阅读说明：本技术 一种正压吸收二氧化碳生产单氰胺的方法 (Method for producing cyanamide by positive pressure absorption of carbon dioxide ) 是由 张超 梁万根 刘冠宏 崔卫华 张宁 曹斌 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于化工技术领域,尤其涉及一种正压吸收二氧化碳生产单氰胺的方法。向合成釜中加入母液,通入二氧化碳,控制釜内压力0.2～1.0MPa,按比例投加石灰氮,控制合成釜内温度≤30℃,PH≤8.5,投料完成后,继续通二氧化碳并保温一段时间,然后进行泄压、放料、过滤,获得单氰胺产品。本申请通过改进单氰生产工艺,以正压吸收二氧化碳生产单氰胺,提高反应效率,降低二氧化碳单耗。(The invention belongs to the technical field of chemical industry, and particularly relates to a method for producing cyanamide by positively-pressuring absorption of carbon dioxide. Adding mother liquor into a synthesis kettle, introducing carbon dioxide, controlling the pressure in the kettle to be 0.2-1.0 MPa, adding lime nitrogen according to the proportion, controlling the temperature in the synthesis kettle to be less than or equal to 30 ℃ and the PH to be less than or equal to 8.5, after the feeding is finished, continuously introducing the carbon dioxide, keeping the temperature for a period of time, and then performing pressure relief, discharging and filtering to obtain a cyanamide product. The method improves the single cyanogen production process, absorbs carbon dioxide at positive pressure to produce the single cyanamide, improves the reaction efficiency and reduces the unit consumption of the carbon dioxide.)

一种正压吸收二氧化碳生产单氰胺的方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种正压吸收二氧化碳生产单氰胺的方法。

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、***、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。

目前合成单氰胺的工艺，合成釜内为微负压，大量二氧化碳未进行反应，便作为尾气排放，二氧化碳利用率低，反应效率低下，二氧化碳单耗较高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种正压吸收二氧化碳生产单氰胺的方法，将合成釜内改为正压吸收，提高二氧化碳利用率，提高反应速率，降低二氧化碳单耗，对比微负压合成单氰胺，采用正压吸收可降低30％以上的二氧化碳单耗。

本发明所述方法，具体包括以下步骤：

向合成釜中加入母液，通入二氧化碳，控制釜内压力0.2～1.0MPa，按比例投加石灰氮，控制合成釜内温度≤30℃，PH≤8.5，投料完成后，继续通二氧化碳并保温一段时间，然后进行泄压、放料、过滤，获得单氰胺产品。

所述的母液为单氰胺溶液或单氰胺渣子水洗后的水洗水或工业水等，其中单氰胺溶液可以是单氰胺水溶液，也可以来源于单氰胺合工艺后的单氰胺溶液套用(其中可能会含有少量的双氰胺等等)，优选单氰胺溶液中单氰胺的质量百分比为5％～9％。

常温常压下，二氧化碳在水中的溶解度为0.878L/Kg(水)，而在0.2MPa，20℃时，溶解度能达到1.72L/Kg(水)，在1.0MPa，20℃时，20℃溶解度为7.85L/Kg(水)，本发明通过提高合成釜内压力至0.2～1.0MPa，提高二氧化碳在水中的溶解度，降低合成釜内Ph，加速合成进程。优选的控制釜内压力0.5～1.0MPa。

单氰胺合成过程中，需要保持料液PH中性或弱酸性。一般在合成过程中，因为料液的特性，PH一般最低只能降低到6左右，所以底线没做要求。但是Ph太高，一般超过9的话，PH会开始大量聚合，生成双氰胺，另外，温度太高也会导致双氰胺含量上升，综上温度和Ph不合适的话，一方面增加了危险指数，另一方面会降低单氰胺的收率，因此控制合成釜内温度≤30℃，PH≤8.5。更为优选的控制合成釜内温度在20-25℃。

优选的，石灰氮有效氮含量≥21％，母液质量与石灰氮质量比为2～6:1。若是合成釜内固液比太高，既石灰氮质量/母液质量太高，会导致合成釜内料液太粘稠，二氧化碳溶解度降低，导致反应进行缓慢，延长反应时间。固液比太低的话，影响每釜的单氰胺收率。

优选的，石灰氮投料速度(t/h)与二氧化碳通量(t/h)比为0.5～3.0:1。这样能够保证投下去的石灰氮能立即反应，减少有效氮损失，提高单氰胺收率。二氧化碳通量越大，这个比值越低，但是比值太低的话，大量的二氧化碳没有参与反应浪费量太大。优选的石灰氮投料速度(t/h)与二氧化碳通量(t/h)比为1～2:1，更为优选的为1.2～1.8:1。

优选的，保温时间为0～45min，确保合成釜内残余的石灰氮能全部反应。优选的保温时间为10-20min，更为优选的为15min，这样能够保证完全反应的同时，减少能耗。

本申请通过改进单氰胺生产工艺，以正压吸收合成单氰胺工艺代替现有的微负压合成单氰胺。正压吸收合成单氰胺，提高二氧化碳利用率，提高反应速率，降低二氧化碳单耗。

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

1)向合成釜中投入4m³母液(该母液为含有单氰胺含量7％，双氰胺含量0.2％的水溶液)，开始通入二氧化碳，控制釜内压力0.8MPa；根据母液质量，投加1.3t石灰氮；投料速度为0.325t/h，控制投料速度与二氧化碳通量比为1.4：1，控制合成釜内温度21-23℃，PH≤8.5；投料4h后，投料完成。继续通二氧化碳并保温15min，保温完成后，开始泄压，泄压完成后进行放料过滤。

过滤后，滤液3.5m³，其中单氰胺含量19.17％，双氰胺含量0.23％，单氰胺收率98.3％。将过滤后所得单氰胺溶液换算成30％单氰胺溶液计算，合成过程中二氧化碳单耗0.72t/t。本实施例中石灰氮的有效氮含量为21％。

实施例2

向合成釜中投入4m³母液(该母液为单氰胺溶液，单氰胺含量7％)，开始通入二氧化碳，控制釜内压力0.9MPa；根据母液质量，投加1.2t石灰氮；控制投料速度与二氧化碳通量比为1.5：1，控制合成釜内温度22-25℃，PH≤8.5；投料3h后，投料完成，继续通二氧化碳进行保温15min，保温完成后，开始泄压，泄压完成后进行放料过滤。

过滤后，滤液3.5m³，其中单氰胺含量19.19％，双氰胺含量0.23％，单氰胺收率98.5％。将过滤后所得单氰胺溶液换算成30％单氰胺溶液计算，合成过程中二氧化碳单耗0.67t/t。本实施例中石灰氮的有效氮含量为21％。

实施例3

向合成釜中投入4m³母液(该母液为单氰胺渣子水洗后的水洗水)，开始通入二氧化碳，控制釜内压力1.0MPa；根据母液质量，投加1.3t石灰氮；根据投料速度，控制投料速度与二氧化碳通量比为1.6：1，控制合成釜内温度21-24℃，PH≤8.5；投料4h后，投料完成，继续通二氧化碳进行保温15min，保温完成后，开始泄压，泄压完成后进行放料过滤。

过滤后，滤液3.5m³，其中单氰胺含量19.30％，双氰胺含量0.23％，单氰胺收率99.5％。将过滤后所得单氰胺溶液换算成30％单氰胺溶液计算，合成过程中二氧化碳单耗0.62t/t。本实施例中石灰氮的有效氮含量为21％。

对比例

向合成釜中投加3m³母液，开始通入二氧化碳，开启风机，使釜内压力为微负压。根据母液质量，投加1.3t石灰氮。根据投料速度，控制投料速度与二氧化碳通量比为0.9：1，才能控制合成釜内温度22-25℃，PH≤8.5；投料4.5h后，投料完成，继续通二氧化碳进行保温15min，保温完成后，进行放料。

过滤后，滤液3.5m³，其中单氰胺含量18.68％，双氰胺含量0.24％，单氰胺收率94％。将过滤后所得单氰胺溶液换算成30％单氰胺溶液计算，合成过程中二氧化碳单耗1.13t/t。本对比例中石灰氮的有效氮含量为21％

综上所述，可见本发明的方法与对比例的现有技术相比，二氧化碳的单耗降低将近50％，大大提高了二氧化碳利用率，提高反应速率，降低二氧化碳单耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。