專利名稱：經(jīng)由氣固反應(yīng)系統(tǒng)制備草甘膦酸銨的方法
背景本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及干燥、非塊狀除草劑組合物及該組合物的制法。
更特定言之，本發(fā)明涉及直接用氨氣與草甘膦酸(glyphosate acid)反應(yīng)制備草甘膦酸銨除草劑的方法。反應(yīng)產(chǎn)物易于及完全溶解于水，并且可用以制備高負(fù)載、含輔料的干燥草甘膦組合物。
相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明N-膦?；谆拾匪醄HOOCCH2NHCH2PO(OH)2]，一般稱為草甘膦酸或簡(jiǎn)稱草甘膦，在此技術(shù)中已知為非常有效的除草劑。亦已知有機(jī)酸草甘膦在水中具有相對(duì)低的溶解度。因此，草甘膦一般配制成水溶性鹽，特別是配方成單異丙胺(IPA)鹽，以殺滅或控制雜草或植物。草甘膦由密蘇里州(美國(guó))圣路易的孟山都公司以注冊(cè)商標(biāo)Roundup，以IPA鹽形的水性濃縮物作為商品銷售。
草甘膦的各種鹽、草甘膦鹽的制法、草甘膦的配方、及殺滅與控制雜草與植物的使用方法，分別揭示于1974年3月26日與1983年9月20日頒予約翰E法蘭芘的美國(guó)專利3,799,758與4,405,531。揭示草甘膦鹽的其它美國(guó)專利包括1982年2月16日頒予喬治B拉吉的美國(guó)專利4,315,765、1985年3月26日頒予艾薩克巴克爾的美國(guó)專利4,507,250、1983年8月9日頒予艾薩克巴克爾的美國(guó)專利4,397,676、1984年11月6日頒予麥可P.普利斯比拉的美國(guó)專利4,481,026、和1979年2月20日頒予爾哈德J.普瑞爾的美國(guó)專利4,140,513。所有以上專利在此全部并入作為參考。
Roundup商標(biāo)除草劑以水溶性液體濃縮物形態(tài)銷售。然而，此領(lǐng)域近來(lái)努力開(kāi)發(fā)具有Roundup同等效果的水溶性干燥/固體草甘膦制劑。
促成這些努力的慣常原因是希望固體配方比液體配方在包裝、運(yùn)送、與儲(chǔ)存方面可節(jié)省成本。如所了解，水性濃縮物包括大量溶劑，增加了包裝容器的體積與重量，并且增加了產(chǎn)品制造后輸送上市的成本。
較不明顯的益處亦存在于制造水溶性、干燥草甘磷的優(yōu)點(diǎn)中。即，顆粒制劑據(jù)信可提供優(yōu)異的處理特微(即，控制溢出性)，并且預(yù)期非常輕及運(yùn)送較方便(經(jīng)常為手?jǐn)y)，使產(chǎn)物更好地適于遠(yuǎn)距離地理位置使用。
然而，制造顆粒狀草甘膦制劑需要克服主要與由氣態(tài)與固體反應(yīng)物的化合比由相同反應(yīng)物在溶液中制造產(chǎn)物增加生產(chǎn)成本及相對(duì)更加復(fù)雜相關(guān)的固有缺點(diǎn)。
含草甘膦鹽的固體水溶性組合物的許多制法是已知的。例如，1991年9月10日頒予Djafar美國(guó)專利5,047,079，揭示了包含摻合異丙胺與熔融表面活性劑以形成基質(zhì)的植毒素組合物的制法，此表面活性劑在環(huán)境溫度下為固體。
1991年12月3日頒予秦等人的美國(guó)專利5,070,197，揭示了一種擠制法，其中布郎斯臺(tái)德酸，例如，N-膦?；谆拾匪嵩跀D制器中與氫氧化鈉緊密地?fù)胶?，制造殘余水份含量不大?0％的粒狀擠制物。不涉及擠制法制備干燥草甘膦酸鈉組合物的另一方法揭示于PCT申請(qǐng)公告WO 87/04595。
1993年11月30日頒予坎皮恩等人的美國(guó)專利5,266,553揭示了噻草平或含羧酸功能基除草劑的干燥、水溶性鹽的制法，該法涉及使用選自包括氨、烷胺、羥基烷胺、鹼性堿金屬鹽及它們的組合的中和堿對(duì)鹽反復(fù)處理。
1993年5月19日提出并且轉(zhuǎn)讓給productos Osa SACIFIA的法國(guó)專利公告2,692,439，大致敘述了包含如N-膦?；谆拾匪釂武@鹽與濕潤(rùn)劑、表面活性劑及/或粉碎添加劑組合的粉末狀或顆粒狀植毒性制品。如參考資料所例示，碳酸銨與草甘膦酸反應(yīng)衍生單銨鹽。
1994年6月28日頒予莫瑞諾等人的美國(guó)專利5,324,708揭示了組合物和制備與使用干燥粉狀N-(膦-?；谆?-甘胺酸單異丙銨鹽與(3-氨基-3-羧基丙基)-甲烷膦酸之單異丙銨鹽一類的非吸濕單銨草甘膦酸鹽的相關(guān)方法[照抄]。
1994年5月26日公開(kāi)的PCT申請(qǐng)WO 94/10844，揭示干燥的草甘膦組合物，該組合物含N-膦?；谆拾匪崽貏e與磷酸二銨一類的無(wú)機(jī)或有機(jī)、非苛性堿物質(zhì)，或與乙酸胍之類的堿性胍鹽摻合。
1990年10月24日公告的EPO申請(qǐng)公告0394211揭示了包含干燥除害組合物及使用與制造相關(guān)方法的發(fā)明。更特別地，此發(fā)明涉及借有效量有機(jī)聚硅氧嵌段共聚物或氟烴濕潤(rùn)劑增強(qiáng)組合物溶解度。
1990年7月12日公告的EPO申請(qǐng)公告WO 90/07275，揭示了通過(guò)摻合、盤(pán)?；?、干燥、噴射與擠制而制造粒狀、水溶性草甘膦組合物的方法。
1992年8月6日公告的PCT申請(qǐng)公告WO 92/12637，揭示了涉及包含實(shí)質(zhì)上未反應(yīng)的草甘膦、乙酸鈉一類的酸受體、與液體或固體表面活性劑的組合物的干燥、水溶性草甘膦。
所有以上專利與公告在此并入作為參考。
此技術(shù)顯示大量努力已朝向配方組合物及制造與使用干燥草甘膦的相關(guān)方法。然而，以上所示之參考資料均未揭示制造干燥、可水分散、水溶性、而且顯著非吸濕性草甘膦銨組合物的直接與實(shí)用方法，所述組合物通過(guò)相對(duì)不昂貴與豐富的氨氣與固體N-膦?；谆拾匪岱磻?yīng)制備，而能夠吸收/吸附出乎意料高水平的輔料。
因此，已知技術(shù)并未滿足的需求存在于本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域之中，本發(fā)明完成了這些及其它目的。
本發(fā)明概要此技術(shù)領(lǐng)域未解決的需求被本發(fā)明所滿足，本發(fā)明提供了草甘膦銨干燥除草劑組合物與它的新穎制法，與已知干燥組合物與相關(guān)方法相聯(lián)系的以上討論過(guò)的缺點(diǎn)，通過(guò)迄今未知而且未揭示的限制被克服。
依照本發(fā)明，將含大約20重量％水份(即，干燥之重量損失或LOD)的“濕塊”形草甘膦酸裝入諸如常規(guī)混合裝置一類的適當(dāng)反應(yīng)器系統(tǒng)中，當(dāng)混合器攪拌濕塊時(shí)，濕塊與直接進(jìn)料至混合器中的化學(xué)計(jì)量當(dāng)量的無(wú)水氨氣反應(yīng)而被中和。
因?yàn)榉磻?yīng)放熱，希望使用混合器周?chē)b的水外套，或本領(lǐng)域其它已知的常規(guī)裝置促進(jìn)反應(yīng)器系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)移，以便散逸反應(yīng)產(chǎn)生的熱，而部分控制反應(yīng)溫度。此外，關(guān)于此點(diǎn)，混合器/反應(yīng)容器之組態(tài)，特別是自動(dòng)清潔特點(diǎn)與氨氣入口的安置，已證明為重要之處理變數(shù)。還有監(jiān)測(cè)及控制內(nèi)反應(yīng)器溫度，使得不超過(guò)約60℃。
此外，結(jié)合起來(lái)考慮，在其它的事情中，濕塊相對(duì)水份含量及往反應(yīng)中加氨氣的速率，亦被發(fā)現(xiàn)是影響反應(yīng)物料可處理性的因素。因此，本發(fā)明的重要方面涉及管理所有這些變數(shù)，使得熱平衡可以控制而產(chǎn)生所需產(chǎn)物的方式。
依照本發(fā)明方法產(chǎn)生的草甘膦銨組合物為粉末狀，該粉末適于作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及/或除草劑最終使用。
更重要的可能是由于高吸附特征，粉狀反應(yīng)物料/產(chǎn)物可進(jìn)一步配方以吸收/吸附出乎意料高水平的輔料，如濕潤(rùn)劑、防沫劑、及特別是表面活性劑。因此，當(dāng)如此配方時(shí)，形成非常有用及非常希望的輔料負(fù)載產(chǎn)物，該產(chǎn)物完全與需要更昂貴起始物質(zhì)的先有技術(shù)方法所得相關(guān)產(chǎn)物一樣良好。
視情形而定，粉狀反應(yīng)產(chǎn)物或輔料負(fù)載產(chǎn)物均可制粒以提供自由流動(dòng)(即，非結(jié)塊)、實(shí)質(zhì)上無(wú)塵、及水溶性草甘膦銨除草劑及/或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。
可使用粉狀反應(yīng)產(chǎn)物再進(jìn)行另一種視情形而定的步驟。例如在包裝前粉末可進(jìn)一步研磨及/或干燥。
本發(fā)明得到的重大優(yōu)點(diǎn)在于它相對(duì)簡(jiǎn)單與反應(yīng)物的成本相對(duì)低。此外，本發(fā)明的方法非常有效。就是說(shuō)，因?yàn)榘睔馀c固體草甘膦酸直接反應(yīng)產(chǎn)生粉末，從而排除了自溶液中分離固體形式草甘膦銨的重要問(wèn)題。本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明涉及無(wú)水氨氣與N-膦酰基甲基甘胺酸(草甘膦酸)反應(yīng)，生成高質(zhì)量草甘膦酸銨粉末的新穎方法，該產(chǎn)品是用于粒狀及/或表面活性劑負(fù)載干燥草甘膦組合物生產(chǎn)的主要原料。
直到現(xiàn)在，尚不知道草甘膦酸與氨氣反應(yīng)制造可進(jìn)一步配方成能吸收/吸附出乎意料高水平輔料的干燥草甘膦酸銨粉末的有效及實(shí)用方法。
已發(fā)展各種替代與不大有利的方法，通過(guò)這些方法制造了干燥、粉末狀的草甘膦酸銨以及諸如草甘膦酸鈉一類的草甘膦酸堿金屬鹽。例如，如以上PCT申請(qǐng)公告WO 92/12637與美國(guó)專利5,070,197所述，已通過(guò)乙酸鈉與草甘膦酸反應(yīng)，或通過(guò)氫氧化鈉與該酸擠制制造了草甘膦酸鈉。
直到現(xiàn)在，草甘膦酸鈉顆粒與粉末已提供令人滿意的干燥草甘膦組合物。然而，與草甘膦酸銨組合物比較鈉堿金屬吸濕性高多個(gè)數(shù)量級(jí)，表示它不抗環(huán)境濕度。因此認(rèn)為草甘膦酸鈉堿金屬作為干燥組合物加工更困難及更昂貴，一旦這樣做，這些組合物具有較大粘聚趨勢(shì)生成不希望的最終物質(zhì)的“餅”。
亦由于氨與鈉的相對(duì)分子量，草甘膦酸鈉鹽組合物比相應(yīng)的草甘膦酸銨鹽組合物含較低濃度的活性草甘膦。此外，每磅鈉陽(yáng)離子成本遠(yuǎn)比得到的等量銨陽(yáng)離子成本高。因此，草甘膦酸鈉組合物比較起來(lái)缺點(diǎn)明顯。
如前所示，亦已知制造干燥草甘膦酸銨的一些固體/固體反應(yīng)方法。例如，上述法國(guó)公告2,692,439所述以草甘膦酸與碳酸氫銨反應(yīng)據(jù)信可產(chǎn)生干燥的草甘膦酸銨組合物。
然而，盡管已知方法使用碳酸氫銨，在此揭示的本發(fā)明仍構(gòu)成了制造干燥草甘膦酸銨的進(jìn)步。
例如，在實(shí)施涉及以固體N-膦?；谆拾匪崤c無(wú)水氨氣反應(yīng)的本發(fā)明時(shí)，已觀察到由碳酸氫銨衍生一磅銨陽(yáng)離子的成本比由氨氣得到等量相同陽(yáng)離子的成本昂貴幾倍。
在草甘膦酸銨的大規(guī)模商業(yè)制造中，象這種成本差異便可能單獨(dú)發(fā)生影響，支持這里揭示的使用無(wú)水氨氣作為銨陽(yáng)離子來(lái)源制造固體草甘膦酸銨成為有效的方法。
這里使用的名詞“固體”及/或“干燥”表示制劑具有指定形狀與體積及抗變形的物理狀態(tài)。固體可為片、屑、粒、粉等形式。此外，應(yīng)了解固體制劑可繼而溶解于適當(dāng)?shù)南♂寗?，通常和?yōu)選為水，并通過(guò)噴射或其它常規(guī)方法應(yīng)用于需要植物調(diào)節(jié)或滅絕的場(chǎng)所。
從技術(shù)觀點(diǎn)看，幾乎不知道有象這里揭示的方法中敘述的關(guān)于氨氣的使用。若把這一點(diǎn)與本發(fā)明的安全的成本有效的及技術(shù)簡(jiǎn)單的氨氣方法一塊考慮，那么得到的結(jié)果是沒(méi)有預(yù)料到的。
氨氣與草甘膦酸制造草甘膦酸銨的反應(yīng)，可能是最不昂貴及最直接可能的化學(xué)途徑。這是因?yàn)樵摲磻?yīng)包括豐富與相對(duì)不昂貴氨氣作為最基本的反應(yīng)物，它以簡(jiǎn)單的加成方法與草甘膦酸反應(yīng)。此外，因?yàn)榉磻?yīng)的化學(xué)如此簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生可使反應(yīng)復(fù)雜化的水一類的副產(chǎn)物，象草甘膦酸與氫氧化銨反應(yīng)中的情形那樣需要去除這類副產(chǎn)物。然而，僅管本發(fā)明方法之明顯優(yōu)點(diǎn)，已觀察到發(fā)生于N-膦?；谆拾匪崤c無(wú)水氨氣間的反應(yīng)一般高度放熱。因此，實(shí)施本發(fā)明時(shí)，克服之主要因素涉及自反應(yīng)容器轉(zhuǎn)移熱量。若反應(yīng)系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)移低而且難以控制，那么形成的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)常為不希望的“團(tuán)狀”內(nèi)聚性塊及/或“玻狀”固體反應(yīng)塊，這就使得難以持續(xù)反應(yīng)。此外，這類產(chǎn)物不適于用作為最終產(chǎn)物，并且不與用于進(jìn)一步處理的常規(guī)制劑裝置相容。
因?yàn)闊徂D(zhuǎn)移在氨氣與草甘膦酸的反應(yīng)中扮演如此重要角色，所以發(fā)生發(fā)應(yīng)的反應(yīng)器以肯定高程度不妨礙從反應(yīng)器將熱轉(zhuǎn)移走的方式來(lái)設(shè)計(jì)就非常重要。
按這種考慮，非常希望混合裝置/反應(yīng)器的混合組件(即，推進(jìn)器)之邊緣與反應(yīng)器內(nèi)壁間具有理想的接近寬限度。此乃因?yàn)椋诜磻?yīng)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物料/產(chǎn)物有粘附于反應(yīng)器內(nèi)壁的趨勢(shì)。若推進(jìn)器與壁之間之寬限度未接近到推進(jìn)器可連續(xù)地自壁刮取產(chǎn)物，那么反應(yīng)物料/產(chǎn)物將沿反應(yīng)器內(nèi)壁形成玻狀固體襯里即使這類玻狀產(chǎn)物僅沿反應(yīng)器壁形成一薄層，也可以起到反應(yīng)器內(nèi)部的絕熱阻隔作用，降低熱轉(zhuǎn)移能力，并且破壞已有熱轉(zhuǎn)移裝置的作用。
這種情形和與此相聯(lián)系形成的玻狀固體產(chǎn)物完全異于本發(fā)明的方法，本發(fā)明的方法允許非常希望的特別適于進(jìn)一步調(diào)制的自由流動(dòng)粉化產(chǎn)物的形成。
因此，按照在此揭示的新穎方法，依照此方法控制草甘膦酸與無(wú)水氨氣間反應(yīng)的方法與程度，在保證固體、自由流動(dòng)(即，未結(jié)塊)與水溶性/可分散草甘膦酸銨產(chǎn)物的產(chǎn)生方面非常重要，該產(chǎn)物為本發(fā)明的特征。
依照本發(fā)明的方法，反應(yīng)物以實(shí)質(zhì)上肯定草甘膦濕塊內(nèi)的氨氣均勻分散的方式結(jié)合，通過(guò)各種處理變數(shù)包括加氨氣的速度和通過(guò)使用此領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的諸如在反應(yīng)器周?chē)b循環(huán)水套及/或反應(yīng)器推進(jìn)器而小心地監(jiān)測(cè)與控制反應(yīng)溫度，使得產(chǎn)生自由流動(dòng)、易于處理的粉狀產(chǎn)物。按照本發(fā)明方法，不僅允許在常規(guī)裝置或?qū)ρb置稍微修改進(jìn)行處理，亦產(chǎn)生可用以制造高度負(fù)載輔料的干燥草甘膦產(chǎn)物的草甘膦酸銨粉末。
和其它事情一道，本發(fā)明人已測(cè)定草甘膦酸起始物質(zhì)的相對(duì)水份含量為本發(fā)明之重要方面。
實(shí)施本發(fā)明所需的氨氣量等于中和約95～105％酸所需的量，可通過(guò)熟悉此技術(shù)的人員已知的常規(guī)分析方法測(cè)定，如用pH測(cè)量。
依照本發(fā)明的方法，將含大約12重量％及不少于大約3重量％水份的草甘膦酸濕塊裝入諸如常規(guī)摻合或混合器中，優(yōu)選為具有與反應(yīng)器/混合器內(nèi)壁達(dá)到接近寬限度的推進(jìn)器的適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器系統(tǒng)中，具有較高水份含量的草甘膦組合物亦可用于本發(fā)明的方法，雖然優(yōu)選為這類組合物首先干燥使水份含量減至優(yōu)選的范圍內(nèi)。
視情形而定，可加入預(yù)先測(cè)定量的亞硫酸鈉到草甘膦酸中以防止可能形成亞硝基胺。雖然加亞硫酸鈉對(duì)于實(shí)施本發(fā)明并非必要，而且也不影響草甘膦酸與氨氣間的反應(yīng)，但一些政府條規(guī)要求這類性質(zhì)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)物亞硝基胺含量低于1ppm。經(jīng)驗(yàn)顯示，要防止不可接受含量的亞硝胺的存在，加入的亞硫酸鈉的有效范圍為干燥終產(chǎn)物重量的大約0.2至大約1.0％。
一旦草甘膦濕塊與視情形而定的亞硫酸鈉已裝于反應(yīng)器/混合器中，在攪拌與摻合濕塊時(shí)，化學(xué)計(jì)量當(dāng)量的無(wú)水氨氣就應(yīng)直接進(jìn)料至反應(yīng)器中。因?yàn)榉磻?yīng)為放熱性，所以諸如循環(huán)冷水套或熟悉此技術(shù)的人員已知的其它裝置一類的適當(dāng)?shù)臒徂D(zhuǎn)移裝置應(yīng)裝置于反應(yīng)器系統(tǒng)，以便促進(jìn)熱轉(zhuǎn)移而對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度提供一些控制。
在加氨氣的整個(gè)步驟中，控制包括加氨氣速率與反應(yīng)溫度一類的各種處理變數(shù)，使生成自由流動(dòng)、易于處理及高吸收性粉狀草甘膦酸銨產(chǎn)物。
如所了解，此新穎方法可使用常規(guī)裝置且易于實(shí)施，優(yōu)選設(shè)計(jì)為實(shí)質(zhì)上自動(dòng)清洗型，然而，不是這樣設(shè)計(jì)的其它裝置亦可使用，只是這時(shí)可能諸如間斷式的人工刮取樣品等手段必須與該此方法配套，以便保持反應(yīng)器的熱轉(zhuǎn)移表面清潔及無(wú)產(chǎn)物累積。除非提供這種手段，連續(xù)處理，否則反應(yīng)物料/產(chǎn)物在反應(yīng)器內(nèi)壁便形成絕熱層，妨礙熱轉(zhuǎn)移并導(dǎo)致反應(yīng)溫度不可控制，使產(chǎn)物過(guò)熱而破壞其所需特微。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，加氨氣到摻合器中與草甘膦酸反應(yīng)的方式為本發(fā)明的非常重要的方面。依照本發(fā)明，氨氣應(yīng)以確保氣體與草甘膦酸實(shí)質(zhì)上完全與均勻分散的方法引到反應(yīng)器中。本發(fā)明的方案按如下方式實(shí)行，當(dāng)攪拌酸及引入氣體時(shí)，若氨氣引入反應(yīng)器的入口孔以確保足量酸接觸氣體方式安置，以便形成作為氨氣與草甘膦酸均勻地反應(yīng)的結(jié)果的反應(yīng)物料/產(chǎn)物。氨氣入口不當(dāng)安置易于生成入口的污塞及/或不希望的“團(tuán)狀”內(nèi)聚塊或固體玻狀產(chǎn)物。例如若反應(yīng)器入口僅允許氨氣與少量、局部草甘膦酸反應(yīng)，則易于形成“熱點(diǎn)”，由此來(lái)自放熱反應(yīng)的過(guò)量局部熱累積會(huì)使局部反應(yīng)物料過(guò)熱。此現(xiàn)象不僅污染此時(shí)產(chǎn)生的全部產(chǎn)物，亦可能阻塞氣體入口，而引起對(duì)處理裝置之物理?yè)p壞的可能性，及產(chǎn)生氨氣散逸之可能性。
除了確定的其它處理變數(shù)外，已經(jīng)確定，反應(yīng)物料溫度，至少部分地，是氨氣加到反應(yīng)中的速率的函數(shù)。從這點(diǎn)考慮，已確定，為了使有效產(chǎn)物生成最多，希望將反應(yīng)物料溫度維持在大約60℃或更低。
在所公開(kāi)與所述的處理?xiàng)l件下，氨氣與草甘膦酸直接反應(yīng)生成非常希望的草甘膦酸銨產(chǎn)物，該產(chǎn)物可進(jìn)一步加工，以吸收/吸附出乎意料高水平輔料。設(shè)計(jì)包括混合器/反應(yīng)器構(gòu)型、起始草甘膦酸相對(duì)水份含量、氨氣加到反應(yīng)中的速率與方式、及促進(jìn)熱從反應(yīng)器容器轉(zhuǎn)移的各種方法等條件，都是為控制反應(yīng)物料溫度，繼而確保得到適于進(jìn)一步處理的可操作粉狀產(chǎn)物。
若許多處理變數(shù)超出本發(fā)明要求范圍，則會(huì)負(fù)面地影響由本發(fā)明方法所得的優(yōu)點(diǎn)。例如，如果讓反應(yīng)物料溫度升至高于約60℃，那么反應(yīng)物料/產(chǎn)物的質(zhì)量就會(huì)實(shí)質(zhì)性退化。
以下實(shí)施例描述了依照這里敘述的方法制造本發(fā)明的組合物的過(guò)程。
所有百分比都是基于重量計(jì)算，除非另有明確地指示。實(shí)施例1在包含裝有橫向流動(dòng)混合工具、高速切片器、與含循環(huán)冷水的水套的300公升不銹鋼水平混合器/反應(yīng)器的工廠規(guī)模反應(yīng)器系統(tǒng)中，將94.6磅水份測(cè)定含量大約7.4重量％的、標(biāo)準(zhǔn)級(jí)N-膦酰基甲基甘胺酸“濕塊”裝于混合器/發(fā)應(yīng)器中，在此立即混合。
一旦所有之濕塊沈積于混合器，0.4磅固體無(wú)水亞硫酸鈉視情形亦裝于混合器中，并與濕塊摻合。
濕塊與亞硫酸鈉的摻合物然后在混合器/反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)一段時(shí)間，使足以得到實(shí)質(zhì)上均勻混合物。
然后經(jīng)由在混合器/反應(yīng)器中央配置，可接觸最大體積的摻合物的入口，將8.65磅無(wú)水氨氣以約0.2磅/分鐘的速率引入到反應(yīng)器中，并且直接與草甘膦酸摻合物反應(yīng)。溫度探針置于反應(yīng)器內(nèi)以監(jiān)測(cè)接著發(fā)生的放熱酸-堿反應(yīng)的溫度。部分地通過(guò)相關(guān)建立的加氨氣的速率，維持反應(yīng)物料溫度不超過(guò)60℃。
一旦得到最終產(chǎn)物，則將產(chǎn)物在真空烤箱中于50℃真空干燥。干燥產(chǎn)物然后以裝有40目篩的錘磨機(jī)研磨。生成的終產(chǎn)物的水份含量不大于1.0重量％。
由包括94.6磅草甘膦酸(即，含7.4％LOD的“濕塊”)與8.65磅無(wú)水氨氣的原始反應(yīng)物，得到理論產(chǎn)率97磅含有約1.0重量％殘余水份的干燥、粉狀草甘膦酸銨產(chǎn)物。
按以上實(shí)施例得到的產(chǎn)物已證實(shí)具有優(yōu)異的儲(chǔ)存與穩(wěn)定特征。事實(shí)上，已證明適當(dāng)儲(chǔ)存時(shí)，例如，在密封的聚乙烯袋中儲(chǔ)存，產(chǎn)物實(shí)際儲(chǔ)存6個(gè)月后不降解或不結(jié)塊。
如以上所部分詳細(xì)討論的那樣，依照本發(fā)明的新穎方法制造的粉狀反應(yīng)物料/產(chǎn)物特別適于進(jìn)一步加工以吸收/吸附高水平輔料。
從組合的角度講本發(fā)明的相對(duì)簡(jiǎn)易性、在常規(guī)設(shè)備中或稍微修改的常規(guī)設(shè)備中可實(shí)施的能力、及由氨氣供給銨陽(yáng)離子的相對(duì)低的成本，被認(rèn)為對(duì)粉狀反應(yīng)物料/產(chǎn)物吸收/吸附高水平輔料的能力非常重要。
雖然特定輔料或輔料組合的選擇容易由熟悉此技術(shù)人員決定而無(wú)需額外的實(shí)驗(yàn)，但下示實(shí)施例2描述了裝載表面活性劑時(shí)，粉狀反應(yīng)物料/產(chǎn)物的出乎意料的吸附能力。實(shí)施例2用實(shí)施例1描述的方法形成的粉狀反應(yīng)物料/產(chǎn)物可用于制造含至少可高達(dá)約20重量％高含量表面活性劑的草甘膦酸銨干燥制劑。
為了制造這類高負(fù)載產(chǎn)物，將16千克粉狀反應(yīng)物料/產(chǎn)物在FujiPaudal一類有套分批捏合器中，外套循環(huán)水溫為約80℃，與4千克聚氧乙烯烷胺表面活性劑及1.4千克水摻合約10分鐘。形成的團(tuán)然后擠制，例如，在裝有具有約1毫米直徑孔篩的Fuji Paudal雙螺擠制器中擠制。得到的擠制物由分離的“通心面狀”“短面條”組成，這種短面條不粘在一起而且易于方便地干燥，例如，在Fitz-Aire流體床干燥器中干燥，而不形成不希望的大塊。
本發(fā)明的干燥草甘膦酸銨除草劑當(dāng)依次溶解或分散于適當(dāng)稀釋劑中，優(yōu)選為水，并通過(guò)噴射或其它常規(guī)方法應(yīng)用于目標(biāo)植物場(chǎng)所時(shí)是有效的。
權(quán)利要求
1.一種制備植毒性草甘膦酸銨的方法，該方法包括將無(wú)水氨氣引入草甘膦酸介質(zhì)，使所進(jìn)氣體與所述酸以均勻地分散的方式，以及以從所述反應(yīng)最優(yōu)化轉(zhuǎn)移熱量的方式反應(yīng)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述草甘膦酸的水分含量至多達(dá)約12重量％。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述草甘膦酸的水分含量至多可達(dá)約20重量％，在此情形下，在與所述氨氣反應(yīng)之前，首先干燥使所述水份含量降低到至多達(dá)約12重量％。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述草甘膦酸的水分含量不少于約3重量％。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述草甘膦酸具有的水分含量最高為約12重量％，但是不低于約3重量％。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)在實(shí)質(zhì)上自動(dòng)清潔的常規(guī)混合器中進(jìn)行。
7.權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)所述反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物料/產(chǎn)物溫度維持在約60℃，并且至少部分通過(guò)調(diào)整所述氨氣與所述酸反應(yīng)速率來(lái)控制。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)在實(shí)質(zhì)上自動(dòng)清潔的常規(guī)混合器/反應(yīng)器中進(jìn)行，而且其中通過(guò)所述反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物料/產(chǎn)物的溫度維持在大約60℃，并且至少部分通過(guò)確保該反應(yīng)器內(nèi)壁無(wú)產(chǎn)物累積而控制。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)在實(shí)質(zhì)上自動(dòng)清潔的常規(guī)混合器/反應(yīng)器中進(jìn)行，而且其中通過(guò)所述反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物料/產(chǎn)物的溫度維持于約60℃，并且至少部分通過(guò)兩種或多種處理變數(shù)的組合對(duì)溫度加以控制，所述變數(shù)包括裝設(shè)對(duì)所述混合器/反應(yīng)器熱轉(zhuǎn)移有利的循環(huán)水套或其它已知常規(guī)裝置、調(diào)節(jié)所述氨氣與所述酸的反應(yīng)速率以維持所述溫度、及確保所述反應(yīng)器的內(nèi)壁無(wú)產(chǎn)物累積。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述氨氣與所述酸以實(shí)質(zhì)上等化學(xué)計(jì)量的量反應(yīng)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述氨氣的所需量等于足以中和大約95至約105％所述酸的量。
12.權(quán)利要求6的方法，其中所述草甘膦酸的含水量最高為大約12重量％但是不小于大約3重量％，而且其中由所述反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物料/產(chǎn)物的溫度維持于約60℃，并且至少部分通過(guò)調(diào)整所述氨氣與所述酸的反應(yīng)速率來(lái)控制。
13.權(quán)利要求6的方法，其中所述草甘膦酸的含水量最高為大約12重量％但是不小于大約3重量％，而且其中由所述反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物料/產(chǎn)物的溫度維持于約60℃，并且至少部分通過(guò)確保所述反應(yīng)器內(nèi)壁無(wú)產(chǎn)物累積來(lái)控制。
14.權(quán)利要求9的方法，其中所述處理變數(shù)的組合進(jìn)一步包括在所述混合器/反應(yīng)器裝設(shè)有利于熱轉(zhuǎn)移的循環(huán)水套或其它常規(guī)已知裝置。
15.一種制備可高度負(fù)載輔料的干燥草甘膦酸銨的方法，該法包含以下步驟(a)在實(shí)質(zhì)上自動(dòng)清潔的混合器/反應(yīng)器中裝入定量的草甘膦酸濕塊(b)將定量的無(wú)水氨氣引入到所述反應(yīng)器中，以便引起所述氣體與所述酸間的反應(yīng)及(c)以維持所述溫度約60℃的所需水平的方式，控制通過(guò)所述反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)物料/產(chǎn)物的溫度。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述草甘膦酸濕塊的水分含量至少為約3重量％及至多達(dá)約12重量％，而且其中所述氣體與所述酸以實(shí)質(zhì)上等化學(xué)計(jì)量的量反應(yīng)。
17.權(quán)利要求15的方法，其中控制所述反應(yīng)物料/產(chǎn)物的所述溫度的步驟進(jìn)一步包括調(diào)整所述氨氣引入速率，以維持所述溫度于所述的所需水平。
18.權(quán)利要求15的方法，其中控制所述反應(yīng)物料/產(chǎn)物的所述溫度的步驟進(jìn)一步包括在所述混合器/反應(yīng)器裝設(shè)有利于熱轉(zhuǎn)移的循環(huán)水套或其它常規(guī)已知裝置。
19.權(quán)利要求15的方法，其中控制所述反應(yīng)物料/產(chǎn)物的所述溫度的步驟進(jìn)一步包括在所述混合器/反應(yīng)器上裝設(shè)有利于熱轉(zhuǎn)移的循環(huán)水套或其它常規(guī)已知裝置、調(diào)整引入所述氨氣的速率以維持所述溫度于所述的所需水平、及/或確保所述反應(yīng)器內(nèi)壁無(wú)產(chǎn)物累積，可以是二種或多種步驟的任意組合。
20.權(quán)利要求15的方法，其中引入所述氨氣的步驟進(jìn)一步包括在所述反應(yīng)時(shí)確保所述酸均勻地分散所述氣體的方法。
全文摘要
“濕塊”形式的固體N－膦?；谆拾匪峄虿莞熟⑺嵫b載于適當(dāng)?shù)幕旌掀?反應(yīng)器?；瘜W(xué)計(jì)量當(dāng)量的無(wú)水氨氣進(jìn)料至混合器,以便在混合器內(nèi)攪拌時(shí)與草甘膦酸直接反應(yīng)。將含循環(huán)水的水夾套或熟悉此技術(shù)的人員已知的其他適當(dāng)有利熱傳遞的裝置裝于混合器上,以從反應(yīng)器去除放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱,草甘膦濕塊的水分含量,混合器的設(shè)計(jì),包括反應(yīng)器內(nèi)壁與推進(jìn)器間優(yōu)選接近的寬限度關(guān)系、與混合器/反應(yīng)器的氨氣入口的相對(duì)位置、以及約60℃或低于60℃的反應(yīng)溫度的維持,均為重要之處理變數(shù)。這樣產(chǎn)生的草甘膦酸銨為適于作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或作為除草劑最終使用而無(wú)需進(jìn)一步處理的高度吸收性的水溶性粉末。然而,由于反應(yīng)產(chǎn)物高度吸收的特征,特別適于進(jìn)一步加工以便吸收/吸附出乎意料高水平輔料,如濕潤(rùn)劑、防沫劑、及特別是表面活性劑。
文檔編號(hào)A01N57/20GK1192742SQ96196133
公開(kāi)日1998年9月9日 申請(qǐng)日期1996年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月7日
發(fā)明者T·M·戴, J·L·吉勒斯皮, R·M·克拉梅爾 申請(qǐng)人:孟山都公司