CN107473241B - 一种固体单氰胺的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工领域，具体涉及一种固体单氰胺的制备方法，该方法以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。本发明设计的固体单氰胺的生产工艺具有工艺简单、收率高、成本低、纯度高、易于实现工业化等特点，同时也解决了液体单氰胺自然条件下难于储存与运输的问题。

Description

一种固体单氰胺的制备方法
技术领域
本发明涉及固体单氰胺生产领域，具体涉及一种固体单氰胺的制备方法，该方法以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。本发明设计的固体单氰胺的生产工艺具有工艺简单、收率高、成本低、纯度高、易于实现工业化等特点，同时也解决了液体单氰胺自然条件下难于储存与运输的问题。
背景技术
单氰胺化学名为氨基氰，又名氨基甲腈，英文名Cyanamide，无色，易潮解，正交系结晶，熔点45℃，在极性有机溶剂如低级醇、酯及酮中溶解度较大，在非极性溶剂中溶解度较小，水中溶解度很大。单氰胺含有一氰基和一氨基，都是活性基团，具有上述官能团的多重反应性能，易发生加成、取代、缩合等反应。
目前，单氰胺晶体主要的生产工艺为浓缩水溶液结晶法，具体操作方法为：将单氰胺的水溶液浓缩到一定浓度后，再进行降温结晶、过滤、干燥得到单氰胺晶体。笔者也做过实验验证，此方法得到的单氰胺晶体双氰胺与稳定剂含量较高，晶体中的水又较难干燥除去，导致单氰胺晶体含量偏低。当固体单氰胺的纯度小于95％，水分含量高时，其性能极不稳定，在储存和运输过程中易聚合和分解，剧烈时会发生燃烧和爆炸，这就给单氰胺生产企业的储存和运输带来了非常大的困难。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种操作工艺简单、成本低、收率高、产品纯度高、易于工业化的固体单氰胺的制备方法，本发明是这样实现的：以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行、调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙醚中的一种或几种。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的溶剂的加入量与石灰氮的质量比为2-8；水的加入量与石灰氮的物质的量的比为1-5。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的通二氧化碳的温度为0-25℃；PH值控制范围为6-10。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的保温反应时间为0-10h。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的调PH值所用的试剂为盐酸、硫酸、磷酸、乙酸中的一种或几种。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的结晶温度为-20-0℃。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的结晶的单氰胺的干燥形式为低温冷冻干燥。
具体实施方式：
本发明设计的固体单氰胺的制备方法具有工艺简单、收率高、成本低、纯度高、易于实现工业化等特点，同时也解决了液体单氰胺自然条件下难于储存与运输的问题。
下面通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明的技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
实施例1
以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行、调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。
具体的步骤为：
在石灰氮质量4倍的乙醇中加入石灰氮物质的量1.5倍的水，开动搅拌通二氧化碳，将石灰氮分批加入到体系中，控制反应温度20℃、PH值8，加料完毕保持温度与PH值继续通气反应3h。反应结束后，碳酸钙析出，过滤收集滤液，滤液用磷酸调PH值至4之间，浓缩至50％后过滤掉不溶物，降温至-10℃冷却晶体得到单氰胺晶体，通过过滤分离，固体低温冷冻干燥即得固体单氰胺；母液与下批次单氰胺有机溶液合并。
母液套用10批次，单氰胺晶体收率可达85％，单氰胺含量99％以上，稳定剂与双氰胺总含量＜0.5％。
实施例2
以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行、调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。
具体的步骤为：
在石灰氮质量2倍的甲醇中加入石灰氮物质的量5倍的水，开动搅拌通二氧化碳，将石灰氮分批加入到体系中，控制反应温度10℃、PH值10，加料完毕保持温度与PH值继续通气反应0.5h。反应结束后，碳酸钙析出，过滤收集滤液，滤液用盐酸调PH值至5，浓缩至50％后过滤掉不溶物，降温至0℃冷却晶体得到单氰胺晶体，通过过滤分离，固体低温冷冻干燥即得固体单氰胺；母液与下批次单氰胺有机溶液合并。
母液套用10批次，单氰胺晶体收率可达81％，单氰胺含量99％以上，稳定剂与双氰胺总含量＜0.5％。
实施例3
以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行、调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。
具体的步骤为：
在石灰氮质量8倍的丙酮中加入石灰氮物质的量1倍的水，开动搅拌通二氧化碳，将石灰氮分批加入到体系中，控制反应温度0℃、PH值6，加料完毕保持温度与PH值继续通气反应10h。反应结束后，碳酸钙析出，过滤收集滤液，滤液用硫酸酸调PH值至4，浓缩至50％后过滤掉不溶物，降温至-20℃冷却晶体得到单氰胺晶体，通过过滤分离，固体低温冷冻干燥即得固体单氰胺；母液与下批次单氰胺有机溶液合并。
母液套用10批次，单氰胺晶体收率可达83％，单氰胺含量99％以上，稳定剂与双氰胺总含量＜0.5％。
实施例4
以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行、调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。
具体的步骤为：
在石灰氮质量6倍的乙醚中加入石灰氮物质的量4倍的水，开动搅拌通二氧化碳，将石灰氮分批加入到体系中，控制反应温度20℃、PH值7，加料完毕保持温度与PH值继续通气反应6h。反应结束后，碳酸钙析出，过滤收集滤液，滤液用乙酸调PH值至4.5，浓缩至50％后过滤掉不溶物，降温至-15℃冷却晶体得到单氰胺晶体，通过过滤分离，固体低温冷冻干燥即得固体单氰胺；母液与下批次单氰胺有机溶液合并。
母液套用10批次，单氰胺晶体收率可达84％，单氰胺含量99％以上，稳定剂与双氰胺总含量＜0.5％。
实施例5
以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液，再进行、调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥得到高纯度的固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并后重复调PH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥等步骤，继续生产高纯度单氰胺晶体。
具体的步骤为：
在石灰氮质量4倍的异丙醇中加入石灰氮物质的量3倍的水，开动搅拌通二氧化碳，将石灰氮分批加入到体系中，控制反应温度25℃、PH值7，加料完毕保持温度与PH值继续通气反应3h。反应结束后，碳酸钙析出，过滤收集滤液，滤液用磷酸调PH值至4.5，浓缩至50％后过滤掉不溶物，降温至-20℃冷却晶体得到单氰胺晶体，通过过滤分离，固体低温冷冻干燥即得固体单氰胺；母液与下批次单氰胺有机溶液合并。
母液套用10批次，单氰胺晶体收率可达86％，单氰胺含量99％以上，稳定剂与双氰胺总含量＜0.5％。

Claims (1)

1.一种固体单氰胺的制备方法，其特征在于，以石灰氮为原料，在有机溶剂中、在二氧化碳与水的作用下制备单氰胺有机溶液；对上述单氰胺有机溶液经过调pH值、浓缩、降温结晶、过滤、干燥，得到固体单氰胺；母液与下批次有机溶液合并；
其具体步骤为：所述的单氰胺有机溶液的制备，具体步骤为，在有机溶剂中加入水，开动搅拌通二氧化碳，将石灰氮分批加入到体系中，控制反应温度与pH值，加料完毕继续通二氧化碳保温反应，反应结束后，碳酸钙析出，过滤收集滤液，即单氰胺有机溶液；
将上述单氰胺有机溶液调pH值至4-5，浓缩至50％，过滤掉不溶物后结晶，通过过滤进行分离，固体低温冷冻干燥即得固体单氰胺；母液与下批次单氰胺有机溶液合并；
所述的溶剂的加入量与石灰氮的质量比为2-8；水的加入量与石灰氮的物质的量的比为1-5；
通二氧化碳时，温度为0-25℃；PH值控制范围为6-10；
所述的保温反应时间为0-10h；
结晶温度为-20-0℃；
结晶的单氰胺的干燥形式为低温冷冻干燥；
所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙醚中的一种或几种；
所述的调PH值所用的试剂为盐酸、硫酸、磷酸、乙酸中的一种或几种。
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