471-46-5/草酰胺的制備和應(yīng)用

背景及概述^[1]

草酰胺，又名草酸二酰胺、草酰二胺、乙二酰二胺、乙二酰胺(CAS號(hào)為471-46-5)，作為一種含氮量很高的化合物，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)化肥領(lǐng)域。草酰胺的無(wú)毒、易存儲(chǔ)、溶解度小等特點(diǎn)，使其表現(xiàn)出優(yōu)于其他肥料的性能。如，草酰胺在生物降解過(guò)程中逐漸分解并釋放出氨和二氧化碳，對(duì)環(huán)境無(wú)害；草酰胺的使用能提高化肥的利用率，降低施肥次數(shù)，減少對(duì)水資源的危害；以草酰胺為肥料能降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的化肥、人力和時(shí)間成本，這在已有的農(nóng)業(yè)實(shí)踐中得到證實(shí)。

制備^[2]

一種連續(xù)生產(chǎn)草酰胺的方法，步驟如下：將液氨氣化，氣化后的氨氣通過(guò)過(guò)熱器后溫度被加熱到約130℃；將純度為99.9%mol的氮?dú)馔ㄈ氩菟岫柞フ舭l(fā)器底部的換熱管管程，并沿?fù)Q熱管管程向上流動(dòng)；將液體草酸二甲酯泵入草酸二甲酯蒸發(fā)器頂部的液體分布器，并進(jìn)入換熱管管程；氨氣與草酸二甲酯的摩爾比為2.05，氮?dú)馀c草酸二甲酯的摩爾比為5，液體草酸二甲酯在換熱管內(nèi)壁上形成液膜，液膜在重力作用下沿管壁向下；換熱管外部通入供熱介質(zhì)1.0MPaG低壓飽和蒸汽；液體草酸二甲酯在蒸汽加熱條件下開(kāi)始蒸發(fā)，由于管程中向上流動(dòng)的氮?dú)獾拇嬖诮档土瞬菟岫柞サ姆謮?，因此，草酸二甲酯可以在較低的溫度條件下氣化，控制草酸二甲酯的蒸發(fā)壓力約為0.1MPaG，蒸發(fā)溫度約為130℃；氣化后的草酸二甲酯和氮?dú)庖黄疬M(jìn)入草酰胺合成反應(yīng)器，控制草酰胺合成反應(yīng)器的反應(yīng)壓力約為0.1MPaG，反應(yīng)溫度約130℃，反應(yīng)時(shí)間30min；將固相草酰胺分離并包裝儲(chǔ)存，經(jīng)分析，草酰胺的純度約為98.5%。分離草酰胺后的氣相冷卻至約40℃后進(jìn)入氣液分離器，氣液分離器分離出來(lái)的液相主要為甲醇，含有約300ppm的氨，為了使副產(chǎn)甲醇符合GB338-2011《工業(yè)用甲醇》合格品標(biāo)準(zhǔn)，氣液分離器分離出的甲醇進(jìn)入甲醇精餾塔進(jìn)一步分離，分離出的甲醇中氨含量達(dá)到15ppm以下。分離出來(lái)的液氨進(jìn)入汽化器氣化后再次參與反應(yīng)。從氣液分離器分離出的氣相主要為氮?dú)猓屑s0.6%wt的氨及800ppm的甲醇，該混合氣體去氣體壓縮機(jī)壓縮至0.1MPaG后進(jìn)入草酸二甲酯蒸發(fā)器底部的換熱器管程參與草酸二甲酯的蒸發(fā)。

應(yīng)用^[3]

草酰胺是一種優(yōu)質(zhì)緩效氮肥。它在水中的溶解度很小，僅0.016％，施肥后不容易被水流帶走損失。草酰胺可以緩慢釋放出植物生長(zhǎng)所必須的氨態(tài)氮，不會(huì)因施肥不及時(shí)造成氮肥缺少使作物減產(chǎn)，也不會(huì)因施肥過(guò)量造成植物吸收過(guò)量氮肥而奇形生長(zhǎng)，有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量。用草酰胺作為氮肥施用，既有利于提高氮肥的利用率，又能減少氮肥流失造成的水源污染。它可以作為基肥一次施用，節(jié)省施肥勞動(dòng)力。據(jù)日本和前蘇聯(lián)已經(jīng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)，由于草酸胺在水中的溶解度小，施肥后不容易被水流帶走損失，草酰胺的氮的利用率高達(dá)65～80％，是尿素的二倍多。合成氨和尿素都需要高溫、高壓才能生產(chǎn)，用草酰胺代替尿素或碳酸氫銨作為氮肥施用，可以大大減少氮肥的損失和浪費(fèi)，從而達(dá)到減少合成氨和合成尿素的生產(chǎn)量，以達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)合成氨和尿素所需要的資源和能源，從而達(dá)到節(jié)約資源、節(jié)約能源的目標(biāo)。同時(shí)，草酰胺作為基肥施用，可以大大節(jié)省施肥勞力和成本、既可以用于農(nóng)作物生產(chǎn)，更特別適合于林業(yè)、牧業(yè)、瓜果、蔬菜、花卉業(yè)和特種種植業(yè)的需要。有資料指出，用草酰胺代替尿素用于牧草施肥，牧草的產(chǎn)量可以提高6倍。我國(guó)和世界有60多億人口，種植糧食、水果、蔬菜、花卉以及發(fā)展林、牧業(yè)等需要的氮肥有數(shù)億噸，其數(shù)量之大，是其他化工產(chǎn)品的用量無(wú)法比擬的。所以，采用工業(yè)原料來(lái)合成草酰胺，其作用、意義和發(fā)展前景巨大。

參考文獻(xiàn)

[1]CN201810034258.1一種草酰胺的制備方法

[2]CN201911240884.7一種連續(xù)生成草酰胺的方法

[3]CN201110143358.6一種合成草酰胺連續(xù)工藝