CN107986959A

CN107986959A - 己二酸铵的制备方法及制备系统

Info

Publication number: CN107986959A
Application number: CN201711246568.1A
Authority: CN
Inventors: 石志勇
Original assignee: NINGXIANG XINYANG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: NINGXIANG XINYANG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2018-05-04
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: CN107986959B

Abstract

一种己二酸铵的制备方法及制备系统，其中制备方法包括：反应釜内己二酸与气化后的氨气进行反应；反应温度控制在60‑70℃；监测溶液pH值确定是否达到反应终点，打开反应釜罐口盖子取样进行检测，停止通氨，继续反应1‑1.5h，开启冷却水进行降温；待温度降至40℃以下，取样检测晶体含量达到大于50％时，开始放料，用离心机进行固液分离；晶体直接进振动流化床干燥机干燥，然后通过筛网分筛即得成品。本发明还提供采用上述制备方法的己二酸铵的制备系统。本发明制得的己二酸铵，产品为白色粉末或透明结晶，低毒性；在乙二醇和水中具有良好的溶解性能，可以用作低压铝箔及固态电容器制作过程的化成和中低压电解液溶质，水溶液也可作为中高压铝箔给电剂。

Description

己二酸铵的制备方法及制备系统

技术领域

本发明属于化工产品的生产技术领域，尤其涉及一种己二酸铵的制备方法及制备系统。

背景技术

己二酸铵，其英文名称为ammonium adipate，分子式是C₆H₁₆N₂O₄，分子量为180.20，它是一种有机原料。外观白色结晶粉末，易受潮结块；易溶于水，溶于酒精，pH 6.5-7.5，呈微酸性；处于密封干燥处保存；CAS号：19090-60-9；E-C号：242-809-3。

己二酸铵主要用作低压铝箔及固态电容器制作过程的化成和中低压电解液溶质，水溶液也可作为中高压铝箔给电剂，可用于电容器制作。己二酸铵居电子铝箔生产中用作工作液，它对氯离子含量有较高要求，要求控制在2mg/kg以内。

己二酸铵传统制备方法中，制得的己二酸铵为结晶粉末，制备过程主要利用烘箱干燥，在烘干与使用过程中容易结块；而且杂质含量高，纯度低，颗粒不均匀，不能很好地应用在铝箔的生产中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种己二酸铵的制备方法及制备系统，该方法及系统制得的己二酸铵，产品为白色结晶性颗粒或粉末或透明结晶，低毒性；在乙二醇和水中具有良好的溶解性能，可以用作低压铝箔及固态电容器制作过程的化成和中低压电解液溶质，水溶液也可作为中高压铝箔给电剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种己二酸铵的制备方法，具体包括如下步骤：

S1、向反应釜内注入罐体30-40％体积的纯化水，开启搅拌；

S2、密封反应釜，开启真空抽入己二酸，然后开启蒸汽阀门，使反应釜升温至50-55℃，关闭蒸汽阀门，持续搅拌，将已二酸搅拌均匀；

S3、打开氨气阀门，向反应釜内通入气化后的氨气，通过控制氨气阀门的开度来控制通氨速度，保证氨气不会溢出；

S4、开启冷却水，控制罐内反应温度在60-70℃；

S5、监测溶液pH值确定是否达到反应终点，反应终点PH为7.0-7.2；

打开反应釜罐口盖子取样进行检测，停止通氨，继续反应1-1.5h，开启冷却水进行降温；

S6、当罐内温度降至55-60℃时，停止搅拌静置4-5小时后，重启搅拌；

S7、待温度降至40℃以下，取样检测晶体含量达到大于50％时，开始放料，用离心机进行固液分离；

S8、晶体直接进振动流化床干燥机干燥，首先经80-90℃的热风吹扫，然后经除湿后的自然风进行吹扫，总干燥时间3-4分钟；

S9、干燥好的结晶直接通过10目的筛网分筛，将块状物料去除掉，即得成品。

进一步地，

己二酸：氨气的摩尔比为1：1.8-2.0。

进一步地，

上述制备方法还包括步骤：

S10、将步骤S9过筛网后的物料进入料仓后进行包装，得到成品。

进一步地，

步骤S3中：控制氨气阀门开度为阀门开度的1/3-1/2。

进一步地，

步骤S4通过反应釜的夹套加入冷却水进行罐温控制。

优选地，

所述纯化水中氯化物、铁盐的含量均小于1mg/kg；

己二酸的纯度大于99％。

进一步地，

步骤S7固液分离所得母液进入反应釜循环利用。

本发明还提供采用上述制备方法的己二酸铵制备系统，包括：

依次连接的反应釜、离心机、振动流化床干燥机、筛网；

所述反应釜设有搅拌装置、加热升温装置、水冷装置、取样口、己二酸进料口、氨气通入口、放料口；

所述氨气通入口设有氨气流速控制阀门。

进一步地，

所述制备系统还包括连接在筛网后的包装机。

本发明的有益效果：

1、本发明以己二酸和氨为原料，利用酸碱中和反应制备出己二酸铵，该产品为白色粉末或透明结晶，低毒性，在乙二醇和水中具有良好的溶解性能。己二酸铵在电解铝箔生产中用作工作液，对杂质含量要求非常严格；本发明制备工艺制得的己二酸铵，杂质少，纯度高，可以用作低压铝箔及固态电容器制作过程的化成和中低压电解液溶质，水溶液也可作为中高压铝箔给电剂。

2、试验发现己二酸铵物料结晶晶核容易被破碎，本发明的制备方法在结晶起初时期停止搅拌，可以有利于晶核平稳、均衡生长，形成大颗粒结晶，因而制得的己二酸铵晶体具有杂质夹杂低、纯度高、颗粒均匀的优点。一方面结晶粗大的产品有利于分离，提高收率；另一方面结晶颗粒粗的产品相对于细粉产品来说，储存过程中不溶于结块。

3、本发明的制备工艺中利用震动流化床干燥机一步干燥到位，代替原来的烘箱干燥，能大大提高干燥效率。

4、本发明采用封闭式生产，真空抽入已二酸，然后将气化后的氨气通入反应釜的罐体内，封闭式生产过程可以防止人工倒料过程混入异物，减少杂质的产生，提升产品的质量，使得制得的己二酸铵产品杂质少、纯度高，能在电解铝箔生产中用作工作液。

5、此外，本发明还采用高指标的纯化水，所述纯化水中氯化物、铁盐的含量都控制在1mg/kg以内，使得生产出来的产品指标能达到1mg/kg以内，用于铝箔生产。

6、由于己二酸和水的体系在85℃以上有明显的酰胺化及水合反应，高温稳定性差，且己二酸铵溶解度随温度降低而降低，受温度的影响较大，本发明中利用降温结晶能得到更多的结晶,提高产率。

7、反应过程中控制反应釜罐内温度不超过70℃(优选60-70℃)，可以使得制得的产品颜色不变，不影响产品色泽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例己二酸铵的制备工艺流程图；

图2为本发明实施例己二酸铵的制备系统结构图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图2所示，本发明提供一种己二酸铵制备系统，包括：

依次连接的反应釜1、离心机2、振动流化床干燥机3、筛网4、包装机5；

反应釜4设有搅拌装置、加热升温装置、水冷装置、取样口、己二酸进料口、氨气通入口、放料口；

所述氨气通入口设有氨气流速控制阀门。

实施例2

如图1所示，本实施例采用实施例1提供的己二酸铵制备系统，提供一种己二酸铵制备方法，具体如下：

S1、向反应釜内注入罐体30％体积的纯化水，开启搅拌；上述纯化水中氯化物、铁盐的含量均小于1mg/kg；

S2、密封反应釜，开启真空抽入纯度大于99％的己二酸固体，然后开启蒸汽阀门，使反应釜升温至50℃，关闭蒸汽阀门，持续搅拌，将已二酸搅拌均匀；

S3、打开氨气阀门，向反应釜内通入气化后的氨气，控制通氨速度，保证氨气不会溢出；控制氨气阀门开度为1/3；己二酸：氨气的摩尔比为1：2；

S4、开启冷却水，通过反应釜的夹套加入冷却水进行罐温控制，控制罐内温度在60-70℃；

S5、监测溶液pH值确定是否达到反应终点，以PH为7.0-7.2作为反应终点；打开反应釜罐口盖子取样进行检测，停止通氨，继续反应1h，开启冷却水进行降温；

S6、当罐内温度降至55-60℃时，停止搅拌，静置4小时后，重启搅拌；

S8、固液分离所得母液进入反应釜循环利用，晶体直接进振动流化床干燥机干燥，首先经80℃的热风吹扫，然后经过除湿后的自然风进行吹扫，总共干燥时间4分钟；

S9、干燥好的结晶直接通过10目的筛网分筛，将块状物料去除掉；

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于：

S1、向反应釜内注入罐体40％体积的纯化水；

S2、使反应釜升温至60℃；

S3、控制氨气阀门开度为1/2；己二酸：氨气的摩尔比为1：1.8；

S5、停止通氨，继续反应1.5h；

S6、当罐内温度降至55-60℃时，停止搅拌，静置5小时后，重启搅拌；

S8、晶体直接进振动流化床干燥机干燥，首先经90℃的热风吹扫，然后经过除湿后的自然风进行吹扫，总共干燥时间3分钟。

实施例4

本实施例与实施例2的区别在于：

S1、向反应釜内注入罐体35％体积的纯化水；

S2、使反应釜升温至55℃；

S3、控制氨气阀门开度为2/5；己二酸：氨气的摩尔比为1：1.8；

S5、停止通氨，继续反应1.2h；

S6、当罐内温度降至55-60℃时，停止搅拌，静置4.5小时后，重启搅拌；

S8、晶体直接进振动流化床干燥机干燥，首先经85℃的热风吹扫，然后经过除湿后的自然风进行吹扫，总共干燥时间3.5分钟。

其他步骤同实施例2，制得成品。

实施例5对比实施例(罐内反应温度)

本实施例与实施例2的区别在于：

S4、开启冷却水，通过反应釜的夹套加入冷却水进行罐温控制，控制罐内温度在75℃；

其他步骤同实施例2，制得成品。

实施例6对比实施例(搅拌时长)

本实施例与实施例2的区别在于：

S6、当罐内温度降至55-60℃时，停止搅拌，静置2小时后，重启搅拌；

其他步骤同实施例2，制得成品。

实施例7对比实施例(搅拌时长)

本实施例与实施例2的区别在于：

S6、当罐内温度降至55-60℃时，停止搅拌，静置1小时后，重启搅拌；

其他步骤同实施例2，制得成品。

实施例7对比实施例(搅拌时长)

本实施例与实施例2的区别在于：

S4、当罐内温度降至55-60℃时，

步骤S5停止通氨，继续反应1h，开启冷却水进行降温，降温过程中，持续搅拌，待温度降至40℃以下，取样检测晶体含量达到大于50％时，开始放料，用离心机进行固液分离；后续步骤同实施例2步骤S8-S10，制得成品。

实施例2-7工艺参数比较如下表1所示：

表1工艺参数比较情况表

从表1的数据比较可知：

(1)罐内反应温度过高时，上述实施例5中，反应温度为75℃时，产品颜色有些发黄；反应温度宜控制在60-70℃。

(2)在反应完全后，持续搅拌，产品的粒径越小，产品越细，呈粉末状；反应完全后，搅拌的时间越长，越不利于晶体的生长，产品越细；静置时间越长，产品晶体颗粒越粗，静置时间优选控制在4-5h。

取实施例2不同结晶温度下的结晶情况进行检测，如下表2所示：

表2不同温度下的结晶量情况表

从表2中可以看出：

70℃时几乎没有结晶，当温度降至60℃时出现较多量的结晶，因此，本发明的制备方法中宜采用降温结晶的方式进行制备；温度越低，结晶越多。

上述实施例2-8制得产品的质量指标如下表3所示：

表3产品质量指标比较情况表：

通过上述实施例2-8的制备实施例得出如下结论：

1、本发明以己二酸和氨气为原料，利用酸碱中和反应制备出己二酸铵，该产品为白色结晶性颗粒或粉末，低毒性，在乙二醇和水中具有良好的溶解性能。己二酸铵在电解铝箔生产中用作工作液，对杂质含量要求非常严格；本发明制备工艺制得的己二酸铵，杂质少，纯度高，可以用作低压铝箔及固态电容器制作过程的化成和中低压电解液溶质，水溶液也可作为中高压铝箔给电剂。

5、此外，本发明还采用高指标的纯化水，所述纯化水中氯化物、铁盐的含量都控制在1ppm以内，使得生产出来的产品指标能达到1ppm以内，用于铝箔生产。

7、反应过程中控制反应釜罐内温度不超过70℃(优选60-70℃)，可以使得制得的产品颜色不变，不影响产品色泽。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.己二酸铵的制备方法，其特征在于，

具体包括如下步骤：

S1、向反应釜内注入罐体30-40％体积的纯化水，开启搅拌；

S3、打开氨气阀门，向反应釜内通入气化后的氨气，控制通氨速度，保证氨气不会溢出；

S4、开启冷却水，控制罐内反应温度在60-70℃；

S5、监测溶液pH值确定是否达到反应终点，反应终点PH为7.0-7.2；打开反应釜罐口盖子取样进行检测，停止通氨，继续反应1-1.5h，开启冷却水进行降温；

2.根据权利要求1所述的己二酸铵的制备方法，其特征在于，

己二酸：氨气的摩尔比为1：1.8-2.0。

3.根据权利要求1或2所述的己二酸铵的制备方法，其特征在于，

上述制备方法还包括步骤：

4.根据权利要求1或2所述的己二酸铵的制备方法，其特征在于，

步骤S3中通氨速度为：控制氨气阀门开度为阀门开度的1/3-1/2。

5.根据权利要求1或2所述的己二酸铵的制备方法，其特征在于，

步骤S4通过反应釜的夹套加入冷却水进行罐温控制。

6.根据权利要求1或2所述的己二酸铵的制备方法，其特征在于，

步骤S7固液分离所得母液进入反应釜循环利用。

7.采用上述权利要求1或2所述制备方法的己二酸铵制备系统，其特征在于，包括：

依次连接的反应釜、离心机、振动流化床干燥机、筛网；

所述氨气通入口设有氨气流速控制阀门。

8.根据权利要求7所述的己二酸铵制备系统，其特征在于，

所述制备系统还包括连接在筛网后的包装机。