CN110589853B - 一种单氰胺溶液的净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单氰胺溶液的净化方法，该方法以纳滤膜处理系统为处理装置，通过调整浓缩水侧和透过水侧流量，进而控制纳滤膜两侧压力以及纳滤膜的水回收率，对单氰胺溶液进行处理，降低单氰胺溶液中铵根、硫氰根、铁、硅、钙、镁等离子含量，使单氰胺溶液在自然环境温度下能稳定存在，无不溶物析出，且长时间放置含量不降低。进而提升单氰胺品质。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种单氰胺溶液的净化方法。
背景技术
单氰胺是一种医药原料及中间体主要用于生产盐酸阿糖胞苷，3-氨基-5-羟基1、2、4-三氮唑等，又是有机合成原料，如生产氰脲酰胺、双氰胺、胺基甲酸甲酯等，进而生产医药巴比妥酸、磺胺类药、各种胍盐、农药治芽灵、多菌灵、肌酸等。单氰胺在农业上可作为植物生长调节剂，兼有杀虫、杀菌作用，尤其在樱桃、葡萄的生产中，是良好的休眠终止剂，提前开花结果，增加产量，改变水果肉质。
该产品的物化性质为：晶体单氰胺不稳定，为无色结晶固体，呈菱形、无色、易潮、熔点42℃。溶于水、乙醇、乙醚、和苯，不溶于环氧乙烷，能与水蒸气一同挥发有毒。50.0％水溶液为无色液体，比重为1.0724，单氰胺在水中有很大的溶解度，呈弱酸性，43℃时与水完全互溶。30.0％的单氰胺是一种由氰胺化钙的水悬浮液加酸而得，是重要的有机合成中间体，尤其在医药、农药的合成上应用最为广泛，并可作为植物生长调节剂。
在现有的生产工艺中，生产出的单氰胺产品中，铵根、硫氰根、铁、硅、钙、镁等离子含量较高，在单氰胺溶液长时间放置过程中，会相互之间结合，最终形成不溶物析出，并且导致单氰胺PH发生改变，进而影响单氰胺含量。
在现有的生产工艺中，生产出的单氰胺产品经过活性炭吸附过滤，可祛除一部分离子和杂质，但由于活性炭对离子吸附能力较差，导致单氰胺溶液中经过活性炭吸附后，溶液中的铵根、硫氰根、铁、硅、钙、镁等离子含量依旧较高。
因此如何能够更好的对单氰胺溶液进行净化成为本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
针对现有技术中存在的诸多不足之处，本发明旨在提供一种单氰胺溶液的净化方法，该方法以纳滤膜处理系统为处理装置，通过调整浓缩水侧和透过水侧流量，进而控制纳滤膜两侧压力以及纳滤膜的水回收率，对单氰胺溶液进行处理，降低单氰胺溶液中铵根、硫氰根、铁、硅、钙、镁等离子含量，使单氰胺溶液在自然环境温度下能稳定存在，无不溶物析出，且长时间放置含量不降低。进而提升单氰胺品质。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种单氰胺溶液的净化方法，包括以下步骤：
a)、将待处理的单氰胺溶液打入纳滤膜处理系统；
b)、调整浓缩水侧和透过水侧流量，控制纳滤膜两侧压力差，控制产水量与水回收率，使单氰胺溶液按照一定的流量通过纳滤膜系统。
c)、从透过水侧流出的液体作为单氰胺产品进行储存，从浓缩水侧流出的液体作为单氰胺合成所用母液，进入母液罐，准备进行下一次单氰胺合成；
优选的，步骤a)中，所述单氰胺溶液外观为无明显不溶物即可；
优选的，步骤a)中，所述单氰胺溶液按要求进入纳滤膜系统的流量为80～180L/min；
优选的步骤a)中,所述单氰胺溶液要求加入纳滤膜系统的温度为≤30℃；
优选的步骤a)中，所述纳滤膜材质为耐溶剂型，避免单氰胺溶液中的有机物对膜材料造成不利的影响，延长其使用寿命，其他各项指标应满足《HY/T113-2008纳滤膜及其元件》中的相关规定；且纳滤膜处理系统采用多个纳滤膜通过并串联相互连接构成，串并联的数量以满足最终达到50～70％的水回收率为准，其中优选为一级两段式。
优选的，步骤b)中,所述单氰胺溶液要求加入纳滤膜两侧的压力差为0.75～1.25Mpa；
优选的步骤b)中，纳滤膜通量为20～40L/(m2h)。
优选的步骤b)中，控制纳滤膜的水回收率为50～70％。
与现有技术相比，本发明提供的单氰胺的净化方法与传统活性炭吸附法相比，单氰胺溶液中的各项离子去除率更高，且发明人通过调整整体的处理工艺参数，使得处理的效率也大大提高，延长了纳滤膜的使用寿命，适合广泛的推广和应用。
本申请通过使用纳滤膜和对应工艺对单氰胺溶液进行处理，可降低单氰胺溶液中各项离子含量，其中，钠离子去除率≥80％，铵根去除率20～35％，硫酸根去除率≥90％，硫氰根去除率25～30％，铁去除率≥90％，钙离子去除率≥80％、镁离子去除率≥80％，硅离子去除率≥80％。使单氰胺溶液在自然环境温度下能稳定存在，无不溶物析出，且长时间放置含量无明显降低，进而提升单氰胺品质。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种单氰胺溶液的净化方法，包括以下步骤：
a)、将待处理的30％单氰胺溶液打入纳滤膜处理系统，所用纳滤膜通量为20L/(m2h)，控制单氰胺溶液进入温度≤30℃。
b)、调整浓缩水侧和透过水侧流量，控制纳滤膜两侧压力差为0.75MPa，控制纳滤膜系统的水回收率为60％，对单氰胺溶液进行净化处理；上述过程中控制单氰胺溶液按要求进入纳滤膜系统的总流量80～180L/min，产水总量：40～126L/min；
c)、从透过水侧流出的液体作为单氰胺产品进行储存，从浓缩水侧流出的液体最为单氰胺合成所用母液，进入母液罐，准备进行下一次单氰胺合成。
表1净化前后单氰胺溶液单氰胺含量(％)及离子含量/ppm变化
对比例1
取与实施例1完全相同的待处理的30％单氰胺溶液，按质量比0.2％向其中投加的活性炭。搅拌1h后，过滤，检测单氰胺中各项离子含量。
表2活性炭处理后单氰胺含量(％)及离子含量/ppm变化
对比传统的活性炭吸附方法，通过实施例1中的纳滤膜净化，可去除84.65％钠、93.11％硫酸根、94.17％铁、85.58％硅、35.29％铵根、28.89％硫氰根、84.09％钙离子，80％镁离子，效果较之活性炭法有显著的提升。
根据长时间放置可知，实施例1净化后的单氰胺溶液，70天未出现白色沉淀以及明显的颜色变化，且单氰胺含量未发生明显变化。未净化的单氰胺溶液，3天后，出面明显的白色沉淀，且有明显的颜色变化，单氰胺含量明显降低。单氰胺溶液稳定性显著提高。
实施例2
一种单氰胺溶液的净化方法，包括以下步骤：
a)、将待处理的50％单氰胺溶液打入纳滤膜处理系统，所用纳滤膜通量为40L/(m2h)，控制单氰胺溶液进入温度≤30℃。
b)、调整浓缩水侧和透过水侧流量，控制纳滤膜两侧压力差为1MPa，控制纳滤膜系统的水回收率为65％，对单氰胺溶液进行净化处理；上述过程中控制单氰胺溶液按要求进入纳滤膜系统的总流量80～180L/min，产水总量：40～126L/min；
c)、从透过水侧流出的液体作为单氰胺产品进行储存，从浓缩水侧流出的液体最为单氰胺合成所用母液，进入母液罐，准备进行下一次单氰胺合成。
表3净化前后单氰胺溶液单氰胺含量(％)及离子含量/ppm变化
对比例2
取与实施例2完全相同的待处理的50％单氰胺溶液，按质量比0.2％向其中投加的活性炭。搅拌1h后，过滤，检测单氰胺中各项离子含量。
表4活性炭处理后单氰胺含量(％)及离子含量/ppm变化
对比传统的活性炭吸附方法，通过纳滤膜净化，可去除81.1％钠、91.30％硫酸根、91.93％铁、82％硅、23.59％铵根、27.77％硫氰根、88.06％钙离子、84％镁离子，效果较之活性炭法有显著的提升。
根据长时间放置可知，实施例2净化后的单氰胺溶液，90天未出现白色沉淀以及明显的颜色变化，且单氰胺含量未发生明显变化。未净化的单氰胺溶液，4天后，出面明显的白色沉淀，且有明显的颜色变化，单氰胺含量明显降低。单氰胺溶液稳定性显著提高。
实施例3
一种单氰胺溶液的净化方法，包括以下步骤：
a)、将待处理的50％单氰胺溶液打入纳滤膜处理系统，所用纳滤膜通量为30L/(m2h)，控制单氰胺溶液进入温度≤30℃。
b)、调整浓缩水侧和透过水侧流量，控制纳滤膜两侧压力差为1.25MPa，控制纳滤膜系统的水回收率为70％，对单氰胺溶液进行净化处理；上述过程中控制单氰胺溶液按要求进入纳滤膜系统的总流量80～180L/min，产水总量：40～126L/min；
c)、从透过水侧流出的液体作为单氰胺产品进行储存，从浓缩水侧流出的液体最为单氰胺合成所用母液，进入母液罐，准备进行下一次单氰胺合成。
表5净化前后单氰胺溶液单氰胺含量(％)及离子含量/ppm变化
对比例3
取与实施例3完全相同的待处理的50％单氰胺溶液，按质量比0.2％向其中投加的活性炭。搅拌1h后，过滤，检测单氰胺中各项离子含量。
表6活性炭处理后单氰胺含量(％)及离子含量/ppm变化
对比传统的活性炭吸附方法，通过纳滤膜净化，可去除87.22％钠、92.02％硫酸根、91.93％铁、85.84％硅、25.58％铵根、30％硫氰根、89.20％钙离子、88％镁离子，92％镁离子，效果较之活性炭法有显著的提升。
根据长时间放置可知，实施例3净化后的单氰胺溶液，85天未出现白色沉淀以及明显的颜色变化，且单氰胺含量未发生明显变化。未净化的单氰胺溶液，4天后，出面明显的白色沉淀，且有明显的颜色变化，单氰胺含量明显降低。单氰胺溶液稳定性显著提高。
Claims (2)
1.一种单氰胺溶液的净化方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)、将待处理的单氰胺溶液打入纳滤膜处理系统；
b)、调整浓缩水侧和透过水侧流量，控制纳滤膜两侧压力差，控制产水量与水回收率，使单氰胺溶液按照一定的流量通过纳滤膜系统；
c)、从透过水侧流出的液体作为单氰胺产品进行储存，从浓缩水侧流出的液体，作为单氰胺合成所用母液，进入母液罐，准备进行下一次单氰胺合成；
其中步骤a)中，所述单氰胺溶液要求加入纳滤膜系统的温度为≤30℃；纳滤膜为耐溶剂纳滤膜；
步骤b)中，所述单氰胺溶液要求加入纳滤膜两侧的压力差为0.75～1.25Mpa；纳滤膜通量为20～40L/(m2·h)；
步骤a)中，所述单氰胺溶液按要求进入纳滤膜系统的流量为80～180L/min；
步骤b)中，纳滤膜系统为一级两段式，纳滤膜系统的总水回收率为50～70％。
2.根据权利要求1所述的单氰胺溶液的净化方法，其特征在于，步骤a)中，所述单氰胺溶液外观标准为无明显不溶物。
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