。

[0028] 另外，本发明方法也适用于乙基倍半铝(C2H5)3Al2Cl3的连续合成，以铝粉、引发剂与溶剂形成活化悬浮液，连续输送至合成塔中，在合成塔中和连续通入的氯乙烷逆流接触反应，生成乙基倍半铝溶液。

[0029] 本发明的有益效果为：本发明方法的优点是安全，设备少，产量大。高压间歇法生产，每批铝粉投料后先静置，待铝粉粉尘沉降完全，需真空、氮气置换两次，再氯甲烷置换两次，时间较长；而在反应过程中，由于夹套换热面积小，反应热的移出有限，氯甲烷的通入量受限，使生产效率降低；反应结束后，物料温度在120—135℃，降温仍需较长时间，在投料、置换等环节中，容易出现失误，导致空气或水分进入，产生安全隐患，且反应后期压力较高，也存在一定风险。

[0030] 本专利方法是常压生产，吸收塔换热面积大，热量即时移出，生成物离开合成塔后经换热器及时降温，所以效率较高，安全性较好。

[0031] 现有技术2000L反应釜每天的产量为1500L纯甲基倍半铝，需要300kg铝粉，而用本发明方法每天可生产6000L，需要铝粉1200kg,所以同等生产规模下设备少，产量大。间歇高压法生产需要较高的反应压力，有一定的危险性。

[0032] 附图说明：

[0033] 图1所示为本发明方法所用设备示意图。

[0034] 图中，1-混合罐，2-合成塔，3-换热器，4-储罐，5-泵。

[0035] 具体实施方式：

[0036] 为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

[0037] 实施例１

[0038] 一种甲基倍半铝的连续合成方法：对生产系统进行氮气置换，确保空气被彻底置换。向混合罐1中加入100kg铝粉、0.5kg碘和1500kg二甲苯， 搅拌，升温至70℃，活化30 min。

[0039] 将合成塔2、换热器3、成品储罐4进行氮气彻底置换，确保系统中无氧无水。

[0040] 向合成塔2通入换热介质，使塔内温度保持90℃,通入氯甲烷，待放空口有氯甲烷流出，同时用泵5将铝粉活化悬浮料送入合成塔2塔顶，调节铝粉活化悬浮料的流量为400kg/h,氯甲烷流量为80 kg/h。调整合成塔2换热介质的温度及流速，使塔底出料温度在
120-125℃。

[0041] 调节出料流量为480kg/h，同时调整换热器3冷却介质，使物料温度在30-60℃,并使物料进入储罐4。

[0042] 物料连续运行后，向混合罐1中连续加入铝粉25kg/h、0.125kg/h碘和375kg/h二甲苯，同时保持活化温度，并保持输送泵5的流量稳定。

[0043] 现有技术生产10000吨甲基倍半铝需要设备：2000L高压釜20台，20套铝粉投料装置，配套通氯甲烷系统20套（含计量、控制、各类仪表、阀门、管线等等），用人多，泄漏点多，设备维护工作量大，能耗高。

[0044] 而本方法需要1台200平方的降膜吸收塔、1套通氯甲烷系统，1 套铝粉投料装置，同等生产规模下设备少，产量大。

[0045] 实施例2

[0046] 一种甲基倍半铝的连续合成方法：对系统进行氮气置换，确保空气被彻底置换。向混合罐1中加入100kg铝粉、0.5kg碘和2000kg二甲苯，搅拌，升温至60℃，活化40 min。

[0047] 将合成塔2、换热器3、成品储罐4进行氮气彻底置换，确保系统中无氧无水。

[0048] 向合成塔2通入换热介质，使塔内温度保持90℃,通入氯甲烷，待放空口有氯甲烷流出，同时用泵5将铝粉活化悬浮料送入塔顶，调节铝粉活化悬浮料的流量为1050kg/h,氯甲烷流量为150 kg/h。调整合成塔2换热介质的温度及流速，使塔底出料温度在120—125℃。

[0049] 调节出料流量为1190kg/h，同时调整换热器3冷却介质，使物料温度在30-60℃,并使物料进入储罐4。

[0050] 物料连续运行后，向混合罐1中连续加入铝粉50kg/h、0.25kg/h碘和1000kg/h二甲苯，同时保持活化温度，并保持输送泵5的流量稳定。

[0051] 实施例3

[0052] 一种甲基倍半铝的连续合成方法：对系统进行氮气置换，确保空气被彻底置换。向混合罐1中加入100kg铝粉和2000kg甲基倍半铝产品， 搅拌，升温至60℃，活化40 min。

[0053] 将合成塔2、换热器3、成品储罐4进行氮气彻底置换，确保系统中无氧无水。

[0054] 向合成塔2通入换热介质，使塔内温度保持90℃,通入氯甲烷，待放空口有氯甲烷流出，同时用泵5将铝粉活化悬浮料送入塔顶，调节铝粉活化悬浮料的流量为1050kg/h,氯甲烷流量为150 kg/h。调整合成塔2换热介质的温度及流速，使塔底出料温度在120-125℃。

[0055] 调节出料流量为1190kg/h，同时调整换热器3冷却介质，使物料温度在30-60℃,并使物料进入储罐4。

[0056] 物料连续运行后，向混合罐1中连续加入铝粉50kg/h和1000kg/h甲基倍半铝溶液，同时保持活化温度，并保持输送泵5的流量稳定。