百草枯生产工艺规程
山东大成农药股份有限公司作业文件
百草枯生产工艺规程
1产品说明
1. 1产品名称：分子式、结构式、分子量 中文通用名称：百草枯
英文名称：Paraquat;1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridyldichloride;Gramoxone 其它名称：对草快；克芜踪 化学名称：1,1'-二甲基-4,4'-联吡啶二氯化物 结构式：
分子式：C 12H 14Cl 2N 2 分子量：257.2 1. 2产品物化性质
纯品为白色晶体，含量≥99.9%；熔点175-180℃, 水中溶解度为700g/l。300℃以上分解，微溶于低分子的醇类，不溶于烃类，在酸性及中性溶液中稳定。工业原药为38%-42%的棕色水溶液。热贮存稳定性良好，制剂为20%绿色水溶液。属中等毒性除草剂。 1. 3质量标准 外观:均相液体
百草枯原药产品质量标准：GB19307-2003
百草枯水剂质量标准：GB19308-2003
1. 4产品包装要求
百草枯原药包装应符合GB3796的规定，我公司使用塑料大桶包装，每桶净含量200kg 。
20%百草枯水剂包装应符合GB3796的规定，采用清洁带内外盖的玻璃瓶或塑料瓶装。每批包装好的成品中都附有质量证明书。每箱与每瓶上都应注明
生产厂家名称、产品名称、批号、生产日期、净重和本标准编号。贮运时严防潮湿和日晒，不得与食物、种子、饲料混放，避免与皮肤、眼睛接触，防止由口鼻吸入。 1. 5产品用途
百草枯是一种速效触杀型、灭生性除草剂，目前在世界130多个国家和地区得到推广应用。在除草剂产品中，其产销量居世界第二位。百草枯广泛用于园林除草、作物及蔬菜行间除草，免耕地除草，草原更新，非耕地化学除草，还可用于棉花、向日葵、大豆、扁豆等作物催枯，与国外同种产品效果相当。该品种的最大优点是：落入土壤后迅速钝化，分解失效，不在作物中残留，对环境非常安全，有利于环境保护。 2原料质量标准和包装要求 2. 1质量标准 2. 1. 1 氢氧化钠
工业氢氧化钠应符合下表要求（GB209）
2. 1. 2吡啶
纯吡啶应符合下表（GB3694）要求
2. 1. 3 甲醇
工业甲醇应符合下表（GB338）要求
2. 1. 4 氯甲烷
工业氯甲烷含量应符合下表(Q/SNY010)要求
2. 1. 5 液氨
液氨应符合下表（GB536）要求
2. 1. 6 氰化钠
氰化钠应符合下表（ZB G12020）要求
2. 1. 7 氯气
氯气应符合下表（GB/T5138）要求
2. 2包装要求
2. 2. 1吡啶、甲醇、氢氧化钠、液氨可使用普通钢材贮罐贮运。 2. 2. 2氯甲烷、氯气采用本厂管道输送。 2. 2. 3氰化钠采用50kg 铁皮筒包装。 3 生产原理及工艺沿革
百草枯的合成主要有三种方法：热钠法、冷钠法及氰化物催化法。热钠法存在以下缺点：a 、有着火爆炸的危险，b 、产品不纯，c 、收率低，d 、环境污染严重。冷钠法的特点是：a 、收率高，副产物少，b 、反应设备要求苛刻，反应条件较难控制，不易工业化。氰化钠催化法的特点是：a 、收率高，b 、生产过程安全，单程操作简单，反应条件温和，不易燃，不易爆。从以上比较发现氰化钠催化法具有安全性、先进性。我们采取的氰化钠催化法工艺路线。 4化学反应过程、工艺概况及工艺优缺点 4. 1化学反应过程
以吡啶与氯甲烷反应生成氯甲基吡啶盐酸盐，氯甲基吡啶盐酸盐以氰化钠为催化剂，以液氨为反应溶剂偶联成N ，N ’-二甲基二联吡啶，经氯氧化生成百草枯。
主反应如下
图1. 百草枯原药工艺流程方块图
4. 3工艺的优缺点
该工艺的优点是：收率高，生产过程安全，单程操作简单，反应条件温和，不易燃，不易爆。 4. 4生产工艺流程简述
利用真空将桶装吡啶抽入合成罐，将来自仓库的甲醇输送到甲醇贮罐，再打入高位槽计量后，放入MPC 合成罐；来自氯甲烷工序的氯甲烷经电子称称重后加热气化，用转子流量计控制连续投入到MPC 合成釜，反应至无吡啶恶臭气味时，视为反应终点，停止通氯甲烷气体。
利用真空将MPC 合成液分批抽入MPC 干燥釜，减压蒸出MPC 合成液中的甲醇，冷凝回流至甲醇授槽，甲醇回收循环使用。干燥后的MPC 用袋子包装后贮存待用。
将定量MPC 投入二联吡啶合成釜，再投入催化剂氰化钠；关闭加料口，开始抽真空，加氮气置换，再抽真空，向高压釜中加液氨，使高压釜内的压力保持在0.9~1.1MPa，反应6小时后到达反应终点。打开放氨阀门放氨。
利用氮气加压将加入一定量水的二联吡啶合成釜的物料压入过滤釜过滤，过滤釜底部出的废水再抽至废水釜，废水釜加碱通氯气处理后送生化处理；上部的物料加水打浆压入氯氧化釜，通氯气氧化，当物料颜色由蓝紫色变为棕红色时，通氯反应结束。将反应物料计量、取样打入原药贮罐，即为原药。
原药计量后用泵打入原药贮罐，贮存一定量后，用电子称称重后，打入调制釜，将计量好的增稠剂从增稠釜中抽入调制釜。调制完全后即得成品，打入成品贮罐。
二联吡啶合成釜的液氨少部分参加了反应，大部分液氨以溶剂的形式存在，偶合反应完毕后，作为溶剂的液氨加热汽化排出，排出的气氨大部分经盐水冷却器、旋风分离器、冷凝器进入贮罐；、少量经盐水冷却器、洗氨罐、液氨汽化器进入氨压机加压，加压冷凝成液氨流入液氨贮罐继续作为下次反应的溶剂。
过滤废水贮存于贮罐，用泵打入脱氨罐，加碱，升温置换出氨气，再用盐酸吸收，生成氯化铵，大量氨脱出后，转入氧化罐降温，滴加入次氯酸钠进行
氧化，氨氮和氰根含量达标后，再将废水送入生化集中处理。 4.5 正常操作注意事项 4.5.1 MPC合成阶段
吡啶是具有强烈刺激性气味的无色液体，对人体有伤害，避免泄露和直接与人体接触。氯甲烷是无色微甜的气体，在通氯甲烷时，要经常检查管道是否畅通， 流量计是一个易损设备，不耐压力，要注意不要让管路带压，或者是否有气体自动停止等现象，避免倒吸、堵塞通气管等现象发生。该反应是个较弱的放热反应，在刚开始反应时，反应放出的热基本能保持反应温度恒定或略有上升，若温度太高，应适当开循环水降温；反应后期，反应减缓，放热减少，应适当开蒸汽保温。反应过程中应经常通过视镜观察反应釜内的情况，注意有没有结晶现象，这时应适当补加甲醇。干燥釜进料时要注意阀门开关顺序。在最后放料时要保证管道畅通。甲醇是有毒物质，又是一种易燃、易爆物质，防止出现跑料现象。在干燥过程中要注意观察干燥时搅拌电机电流适时调节。干燥后的MPC 是一种极易吸潮的物料，卸料包装时要尽快包装，避免吸潮。 4.5.2百草枯合成阶段
中间体的合成反应是一个无水反应，因此在投料以时，应保证釜内干燥。MPC 很容易吸潮，在向釜内投料时，要尽量的快速投入。氰化钠是剧毒物质，在分装、投料时一定要严格按照操作要求去操作；操作人员要有严格的防护措施，要备有应急药品；投料时要慢慢操作严禁产生粉尘或散落，万一散落，可用硫酸亚铁溶液冲洗散落的地方。车间要备有相应的处理设备和所用物料。 5 生产工艺条件及生产控制一览表 正常工艺条件一览表
6劳动卫生和安全技术
6. 1防火、防爆和卫生等级
表8 防火、防爆和卫生等级
6. 2 原料、半成品及成品的卫生安全浓度
表9 原料、半成品及成品的卫生安全浓度
6. 3原料中毒急救办法
6. 3.1甲醇中毒
患者应立即移离现场，脱去污染的衣服。口服者用 1％碳酸氢钠洗胃，硫酸镁导泻，清除体内已吸收的甲醇。透析疗法：中毒严重者应及早进行血液透析或腹膜透析，以减轻中毒症状，挽救病人生命，减少后遗症。血液透析疗法的指征为：血液甲醇大于15.6mmol/L；或甲酸小于4.34 mmol/L；严重代谢性酸中毒；视力严重障碍或视乳头视网膜水肿。
解毒剂：乙醇为甲醇中毒的解毒剂，应用乙醇可阻止甲醇氧化，促进甲醇排出。用10％葡萄糖液配成5％乙醇溶液，静脉缓慢滴注。 6. 3.2氰化钠中毒
发现氰化钠中毒者，立即打开亚硝酸异戌酯瓶子，滴在手帕或海绵上，每分钟令患者吸入12.5—30次直至开始使用亚硝酸钠为止。
给患者静脉注射30%的亚硝酸钠，每分钟不超过2.5—5毫升，随后给予硫代硫酸钠12.5—25克，配成25%溶液，缓慢静注。 6. 3.3氨中毒
氨气吸入者应迅速脱离现场，至空气新鲜处，维持呼吸功能。卧床静息，及时观察血气分析及胸部X 线片变化。给对症、支持治疗。防治肺水肿、喉痉挛、水肿或支气管粘膜脱落造成窒息，合理氧疗；保持呼吸道通畅，应用支气管舒缓剂；早期、适量、短程应用糖皮质激素，如可按病情给地塞米松10～60mg/d,分次给药，待病情好转后减量，大剂量应用一般不超过3～5日。注意及时进行气管切开, 短期内限制液体入量。合理应用抗生素。脱水剂及吗啡应慎用。强心剂应减量应用。
误服者给饮牛奶, 有腐蚀症状时忌洗胃。对症处理, 参见
处理>。
眼污染后立即用流动清水或凉开水冲洗至少10分钟。参见。皮肤污染时立即脱去污染的衣着, 用流动清水冲洗至少30分钟。参见。 6. 3.4液碱
液碱污染皮肤可用清水彻底冲洗。溅入眼内时，迅速用大量清水冲洗。不可用酸性液体中和。参见和。
口服中毒患者，速给食用醋、3～5％醋酸或5％稀盐酸、大量橘汁或柠檬汁等中和。以后给蛋清、撖榄油或其它植物油。禁忌催吐和洗胃。适当输液，纠正脱水、电解质失衡和休克。预防食道狭窄，在穿孔的危险期过去后，应尽早做食道扩张术。 6. 3.5氯气中毒
立即将患者脱离中毒现场，不能使患者受凉，注意保暖，并供给氧气及兴奋剂等，送医院治疗，发现肺水肿要进行解血及补血。 7 生产操作中的安全技术
7. 1百草枯生产中因为有吡啶、氯甲烷、甲醇、氨、氰化钠等原料，均为有毒有害或易燃、易爆物品，所以要求生产过程中严禁设备管路跑冒滴露现象。出现问题要随时发现随时抢修。易燃、易爆物品检修时，严禁敲打、撞击，以防产生火花而发生火灾爆炸事故。 7. 2设备安全规定
7. 2.1运转设备的皮带轮、靠背轮等危险部位需安装防护罩，操作台边应有防护栏。
7. 2.2设备上的玻璃液位计，玻璃转子流量计均应加防护罩。
7. 2.3输送吡啶、甲醇等易燃、易爆物品的离心泵叶轮必须更换为铜质或铝质
叶轮。
7. 2.4压力容器、冷凝器、搪瓷设备夹套的内外压力，一定要严格控制在允许使用压力下工作，严禁超压使用。
7. 2.5电器设备必须有良好的绝缘，并且要求接地良好，除更换保险外、对电器、仪表设备非专业人员不得维修，安全灯电压应低于24V 。 7. 3操作人员安全注意事项
7. 3.1操作人员应严格遵守劳动纪律、坚守岗位，不准脱岗、串岗，要认真操作，严格遵守工艺规程、岗位操作法和安全规程，严禁违章操作。
7. 3.2操作人员进入生产岗位时，劳动护品必须佩带齐全，并且合理使用。吡啶、甲醇等加料时应带好胶手套、面具等防护用品，严防剧毒物料溅入眼内及皮肤上。氰化钠必须在专人监督下，由专人负责领料、加料，并做好记录。操作人员必须穿全封闭保持服戴全封闭防毒面罩，操作后要及时洗涤。溶剂、碱操作工段要戴橡皮手套、工作眼镜，防止剧毒，腐蚀物料溅入眼内和皮肤上。 7. 3.3操作人员应定期巡回检查，发现不安全因素立即采取措施，并逐级汇报，并填好原始记录。
7. 3.4操作人员必须熟知本岗位各物料的物化性质，毒性及防护知识和急救措施，熟知消防器材的使用方法。
7. 3.5操作人员应严格遵守动火制度和入罐制度，未经有关部门批准严禁车间内动火。
7. 3.6维修时必须二人或二人以上在现场。维修过程中，工作人员应在自 己的岗位范围内做好配合，认真检查维修质量，保证维修安全。 7. 3.7不合格的原料未经允许不得用于生产。
7. 3.8操作人员有权动员和谢绝未经批准外来人员进入工作岗位，有权拒绝一切不利于安全生产的工作指令，确保安全生产。 7. 4消防要点
7.4.1百草枯车间应放置消防器材，一般可放置泡沫灭火器、干粉灭火器、二
氧化碳灭火器等，亦可分下列情况应用：
7.4.2甲醇、吡啶等易燃液体着火时可应用以上三种灭火器扑救。
7.4.3氯甲烷着火时可先行切断电源，使用雾状水，泡沫和二氧化碳灭火器扑救。
7.4.4电器着火时，应先切断电源，使用二氧化碳灭火器扑救。
7.4.5有害有毒物质着火应先佩带好防毒面具和防护用品，站在上风处救火，以防中毒。
8 综合利用和三废处理
8.1 含氰废水打入废水处理罐，加入定量的氢氧化钠，然后通氯氧
化，将废水中的CN - 浓度降低到合格，然后送公司污水处理工序进行生化处理。
9 操作工时与生产周期 9. 1MPC 合成工序
投料（4600kg 吡啶、1800kg 甲醇） 30min 通氯甲烷 16hr 干燥 20hr 合成反应需要时间 36.5hr 9. 2偶联工序
投料 1hr 反应 6hr 排氨 4hr 过滤 1hr 合计 12hr 9. 3氯氧化工序
加水 30min
通氯 4hr 放料 30min 合计 5hr 10主要设备生产能力及设备一览表 10. 1主要设备生产能力
表10 主要设备生产能力
10. 2生产设备一览表
表11 生产设备一览表
11 原材料和能量消耗定额
表13 原材料和能量消耗定额
12 物料平衡
12. 1各工序进、出物料的成分、数量（见附录B 物料平衡表） 12. 2原材料利用率和产品收率计算表
百草枯是以吡啶为起始原料，收率计算以百草枯阳离子二氯盐计，其转化率为等分子转化，可依据分子量计算出理论得量系数为：257.2/158=1.6278
百草枯原药产量*含量 产品收率X 为： X=
投入吡啶的量*含量*1.6278
13 劳动组织和定岗定员 13. 1劳动组织
百草枯原药生产车间，设车间主任一名，技术员一名。生产分四班制。维修、材料保管员、分析人员由分厂负责安排 13. 2定岗定员 *100%
附录A 原料物化性质和消防措施 1、吡啶
分子式C 5H 5N ，熔点-42℃，沸点115℃，密度0.978g/cm3无色或微黄色液体，有恶臭，易燃，可与水、乙醇、乙醚等混溶，还能溶解大部分有机化合物和许多无机盐类。有显著但不是很强的碱性，与无机酸作用生成盐。蒸汽与空气形成爆炸性化合物，爆炸极限1.8~12.4%（体积）。
防护：密闭操作，局部排风，戴防护眼镜，防化学品手套，穿相应的防护服。
消防措施：用干粉、泡沫和砂土灭火。消防人员须穿戴防毒面具与防护服。 2、氯气
黄绿色气体，有窒息性气味。分子式Cl 2，分子量70.91，相对密度1.47(0℃,369.77kPa) 。熔点-101℃，沸点-34.5℃。蒸气密度2.49，蒸气压506.62kPa(5atm10.3℃) 。溶于水，易溶于碱液，遇水生成次氯酸和盐酸，次氯酸再分解为盐酸新生态氯、氧和氯酸。氯与一氧化碳在高热条件下，可生成光气。本品不燃，但可助燃。在日光下与易燃气体混合时会发生燃烧爆炸。与许多物质反应引起燃烧和爆炸。
防护：提供充分全面和局部排风。戴安全眼镜，穿相应的防护服。 消防措施：消防人员必须穿戴防毒面具与全身防护服。需关闭氯气总阀，切断气流，以消杀火势，用水保持火场容器冷却，并用水喷淋保护去关闭阀门的人员。 3、氯甲烷
分子式 CH 3Cl ；熔点-97℃，沸点-23℃，饱和蒸气压5，6kpa/22℃，无色气体，具有醚样的微甜气味，易燃、易压缩气体，储存于阴凉、干燥、通风仓库内。
防护：提供充分全面和局部排风。戴安全眼镜，穿相应的防护服。 消防措施：消防人员必须穿戴防毒面具与全身防护服。需关闭钢瓶阀门，切断气流，以消杀火势，用水保持火场容器冷却，并用水喷淋保护去关闭阀门的人员。 4、氰化钠
分子式NaCN ，熔点563℃，沸点1496℃，相对密度1.60，不燃，饱和蒸汽压0.13kPa （817℃）。白色或灰白色粉未状结晶，有微弱氰化氢气味。NaCN 遇酸会产生剧毒气体，与硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐反应剧烈，有发生爆炸的危险。
防护：严加密闭，提供充分全面排风和局部排风，必须佩带防毒面具，安全防护眼镜、防化学品手套，穿相应工作服。
消防措施：用干粉、泡沫和砂土灭火。消防人员须穿戴防毒面具与防护服。 5、甲醇
分子式 CH 3OH ；Methanol CAS： 67-56-1，无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子量32.04。相对密度 0.792。熔点 -97.8℃，沸点 64.5℃，闪点 12.22℃，自燃点 463.8℃。蒸气密度 1.11，蒸气压 13.33KPa(100mmHg 21.2℃) 。蒸气与空气混合物爆炸极限 6～36.5 % 。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其它有机溶剂相混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。遇明火会爆炸。
消防措施：消防人员必须穿戴防护服和防毒面具。小火用二氧化碳、干粉、1211、抗溶泡沫、雾状水灭火。以使用大量水灭火效果较好。用雾状水冷却火场中的容器并保护堵漏人员。 6、氨
无色气体, 有刺激性恶臭味。分子式NH 3，分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃。蒸气密度0.6，蒸气压1013.08kPa(25.7℃) 。蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。
氨在20℃水中溶解度34%，25℃时, 在无水乙醇中溶解度10%，在甲醇中溶解度16%，溶于氯仿、乙醚，它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性，0.1M 水溶液PH 值为11.1。
液态氨将侵蚀某些塑料制品, 橡胶和涂层。遇热、明火，难以点燃而危险性较低；但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸，如有油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。与硫酸或其它强无机酸反应放热，混合物可达到沸腾。
不能与下列物质共存：乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
消防措施：消防人员必须穿戴全身防护服。切断气源。用水保持火场中容器冷却。用水喷淋保护切断气源的人员。 7、氢氧化钠
又名苛性钠、烧碱、火碱。分子式NaOH ，分子量40.01。相对密度2.13。熔点318℃。从空气中迅速吸收水分的同时，也迅速吸收二氧化碳。可溶于水、乙醇和甘油。溶解时产生大量的热。这些溶液与酸混合时也能产生大量热。
消防措施：用水、砂土扑救，但须防止物品遇水产生飞溅，造成灼伤。 8、氯化氢
无色非可燃性气体，有极刺激气味。分子式HCl ，分子量36.47。相对密度1.268(air=1.000)或1.639g/l。熔点-114.3℃。沸点-85℃。在空气中呈白色的烟雾。极易溶于水, 生成盐酸。有强腐蚀性。能与多种金属反应产生氢气, 可与空气形成爆炸性混合物。遇氰化物产生剧毒氰化氢。
消防措施：用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠、消石灰等中和。也可用大量水扑救。消防人员须穿戴氧气防毒面具及全身防护服。