发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种合成吡虫啉后的分离回收工艺,使得2-硝基亚氨基咪唑烷回收率得到提高。
本发明所述合成吡虫啉后的分离回收工艺,包括以下步骤:
将2-硝基亚氨基咪唑烷、NaOH以及2-氯-5氯甲基吡啶进行缩合反应后的反应溶液在-0.1至-0.095兆帕、60-80℃下蒸馏,当馏分体积为原体积的90%-95%时停止,向反应溶液加入萃取剂萃取,分离上清液,下层固体物质为2-硝基亚氨基咪唑烷。
其中,所述萃取可重复2-3次,具体为:在30℃以下加入萃取剂使其充分混合,升温至40-60℃后,保温搅拌30-60min,静置30min。萃取时先降温加萃取剂再升温搅拌,是由于萃取剂的沸点较低,高温加料容易发生事故。
其中,所述萃取剂为二氯乙烷、丁酮、丙酮、甲醇、乙醇、乙腈、氯仿、乙酸乙酯或四氯化碳。
本发明所述分离回收工艺还包括以下步骤:
取所述萃取后上清液蒸干,加入洗脱剂,结晶、过滤,再用洗脱剂洗涤所得沉淀,所述沉淀为吡虫啉粗品。
本发明所述分离回收工艺进一步包括以下步骤:
所述正压过滤后的滤液和洗涤所得沉淀后的溶液融合成混合液,蒸馏至体积为1/10-1/5,结晶、过滤得二次沉淀,所述二次沉淀为混合液中剩余的吡虫啉粗品。
由于洗脱剂溶解残留的DMF并使之与吡虫啉粗品分离,提高了吡虫啉粗品纯度,从而可降低精制工段的废水量。
其中,所述上清液蒸馏至蒸干具体包括:
先进行常压85-92℃蒸馏,当馏分速度为200-300L/h时改为在-0.1至-0.095兆帕、30-65℃下蒸馏至蒸干。
蒸馏时先常压蒸馏再负压蒸馏,是由于负压蒸馏溶剂损耗量大,会导致增加生产经济成本。但是到了常压蒸馏后期会出现蒸馏速度慢的情况,故再用负压去脱溶。
其中,所述洗脱剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、甲苯、二甲苯、环己烷、正己烷、氯仿、石油醚、乙醚、异丙醚或叔丁基甲基醚。
其中,所述洗脱剂还可为甲醇、乙醇和水的任意两种或三种混合溶液。
通过以上技术方案,本发明所述分离回收工艺使得原料2-硝基亚氨基咪唑烷回收率得到提高,回收的2-硝基亚氨基咪唑烷可直接再次作为反应原料,实现反应连投,缩短生产周期。同时分离出残留DMF,提高吡虫啉纯度,降低了精制工段的废水量。
具体实施方式:
本发明公开了一种合成吡虫啉后的分离回收工艺,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
依照本发明,所述合成吡虫啉后的分离回收工艺,包括以下步骤:
将2-硝基亚氨基咪唑烷、NaOH以及2-氯-5氯甲基吡啶进行缩合反应后的反应溶液在-0.1至-0.095兆帕、60-80℃下蒸馏,当馏分体积为原体积的90%-95%时停止,再向反应溶液加入萃取剂萃取,分离上清液,下层固体物质为2-硝基亚氨基咪唑烷。
其中,所述萃取可重复2-3次,具体为:在30℃以下加入萃取剂使其充分混合,升温至40-60℃后,保温搅拌30-60min,静置30min。萃取时先降温加萃取剂再升温搅拌,是由于萃取剂的沸点较低,高温加料容易发生事故。
其中,所述萃取剂为二氯乙烷、丁酮、丙酮、甲醇、乙醇、乙腈、氯仿、乙酸乙酯或四氯化碳。
本发明所述分离回收工艺还包括以下步骤:
取所述萃取后上清液蒸干,加入洗脱剂,结晶、正压过滤,再用洗脱剂洗涤所得沉淀,所述沉淀为吡虫啉粗品。
本发明所述分离回收工艺进一步包括以下步骤:
所述正压过滤后的滤液和洗涤所得沉淀后的溶液融合成混合液,蒸馏至体积为1/10-1/5,结晶、正压过滤得二次沉淀,所述二次沉淀为混合液中剩余的吡虫啉粗品。
由于洗脱剂溶解残留的DMF并使之与吡虫啉粗品分离,提高了吡虫啉粗品纯度,从而可降低精制工段的废水量。
其中,所述上清液蒸馏至蒸干具体包括:
先进行常压85-92℃蒸馏,当馏分速度为200-300L/h时改为在-0.1至-0.095兆帕、30-65℃下蒸馏至蒸干。
蒸馏时先常压蒸馏再负压蒸馏,是由于负压蒸馏溶剂损耗量大,会导致增加生产经济成本。但是到了常压蒸馏后期会出现蒸馏速度慢的情况,故再用负压去脱溶。
其中,所述洗脱剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、甲苯、二甲苯、环己烷、正己烷、氯仿、石油醚、乙醚、异丙醚或叔丁基甲基醚。
其中,所述洗脱剂还可为甲醇、乙醇和水的任意两种或三种混合溶液。
本发明提高了原料2-硝基亚氨基咪唑烷的回收率,与热水法和二氯乙烷法相比,回收率提高了10%左右;在后处理工段,废水量与现有两种方法相比也大为减少,每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量小于1.5吨。
下面结合实施例,进一步阐述本发明。实施例中所用生产原料均为市售原料。
实施例1:本发明所述合成吡虫啉后的分离回收工艺
1、回收2-硝基亚氨基咪唑烷具体步骤
步骤1:向合成釜加入1000kg 2-硝基亚氨基咪唑烷、148kg NaOH以及2500L溶剂二甲基甲酰胺(DMF),滴加2-氯-5氯甲基吡啶溶液(500kg 2-氯-5氯甲基吡啶和1500L DMF)进行缩合反应,合成的反应液经调酸、滤盐,转至DMF脱溶釜在-0.1至-0.095兆帕、60-80℃下蒸馏,负压蒸馏DMF,当馏分体积为原体积的90%-95%时停止;
步骤2:DMF脱溶釜降温至30℃以下时打入4000L二氯乙烷,开搅拌升温至60℃,继续保温搅拌30min;
步骤3:停止搅拌,静置30min,插入抽料管,将上清液抽出3200-3400L转至上清液脱溶釜内。在抽上清液过程中,避免将下层固体(2-硝基亚氨基咪唑烷)抽到上清液脱溶釜中;
步骤4:第一次抽取上清液结束后,向DMF脱溶釜内再加入1000L二氯乙烷,升至60℃保温搅拌20min;
步骤5:停止搅拌,静置30min,插入抽料管,将上清液抽出1000L转至上清液脱溶釜内。将残余在DMF脱溶釜内的少量二氯乙烷用减压蒸馏的方式蒸干,余下固体物料则为过量2-硝基亚氨基咪唑烷。
2、分离残留DMF具体步骤
步骤1:将上述萃取后的上清液先用常压90℃蒸馏,当馏分速度为200-300L/h时再在-0.1至-0.095兆帕、45℃负压继续蒸馏至蒸干;
步骤2:向釜内加入6200L甲醇,降温至2℃后,用压滤机进行正压过滤,滤饼用400L甲醇淋洗,所述滤饼为吡虫啉粗品;
步骤3:滤液混合淋洗后的溶液转至洗脱剂脱溶釜进行蒸馏,当脱溶釜内余下800L左右的溶液后停止蒸馏,降温至2℃后,再次正压过滤,得二次粉,所述二次粉为混合液中剩余的吡虫啉粗品;
步骤4:步骤3中产生的滤液再次进行蒸馏,回收甲醇。余下约300kg高沸点溶液即为分离的残留DMF废液。
3、2-硝基亚氨基咪唑烷回收率统计
对热水法、二氯乙烷法以及本发明实施例1所述分离回收工艺回收的咪唑烷进行回收率统计,回收率=实际咪唑烷回收质量/理论咪唑烷回收质量=(回收咪唑烷质量×咪唑烷含量)/(咪唑烷投料总量-理论咪唑烷消耗量),其中咪唑烷含量由HPLC法检测回收的咪唑烷所得,理论咪唑烷消耗量=2-氯-5氯甲基吡啶投料总量×咪唑烷分子量/2-氯-5氯甲基吡啶分子量,结果参见表1。
表1 各工艺咪唑烷回收率
工艺
原有工艺---热水法
原有工艺---二氯乙烷法
本发明工艺
咪唑烷回收率
81%
82%
91%
结果显示,本发明提高了原料2-硝基亚氨基咪唑烷的回收率,与热水法和二氯乙烷法相比,回收率提高了10%左右。同时,回收的2-硝基亚氨基咪唑烷可直接再次作为反应原料,实现反应连投,缩短生产周期。
4、吡虫啉精制工段废水量统计
对热水法、二氯乙烷法以及本发明实施例1分离DMF后制得的粗品吡虫啉进行精制,统计精制工段中每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量,结果参见表2。
表2 各工艺废水量
工艺
原有工艺---热水法
原有工艺---二氯乙烷法
本发明工艺
废水量
5.3吨
3.7吨
小于1.5吨
结果显示,由于本发明所述分离回收工艺加入洗脱剂对残留DMF进行了分离,在吡虫啉精制工段,废水量与现有两种方法相比大为减少,每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量小于1.5吨。
实施例2:本发明所述合成吡虫啉后的分离回收工艺
1、回收2-硝基亚氨基咪唑烷具体步骤
步骤1:向合成釜加入1000kg 2-硝基亚氨基咪唑烷、148kg NaOH以及2500L溶剂二甲基甲酰胺(DMF),滴加2-氯-5氯甲基吡啶溶液(500kg 2-氯-5氯甲基吡啶和1500L DMF)进行缩合反应,合成的反应液经调酸、滤盐,转至DMF脱溶釜在-0.095兆帕、80℃下蒸馏,负压蒸馏DMF,当馏分体积为原体积的95%时停止;
步骤2:DMF脱溶釜降温至30℃以下时打入4000L丁酮,开搅拌升温至40℃,继续保温搅拌60min;
步骤3:停止搅拌,静置60min,插入抽料管,将上清液抽出3200-3400L转至上清液脱溶釜内。在抽上清液过程中,避免将下层固体(2-硝基亚氨基咪唑烷)抽到上清液脱溶釜中;
步骤4:第一次抽取上清液结束后,向DMF脱溶釜内再加入1000L丁酮,升至40℃保温搅拌60min;
步骤5:停止搅拌,静置60min,插入抽料管,将上清液抽出1000L转至上清液脱溶釜内。将残余在DMF脱溶釜内的少量丁酮用减压蒸馏的方式蒸干,余下固体物料则为过量2-硝基亚氨基咪唑烷。
2、洗脱DMF具体步骤
步骤1:将上述萃取后的上清液蒸馏至蒸干;
步骤2:向釜内加入6200L甲醇和乙醇的混合液,降温至5℃后,用压滤机进行正压过滤,滤饼用400L甲醇和乙醇的混合液淋洗,所述滤饼为吡虫啉粗品;
步骤3:滤液混合淋洗后的溶液转至洗脱剂脱溶釜进行蒸馏,当脱溶釜内余下800L左右的溶液后停止蒸馏,降温至2℃后,再次正压过滤,得二次粉,所述二次粉为混合液中剩余的吡虫啉粗品;
步骤4:步骤3中产生的滤液再次进行蒸馏,回收甲醇和乙醇的混合液。余下约300kg高沸点溶液即为分离的残留DMF废液。
3、2-硝基亚氨基咪唑烷回收率统计
对热水法、二氯乙烷法以及本发明实施例2所述分离回收工艺回收的咪唑烷进行回收率统计,统计方法采用实施例1中所述回收率统计方法,结果参见表3。
表3 各工艺咪唑烷回收率
工艺
原有工艺---热水法
原有工艺---二氯乙烷法
本发明工艺
咪唑烷回收率
79%
80%
89%
结果显示,本发明提高了原料2-硝基亚氨基咪唑烷的回收率,与热水法和二氯乙烷法相比,回收率提高了10%左右。
4、吡虫啉精制工段废水量统计
对热水法、二氯乙烷法以及本发明实施例2分离DMF工艺后制得的粗品吡虫啉进行精制,统计精制工段中每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量,结果参见表4。
表4 各工艺废水量
工艺
原有工艺---热水法
原有工艺---二氯乙烷法
本发明工艺
废水量
6吨
3.9吨
小于1.5吨
结果显示,由于本发明所述分离回收工艺加入洗脱剂对残留的DMF进行了分离,在吡虫啉精制工段,废水量与现有两种方法相比大为减少,每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量小于1.5吨。
实施例3:本发明所述合成吡虫啉后的分离回收工艺
1、回收2-硝基亚氨基咪唑烷具体步骤
步骤1:向合成釜加入1000kg 2-硝基亚氨基咪唑烷、148kg NaOH以及2500L溶剂二甲基甲酰胺(DMF),滴加2-氯-5氯甲基吡啶溶液(500kg 2-氯-5氯甲基吡啶和1500L DMF)进行缩合反应,合成的反应液经调酸、滤盐,转至DMF脱溶釜在-0.1兆帕、60-80℃下蒸馏,负压蒸馏DMF,当馏分体积为原体积的90%时停止;
步骤2:DMF脱溶釜降温至30℃以下时打入4000L乙腈,开搅拌升温至50℃,继续保温搅拌45min;
步骤3:停止搅拌,静置45min,插入抽料管,将上清液抽出3200-3400L转至上清液脱溶釜内。在抽上清液过程中,避免将下层固体(2-硝基亚氨基咪唑烷)抽到上清液脱溶釜中;
步骤4:第一次抽取上清液结束后,向DMF脱溶釜内再加入1000L乙腈,升至50℃保温搅拌45min;
步骤5:停止搅拌,静置45min,插入抽料管,将上清液抽出1000L转至上清液脱溶釜内。将残余在DMF脱溶釜内的少量乙腈用减压蒸馏的方式蒸干,余下固体物料则为过量2-硝基亚氨基咪唑烷。
2、洗脱DMF具体步骤
步骤1:将上述萃取后的上清液先用常压85℃蒸馏,当馏分速度为200-300L/h时,在-0.1至-0.095兆帕、30℃负压继续蒸馏至蒸干;
步骤2:向釜内加入6200L甲苯,降温至0℃后,用压滤机进行正压过滤,滤饼用400L甲苯淋洗,所述滤饼为吡虫啉粗品;
步骤3:滤液混合淋洗后的溶液转至洗脱剂脱溶釜进行蒸馏,当脱溶釜内余下800L左右的溶液后停止蒸馏,降温至2℃后,再次正压过滤,得二次粉,所述二次粉为混合液中剩余的吡虫啉粗品;
步骤4:步骤3中产生的滤液再次进行蒸馏,回收甲苯。余下约300kg高沸点溶液即为分离的残留DMF废液。
3、2-硝基亚氨基咪唑烷回收率统计
对热水法、二氯乙烷法以及本发明实施例3所述分离回收工艺回收的咪唑烷进行回收率统计,统计方法采用实施例1中所述回收率统计方法,结果参见表5。
表5 各工艺咪唑烷回收率
工艺
原有工艺---热水法
原有工艺---二氯乙烷法
本发明工艺
咪唑烷回收率
80%
81%
90%
结果显示,本发明提高了原料2-硝基亚氨基咪唑烷的回收率,与热水法和二氯乙烷法相比,回收率提高了10%左右。
4、吡虫啉精制工段废水量统计
对热水法、二氯乙烷法以及本发明实施例3分离DMF工艺后制得的粗品吡虫啉进行精制,统计精制工段中每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量,结果参见表6。
表6 各工艺废水量
工艺
原有工艺---热水法
原有工艺---二氯乙烷法
本发明工艺
废水量
5.5吨
3.4吨
小于1.5吨
结果显示,由于本发明所述分离回收工艺加入洗脱剂对残留DMF进行了分离,在吡虫啉精制工段,废水量与现有两种方法相比大为减少,每生产1吨精制吡虫啉产生的废水量小于1.5吨。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。