Способ получения щелочных солей n- (гетероциклиламинокарбонил)арилсульфонамидов в виде водорастворимых гранул

 

Описывается способ получения щелочных солей N-(гетероциклиламинокарбонил)арилсульфонамидов формулы I , где R₁-Cl, COOCH₃; R₂-CH₃, OCH₃; R₃-CH₃; X=N, CH; M-Na, K в виде водорастворимых гранул взаимодействием эквимолярных количеств соответствующего N-(гетероциклиламинокарбонил)-арилсульфонамида IV и гидроокиси щелочного металла и гранулирования полученной соли, отличающийся тем, что получение соли, ее кристаллизацию и гранулирование осуществляют в одном аппарате в псевдоожиженном слое путем непрерывной подачи диспергированного водного раствора гидроокиси щелочного металла концентрации не менее 35%, предпочтительно 40-44%, на слой твердых частиц, состоящий из соединений IV и I с добавлением поверхностно-активного вещества, движущихся со скоростью 8-11 м/с, и процесс ведут при 20-40^oC и влажности не более 14%, предпочтительно 8-12%. Технический результат - получение целевого продукта, удовлетворяющего требованиям потребителя.

Изобретение относится к способу получения натриевых и калиевых солей N-гетероциклиламинокарбонил/арилсульфонамидов общей формулы где R₁ - Cl, COOCH₃; R₂ - CH₃, OCH₃, R₃ - CH₃; X - N, CH, M - Na, K, более конкретно к способу получения натриевых и калиевых солей хлорсульфурона II и сульфометуронметила III.

Соединения II и III используются в качестве гербицидов в посевах сельскохозяйственных культур, в посадках различных древесных пород против однолетних и многолетних трав, а также для сплошного уничтожения растительности на полотне железных дорог, аэродромов и др. /патенты СССР N 1435141, N 1836014; патент США N 4721520 /1988/; Н.Н.Мельников и др. Справочник "Пестициды и регуляторы роста растений", Москва, "Химия", 1995, стр. 145, 189/.

Указанные соединения обычно получают взаимодействием соответствующих N-/гетероциклиламинокарбонил/арилсульфонамидов с водными растворами щелочей, взятыми в эквивалентных количествах, по реакции где R₁, R₂, R₃, X, M имеют вышеуказанные значения /патент США N 4127405 и патент ЕПВ N 559044/.

В лабораторных условиях сравнительно несложно получить по этой реакции небольшое количество соли удовлетворительного качества. Сульфонилмочевины IV плохо растворяются в воде, поэтому реакцию обычно проводят в водно-спиртовой среде.

В промышленных условиях используют аппараты реакторного типа. Полученную соль выкристаллизовывают, фильтруют и сушат, затем из нее готовят препаративную форму, что также представляет собой многостадийный процесс. В целом проведение процесса связано с расходом большого количества растворителя, необходимостью его регенерации, создания систем улавливания и обеспечения взрывобезопасности.

Полученная соль быстро слеживается, что создает проблемы при дальнейшем ее использовании для приготовления препаративной формы. Проведенные эксперименты показали непригодность данного способа получения солей I в опытно-промышленных условиях.

В соответствии с настоящим изобретением проблемы удалось решить путем проведения процесса получения солей формулы I, и одновременно их кристаллизации и грануляции в псевдоожиженном слое, а также путем определения технологических параметров, сочетание которых позволяет провести процесс и получить продукты, удовлетворяющие требованиям потребителя, и пригодные для использования по указанному выше назначению.

Известен процесс получения гранулированной препаративной формы N-/гетероциклиламинокарбонил/ арилсульфонамида в псевдоожиженном слое путем подачи воды на движущийся слой материала из предварительно размельченной смеси ингредиентов, включающих действующее вещество, поверхностно-активное вещество и инертный носитель /см. пат. США N 4127405, стр. 23/.

Особенность предлагаемого процесса состоит в том, что при контакте диспергированного раствора щелочи и твердой сульфонилмочевины IV происходит в течение некоторого отрезка времени, определяемого в основном скоростью кристаллизации. Химическая реакция образования соли, ее кристаллизация и образование гранул.

Для осуществления процесса по предлагаемому способу диспергированный раствор щелочи концентрации не менее 35%, предпочтительно 40 - 44%, непрерывно подается на слой твердых частиц, состоящих из сульфонилмочевины IV и соли I с добавлением поверхностно-активного вещества и движущихся со скоростью 3-11 м/сек, которая создается вращающимся устройством. При этом температура должна поддерживаться в интервале 20 - 40^oC, а влажность не выше 14%, предпочтительно 8-12%.

Только при соблюдении всех вышеперечисленных условий обеспечивается максимально развернутая поверхность контакта твердой и жидкой фаз, необходимая для полного протекания химической реакции и оптимального теплообмена, а также исключаются такие явления, как каналообразование, агрегирование, а главным образом возможность разложения термонестабильных целевых продуктов.

Предлагаемый способ имеет простое технологическое оформление, процесс образования соли, ее кристаллизации и гранулирования осуществляется в одном аппарате. При этом из-за отсутствия пылевидных частиц и взрывоопасных продуктов не требуется дополнительных систем пылеулавливания и взрывоподавления.

Предлагаемый способ обеспечивает очень высокое качество получаемых препаратов как по содержанию действующего вещества, так и по гранулометрическому составу и форме гранул. Продукты имеют хороший товарный вид, удобны в применении, не слеживаются при хранении.

Полученные водорастворимые гранулы могут использоваться для приготовления растворов, а также непосредственно путем заделывания в почву или обработки растений.

Далее приводятся примеры осуществления способа.

Пример 1. Получение калиевой соли хлорсульфурона.

В аппарат емкостью 7 литров с рубашкой, в которую подается вода, и перемешивающим устройством на подслой частиц хлорсульфурона и ретура из его калиевой соли и лигносульфоната натрия, движущихся со скоростью 10 - 11 м/сек, подают 43%-ный раствор гидроокиси калия в диспергированном состоянии в количестве 0,6 кг/час, влажность реакционной массы 8%, температура 20 - 30^oC.

Время кристаллизации соли 10 минут. По окончании процесса гранулы подсушивают путем подачи в рубашку горячей воды. Калиевая соль хлорсульфурона получается с количественным выходом в виде гранул округлой формы. Содержание действующего вещества 92%, поверхностно-активного вещества 4%. Гранулометрический состав: менее 0,2 мм - 5% 0,2 - 1,5 мм - 80% более 1,5 мм - 15%.

Пример 2. Получение натриевой соли хлорсульфурона.

В аппарат емкостью 7 литров с рубашкой, в которую подается вода, на подслой частиц из хлорсульфурона, ретура его натриевой соли и алкилбензолсульфоната натрия, движущихся со скоростью 3-6 м/сек подают 40%-ный раствор гидроокиси натрия в диспергированном состоянии в количестве 0,5 кг/час. Влажность реакционной массы 10%, температура 30 - 40^oC.

Время кристаллизации соли 12 минут. Полученный гранулят подсушивают путем подачи в рубашку горячей воды. Натриевая соль хлорсульфурона получается с количественным выходом в виде гранул округлой формы следующего состава: менее 0,2 мм - 7%; 0,2 - 2 мм - 75%; более 2 мм - 18%.

Содержание действующего вещества 94%, поверхностно-активного вещества 2%.

Пример 3. Получение калиевой соли сульфометуронметила.

В аппарат емкостью 7 литров с рубашкой, в которую подается вода, и перемешивающим устройством на подслой сульфометуронметила, ретура его калиевой соли и поверхностно-активного вещества /сульфитно-дрожжевой бражки, СБД/, движущихся со скоростью 9-11 м/сек., подаются 43%-ный раствор гидроокиси калия в диспергированном состоянии в количестве 0,4 кг/час, температура 20 - 30^oC, влажность 12%. Время кристаллизации соли 20 минут. Гранулят подсушивают путем подачи горячей воды в рубашку. Выход количественный, содержание действующего вещества в гранулах 92%, ПАВ - 5%, состав: менее 0,2 мм - 2%, 0,2 - 2 мм - 80%, более 2 мм - 18%. Производительность составила 1 кг/час.

Пример 4. Получение натриевой соли сульфометуронметила.

В аппарат емкостью 7 литров с рубашкой, в которую подается вода, и перемешивающим устройством на подслой сульфометуронметила, ретура его натриевой соли и ПАВ /алкилбензолсульфонат натрия/, движущихся со скоростью 6-9 м/сек., подают 35%-ный раствор гидроокиси натрия в диспергированном состоянии в количестве 0,5 кг/час, температура 20 - 30^oC, влажность 8%. Время кристаллизации соли 20 мин. Гранулят подсушивают путем подачи горячей воды в рубашку.

Получают с количественным выходом продукт в виде округлых гранул следующего состава: менее 0,2 мм - 16%, 0,2 - 2 мм - 75%, более 2 мм - 9%. Содержание действующего вещества - 93%, ПАВ - 4%.

Формула изобретения

Способ получения щелочных солей N-(гетероциклиламинокарбонил)арилсульфонамидов формулы I

где R₁ - СI, СООСН₃;
R₂ - CH₃, OCH₃;
R₃ - СН₃;
Х - N, СН;
М - Nа, К,
в виде водорастворимых гранул взаимодействием эквимолярных количеств соответствующего N-(гетероциклиламинокарбонил)арилсульфонамида формулы IV
и гидроокиси щелочного металла и гранулирования полученной соли, отличающийся тем, что получение соли, ее кристаллизацию и гранулирование осуществляют в одном аппарате в псевдоожиженном слое путем непрерывной подачи диспергированного водного раствора гидроокиси щелочного металла концентрации не менее 35%, предпочтительно 40 - 44%, на слой твердых частиц, состоящий из соединений IV и I с добавлением поверхностно-активного вещества, движущихся со скоростью 3 -- 11 м/c, и процесс ведут при 20 - 40^oC и влажности не более 14%, предпочтительно 8 - 12%.