我国草甘膦合成工艺研究进展

我国草甘膦合成工艺研究进展
我国草甘膦合成工艺研究进展

合成工艺的优化

合成工艺的优化 有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有机合成的实用技术。 转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。 选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。 收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。 转化率×选择性= 收率 反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,少量原料依然存在于反应体系中。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。 化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。 只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。 提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。

而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素 提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小,由此判断是低温还是高温有利于主反应,从而缩小了温度选择的范围。实际经验中,一般采取极限温度的方式,低温和高温,再加上二者的中间温度,可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。 (2)某一组分浓度的选择:在同一温度下(第一步已经选择好的温度下),将某一组分滴加(此组分为低浓度,其他组分就是高浓

一乙醇胺合成草甘膦的工艺 、

一乙醇胺合成草甘膦的工艺、 摘要研究了一种新的制备草甘膦的工艺:在合适的反应条件下,加入一乙醇胺、甲醛、亚磷酸三甲酯生成一种混合物,再在适当的条件下水解该混合物,生成N-(膦酰基甲基)乙醇胺及其盐,在同一浴中,N-(膦酰基甲基)乙醇胺及其盐用RaneyCu催化氧化,再水解得到草甘膦。草甘膦的平均收率可达80%。 一乙醇胺代替甘氨酸和IDA,直接反应、水解、氧化制备草甘膦的新工艺,此工艺不仅能保证正常的草甘膦的收率,而且由于一乙醇胺的价格比甘氨酸和IDA都低,降低了生产成本。具体反应分以下三步进行。 ⑴在充满氮气的反应容器中混合一乙醇胺和多聚甲醛。NH2CH2CH2OH+CH2OHOCH2NHCH2CH2OH ⑵向反应容器中逐滴滴加亚磷酸二甲酯,并加热反应1小时,然后冷却到室温。HOCH2NHCH2CH2OH+(CH3-O)2POH(CH3O)2P(O)CH2NHCH2CH2OH ⑶加入盐酸水解6小时, (CH3O)2P(O)CH2NHCH2CH2OH+HCI(HO)2P(O)CH2NHCH2CH2OH用31P-NMR测试反应后的混合物,产物基本不含N-(膦酰基甲基)乙醇胺。本实验研究采用新的工艺条件,用亚磷酸三甲酯代替酸式亚膦酸二甲酯制备草甘膦。 1实验 1.1反应原料亚磷酸三甲酯(分析纯),多聚甲醛(工业级),一乙醇胺(工业级纯度≥98%),氢 氧化钠(w=50%),甲醇,浓盐酸,RaneyCu催化剂。 1.2RaneyCu催化剂的制备 1.3反应步骤及工艺条件 制备N-(膦酰基甲基)乙醇胺将亚磷酸三甲酯、多聚甲醛、一乙醇胺倒入一个圆底烧瓶,烧瓶装有带磁性的搅拌器和回流冷凝器。反应器加热,反应16小时,停止反 应。反应方程如下:NH2CH2CH2OH+CH2O+(CH3-O)3P→(CH3-O)2P (O)CH2NHCH2CH2OH水解反应产物N-(膦酰基甲基-二甲氧基)乙醇胺,水 解可以在酸性条件下进行,也可以在碱性条件下进行。(CH3-O)2P(O)CH2NH CH2CH2OH→(HO)2P(O)CH2NHCH2CH2OH+CH3OH,用Ran eyCu催化剂氧化N-(膦酰基甲基)乙醇胺在GSH-1型1000ml带搅拌器的高 压反应釜中,加入N-(膦酰基甲基)乙醇胺、水、50%氢氧化钠,RaneyCu催化 剂,反应釜密封,用氮气排空气3次,再抽真空,反应在绝氧的环境下进行,加热到 160℃,压力控制在9.5kg/cm2。在反应釜内,温度随着氢气的放出而不断的上 升,180分钟后,放氢停止,证明反应结束,草甘膦钠盐的收率为98.5%。(HO)2P(O) CH2NHCH2CH2OH+NaOH〔o〕(NaO)2P(O)CH2NHCH2 COONa+H2O1.3.3草甘膦的提纯催化氧化反应产物包括草甘膦的钠盐,未反 应完的氢氧化钠和少量的N-(膦酰甲基)乙醇胺。先过滤,母液加入盐酸中和。HC l+NaOHNaCl+H2O(NaO)2P(O)CH2NHCH2COONa+HCl (HO)2P(O)CH2NHCH2COOH+NaCl生成的氯化钠基本全部溶解在水 中,草甘膦只有很少部分溶解在水中(草甘膦在水中的溶解度很小),其余以白色沉淀 析出。浓缩溶液后再加入甲醇醇析,静置一段时间后用滤纸抽滤。重复操作几次,滤 饼在(80~100)℃烘干,得到白色的草甘膦晶体。

草甘膦母液处理技术

草甘膦母液本质上属于高浓有机废水,可以通过传统的焚烧、催化氧化、催化氧化+生化的方法进行减量化、无害化的处理。然而由于草甘膦母液复杂的水质特征,如可生化性差、盐分高和水质波动大等,在处理的同时往往会付出高昂的处置成本。 利用焚烧、催化氧化、生化处理等处理工艺虽然可以有效地处理草甘膦母液废水,但却很大程度地浪费草甘膦母液废水所含的大量可回收利用资源(废水中含无机盐15 %—20 %、草甘膦0.5 %—1.5 %),而且还会不可避免的生成一些二次污染物,更增加了草甘膦母液废水处理负担。为了实现草甘膦母液废水中无机盐、草甘膦等有效成分的回收,不少研究学者及草甘膦生产企业开发了很多新型处理方法:压力驱动膜分离法、沉淀法、吸附法等方法,其中吸附和膜分离法以其高效的分离效果而成为目前草甘膦母液废水应用较广的处理方法: 1.膜浓缩法 膜浓缩分离利用渗透性将不同分子大小的物质进行分离,可以有效起到浓缩和提纯的目的。其中对于甘氨酸法草甘膦母液,通过膜法可将无机氯化钠和大部分水从母液中分离出来,浓液中氯化钠含量降低至1 %,并有效提高浓缩倍率。分离出的淡液需经过蒸发浓缩和除盐等处理;对于IDA法草甘膦母液,因原水副产物较少,可将淡液循环用于合成工艺,且膜处理后浓液盐含量较低,可增大用于配置30 %水剂的母液利用率。

DMP法:由于合成工艺过程加入的液碱导致DMP法草甘膦母液废水呈现强碱性,这是不利于膜及膜组件的长期稳定运行的,因此需要在母液废水进入膜组件之前加入一定量的浓HCl将其pH调节至中性。在经纳滤膜组件分离后,母液废水中的无机盐和醇类等小分子物质与草甘膦、增甘膦、双甘膦等大分子物质分离,前者进入淡液1,后者进入浓液1。母液废水中的所有无机盐几乎全部存在于淡液中,其浓度高达15 %-20 %,且主要为NaCI,因此在经蒸发结晶之后可以获得工业盐。由于增甘膦、双甘膦等杂质的存在会严重影响30%草甘膦水剂的配置过程,因此需要利用纳滤膜组件分离增甘膦、双甘膦与草甘膦(双甘膦分子量:227.00,增甘膦分子量:263.09,草甘膦分子量:169.00),使前者进入浓液2,后者进入淡液2后再经纳滤膜组件3浓缩得到浓液3,并用于配制有效成分30 %的草甘膦水剂或用于草甘膦原粉的提取,所得淡液III主要为水及部分小分子有机物,经常规生化处理后可达到排放标准。 IDA法:IDA法母液废水在经预处理膜组件处理后进入纳滤膜组件,分离母液中的甲醛等小分子物质,使其进入淡液1,而草甘膦、双甘膦等较大分子则进入浓液l进行下一道浓缩工艺。经纳滤膜组件处理后,得到浓液2通过冷却结晶的方法提取部分草甘膦原粉,滤液则用以配置30 %草甘膦水剂或部分回流至纳滤膜组件进口继续浓缩,淡液2则回流至纳滤膜组件进口处继续回流处理10-20次,以充分回收其中可利用资源。淡液1在经氨气反应后进入纳滤膜组件分离出含乌洛品托的浓液用以甘氨酸合成的催化剂,而氨水溶液则经H2SO4溶液反应后得到(NH4)2SO4溶液,(NH4)2SO4溶液经浓缩后就可作为助剂配制有效成分30 %的草甘膦水剂。 2.树脂吸附法 对于甘氨酸法草甘膦母液,草甘膦与增甘膦含量相对较高,且性质相近,可采用树脂吸附方法同时回收。吸附法是指利用吸附材料的特种吸附功能,对废水中的特定污染物进行吸

制剂工艺流程图

悬浮剂的英文名字为suspension concentrate ,一般简写为SC ,为难溶于水的固体农药与助剂经过研磨、分散在水介质中的悬浊液。是农药生产的一种主要的剂型,也是未来大力发展的一种环保型的剂型,其连续相为水。悬浮剂的加工过程相对较为复杂,其过程需要经过多个斧的制备。 简单的生产过程如下图所示: 其中加料的过程以35%吡虫啉悬浮剂为例来进行说明: 首先是将水打入高速分散斧,后加入称量好的吡虫啉三次原粉、乳化剂、抗结剂、防腐剂等。其中防腐剂为苯甲酸和苯甲酸钠的缓冲溶液,高速分散约40分钟后,放入装置斧,过30mL 或50mL 的卧式砂磨机进行研磨。此过程较慢,需时较长,研磨完全后的母液真空抽滤加入配置斧中,此间第二次加料,抗冻剂、增稠作用的黄原胶、高渗剂,其中抗冻剂为乙二醇或丙二醇,投过料后进行搅拌,反应完全后即可放入微调斧,在微调斧中加入适量的消泡剂。缓慢搅拌约40分钟后,既可以取样到质检科进行化验产品,合格以后放料包装。如果不合格还需要检查原因,进行返工。 水乳剂的剂型国际代号为EW ,曾称浓乳剂(Concentrate Emulsion)。是将液体或与溶剂混合制得的液体农药,原药以0.5~1.5 微米的小液滴分散于水中的制

剂,外观为乳白色牛奶状液体。水乳制剂有:25%咪鲜胺EW(m/v)、5%功夫EW(m/v)、30%毒死蜱EW(m/v)等。 水乳剂的生产过程,主要包括了水相斧、油相斧、微调剪切斧、容器等部分,其过程相对悬浮剂来说相对简单。 其主要的生产过程如下图所示: 微胶囊剪切斧已经装备完毕,而生产上还没有具体应用,近几年来,微囊技术被广泛应用于微生物、动植物细胞、酶和其他多种生物活性物质和化学药物的固定化方面。具体的应用有待进一步的研究。 乳油的加工过程相对来说比较简单,主要是按照一定的配比将原料计算好了之后,用真空泵将其打入加工混合斧中,搅拌约1小时后,用输送泵打到沉降区的沉降槽中,检验产品合格后放料。其过程简单图示如下:

草甘膦

caoganlin 草甘膦 glyphosate 一种有机磷, 学名-(膦酰基甲基)甘氨酸纯品为白色固体,熔点约230℃(分解),在水中溶解度为1.2%(25℃),不溶于一般有机溶剂,它的盐在水中有更大的溶解度。毒性低,急性毒性LD50值:对大白鼠经口为4320mg/kg(见)。 草甘膦的除草性质是1971年由美国D.D.贝尔德等发现的,由开发生产,到80年代已成为世界除草剂重要品种。 生产方法主要有两种: ①加压法用三氯化磷与无水甲醛在加压下反应,产物水解得到氯甲基膦酸,再与甘氨酸缩合生成草甘膦原药。 ②常压法用氯乙酸和氨水在氢氧化钙存在下反应得到亚氨基二乙酸,再与甲醛、三氯化磷缩合生成中间体双甘膦,最后氧化得到草甘膦原药。 草甘膦是灭生性芽后除草剂,通过茎叶吸收进入植物体内,并传导至全身组织,抑制氨基酸的生物合成,干扰光合作用,使之枯死。草甘膦对一二年生和多年生深根杂草均能防除,但对作物也有药害,不可直接喷洒到作物植株上。通常使用其盐类的水溶液,用于橡胶园、茶园、果园、森林苗圃及防火带等除草,也广泛应用于铁路、公路、机场、油库、电站等非农耕地的除草。草甘膦还可配合免耕法在农作物休耕期或播种前施用,杀死田间覆盖的杂草。草甘膦在土壤中迅速分解,没有持效期。 目前我国草甘膦主要有两种生产工艺:(氯乙酸)甘氨酸法和(二乙醇胺)IDA法,氯乙酸制甘氨酸法占据主流地位(产量占70%以上)。这两种路线之所以成为国内主流主要是由国内特殊的行业环境以及技术壁垒造成。例如国内缺乏稳定低廉的HCN来源,限制了下游IDA的发展,HCN制甘氨酸更有技术方面的困难没有得到发展。二乙醇胺IDA路线也受制于国内二乙醇胺短缺、进口二乙醇胺价格昂贵。在这种特殊国情之下,国外完全淘汰的落后的氯乙酸法才占据国内主流地位。 氯乙酸-甘氨酸路线经过国内企业的多年摸索,通过优化生产工艺条件、采用先进的大型设备和DCS自控,产品收率、原材料消耗等方面不断提升,生产成本得以降低,副产物的综合利用也有明显进步。

有机合成工艺优化

有机合成工艺优化 1.合成工艺的优化主要就是反应选择性研究有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有 机合成的实用技术。 首先分清三个基本概念转化率、选择性、收率。转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。可见,收率为转化率与选择性的乘积。可以这样理解这三个概念,反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,为有效好的原料依然存在于反应体系中。生成目标产物的那部分原料与消耗的原料之比为选择性,与初始原料之比为收率,消耗的原料与初始原料之比为转化率。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。 平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小,由此判断是低温还是高温有利于主反应,从而缩小了温 度选择的范围。实际经验中,一般采取极限温度的方式,低温和高温,再加上二者的中间温度, 可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。 (2)某一组分浓度的选择:在同一温度下(第一步已经选择好的温度下),将某一组分滴加(此组分为低浓度,其他组分就是高浓度)或一次性加入(此组分为高浓度,其他组分就是低 浓度)进行反应,就可根据监测主副产物的相对含量来判断该组分是低浓度还是高浓度有利于主 反应。确定了某一组分的浓度影响,接下来就是研究该组分的最佳配比问题。相同的条件下,再 确定其他组分浓度的影响。 (3)溶剂的影响: (4)酸碱强度的影响: (5)催化剂的影响: 3.定性反应产物 动力学研究方法要求副反应最小,而其他方法要求主反应最大。因此研究反应的选择性, 搞清副反应的产物结构是必要地前提。在条件允许的情况下,应尽量分析反应混合物的全部组 分,包括主产物,各种副产物,分析他们在气相色谱、液相色谱或薄层色谱上的相对位置和相对 大小。从而可以看出各组分的相对大小及各组分随温度和浓度条件不同的变化。对不同的副反应 采取不同的抑制方法。 (1)首先搞清反应过程中那些副产物生成;(2)重点找出含量较多的副产物的结构,因 为只有抑制了主要副反应,才能显著提高主反应的选择性;(3)根据主要副产物的结构,研究

有机合成工艺优化.doc

有机合成工艺优化方法学---心得 1.合成工艺的优化主要就是反应选择性研究 有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有机合成的实用技术。 首先分清三个基本概念转化率、选择性、收率。转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。可见,收率为转化率与选择性的乘积。可以这样理解这三个概念,反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,为有效好的原料依然存在于反应体系中。生成目标产物的那部分原料与消耗的原料之比为选择性,与初始原料之比为收率,消耗的原料与初始原料之比为转化率。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素 提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小,由此判断是低温还是高温有利于主反应,从而缩小了温度选择的范围。实际经验中,一般采取极限温度的方式,低温和高温,再加上二者的中间温度,可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。 (2)某一组分浓度的选择:在同一温度下(第一步已经选择好的温度下),将某一组分滴加(此组分为低浓度,其他组分就是高浓度)或一次性加入(此组分为高浓度,其他组分就是低浓度)进行反应,就可根据监测主副产物的相对含量来判断该组分是低浓度还是高浓度有利于主反应。确定了某一组分的浓度影响,接下来就是研究该组分的最佳配比问题。相同的条件下,再确定其他组分浓度的影响。 (3)溶剂的影响: (4)酸碱强度的影响: (5)催化剂的影响: 3.定性反应产物 动力学研究方法要求副反应最小,而其他方法要求主反应最大。因此研究反应的选择性,搞清副反应的产物结构是必要地前提。在条件允许的情况下,应尽量分析反应混合物的全部组分,包括主产物,各种副产物,分析他们在气相色谱、液相色谱或薄层色谱上的相对位

关于工艺流程优化的分析

关于化工工艺流程优化的分析 摘要:工艺流程的优化属于化工系统工程学研究的范围,它主要是研究在一定的条件下,如何用最合适的生产路线和生产设备,以及最节省的投资和操作费用,合成最佳的工艺流程。工艺流程也是实现产品生产的技术路线,通过对工艺流程的研究及优化,能够尽可能的挖掘出设备的潜能,找到生产瓶颈,寻求解决的途径,以达到产量高、功耗低和效益高的生产目标。 关键字:工艺流程,优化 一、化学工艺、化工工艺流程基本概念 化学工艺,即化工技术或化学生产技术,指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这一转变的全部措施。化学工艺在高等学校的课程设置中,有工业化学和化学工艺学,两种课程仅在名称上不同,其内容均与上述化学生产技术的一般内容大体相似。化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤:①原料处理。为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,根据具体情况,不同的原料需要经过进化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等多种不同的预处理。②化学反应。这是生产的关键步骤。经过预处理的原料,在一定的温度、压力等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的,可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。通过化学反应,获得目的产物或其混合物。③产品精制。将由化学反应得到的混合物进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变。 化工工艺流程是由若干个具有独立的化工过程的工序所组成的,其结构一般都比较复杂,如果对整个工艺流程寻优,则涉及的影响因素及变量的数目太多,而不容易做出优化结论,如果把流程分解成一若干化工过程表示的工序,先对每个单一的化工过程寻优,则可运用有关的化学工程理论进行优化分析。在生产过程控制中,工艺优化是以原有生产工艺为基础,通过对生产流程、工艺条件、原辅料的深入研究,针对生产关键、工艺薄弱环节,组织技术人员改进工艺,使生产成本降低,生产过程、工艺条件达到最优化。对生产工艺流程的优化,除了技术上的参数优化调整、设备优化改造外,要想获得更大的突破、尤其是解决瓶颈

草甘膦生产工艺路线比较

草甘膦生产工艺路线比较 中国行业咨询网 https://www.360docs.net/doc/aa11625228.html, 核心提示: 草甘膦(英文通用名称Glyphosate)又称农达、农民乐等,属芽后内吸非选择性高效广谱除草剂,具有广谱、低毒和无残留的特点。草甘膦主要应用于转基因作物领域。20世纪90年代以来,转基因抗草甘膦作物如大豆、玉米等的创制和大面积种植,使全球对草甘膦的需求持续增加。为此,2006年底以来,草甘膦价格疯狂上涨,我国草甘膦及上游原材料公司业绩显著提高。 1.我国草甘膦生产能力 目前,我国草甘膦生产企业约有30余家,见表1。 2.我国草甘膦生产工艺概况 我国草甘膦的生产工艺主要分为甘氨酸法和二乙醇胺一亚氨基二乙酸(IDA)法(表1)。目前甘氨酸法草甘膦占到国内总产量的70%以上,每吨草甘膦需消耗甘氨酸0.96t,国产甘氨酸80%用于草甘膦生产,市场容量20万t/a左右。草甘膦生产工艺路线见图1。

国际的主流路线则是氢氰酸-IDA(路线2)。该方法生产简单、环境友好、操作方便,成本低廉。世界最大的草甘膦生产企业孟山都在全球的6套生产装置全部采用IDA路线,年

产量20万t以上。 我国草甘膦生产工艺,氯乙酸—甘氨酸法(路线4)和二乙醇胺-IDA法(路线1),这两种路线之所以成为国内主流,主要由国内特殊的行业环境以及技术壁垒造成。例如,国内缺乏稳定低廉的HCN来源,限制了下游IDA的发展,HCN制甘氨酸技术困难尚没有克服。二乙醇胺-IDA路线也受制于国内二乙醇胺短缺、进口二乙醇胺价格昂贵。在这种特殊国情之下,已在国外完全淘汰的落后的氯乙酸法才占据了国内主流地位。 氯乙酸-甘氨酸路线经过国内企业的多年摸索,通过优化生产工艺条件、采用先进的大型设备和DCS自控,产品收率、原材料消耗等方面不断提升,生产成本得以降低,副产物的综合利用(如新安股份的氯循环)也有明显进步。但该路线的弱点也非常明显,如工艺路线长(收率不高)、产品含杂质高(提纯步骤多)、副产物和三废多(环保压力大)等。 目前,制约国内HCN路线草甘膦的两个主要瓶颈(高质量的HCN原料和甘氨酸技术壁垒)均已经明显改善,拓展草甘膦市场优势得天独厚。我国天然气资源丰富,天然气制HCN 技术已经相对成熟。重庆紫光化工的亚氨基二乙腈纯度达到95%以上,销售价格13500-14000元/t,相比二乙醇胺有一定的价格优势,发展IDA路线草甘膦具备明显的经济价值。正在重庆筹建5万t/a亚氨基二乙腈,类似路线在其他企业实施也有传闻。由HCN合成IDA 收率较高(文献收率85%-90%),工艺过程适合连续化、大规模生产,三废低、副产物少,也是国际主流的草甘膦生产工艺。而三峡英力则是甘氨酸路线进步的代表。该路线的技术先进性非常明显:流程短,如无需氧化步骤;副产物少;产品质量好。一旦困扰该路线的甘氨酸生产技术得到突破,竞争力也非常突出。这两种天然气HCN路线也存在一定的竞争关系,从行业的角度,这种路线之争对于提高我国草甘膦行业技术水平、降低生产成本和环保压力大有好处。不同草甘膦路线的比较见表2。

草甘膦工艺介绍

草甘膦项目工艺介绍 一、亚磷酸二甲酯 1、反应原理及流程简图 (1) 主反应 3CH 3OH +PCl 3 (CH 3O )2POH +2HCl +CH 3Cl (2)副反应 PCl 3+3CH 3OH H 3 P O 3+3CH 3Cl (3)生产工艺流程简图 盐酸 配碱釜 亚磷酸二甲酯去草甘膦合成 氯甲烷去回收 2、生产工艺流程简述 (1)酯化岗位 三氯化磷和甲醇以一定的投料比经预冷器后投入酯化釜在55℃、负压下进行酯化反应,反应生成的氯甲烷,氯化氢气体(夹带少量甲醇等)经两级冷凝后,过量甲醇等组分重新回流到酯化釜继续反应,氯甲烷和氯化氢经气液分离器到吸收岗位。酯化反应产物在75℃下经过两级脱酸后,得到亚磷酸二甲酯的粗品(含亚磷酸)。脱酸釜出来的气体经冷凝后,一部分重新回流到酯化釜参加反应,其余气体经气液分离器到吸收岗位。 (2)吸收岗位 酯化反应产生的氯化氢、氯甲烷气体经高浓盐酸吸收器、浓盐酸吸收器、稀盐酸吸收塔和碱洗塔后,经除雾器、尾气缓冲罐和罗茨风机到氯甲烷回收工段。

(3)蒸馏岗位 在高真空条件下,酯化反应合成的亚磷酸二甲酯粗品经预热后进入蒸馏塔在140℃、-740mmHg下进行真空蒸馏,塔顶产物经两级冷凝后,一部分回流至蒸馏塔,其余进入酯受槽,供草甘膦生产;高沸物(亚磷酸)由再生器排入残液受槽,冷却到室温,亚磷酸包装出售。 (4)氯甲烷回收岗位 来自草甘膦、亚磷酸二甲酯的副产物氯甲烷,通过水洗、碱洗、干燥(酸洗)、压缩、冷却获得氯甲烷产品。 工艺流程简图 氯甲烷 工艺流程简述 来自草甘膦、亚磷酸二甲酯的氯甲烷尾气(氯甲烷含量为60%)经预洗塔水洗后(预洗)进入碱洗塔与从塔顶加入经碱冷凝器预冷至约-5℃的5-15%的碱液喷淋逆流吸收温度为35℃,以除去混合气中的残余的氯化氢,同时因气体被冷却,进一步脱水,15%的氢氧化钠水溶液,通过碱循环泵循环使用,当碱液浓度<5%时更换新碱,浓度小于5%的碱液送至配碱釜。 经过碱洗塔洗涤的混合气,从水洗塔下部进入,与从塔顶喷沸的水接触40℃下进行洗涤,除去气体中的氯化氢和甲醇,从塔底出来的洗涤液经过水冷凝器冷却后,水从塔顶喷淋洗涤,循环使用,水由循环水泵打循环。 出水洗塔的气体经除雾器除雾后进入第一干燥塔下部,与从塔顶喷淋的75%-93%的硫酸逆流接触温度为50℃,75%-93%的硫酸来自第二干燥塔塔底,并

工艺流程图1

工 艺 文 件 编制:制剂研发部日期:批准:日期:

生产工艺流程:生产任务单 开具生产配方单系统检查物料检查 转入包装岗位报检 质量控制点 25克/升高效氯氟氰菊酯乳油质量控制点操作控制程序及操作步骤 溶剂助溶剂计量 乳化剂 抽入配制釜 打开人孔盖投固体原料 搅拌混合 静置分离计量 质检 剩余溶剂 冲洗管道 合格包装 操作步骤:1、按产品配方比例将定量的溶剂、助溶剂、乳化剂通过计量,用真空泵抽入配置釜中。 2、打开人孔盖投合格的固体原料。 2、将剩余量的溶剂通过计量,抽入配制釜中,以冲洗管道。 3、开启搅拌器,进行搅拌混合,至混合均匀。 4、将混合均匀的物料,进行静置。 5、进行排底分离。。 6、取样报检,若所测控制指标合格,转入包装程序。 生产配料 生产配料

250克/升氟磺胺草醚水剂质量控制点操作控制程序及操作步骤: 水 计量氟磺胺草醚原粉 氢氧化钠 配制釜搅拌混合静置分离排底 抽入 剩余水计量质检冲洗管道合格包装 操作步骤:1、按产品配方比例将定量的水、助剂、氢氧化钠通过计量,用真空泵抽入配置釜中。 2、将剩余量的水通过计量,抽入配制釜中,以冲洗管道。 3、将定量的乙烯利原粉投入配制釜中。 4、开启搅拌器,进行搅拌混合,至混合均匀。 5、将混合均匀的物料,进行静置。 6、进行排底。将排底的物料用真空泵再次抽入配制釜中。 7、取样报检,若所测控制指标合格,转入包装程序。

15%噻吩磺隆可湿性粉剂质量控制点操作控制程序及操作步骤: 噻吩磺隆原粉计量分散剂 载体预混合再混合气流粉碎磨细填料润湿剂 后混合 质检 合格包装 操作步骤:1、按产品配方比例将定量噻吩磺隆原粉、载体、填料通过计量,投入混合器中进行预混合。 2、将分散剂、润湿剂投入混合器中进行再混合。 3、开启空压机,进行气流粉碎。至将原料磨细。 4、开启搅拌器,进行搅拌混合,至混合均匀。 5、取样报检,若所测控制指标合格,转入包装程序。

62%草甘膦异丙胺盐合成工艺优化小试研究

62%草甘膦异丙胺盐合成工艺优化小试研究 李延博,方建明,沈 洁,刘凤羽 (广州创特技术有限公司,广东广州 510055) 摘 要:通过强化反应过程中异丙胺的分散,对工艺过程进行优化,提高了反应速率,降低了反应过程中冷却水和蒸汽的使用量,提高了装置利用率。 关键词:异丙胺;草甘膦异丙胺盐;优化 中图分类号:T E357 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)14—0039—01 草甘膦是目前广泛使用的一种光谱灭生性除草剂,随着抗草甘膦转基因作物品种的不断丰富和种植面积的不断扩大,对草甘膦的需求量将继续扩大[1] 。草甘膦异丙胺盐除有一般草甘膦具备的内吸传导型、光谱、灭生性等特性外,还具有除草药效好,水溶性更高的特点。草甘膦异丙胺盐水剂是目前市 场上的主导品种,全球销售超过几十万吨[2] 。 当前国内的62%草甘膦异丙胺盐水剂生产厂家普遍存在的主要问题是:装置利用率低、单釜产能小、能耗高、劳动条件差等一系列问题。通过对国内62%草甘膦异丙胺盐水剂厂家的生产过程分析,发现配置过程效率低、能耗高的主要原因在于装置的异丙胺分散较差,从而影响异丙胺的加入速度,在异丙胺加入速度加快后来不及反应的异丙胺挥发,造成操作环境差,现场有异丙胺的刺鼻气味,同时造成异丙胺消耗量过高。为了克服异丙胺挥发的问题,在异丙胺加入过程中需要通冷却水,而在草甘膦和异丙胺反应结束后为了保证62%草甘膦异丙胺盐水剂的稳定性,还要用蒸汽把物料升温到90℃,这种先冷却再加热的方式造成能耗较高,且反应速率较慢。 为了克服上述问题,采取强化传质的方式,加快异丙胺的加入速度,同时利用反应过程放出的热量对物料进行加热,加快了反应速率,提高了装置利用率、降低了能耗、改善了操作环境,为反应装置的放大奠定了基础。1 实验部分1.1 实验装置 实验用的反应器为玻璃材质的四口烧瓶,四个口分别为搅拌器入口,冷凝管接口、进料口和温度计接口,烧瓶外部采用棉花保温。1.2 反应物质量计算 草甘膦与异丙胺的化学反应方程式 : 假设反应后6%草甘膦异丙胺盐水剂的质量为 100g,则草甘膦异丙胺盐的质量为62g 。反应过程中为了保证草甘膦完全反应,异丙胺要适当过量,异丙胺与草甘膦的摩尔比为:1。 草甘膦的质量=62g 228g/mol ×169g/mol ÷0.95 =48.4g 异丙胺的质量= 62g 228g/mol ×1.2×59g/mol ÷ 0.99=19.8g 水的质量=100-48.4-19.8=31.8g 由上面的计算结果可知:得到100g62%草甘膦异丙胺盐所需的草甘膦、异丙胺和水的质量分别为48.4g 、19.8g 、31.8g 。1.3 实验过程 先搭建上图所示的实验装置,电机、搅拌器、四口烧瓶和冷凝管由铁架台固定,冷凝管的目的是冷凝挥发的异丙胺,从加料口加入一定量的水,调节温度计的高度,直至温度计的液泡完全浸在液面下,然后固定。打开搅拌器,草甘膦由加料口加入,调节搅拌器的转速至草甘膦与水能够充分混合,然后将异丙胺由加料口用滴液漏斗加入,可以通过滴液漏斗下面的旋塞控制异丙胺的加入速度。 39  2012年第14期 内蒙古石油化工 收稿日期55 作者简介李延博(—),男,工学硕士。 2:2012-0-2:1982

草甘膦优秀配方

草甘膦优秀配方 草甘膦为内吸传导型慢性广谱灭生性除草剂,由于其优异的杀草活性、广泛的杀草谱、较低的土壤残留、较长的控草时间,加上抗除草剂转基因作物的广泛种植,使其成为全球销量第一的除草剂品种。然而,由于长时间大量单一连续使用草甘膦,杂草的抗性问题已经非常突出。草甘膦的除草效果大打折扣,许多方面还不尽人意。今天,小编给大家推荐几个比较好除草配方,供大家参考。 配方一:90%乙草胺45-90克/亩+41%草甘膦45-90克/亩。二者混用既能达到良好的灭草效果,既可以防除已出土的多种杂草、又能达到土壤封闭除草的效果,有效的控制作物种植后杂草的发生,同时对作物安全。一次施药可以控制整个生长期内杂草的危害。

配方二:90%乙草胺40-75克/亩+50%莠去津40-75克/亩+41%草甘膦30-60克/亩。三者混用既可以防除已出苗的多种杂草,又能达到土壤封闭除草的效果,对于多年生的杂草,通过提高草甘膦防治效果,可以杀死其根系,达到根除的目的。特别是玉米田,在玉米播后苗前,田间有大量杂草时,使用该配方,既可以杀死田间的大草,又能达到土壤封闭的效果。一次施药可以控制玉米整个生长期内的杂草。 配方三:90%乙草胺45克-50克+苄嘧磺隆2-4克/亩+草甘膦40-80克/亩。草甘膦对常见一年生、多年生杂草具有突出的防效,但对部分阔叶杂草如豆科杂草防效稍差,与少量苄嘧磺隆混用具有增效作用,可以扩大杀草谱。该配方用于免耕直播水稻田,具有一封一杀的双重作用。它具有低毒、杀草谱广、残效期长的特点,它不仅有杀草清茬的效果,还有土壤封闭的作用,是防除免耕地杂草的优良除草药剂。 配方四:56%2甲4氯钠盐10-20克/亩+41%草甘膦80-110克/亩。2甲4氯钠盐和草甘膦混用防除阔叶杂草时增加了对草甘膦的吸收和运输。对阔叶杂草、阔叶杂灌等效果快而好,尤其对田旋花、打碗花。并不影响对禾本科杂草的防效。

草甘膦合成工艺研究

作者简介:陆阳(1969 )信阳农业高等专科学校有机教研室讲师,郑州大学化学系硕士,讲师,从事新产品开发和技术推广、有 机教学和实验工作 收稿日期:2009 04 13 草甘膦合成工艺研究 陆 阳1,陶京朝2,周志莲3 (1 信阳农专有机化学教研室,河南信阳 464000;2 郑州大学化学系,河南郑州 450001; 3 河南科易集团新药研究开发中心,河南信阳 464000) 摘 要:介绍了一种先进的草甘膦合成工艺,产品产率达85%,纯度大于98%。研究了反应时间、反应温度对溶剂回收的影响。该工艺可以将回收的溶剂在不进行任何处理的情况下直接循环套用。实验证明,本工艺与国内现行工艺相比,具有收率高,生产周期短,后处理简单等优点,有较高的工业价值。与文献报道的方法相比,生产成本可以下降16%。 关键词:草甘膦;亚磷酸二甲基酯;甘氨酸;氯甲烷 中图分类号:T Q 457 文献标识码:A 文章编号:1671 9905(2009)09 0005 03 预计草甘膦的需求量将以18%的速度增长,2010年全球需求量将接近100万t 。目前中国占据了草甘膦生产的原料优势。草甘膦全球销售总额达到38亿美元。 草甘膦是美国孟山都化学公司开发的一种高效、低毒除草剂。以甘氨酸为原料合成的草甘膦是目前应用最为广泛的除草剂品种[1~4]。2008年以来,全球草甘膦市场迅猛增长,价格一路飙升,2007年我国草甘膦产量为70万t,消耗甘氨酸25万t,2008年消耗量超过30万t,到2010年国内甘氨酸需求量将达到40万t 。由于全国甘氨酸生产企业有20余家,我国草甘膦发展正步入黄金时代。我们课题组经过技术攻关取得了新的突破,成功地开发出了草甘膦制备方法,该技术可以降低污染物排放,节能降耗,已经规模化生产,实践证明,该技术科技含量高,经济效益好,可以帮助企业走资源节约型、环境友好型的工业化道路。草甘膦的合成路线。草甘膦的合成方法,有很多专利报导[5~10] ,其合成方法之多,在农药中是少见的。国内外草甘膦的生产合成路线有以下几种。 (1)氯甲基膦酸法,以三氯化磷、多聚甲醛、甘氨酸为主要原料经反应得到草甘膦;(2)亚氨基二乙酸法(IDA 法),该法以亚氨基二乙酸,再经双甘膦氧化制草甘膦,此法反应条件缓和,产品收率高,但亚氨基二乙酸原料来源困难;(3)亚氨基二乙腈法(又称IDAN 法),此法反应条件温和,技术经济指标比 IDA 法要好,但国内尚无亚氨基二乙腈出售;(4)溴乙酸乙酯法,以溴乙酸乙酯经三步反应制得草甘膦,此法所需原料十分昂贵,不适宜于工业化生产;(5)氯苄法,以氯苄和氨为起始原料制得草甘膦,此法原料价格贵,成本高;(6)氯乙酸法,以氯乙酸、石灰、氨、甲醛、亚磷酸为主要原料,经氨化、缩合、氧化、中和、配制5个工序制得10%的草甘膦水剂,其工艺路线较长,工艺过程中每生产1t 10%的草甘膦水剂约产生含20%左右二氯化钙的酸性废水1 2t 。此外还有双甘膦氧化法(包括浓硫酸氧化法),过氧化氢氧化法,电解法,氧气氧化法,三苯基亚磷酸酯法,1,3,5 三甲基 六氢化 S 三嗪法,氨基乙酸乙酯法,N 苄基氨基乙酸乙酯法,N 特丁法,双甘膦四乙酯电解法,氨甲基膦酸乙酯法,氨甲基膦酸法以及酮哌嗪法。以上所列各种制备方法虽有专利报导,但大都是小试结果,并未实现工业化生产。 我们课题组对第一条路线进行了研究,以多聚甲醛、甘氨酸、亚磷酸二烷基酯为起始原料,以三乙胺为催化剂,经加成、缩合、水解而得草甘膦。收率较高,总收率可达85%。该工艺具有成本低、三废少且易处理等优点。固体草甘膦含量在95%左右,产率高,成本低,污染小,流程简单。与上述几种方法相比,原料易得,价格适宜,合成路线较短,反应条件温和,所需设备少且简单,操作方便安全,产品收率高,成本低,技术经济指标较好,副产物和三废少。 第38卷 第9期2009年9月 化 工 技 术 与 开 发Technology &Development of Chemical Industry Vol 38 No 9 Sep 2009

草甘膦简介

草甘膦 一、产品概述 中文名:草甘膦,英文名:glyphosate ,别名:农达、镇草宁、罗达普、时拔克。 分子式C 3H 8NO 5P ,分子量169.08,结构式:P O HO HO CH 2 NH CH 2COOH ,化学名称:N- (磷酰基甲基)甘氨酸,CAS 号:1071-83-6。低毒,大白鼠急性经口LD50=4320mg/kg, 对鱼,蜜蜂较安全。纯品(95%)为白色结晶固体,熔点230℃(分解)。在25℃水中溶解度为12g/L 。它不溶于一般有机溶剂,微溶于乙醇、乙醚,其异丙胺盐/铵盐完全溶解于水。不可燃,不爆炸,常温下稳定,挥发性低。 草甘膦系内吸传导灭生性光谱除草剂,凡有光合作用的植物绿色部分都能较好地吸收草甘膦而被杀死。药物通过植物绿色部分吸收而传导至全株,在植物体内干扰苯丙氨酸和酪氨酸的生物合成,并使细胞核内染色体失常,对多年生杂草地下组织破坏很强。植物中毒先是地上叶片逐渐枯黄,继而地下部分腐烂,最后枯死。草甘膦进入土壤后逐渐失去活性,对未出生的杂草无效,对土壤中的作物种子无杀伤力。主要用于茶园、桑园、果园、休耕田等免耕田播种前除草。 草甘膦喷药注意事项:1.喷雾时切勿将药液喷到农物上,2.选择晴天施药。3.草甘膦残留期1个月以上,但毒性较慢。一般在施药后7-10天见效。4.配制草甘膦药液,按总水量0.1%~0.2%洗衣粉或柴油一起冲配可增加药效。 草甘膦于1970年由美国MonsantoR&D 公司发现,2005年成为全球最畅销十大农化产品之一,国内较大的生产企业有新安股份(产能居全球第二)、南通江山、湖北沙隆达、江苏扬农……,据了解,截止2010年上半年我国草甘膦产能在80万吨/年,2010年全球草甘膦产品消费量为70万吨左右。从2006年至今,草甘膦可谓是给我们来了一个过山车似的表演——2006年,草甘膦均价2.8万元/吨,到2007年年8月份价格涨至3.5万元/吨,12月份价格4万元/吨,进入08年草甘膦价格飙涨,到2月份价格涨到8.8万元/吨,4月份达12万/吨的顶峰,2008年5月份后,全球产能迅速膨胀,疯狂行情随之宣告终结,此后价格一路下跌。从2008年10月份价格跌至5.5万元/吨,12月跌至2.5万元/吨,2009年价格基本在2万元/吨左右徘徊,进入2010年以后,情况依旧没有好转,低迷的情况一直延续至今。

工艺优化方法

1.合成工艺的优化主要就是反应选择性研究 有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有机合成的实用技 术。 首先分清三个基本概念转化率、选择性、收率。转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。可见,收率为转化率与选择性的乘积。可以这样理解这三个概念,反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,为有效好的原料依然存在于反应体系中。生成目标产物的那部分原料与消耗的原料之比为选择性,与初始原料之比为收率,消耗的原料与初始原料之比为转化率。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素 提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大 小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主

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