戊唑醇清洁生产关键技术的研究与产业化

1 戊唑醇概述

戊唑醇的合成主要以对氯苯甲醛为原料, 经缩合, 催化加氢、环氧化、开环反应得戊唑醇。传统的合成法加氢采用Raney N i催化, 具有加氢收率低 (94%) , 催化剂易燃, 工艺危险性大, 不易操作, 副产大等缺点;传统的环氧化硫鎓盐的制备均采用硫酸二甲酯合成, 原料毒性大, 环境污染严重等缺点;传统的开环反应采用有机胺类、碱金属氢氧化物、醇钠、含氮杂环化合物等, 催化选择性差, 异构体副产大, 收率低 (80%) , 产品含量低 (95%) , 提纯多采用溶剂提出, 溶剂难回收处理, 回收率低, 环境污染大等一系列问题。

2 详细技术内容

2.1 总体思路

经过对产品技术指标、质量及合成工艺的先期策划和调研, 我公司制定了产品研制计划, 并根据国内外用户要求结合国内外同类产品的性能指标制定了相关文件。本项目采用催化合成新技术, 以对氯苯甲醛为原料, 以缩合、加氢、环氧化、开环化四步反应。以对氯苯甲醛为原料, 经缩合, 催化加氢、环氧化、开环化反反应得戊唑醇。

2.1.1 产品设计概要

本项目合成路线以对氯苯甲醛为原料, 经缩合、红铝催化加氢、环氧化硫鎓盐的制备采用甲醇、硫酸替代硫酸二甲酯、开环化反应采用有机胺与冠醚为复合催化剂催化加成等新技术, 合成戊唑醇原药。

2.1.2 研究开发内容

本项目研究的主要内容:针对传统工艺加氢催化、环氧化、开环化三个工序中存在的问题, 我们对高效低毒戊唑醇的合成路线进行了筛选和探索, 结合三步反应类型的原理及特点, 对加氢催化剂的的选择及反应条件、环氧化过程中剧毒品原料硫酸二甲酯的替代、开环化催化剂的选择及条件等进行了深入的研究和试验, 找出合适的工艺路线及合成条件, 最终实现产业化和产业结构转型升级。

2.2 技术方案

2.2.1 本次设计达到的工艺技术指标及产品质量指标如下:

加氢反应采用红铝[二氢双- (2甲氧基乙氧基) 铝酸钠]加氢催化、环氧化硫嗡盐制备采用甲醇、硫酸替代硫酸二甲酯、开环化反应采用有机胺与冠醚为复合催化剂催化等新技术;加氢收率≥99%;开环化反应收率≥92%;总收率 (以环氧物计) ≥82%;产品指标:a.外观:类白色至白色均匀粉末;b.戊唑醇质量分数≥98%;c.干燥失重≤0.5%;d.丙酮不溶物≤0.2%;e.p H值:5.0-9.0。

2.2.2 产品主要技术创新点

主要创新点如下:

创新点一:加氢反应采用红铝[二氢双- (2甲氧基乙氧基) 铝酸钠]加氢催化剂催化新技术, 使加氢收率从94%提高到99%, 加氢产物含量提高到97%以上 (首创) 。

创新点二:环氧化的硫鎓盐制备以甲醇、硫酸替代硫酸二甲酯新技术, 实现了剧毒品的绿色替代, 操作更安全环保 (首创) 。

创新点三:开环化反应采用有机胺与冠醚组成的复合催化剂催化技术, 大大减少了异构体副产物的产生, 开环化收率从传统工艺的80%提高到92.8%, 产品质量由95%提高到98%以上。以对氯苯甲醛计, 总收率从传统工艺的65%提高到82%以上, 本项目新技术的生产工艺国内外尚属首创。

2.3 实施效果

经浙江省技术市场促进会组织科技成果鉴定, 得出“项目产品以对氯苯甲醛和3, 3-二甲基-2-丁酮为主要起始原料, 经缩合、催化加氢、环氧化、开环加成四步反应而得。工艺合理可行, 具有反应收率高, 产品质量好和异构体少等特点, 在催化加氢、硫鎓盐的制备、开环催化加成反应工艺上有创新, 技术处国际先进水平”的鉴定意见。

3 与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

3.1 本产品与国内外同规格产品主要性能对比:

产品于2010年8月经浙江省化工产品质量检验站有限公司检测, 达到了计划任务书规定的各项技术指标要求。产品经德国拜耳公司近几年的批量使用后, 其质量指标完全能达到规定要求, 质量性能稳定可靠, 各项指标符合国内外客户的要求。在技术性能方面, 产品出口美国和德国, 与国外同类产品相媲美, 产品技术处国际先进水平。

3.2 产品获得的经济效益

该项目总投资2450万元, 近三年累计实现销售收入21791.83万元, 新增利润5227.56万元, 新增税收2332.09万元。

3.3 产品市场竞争力的比较

3.3.1 项目产品具有的价格优势:

经过批量生产和用户使用, 质量良好, 得到国内外客户的认可。并与国际知名公司德国拜耳公司、德国巴斯夫等签定了长期供货协议。2010年该产品在国内市场占有率居第一位, 预计2011年该产品国际市场占有率将提升至前二位, 并与国际主要知名企业建立合作关系, 抢占主要市场份额。

3.3.2 项目产品技术、性能方面的优势:

我公司该产品达到国家标准, 且生产技术处国际先进水平。

3.3.3 项目承担单位的优势:

上虞颖泰精细化工有限公司成立于2003年10月, 2008年6月经国家发展与改革委员会核准, 正式成为农药生产定点企业。2009年8月通过浙江省高新技术企业认定, 成为了国家重点扶持的省级高新技术企业。

公司GLP实验室经过长期的建设和完善, 已经符合GLP的OECD标准和规范, 并于2006年5月顺利通过国际认证, 这是国内农药领域GLP实验室建设的里程碑。

摘要：农药的使用是农业增产的重要因素, 是解决世界上60亿人口温饱问题的有力措施。然而中国农药机遇与风险共存, 中国庞大的农药市场使外国大公司斥巨资进入, 竞争将更加激烈。公司正是基于当前高效低毒杀菌剂高速发展的大背景, 以及杀菌剂品种和数量供应的的不足, 结合自身在农药合成领域多年的研发、生产经验, 立项研制, 开发了戊唑醇原药新技术。

关键词：戊唑醇,工艺特点,产业化