Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО АММОНИЙ-ГЛИФОСАТА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО АММОНИЙ-ГЛИФОСАТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО АММОНИЙ-ГЛИФОСАТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Описывается способ получения сухого аммоний-глифосата, включающий введение безводного газообразного аммиака в среду, содержащую глифосат-кислоту в виде влажной лепешки, при поддержании температуры, не превышающей примерно 60°С, и проведении реакции таким образом, чтобы газ равномерно диспергировал в кислоте, и оптимизировании отвода тепла из реакции. Полученный таким образом аммоний-глифосат является растворимым в воде порошком с высокой сорбционной способностью, пригодным для окончательного использования в качестве регулятора роста растений или гербицида без дальнейшей переработки. Благодаря высоким сорбционным свойствам продукта реакции, он, однако, особенно пригоден для дальнейшего рецептурирования для абсорбции/адсорбции адъювантов, таких как смачиватели, пеноподавители и особенно поверхностно-активные вещества, в исключительно высоких концентрациях. 2 с. и 18 з.п.ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2164518
Класс(ы) патента: C07F9/38
Номер заявки: 98100186/04
Дата подачи заявки: 05.03.1996
Дата публикации: 27.03.2001
Заявитель(и): МОНСАНТО КОМПАНИ (US)
Автор(ы): Томас МакКабе ДЭЙ (US); Джейн Лаура ДЖИЛЛСПАЙ (US); Ричард Мелвин КРАМЕР (US)
Патентообладатель(и): МОНСАНТО КОМПАНИ (US)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к сухой неслеживающейся гербицидной композиции и способу ее получения.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения аммонийной соли гербицида глифосат (далее - аммоний-глифосат) путем непосредственного взаимодействия газообразного аммиака с глифосат-кислотой. Продукт реакции быстро и полностью растворяется в воде и может быть использован для получения сильно насыщенных содержащих адъювант сухих композиций глифосата.
Описание уровня техники
N-фосфонометилглицин [HOOCCH2NH CH2PO(ОН)2] , который обычно называют глифосат-кислотой или просто глифосатом, хорошо известен как высокоэффективный гербицид. Известно также, что глифосат, являясь органической кислотой, имеет относительно низкую растворимость в воде. Поэтому его обычно готовят в виде водорастворимой соли, в частности в виде соли моноизопропиламина (ИПА), для борьбы с сорняками или растениями, Глифосат в виде водного концентрата в форме его соли ИПА продается на рынке фирмой Монсанто, США (Monsanto) под зарегистрированным товарным знаком Раундап (RoundupR).
Различные соли глифосата, способы получения его солей, препаративные формы и способы применения для борьбы с сорняками и растениями раскрыты в патентах США N 3799758 и 4405531, выданных Joyn Е. Franz 26 марта 1974 и 20 сентября 1993 соответственно. Другие патенты США, которые раскрывают соли глифосата, включают патент США N 4315765, выданный George В. Large 16 февраля 1982, США N 4507250, выданный lzak Bakel 26 марта 1985, США N 4397676, выданный lzak Bakel 9 августа 1983, США N 4481026, выданный Michael P.Prisbylla б ноября 1984, США N 4140513, выданный Erhard J. Prill 20 февраля 1979. Все упомянутые выше патенты, во всей их полноте, включены здесь ссылкой.
Гербицид под названием Раундап продается в виде водорастворимого жидкого концентрата. Однако в последнее время были сделаны попытки разработать растворимый в воде сухой/твердый препарат глифосата, который имел бы эффективность, эквивалентную Раундапу.
Причины, лежащие в основе этих попыток, заключаются в желательном снижении издержек в связи с упаковкой, транспортировкой и хранением твердого препарата по сравнению с жидким. Водные концентраты содержат значительное количество растворителя, которое увеличивает размер и вес упаковочных контейнеров, а также затраты на доставку готового продукта на рынок.
Менее очевидная выгода также заключается в преимуществе получения растворимого в воде сухого глифосата. А именно, предполагается, что гранулированный препарат обеспечит превосходные эксплуатационные характеристики (например, контролируемые потери) и станет более легким и удобным для транспортировки (и часто ручной переноски), что делает продукт более удобным для использования в географически удаленных районах.
Производство гранулированного глифосата, однако, влечет за собой преодоление свойственных ему недостатков, относящихся, главным образом, к повышенным производственным затратам и относительной сложности приготовления смеси твердого продукта из комбинации газообразных и твердых реагентов, по сравнению с получением продукта в растворе из тех же реагентов.
Известны различные способы приготовления твердой растворимой в воде композиции, содержащей соль глифосата. Например, в патенте США N 5047079 от 10 сентября 1991 описан способ получения фитотоксичной композиции, содержащий смешивание изопропиламина с расплавленным поверхностно-активным веществом для получения матрицы, причем поверхностно-активное вещество является твердым при окружающих температурах.
В патенте США N 5070197 от 3 декабря 1991, Chin и др., описан экструзионный способ, при котором кислоту Бронстеда, например N-фосфонометилглицин, тщательно смешивают в экструдере с гидроксидом натрия, чтобы получить гранулированный экструдат, имеющий остаточное содержание влаги не более чем 10%. Другой способ, включающий производство сухой композиции из натриевой соли глифосата, хотя и без экструзии, описан в международной публикации WO 87/04595.
В патенте США N 5266553, который выдан 30 ноября 1993 Champion и др., описан способ получения сухой растворимой в воде соли бентазона или гербицида, содержащего функциональную группу карбоновой кислоты, который предусматривает повторяющуюся обработку соли нейтрализующим основанием, выбранным из группы, состоящей из аммиака, алкиламина, гидроксиалкиламина, щелочной соли щелочного металла и их комбинаций.
В опубликованном французском патенте N 2692439 от 19 мая 1993, права на который переданы фирме Productos Osa SACIFIA, описан, в основном, фитотоксичный препарат, содержащий моноаммонийную соль N -фосфонометилглицина в виде порошка или гранул в смеси со смачивателем, поверхностно-активным веществом и/или распыленной добавкой. Согласно примерам, приведенным в ссылке, соль моноаммония получают реакцией глифосат-кислоты с бикарбонатом аммония.
Патент США N 5324708 от 28 июня 1994 (Moreno и др.) описывает композицию и относящиеся к ней способы получения и применения негигроскопичной моноаммонийной соли глифосата, такой как моноизопропиламмонийная соль N-(фосфонометил)-глицин и моноизопропиламмонийная соль (3-амино-3-карбоксипропил)-метанфосфоновой кислоты в виде сухого порошка.
В опубликованной заявке PCT N WO 94/10844 от 26 мая 1994 описана сухая композиция глифосата, в которой N-фосфонометилглицин смешивают, среди прочего, с неорганическим или органическим неедким материалом основного характера, таким как фосфат диаммония или основная соль гуанидина, такая как ацетат гуанидиния.
Опубликованная заявка EPO N 0394211 от 24 октября 1990 описывает изобретение, содержащее сухую пестицидную композицию и относящиеся к ней способы применения и получения. Более конкретно, изобретение относится к композиции улучшенной растворимости, которая достигается добавлением эффективного количества кремнийорганического блок-сополимера или фторуглеродного смачивателя.
В Международной публикации N WO 90/07275 от 12 июля 1990 описано изобретение, которое относится к получению гранулированной растворимой в воде композиции глифосата путем смешивания, гранулирования в тарельчатом грануляторе, сушки, распыления и экструзии.
В опубликованной заявке PCT N WO 92/12637 от 6 августа 1992 описано изобретение, относящееся к сухой растворимой в воде композиции глифосата, содержащей по существу непрореагировавший глифосат, акцептор кислоты, такой как ацетат натрия, и жидкое или твердое поверхностно-активное вещество.
Приведенный уровень техники показывает, что значительные усилия были направлены на составление рецептур и соответствующие способы получения и применения сухих производных глифосата. Однако ни одна из вышеуказанных ссылок не раскрывает непосредственного и практического способа получения сухой вододиспергируемой и водорастворимой негигроскопичной композиции с аммоний-глифосатом, которая способна абсорбировать/адсорбировать исключительно высокие концентрации адъювантов, путем взаимодействия твердого N-фосфонометилглицина с относительно недорогим и имеющимся в достатке газообразным аммиаком.
В результате известная технология и создает потребность в настоящем изобретении, с помощью которого достигаются поставленные цели.
Краткое описание изобретения
Нерешенные потребности в этой области техники удовлетворяются настоящим изобретением, которое обеспечивает получение сухой гербицидной композиции на основе глифосат-аммония и новый способ ее получения, за счет чего недостатки, связанные с известными сухими композициями и относящимися к ним способами, которые обсуждались выше, преодолеваются путем до сих пор неизвестных и нераскрытых ограничений.
В соответствии с настоящим изобретением глифосат- кислоту в виде "влажной лепешки" с содержанием влаги приблизительно до 20 вес.% (т.е. потери при сушке или ПМС) загружают в подходящий реактор, например обычный смеситель. Когда в смесителе перемешивают влажную лепешку, ее нейтрализуют стехиометрическим количеством безводного газообразного аммиака, который вводят непосредственно в смеситель для реакции с влажной лепешкой.
Так как реакция является экзотермической, желательно использовать приспособления, облегчающие отвод тепла от системы реактора, такие как соответствующая водная рубашка вокруг смесителя или другие подходящие приспособления, известные в этой области, для того чтобы рассеивать тепло, образующееся при реакции, и тем самым частично регулировать температуру реакции. Дополнительно в этом отношении, доказано, что важными переменными способа являются конфигурация смесителя/реакционного сосуда и, особенно, детали для самоочистки и размещение впускного отверстия для газообразного аммиака. А также, температуру внутри реактора контролируют и регулируют так, чтобы она не превышала температуру около 60oC.
Кроме того, относительное влагосодержание влажной лепешки и скорость, с которой газообразный аммиак добавляют к реакционной смеси, среди прочих, являются факторами, которые влияют на управляемость реакционной массой. Поэтому важный аспект настоящего изобретения относится к способу, в котором учитываются все эти переменные параметры таким образом, чтобы можно было регулировать тепловой баланс и получать, таким образом, желательный продукт.
Композиция на основе аммоний-глифосата, полученная заявленным способом, находится в форме порошка, который пригоден для окончательного использования в качестве регулятора роста растений и/или гербицида.
Возможно более важно, однако, что система порошкообразная реакционная масса/продукт благодаря своим высоким сорбционным свойствам поддается дальнейшей переработке и рецептурированию для абсорбции/адсорбции исключительно высокой концентрации адъювантов, таких как смачиватели, пеноподавители и, особенно, поверхностно-активные вещества. Поэтому, при таком составлении рецептуры получают очень полезный и очень нужный наполненный адъювантом продукт, который является совершенно таким же хорошим и эффективным, как сравнимые продукты, полученные известными ранее способами, которые требуют более дорогостоящих исходных материалов.
Необязательно порошкообразный продукт реакции или наполненный адъювантом продукт может быть гранулирован для получения неслеживающегося и в основном непылевидного и растворимого в воде гербицида и/или регулятора роста растений на основе аммоний-глифосата.
Дополнительные необязательные процедуры могут быть проведены с использованием порошкообразного продукта реакции. Например, порошок может быть дополнительно измельчен и/или высушен перед упаковкой.
Значительные преимущества, достигаемые настоящим изобретением, заключаются в его относительной простоте и сравнительно низкой стоимости реагентов. Кроме того, способ является очень эффективным. Из-за того, что газообразный аммиак подвергают реакции непосредственно с твердой глифосат-кислотой с образованием порошка, исключается существенная проблема, связанная с выделением глифосат-аммония в твердой форме из раствора.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к новому способу осуществления реакции N-фосфонометилглицина (глифосат-кислоты) с безводным газообразным аммиаком для получения высококачественного порошка аммоний-глифосата, ключевого исходного материала, используемого для производства гранулированных и/или насыщенных поверхностно-активным веществом сухих композиций глифосата.
До сих пор неизвестен эффективный и практичный способ получения сухого порошка на основе аммоний-глифосата, пригодного для дальнейшей переработки для абсорбции/адсорбции исключительно высокой концентрации адъювантов, путем взаимодействия глифосат-кислоты и газообразного аммиака.
Вместо него разработаны различные альтернативные и менее выгодные способы, с помощью которых получают аммоний-глифосат, а также соли щелочных металлов, такие как натрий-глифосат, в сухой порошкообразной форме. Например, натрий-глифосат получают взаимодействием глифосат-кислоты с ацетатом натрия или экструдированием кислоты с гидроксидом натрия, как описано выше в опубликованной заявке PCT N WO 92/12637 и патенте США N 5070197 соответственно.
Гранулы и порошки натриевой соли глифосата, известные до настоящего времени, обеспечивают удовлетворительную сухую композицию глифосата. Однако по сравнению с композициями на основе аммоний-глифосата соль щелочного металла (натрия) обладает гигроскопичностью на несколько порядков выше и не устойчива против влажности окружающей среды. Поэтому натриевая соль глифосата считается более трудной и более дорогостоящей для переработки в сухую композицию, и, однажды полученные как таковые, эти композиции проявляют значительную тенденцию к агломерации, что выражается в нежелательном "слеживании" готового материала.
Также из-за относительных молекулярных масс аммиака и натрия композиции на основе натриевой соли глифосата имеют более низкую концентрацию активного глифосата, чем противопоставляемые им композиции из его аммонийной соли. К тому же, себестоимость на единицу продукции катиона натрия значительно выше, чем затраты на получение эквивалентного количества катиона аммония. Сравнительные недостатки композици натрий-глифосата являются, таким образом, очевидными.
Как отмечалось ранее, известны также некоторые твердофазные реакции типа тв. /тв. для получения сухого аммоний- глифосата. Предполагается, что взаимодействие бикарбоната аммония с глифосат-кислотой, например, как описано выше во французской публикации N 2692439, дает сухую композицию аммоний-глифосата.
Раскрытое в настоящей заявке изобретение, однако, устанавливает преимущество в технологии получения сухого аммоний-глифосата, не сопоставимое с известными способами, использующими бикарбонат аммония.
Например, при осуществлении на практике настоящего изобретения, которое включает взаимодействие безводного газообразного аммиака с твердым N-фосфонометилглицином, выявлено, что себестоимость единицы продукции при получении катиона аммония из бикарбоната аммония в несколько раз выше, чем себестоимость единицы продукции при получении эквивалентного количества того же катиона из газообразного аммиака.
При производстве аммоний-глифосата в промышленных масштабах только одни эти различия в издержках могут свидетельствовать в пользу эффективности описанного здесь способа получения твердого аммоний-глифосата с использованием безводного газообразного аммиака в качестве источника катиона аммония.
Используемые термины "твердый" и/или "сухой" обозначают физическое состояние, в котором препарат имеет конкретную форму и объем и сопротивляется деформации. Твердому веществу можно придать форму таблеток, чешуек, гранул, порошка и др. Далее следует понимать, что твердый препарат может быть впоследствии растворен в подходящем разбавителе, как правило и предпочтительно в воде, и нанесен путем распыления или другими методами на места, где желательно провести регулирование роста или уничтожение растений.
С технической точки зрения, почти совсем не известно об использовании газообразного аммиака в способах, аналогичных предложенному в настоящей заявке. Когда это рассматривается в совокупности с безопасностью, экономической эффективностью и технической простотой способа настоящего изобретения с использованием газообразного аммиака, полученные при этом результаты являются неожиданными.
Реакция газообразного аммиака с глифосат-кислотой с образованием аммонийной соли глифосата является, вероятно, наименее дорогостоящим и наиболее возможным прямым химическим путем. Это является следствием того, что реакция вовлекает наиболее фундаментальные реагенты, включающие имеющийся в достатке и относительно недорогой газообразный аммиак, который подвергают взаимодействию с глифосат-кислотой путем простой реакции присоединения. Более того, так как химический механизм реакции является настолько простым, то не образуется никаких побочных продуктов, таких как вода, которые осложняли бы реакцию и требовали удаления, как, например, в случае, когда гидроксид аммония подвергают реакции с глифосат-кислотой. Несмотря на очевидные преимущества предлагаемого способа обнаружено, однако, что реакция, которая происходит между N-фосфонометилглицином и безводным газообразным аммиаком, является, как правило, сильно экзотермической. Поэтому при осуществлении на практике настоящего изобретения главный фактор, с которым необходимо считаться, относится к отводу тепла от реакционного сосуда. Когда перенос тепла в реакционной системе является слабым и неуправляемым, полученный при этом продукт реакции часто представляет собой нежелательную "тестообразную" вязкую массу и/или "стекловидную" твердую реакционную массу, которая может сделать затруднительным продолжение реакции. Более того, такой продукт не пригоден для использования в качестве конечного продукта и несовместим с обычным оборудованием, используемым для дальнейшей переработки.
Так как перенос тепла играет такую важную роль в реакции газообразного аммиака с глифосат-кислотой, весьма важно, чтобы реакторный сосуд, в котором имеет место реакция, был сконструирован так, чтобы обеспечить высокую степень беспрепятственного отвода тепла от реактора.
В этом отношении чрезвычайно желательно, чтобы смесительный аппарат/реактор имел по возможности узкие допуска между краями смешивающих деталей (например, импеллеров) и внутренними стенками реактора. Это из-за того, что, когда происходит реакция, существует тенденция к прилипанию реакционной массы/продукта к внутренним стенкам реакционного сосуда. Если допуска между импеллерами и стенками недостаточно узкие для того, чтобы импеллеры могли непрерывно соскребать продукт со стенок, тогда реакционная масса/продукт образует стекловидную твердую футеровку на внутренних стенках реактора.
Даже когда такой стекловидный продукт образуется только в виде тонкого слоя на стенках реактора, он может действовать как термоизолирующий барьер внутри реактора, который снижает теплопередачу и нарушает роль теплопередающего оборудования уже на месте.
Такое состояние и образовавшийся в связи с ним стекловидный твердый продукт являются полностью отличными от способа настоящего изобретения, который позволяет получать очень желательный свободно сыпучий порошкообразный продукт, который особенно хорошо подходит для дальнейшей переработки.
Поэтому соблюдение нового способа, раскрытого здесь, и того, каким образом и насколько регулируют реакцию между глифосат-кислотой и безводным газообразным аммиаком, является очень важным для обеспечения твердого неслеживающегося и растворимого/диспергируемого в воде продукта аммоний-глифосата, который является характерным для настоящего изобретения.
В соответствии со способом настоящего изобретения, реагенты объединяют таким образом, чтобы обеспечить по существу однородную дисперсию газообразного аммиака внутри влажной лепешки глифосата. Температуру реакции тщательно контролируют и регулируют за счет различных переменных параметров процесса, включая скорость добавления газообразного аммиака, и за счет использования подходящих теплопередающих средств, широко известных специалистам в этой области, таких как применение рубашки с циркуляцией воды вокруг реактора и/или импеллеров реактора для того, чтобы получать свободно сыпучий, удобный в обращении порошкообразный продукт. Соблюдение способа настоящего изобретения не только позволяет осуществлять переработку в обычном оборудовании или в его слегка модифицированных вариантах, но также дает порошок аммоний- глифосата, который может быть использован для получения сухих продуктов на основе глифосата, в значительной степени насыщенных адъювантами.
Авторы изобретения определили, что, среди прочего, относительное содержание влаги в исходной глифосат-кислоте является важным аспектом изобретения.
Количество газообразного аммиака, которое требуется для того, чтобы осуществить на практике изобретение, эквивалентно тому количеству, которое требуется для достижения приблизительно 95-105% нейтрализации кислоты, что может быть определенно обычными аналитическими методами, известными специалистам в этой области, такими как измерение pH.
В соответствии со способом настоящего изобретения некоторое количество влажной лепешки с содержанием влаги около 12 вес.% и не менее 30 вес.% загружают в подходящую реакторную систему, например стандартный смеситель или миксер, предпочтительно такой, который имеет внутренние пластицирующие или смешивающие импеллеры, смонтированные с узким зазором по отношению к внутренним стенкам реактора/миксера. В способе этого изобретения также может быть использована композиция глифосата, имеющая более высокое содержание влаги, хотя целесообразно такую композицию вначале высушить для уменьшения содержания влаги до предпочтительных пределов.
Для предотвращения возможного образования нитрозаминов к глифосат-кислоте необязательно добавляют заданное количество сульфита натрия. Хотя добавление сульфита натрия не является необходимым для практического осуществления изобретения и не влияет на реакцию между глифосат-кислотой и газообразным аммиаком, определенные государственные технические нормы требуют, чтобы содержание нитрозамина в сельскохозяйственных продуктах такого рода было менее 10-4% (1 ppm). Опыт показывает, что эффективное количество сульфита натрия, которое должно быть добавлено для гарантии против присутствия неприемлемых концентраций нитрозаминов, находится примерно между 0,2 и 1,0 вес.% от сухого конечного продукта.
Как только влажную лепешку глифосата и сульфит натрия, необязательно, загружают в реактор/миксер, безводный газообразный аммиак в количестве одного стехиометрического эквивалента после этого вводят непосредственно в реактор, в то время как влажную лепешку продолжают перемешивать и пластицировать. Так как реакция является экзотермической, реактор следует снабдить подходящими средствами теплопередачи, такими как рубашка с циркулирующей холодной водой или другие приспособления, хорошо известные специалистам в этой области, для того, чтобы облегчить отвод тепла и тем самым обеспечить некоторое ограничение температуры реакции внутри реактора.
На стадии добавления газообразного аммиака различные переменные параметры процесса, включая скорость добавления газообразного аммиака и температуру реакции, регулируют так, чтобы образовывался свободно сыпучий, удобный в обращении порошкообразный продукт глифосата аммония с высокой сорбционной способностью.
Как может быть учтено, новый способ может быть легко осуществлен на практике с использованием обычного оборудования, которое сконструировано так, что по существу является самоочищающимся. Однако может быть использовано и другое оборудование, не такой конструкции, в этом случае вместе со способом должны быть введены некоторые меры, такие как, например, возможное периодическое ручное соскабливание, для того, чтобы поддерживать теплопередающие поверхности реактора чистыми и свободными от нарастания продукта. Несмотря на принятие этой меры, реакционная масса/продукт при продолжающейся переработке образует термоизолирующий слой на внутренних стенках реактора, который нарушает теплопередачу и который может привести к неконтролируемой температуре реакции, что имеет результатом перегрев продукта и нарушение тем самым его желательных характеристик.
Было обнаружено, что существенным аспектом изобретения является то, каким образом газообразный аммиак вводят в смеситель для реакции с глифосат-кислотой. В соответствии с изобретением газообразный аммиак следует вводить в реактор таким образом, чтобы обеспечить по существу сплошную и однородную дисперсию газа с глифоcат-кислотой. Это предписание осуществляют в изобретении, когда входное отверстие или отверстия, через которые газообразный аммиак вводят в реактор, размещают таким образом, чтобы быть уверенным в том, что, когда кислоту перемешивают и вводят газ, достаточные количества кислоты контактируют с газом для образования реакционной массы/продукта, являющегося результатом реакции, в которой газообразный аммиак равномерно реагирует с глифосат-килотой. Неправильное размещение входного отверстия (отверстий) для газообразного аммиака будет, вероятно, иметь результатом засорение отверстия (отверстий) и/или образование нежелательной "тестообразной" вязкой массы или твердого стекловидного продукта. Например, там, где входное отверстие позволяет газообразному аммиаку реагировать только с небольшим легализованным количеством глифосат-кислоты внутри реактора, вероятно, будет образовываться "участок перегрева", в результате чего локализованная реакционная масса перегревается вследствие увеличения избыточного локализованного тепла от экзотермической реакции. Это явление могло бы не только вызывать загрязнение всего продукта, образующегося в это время, но также, возможно, закупорку входного отверстия (отверстий) для газа, повышая тем самым вероятность физического повреждения технологического оборудования и создавая возможность утечки газообразного аммиака.
В дополнение к другим установленным переменным параметрам процесса, было обнаружено, что температура реакционной массы является, по меньшей мере, частично функцией скорости добавления газообразного аммиака к реакционной массе. В этом отношении было определено, что желательно обеспечивать температуру реакционной массы около 60oC или ниже для того, чтобы довести до максимума получение ценного продукта.
При указанных и описанных условиях процесса непосредственная реакция газообразного аммиака с глифосат-кислотой приводит к образованию весьма желательного продукта - аммонийной соли глифосата, способного к дальнейшей переработке для абсорбции/адсорбции исключительно высоких количеств адъювантов. Эти условия, которые включают конфигурацию миксера/реактора, относительную влажность исходной глифосат-кислоты, скорость и методики, по которой газообразный аммиак добавляют к реакционной смеси, а также различные методы облегчения отвода тепла от реактора - все это предназначается для регулирования температуры реакционной массы. Это, в свою очередь, гарантирует получение порошкообразного продукта, легко поддающегося дальнейшей переработке.
Некоторые переменные параметры процесса, выпадающие из объема требований к настоящему изобретению, будут оказывать вредное воздействие на успехи, достигнутые от применения способа настоящего изобретения. Например, если температуре реакционной массы позволяют подняться выше 60oC, качество реакционной массы/продукта может заметно ухудшиться.
Следующие ниже примеры иллюстрируют получение композиции в соответствии с описанным здесь способом. Все процентные величины приведены на весовые доли, если не указано особо.
Пример 1
В заводскую установку, содержащую 300-литровый миксер/реактор из нержавеющей стали, снабженный инструментами для смешивания перекрестных потоков, высокоскоростным чоппером и водной рубашкой, содержащей циркулирующую холодную воду, загружают 42,95 кг "влажной лепешки" N-фосфонометилглицина стандартного сорта, имеющего установленное анализом содержание влаги около 7,4 вес.%, в миксер/реактор, где эта загрузка немедленно перемешивается.
Когда всю влажную лепешку закладывают в миксер, туда также, необязательно, загружают 0,18 кг твердого безводного сульфита натрия и смешивают с влажной лепешкой.
Смесь из влажной лепешки и сульфита натрия заставляют затем циркулировать внутри миксера/реактора в течение времени, достаточного для получения по существу однородной смеси.
Затем через входное отверстие, центрально расположенное внутри реактора так, что с ним может контактировать наибольший объем смеси, в реактор вводят 3,93 кг безводного газообразного аммиака со скоростью 0,09 кг/мин и осуществляют непосредственную реакцию со смесью глифосат-кислоты. Внутри реактора размещают температурный датчик для того, чтобы следить за температурой происходящей реакции кислота-основание. Температуру реакционной массы поддерживают так, чтобы она не превышала 60oC, частично за счет скорости добавления газообразного аммиака, устанавливаемой в связи с этим.
Получив конечный продукт, его сушат в вакуумной печи при 50oC под вакуумом. Высушенный продукт затем измельчают в молотковой мельнице, снабженной решеткой 40 меш. Получающийся конечный продукт обнаруживает содержание влаги не более чем 1,0 вес.%.
Из исходных реагентов, которые включают 42,95 кг глифосат-кислоты (т.е. "влажной лепешки", содержащей около 7,4% ПМС), 3,93 кг безводного газообразного аммиака, может быть достигнут теоретический выход продукта 44 кг сухого порошкообразного аммоний-глифосата, имеющего остаточное содержание влаги около 1,0 вес.%.
Продукт, полученный в соответствии с описанным примером, демонстрирует превосходные характеристики сохранности и стабильности. Действительно, при правильном хранении, как например в герметизированных полиэтиленовых мешках, продукт не обнаруживает разложения или слеживания после более чем шести месяцев хранения на складе.
Как обсуждалось в некоторых подробностях выше, порошкообразная реакционная масса/продукт, полученный в соответствии с новым способом этого изобретения, особенно хорошо приспособлен для дальнейшей переработки для абсорбции/адсорбции высоких концентраций адъювантов.
В сочетании с относительной простотой настоящего изобретения, возможностью его осуществления на практике в обычном или слегка модифицированном обычном оборудовании и относительно низкой себестоимостью катиона аммония, предоставляемого газообразным аммиаком, выглядит очень значительной способность порошкообразной реакционной массы/продукта абсорбировать/адсорбировать высокие концентрации адъювантов.
Хотя выбор конкретного адъюванта или сочетания адъювантов будет легко сделан специалистами в этой области без излишнего экспериментирования, Пример 2, представленный ниже, иллюстрирует исключительную сорбционную емкость порошкообразной реакционной массы/продукта при насыщении поверхностно-активным веществом.
Пример 2
Порошкообразные реакционная масса/продукт, полученные способом, как иллюстрируется в Примере 1, могут быть использованы для получения сухого препарата аммоний-глифосата, содержащего поверхностно-активное вещество в высокой концентрации, по меньшей мере вплоть до около 20 вес.%.
Для получения такого сильно насыщенного продукта 16 кг порошкообразной реакционной массы/продукта смешивают с 4 кг поверхностно-активного вещества на основе полиоксиэтиленалкиламина и 1,4 кг воды в снабженной рубашкой месильной машине периодического действия, такой как Fuji Paudal, приблизительно 10 минут, с циркулирующей в рубашке водой, при температуре около 80oC. Полученное таким образом тесто затем экструдируют, как, например, в двухшнековом экструдере, снабженном решетками, имеющими отверстия диаметром приблизительно 1 мм. Полученный экструдат состоит из дискретных спагетти-подобных элементов, которые не слипаются вместе и легко и удобно сушатся, например, в сушилке с псевдоожиженным слоем без образования нежелательных комков.
Сухой гербицид на основе аммонийной соли глифосата является эффективным, когда его впоследствии растворяют или диспергируют в подходящем разбавителе, предпочтительно в воде, и наносят на место обитания подвергаемого обработке растения путем распыления или другими стандартными методами.
Формула изобретения: 1. Способ получения сухого аммоний-глифосата, включающий введение безводного газообразного аммиака в среду, содержащую глифосат-кислоту в виде влажной лепешки, при поддержании температуры, не превышающей примерно 60oС, и проведении реакции таким образом, чтобы газ равномерно диспергировал в кислоте, и оптимизировании отвода тепла из реакции.
2. Способ по п.1, содержание влаги в глифосат-кислоте составляет до примерно 12 вес.%.
3. Способ по п.1, где содержание влаги в глифосат-кислоте может составлять до 20 вес.%, но в этом случае ее вначале сушат для уменьшения содержания влаги до не более чем примерно 12 вес.% до взаимодействия с газообразным аммиаком.
4. Способ по п.1, где содержание влаги составляет не менее 3 вес.%.
5. Способ по п.1, где содержание влаги в глифосат-кислоте составляет до примерно 12 вес.%, но не менее 3 вес.%.
6. Способ по п.1, где указанную реакцию проводят в самоочищающемся стандартном миксере.
7. Способ по п.1, где температуру реакционной массы, полученной по указанной реакции, поддерживают не превышающей примерно 60oС и контролируют, по меньшей мере, частично путем регулирования скорости, с которой газообразный аммиак реагирует с кислотой.
8. Способ по п.1, где реакцию проводят в самоочищающемся миксере-реакторе и где температуру реакционной массы, полученной по этой реакции, поддерживают не превышающей примерно 60oС и контролируют, по меньшей мере, частично тем, что внутренние стенки указанного реактора обеспечивают свободными от нарастания продукта.
9. Способ по п.1, где реакцию проводят в самоочищающемся миксере-реакторе и где температуру реакционной массы, полученной по этой реакции, поддерживают не превышающей примерно 60oС и контролируют, по меньшей мере, частично путем комбинации двух или более переменных параметров процесса, которая включает установку на указанный миксер-реактор рубашки с циркулирующей водой или других известных средств для облегчения переноса тепла, регулирование скорости, с которой газообразный аммиак реагирует с кислотой для поддержания указанной температуры, и обеспечение того, чтобы внутренние стенки указанного реактора оставались свободными от нарастания продукта.
10. Способ по п.1, где газообразный аммиак и кислоту берут в стехиометрических количествах.
11. Способ по п.1, требуемое количество газообразного аммиака эквивалентно количеству, достаточному для нейтрализации примерно 95 - 105% кислоты.
12. Способ по п.6, где содержание влаги в глифосат-кислоте составляет до примерно 12 вес.%, но не менее 3 вес.% и где температуру образующейся по указанной реакции реакционной массы поддерживают не превышающей примерно 60oС и контролируют, по меньшей мере, частично путем регулирования скорости, с которой указанный газообразный аммиак реагирует с указанной кислотой.
13. Способ по п.6, где содержание влаги в глифосат-кислоте составляет до примерно 12 вес.%, но не менее 3 вес.% и где температуру образующейся по указанной реакции реакционной массы поддерживают не превышающей примерно 60oС и контролируют, по меньшей мере, частично тем, что внутренние стенки указанного реактора обеспечивают свободными от нарастания продукта.
14. Способ по п.9, где вышеуказанная комбинация переменных параметров процесса дополнительно включает установку на миксер-реактор рубашки с циркулирующей водой или другого известного средства для облегчения передачи тепла.
15. Способ получения сухого аммоний-глифосата, способного к сильному насыщению адъювантами, который включает следующие стадии: (а) загрузку в самоочищающийся миксер-реактор влажной лепешки глифосат-кислоты, (б) введение безводного газообразного аммиака в указанный реактор для осуществления реакции между газом и кислотой, (в) регулирование температуры образующейся реакционной массы таким образом, чтобы поддерживать температуру, не превышающую примерно 60oС.
16. Способ по п.15, где содержание влаги во влажной лепешке глифосат-кислоты составляет примерно от 3 до 12 вес.% и где газ и кислоту используют в стехиометрических количествах.
17. Способ по п.15, где стадия регулирования температуры образующейся реакционной массы включает также регулирование скорости, с которой вводят газообразный аммиак для поддержания указанной температуры на желаемом уровне.
18. Способ по п.15, где стадия регулирования температуры образующейся реакционной массы включает также установку на миксер-реактор рубашки с циркулирующей водой или других известных средств для облегчения передачи тепла.
19. Способ по п.15, где стадия регулирования температуры образующейся реакционной массы включает также, в любой комбинации из двух или более действий, установку на миксер-реактор рубашки с циркулирующей водой или других известных средств для облегчения передачи тепла, регулирование скорости, с которой вводят газообразный аммиак для поддержания температуры на желаемом уровне и/или обеспечение того, чтобы внутренние стенки реактора оставались свободными от нарастания продукта.
20. Способ по п.15, где стадия введения газообразного аммиака включает также средство для обеспечения того, чтобы указанный газ равномерно диспергировал в кислоте во время реакции.