一種硝基胍連續(xù)合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種合成硝基胍的方法,特別是涉及一種連續(xù)化合成硝基胍的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硝基胍是一種有機(jī)合成原料,在農(nóng)藥上作為R比蟲啉、啶蟲脒的中間體,用于合成下一步中間體N-硝基亞氨基咪唑烷,此外,它經(jīng)還原可以制氨基胍,用于合成心絞痛藥物樂可安等,也可用于炸藥和無煙水藥的配制。用于有機(jī)合成,制備氨基胍、藥物樂可安等。也可用于炸藥和無煙火藥的配制,是硝化纖維火藥、硝化甘油火藥以及二甘醇二硝酸酯的摻和劑、固體火箭推進(jìn)劑的重要組分。
[0003]濃硫酸法生產(chǎn)硝基胍的生產(chǎn)方法相對簡單,國內(nèi)外多數(shù)企業(yè)采用這種方法生產(chǎn)硝基胍。以純度92%以上的硝酸胍為原料,使之與92%以上的工業(yè)硫酸按1:2.5?3(硝酸胍為I)的投料比在O?20°C反應(yīng),可得硝酸胍,收率80?85%。文獻(xiàn)報道的均為間歇法,即直接在反應(yīng)瓶或釜中進(jìn)行。反應(yīng)完成后以冰水稀釋,過濾,濾餅以水重結(jié)晶得純品。
[0004]方法特點:該方法不需高溫或高壓條件,且污染相對較小,但對溫度控制要求較高,放大效應(yīng)明顯,物料累積,容易帶來安全隱患;其次是采用間歇法生產(chǎn),其加料、卸料等處理時間長,反應(yīng)釜體積龐大,需要占用較大的廠房等。
[0005]目前也有通過對濃硫酸和硝酸胍連續(xù)流入微通道的方式制備硝基胍,但是因為其物料的流速和反應(yīng)的停留時間過小,最終的綜合收率只能維持在80?85%,不能使綜合收率達(dá)到85%以上,成品含量達(dá)不到98%以上。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題,提供了一種連續(xù)化合成硝基胍的方法,是通過如下步驟來實現(xiàn)的:
[0007]S1.以硝酸胍和濃硫酸為原料,按照1:2的摩爾比例,加入第一級合成釜,控制所述第一級合成釜的溫度為50°C,保溫一小時后,開始混合反應(yīng)。同時控制硝酸胍和濃硫酸分別以流速^和V 2連續(xù)投料的形式,進(jìn)入所述第一級合成釜,控制所述第一級合成釜溫度為T1,物料的反應(yīng)停留時間為h,使?jié)饬蛩崤c硝酸胍反應(yīng);
[0008]S2.所述第一級合成釜里的物料反應(yīng)后,從所述第一級合成釜側(cè)面的開口溢流進(jìn)入第二級反應(yīng)釜,控制所述第二級反應(yīng)釜溫度為T2,物料的反應(yīng)停留時間為t2,使?jié)饬蛩崤c硝酸胍繼續(xù)反應(yīng);
[0009]S3、所述第二級合成釜里的物料反應(yīng)后,從所述第二級合成釜側(cè)面的開口溢流進(jìn)入冰解釜,同時加入與溢流流入所述冰解釜的物料等摩爾比例的冰解水,并以一定流速V3流入所述冰解釜,控制所述冰解釜的反應(yīng)溫度為T3,物料的冷卻停留時間為t3,使物料充分冷卻;
[0010]S4O冰解后的物料從所述冰解釜側(cè)面的開口溢流進(jìn)入至離心機(jī)離心包裝成品。
[0011]其中三個反應(yīng)釜為側(cè)面開口的反應(yīng)釜串聯(lián)而成,反應(yīng)釜的容積根據(jù)反應(yīng)物料的流速和停留的時間確定。
[0012]優(yōu)選的,硝酸胍流速力為120g/h—240g/h,濃硫酸流速v 2為180g/h—396g/h,冰解水流速 V3為 900g/h—1584g/h。
[0013]優(yōu)選的,第一級合成釜溫度為T1= 450C -55°C,物料在所述第一級合成釜平均停留時間為ti= 2h—2.5ho
[0014]優(yōu)選的,第二級合成釜溫度為T2= 480C -52°C,物料在所述第二級合成釜平均停留時間為t2= 2h—2.5h.
[0015]優(yōu)選的,冰解釜溫度為T3= 30°C,物料的冷卻停留時間為13= 2h—2.5h。進(jìn)一步的投料反應(yīng)為連續(xù)24小時進(jìn)行投料反應(yīng),取樣分析成品含量為為98.0%——98.5%,綜合收率為為85%——95%。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1.本發(fā)明提供了一種連續(xù)化合成硝基胍的方法,通過對物料流量、反應(yīng)的溫度和停留時間的控制,顯著提高了產(chǎn)物的含量和收率,分別達(dá)到98%以上和85%以上。
[0018]2.本發(fā)明中,各反應(yīng)釜通過串聯(lián),物料全程為連續(xù)流反應(yīng),避免了常規(guī)間歇反應(yīng)中需要額外配置裝置和轉(zhuǎn)移中出現(xiàn)的泄露,反應(yīng)過程產(chǎn)生的尾氣通過連續(xù)吸收,實現(xiàn)無三廢,環(huán)保安全,操作強(qiáng)度大大減輕,生產(chǎn)效率大大提高。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,將通過以下以實施例方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明,這些實施例的內(nèi)容并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍加以限制;
[0020]實施例1
[0021 ] 在裝有溫度計、攪拌、加料漏斗500ml —級合成釜中,分別加入240g硝酸胍(1.8mol)、360g濃硫酸(3.6mol),在50°C保溫I小時,保溫結(jié)束后,開始進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)。通過I個小型的螺桿加料機(jī),控制加料速度硝酸胍240g/h,通過小型計量栗,控制濃硫酸流量340g/h平穩(wěn)均勻的加入一級合成釜中,控制500ml —級合成釜內(nèi)的溫度在50±5°C。控制物料在一級合成釜的停留時間為2h,溶解的物料從一級合成釜側(cè)面的開口溢流進(jìn)入500m二級反應(yīng)釜,控制二級反應(yīng)釜溫度為50±2°C。控制物料在二級合成釜的停留時間為2h,二級反應(yīng)后的物料從側(cè)面的開口溢流進(jìn)入500ml冰解釜;控制冰解釜溫度為30°C,冰解水通過計量栗計量為1368g/h,二級反應(yīng)后的物料從側(cè)面的開口溢流進(jìn)入微型的離心機(jī)離心包裝成品。連續(xù)投料反應(yīng)24小時,取樣分析平均含量達(dá)到98.4%,綜合收率高達(dá)89.6%。
[0022]實施例2
[0023]在裝有溫度計、攪拌、加料漏斗500ml —級合成釜中,分別加入240g硝酸胍(1.8mol)、360g濃硫酸(3.6mol),在50°C保溫I小時,保溫結(jié)束后,開始進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)。通過I個小型的螺桿加料機(jī),控制加料速度硝酸胍240g/h,通過小型計量栗,控制濃硫酸流量396g/h平穩(wěn)均勻的加入一級合成釜中,控制500ml —級合成釜內(nèi)的溫度在50±5°C??刂莆锪显谝患壓铣筛耐A魰r間為2h,溶解的物料從一級合成釜側(cè)面的開口溢流進(jìn)入500m二級反應(yīng)釜,控制二級反應(yīng)釜溫度為50±2°C。控制物料在二級合成釜的停留時間為2h,二級反應(yīng)后的物料從側(cè)面的開口溢流進(jìn)入500ml冰解釜;控制冰解釜溫度為30°C,冰解水通過計量栗計量為