420-04-2/單氰胺的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

單氰胺化學(xué)名為氨基氰，無色，易潮解，正交系結(jié)晶，熔點(diǎn)450℃,在極性有機(jī)溶劑如低級(jí)醇、酯及酮中溶解度較大，在非極性溶劑中溶解度較小，水中溶解度很大。單氰胺含有一氰基和一氨基，都是活性基團(tuán)，易發(fā)生加成、取代、縮合等反應(yīng)。單氰胺作為一種化工原料被廣泛的應(yīng)用于制造精細(xì)化工產(chǎn)品、醫(yī)藥原料和農(nóng)藥原料。單氰胺規(guī)格目前暫無國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，各生產(chǎn)企業(yè)均根據(jù)客戶要求確定企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。目前單氰胺規(guī)格主要有晶體單氰 胺、50％單氰胺水溶液、30％單氰胺水溶液和25％單氰胺水溶液四種。

該產(chǎn)品的物化性質(zhì)為：單氰胺：晶體單氰胺不穩(wěn)定，為無色結(jié)晶固體，呈菱形、無色、易潮、熔點(diǎn)42℃，沸點(diǎn)140℃。相對(duì)密度20℃時(shí)，溶于水，乙醇、乙醚、和苯；不溶于環(huán)氧乙烷，能與水蒸氣一同揮發(fā)，有毒。50％水溶液為無色液體，比重為1.0724，單氰胺在水中有很大的透明度，呈弱堿性，在43℃時(shí)與水完全互溶。

應(yīng)用

單氰胺是一種醫(yī)藥原料及中間體主要用于生產(chǎn)鹽酸阿糖胞苷，3- 氨基-5-羥基1、2、4-三氮唑等，又是有機(jī)合成原料，如生產(chǎn)氫脲酰 胺、雙氫氨、氰胺基、胺基甲酸、甲酯等，進(jìn)而生產(chǎn)醫(yī)藥巴比委酸、 磺胺類藥、各種胍鹽、農(nóng)藥治芽靈、多菌靈、肌酸等。單氰胺在農(nóng)業(yè)上可作為植物生長調(diào)節(jié)劑，兼有殺蟲、殺菌作用， 尤其在櫻桃、葡萄的生產(chǎn)中，是良好的休眠終止劑，提前開花結(jié)果， 增加產(chǎn)量，改變水果肉質(zhì)。

制備^[1]

一種單氰胺生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

S1、在反應(yīng)釜中加入有機(jī)極性溶劑或水；需要說明的是，所述有機(jī)極性溶劑可選的如甲醇、乙醇等等，水是由洗水計(jì)量裝置 供給。

S2、逐步加入液態(tài)二氧化碳和石灰氮至所述反應(yīng)釜中，同時(shí)加入阻聚劑；具體的，所述阻聚劑的質(zhì)量占水的質(zhì)量的O.01％-0.5％，液態(tài)二氧化碳是由二氧化碳供液站提供。用氣力輸送系統(tǒng)將石灰氮輸送至石灰氮儲(chǔ)倉中，氣力輸送系統(tǒng)產(chǎn)生的石灰氮粉塵由石灰氮儲(chǔ)倉倉頂?shù)臍庀涿}沖布袋除塵器收集。石灰氮儲(chǔ)倉中的石灰氮由埋刮板 輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)組成的輸送系統(tǒng)送入計(jì)量投料系統(tǒng)。計(jì)量投料系統(tǒng)是計(jì)量倉和調(diào)速式 螺旋給料機(jī)組成的失重式稱重投料系統(tǒng)。

石灰氮由失重投料系統(tǒng)逐步加入已通入液態(tài)二氧 化碳的反應(yīng)釜，使二者進(jìn)行碳化反應(yīng)。所述阻聚劑由阻聚劑加藥系統(tǒng)提供，阻聚劑是一種工業(yè)助劑，通常用于防止聚合作用的進(jìn)行。阻聚劑分子與鏈自由基反應(yīng)，形成非自由基物質(zhì)或 不能引發(fā)的低活性自由基，從而使聚合終止。阻聚劑的加入可防止雙氰胺的產(chǎn)生。

S3、反應(yīng)攪拌得到單氰胺料漿混合溶液，所述單氰胺料漿混合溶液的PH值控制在 7.5；現(xiàn)有技術(shù)中，單氰胺生產(chǎn)過程中蒸發(fā)濃縮設(shè)備投資成本較大，蒸發(fā)濃縮過程中會(huì) 損失部分單氰胺產(chǎn)生聚合反應(yīng)生成雙氰胺，造成單氰胺產(chǎn)品質(zhì)量不可控。因現(xiàn)有技術(shù)中，蒸 發(fā)濃縮溫度需要達(dá)到48℃，所以消耗大量熱能，成本高。并且濃縮溫度需要嚴(yán)格控制，造成 生產(chǎn)周期較長，操作條件要求苛刻,并且不能做到本質(zhì)安全。

反應(yīng)釜中的攪拌系統(tǒng)為軸流式雙葉輪攪拌。所述液態(tài)二氧化碳與石灰氮水溶液攪 拌發(fā)生脫鈣反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)所需溫度低于室溫，所以需要降溫達(dá)到反應(yīng)溫度，利用液態(tài)二 氧化碳的低溫特性可以降低反應(yīng)溫度，減少額外的能源消耗。

S4、將所述單氰胺料漿混合溶液過濾，得到單氰胺濾液和濾渣，洗滌所述濾渣得到 母液和黑渣；將所述單氰胺料漿混合溶液由污泥螺桿泵送入壓濾機(jī)進(jìn)料口。單氰胺料漿混合溶 液的進(jìn)料壓力達(dá)到0.8mpa時(shí)停止進(jìn)料，切換為洗滌過程，將15m3的清水打入壓濾機(jī)重新對(duì) 濾餅進(jìn)行穿流洗滌，洗滌水壓力控制在1.3mpa，洗滌結(jié)束后關(guān)閉洗水閥，打開隔膜壓榨水對(duì) 濾餅進(jìn)行壓榨，壓榨水壓力控制在1.6mpa，壓榨結(jié)束關(guān)閉壓榨閥門，同時(shí)開啟壓縮空氣對(duì)濾 餅進(jìn)行吹干作業(yè)，吹干作業(yè)完成后，開啟液壓裝置，先進(jìn)行拉板，然后排渣，也就是將黑渣排 出，最后合板。單次的過濾時(shí)間為40min。

S5、將所述母液和所述單氰胺濾液送回至反應(yīng)釜中，重復(fù)執(zhí)行步驟S2，直到得到預(yù)設(shè)濃度的單氰胺溶液；具體的，單氰胺生產(chǎn)中每次循環(huán)反應(yīng)結(jié)束后的單氰胺料漿混合溶液都要經(jīng)過過 濾，濾液進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的濾液槽進(jìn)行下一次循環(huán)反應(yīng)。同時(shí)每次過濾結(jié)束后要用定量清水對(duì) 濾渣進(jìn)行洗滌，將濾渣中剩余的單氰胺置換出來，得到一定濃度單氰胺溶液。

用定量清水洗 滌多次循環(huán)反應(yīng)結(jié)束經(jīng)過壓濾機(jī)過濾后濾渣，將得到定量濃度不同的單氰胺溶液，將每次 洗液打入母液槽中混合后得到一定濃度單氰胺溶液，即母液。通過取樣化驗(yàn)得知母液槽中 單氰胺母液濃度，此溶液為下次循環(huán)反應(yīng)母液，此步驟能減少原料的浪費(fèi)、減少循環(huán)反應(yīng)次 數(shù)和降低生產(chǎn)成本。

S6、將所述預(yù)設(shè)濃度的單氰胺溶液的PH值調(diào)至第一預(yù)設(shè)PH值，精濾調(diào)節(jié)PH后的單 氰胺溶液；所述第一預(yù)設(shè)PH值為6。調(diào)節(jié)過程如下：用PH調(diào)節(jié)槽的探頭檢測(cè)PH值，檢測(cè)值與第 一預(yù)設(shè)PH值不一致時(shí)，系統(tǒng)通過PID程序自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)酸加藥裝置，直至PH達(dá)到第一預(yù)設(shè)PH值 6，加藥裝置自動(dòng)停止，加藥裝置采用PLC自動(dòng)控制，增加PH值調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，避免工人與酸 的接觸，更為安全。

經(jīng)過壓濾機(jī)過濾后的單氰胺溶液中還含部分鈣和雜質(zhì)。將過濾后的單氰 胺溶液用80％磷酸調(diào)到PH值為6，使單氰胺溶液中還含部分雜質(zhì)鈣與磷酸反應(yīng)生成磷酸鈣 進(jìn)一步脫鈣，調(diào)節(jié)PH值之后單氰胺濾液進(jìn)入單氰胺精濾系統(tǒng)，單氰胺精濾系統(tǒng)是由一臺(tái)自 動(dòng)多介質(zhì)過濾器、一臺(tái)活性炭過濾器和兩臺(tái)PE濾芯精密過濾器組成。精濾過程主要是過濾 出單氰胺溶液中鈣和雜質(zhì)。

S7、將精濾得到的單氰胺溶液調(diào)節(jié)PH至第二預(yù)設(shè)PH值；所述第二預(yù)設(shè)PH值為4.5，因?yàn)閱吻璋啡芤涸赑H4.5時(shí)最穩(wěn)定，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

S8、沉降所述步驟S7得到的單氰胺溶液，得到成品單氰胺。將合格的單氰胺液打入兩臺(tái)75m3的沉降儲(chǔ)槽中，經(jīng)由化工灌裝系統(tǒng)，包裝出廠。

濃縮^[2]

CN200910173990.8公開了一種高濃度單氰胺的濃縮工藝，由常規(guī)工藝生產(chǎn)出合格的30%單氰胺產(chǎn)品，然后對(duì)該30%的單氰胺產(chǎn)品進(jìn)行濃縮、存儲(chǔ)，其特征在于：所述濃縮步驟如下：將30%的單氰胺產(chǎn)品的溫度控制在38-40℃，然后加入單氰胺產(chǎn)品總量的0.05-0.2%的穩(wěn)定劑，進(jìn)行濃縮18-22小時(shí)，達(dá)到濃度在50%的單氰胺產(chǎn)品；所述存儲(chǔ)步驟如下：存儲(chǔ)中，pH值為4-5，溫度為28℃，穩(wěn)定劑的量為50%的單氰胺產(chǎn)品的總量的0.1-0.9%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在濃縮單氰胺后，其中所含的雙氰胺達(dá)到雙氰胺小于1%，同時(shí)也降低了因?yàn)閱吻璋贩纸舛a(chǎn)生爆炸的可能性。在存儲(chǔ)的時(shí)候控制其存儲(chǔ)環(huán)境，使得濃縮單氰胺在存儲(chǔ)過程的分解率降低。

主要參考資料

[1]CN201711190122.1 一種單氰胺生產(chǎn)工藝

[2]CN200910173990.8 一種高濃度單氰胺的濃縮工藝

[3]CN201710648571.X 一種水果中單氰胺殘留量的檢測(cè)方法