一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法
阅读说明：本技术 一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法 (Method for preparing high-end lime nitrogen from organic calcium salt ) 是由 程珍 张建林 高鹏 安敬瑞 李彩葵 于 2020-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及化工领域,具体涉及一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法。以乙酸钙等含碳有机钙盐为原料,在高温炉中与氨气反应制备石灰氮,反应后产品中有效氮含量高达33%以上,产品成分只有氰胺化钙和氧化钙,产品纯度高,是一种新型的绿色制备方法,能为石灰氮下游制备化工品提供高品质原料。(The invention relates to the field of chemical industry, in particular to a method for preparing high-end lime nitrogen by using organic calcium salt. The method is a novel green preparation method, and can provide high-quality raw materials for preparing chemicals in the downstream of lime nitrogen.)
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法。
背景技术
石灰氮主要用于农业方面作为肥料使用，石灰氮可开发精细化工产品，近年来，国外以高端石灰氮为原料，开发和生产了多种精细化工产品，取得了初步进展，主要表现在以下几个方面：１、合成树脂、涂料：日本开发出多种具有防水、阻燃且热稳定性能好的难燃树脂和柔软性树脂。２、农药：英国利用石灰氮研制出适合玉米作物的农药。
作为化工品的原料对石灰氮要求较高，目前市售石灰氮采用碳化钙工艺，生产石灰氮的同时会副产炭，难以分离，产品中含有碳化钙、炭等杂质，产品外观为黑色粉末，且产品有效氮含量不超过23%，尤其是碳化钙化学性质较活泼，会影响下游制备精细化学品的品质。
发明内容
针对现有技术问题，本发明提出了一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法，以乙酸钙等含碳有机钙盐为原料，在高温炉中与氨气反应制备石灰氮，反应后产品中有效氮含量高达33%以上，产品成分只有氰胺化钙和氧化钙，产品纯度高，是一种新型的绿色制备方法，能为石灰氮下游制备化工品提供高品质原料。
本发明技术方案，一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法，以有机钙盐为原料与氨气在300℃~600℃条件下反应制备石灰氮。
所述的有机钙盐优选自乙酸钙或丙酸钙或其混合物，本发明所述的有机钙盐包括但不限于上述钙盐。
反应温度优选400℃~500℃，温度高能耗高，对反应促进不明显，而温度太低会导致反应效率较低。
本发明反应有机钙盐与氨气的摩尔比为1:20~1:100，优选1:40~1:60。
本发明中有机钙盐与氨气的反应时间为4~10 h，优选6~8 h，反应时间太短反应不充分，当有机钙盐全部消耗反应达到终点再延长时间无意义。
本发明采用有机钙盐为原料，相对于碳酸钙等无机钙盐，例如108557843A采用碳酸钙为原料，有机钙盐分子中有机基团成分较多，相对于碳酸钙等无机钙盐的键能更低，旧键断裂生成新键更容易，反应活性更高，在相同反应条件下有机钙盐的反应效率要明显优于碳酸钙，反应转化率和反应收率更高。
本发明所采用的工艺所制得的高端石灰氮产品为白色或灰色粉末，产品纯度高，成分少，除了氰胺化钙外仅含有少量氧化钙，不含有碳化钙等化学性质活泼的杂质，更适合下游开发精细化学品。有机钙盐反应转化率能达到100%，且最终产品纯度更高，有效氮含量更高，可达33%以上，收率能达92%以上。
附图说明
图1 为实施例1产品XRD分析谱图；
图2 为对比例产品XRD分析谱图；
XRD测试条件Cu靶，辐射为Kβ，型号SmartLab（9kW），厂家：日本RIGAKU，电压/电流：40kV，150mA；扫描范围：广角扫描5°-75°，步宽：0.02，扫描速度：2°/min，温度：室温，采用配件：广角衍射测量附件，控制与分析软件：PDXL，软件：PDF2-2009；
CaCN2 DB card number01-085-0672；
CaO DB card number00-037-1497；
CaCO3 DB card number01-086-0174。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的内容不仅限于本实施例中所涉及的内容。
实施例1
在管式炉中加入1 kg乙酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至450 ℃，将氨气流量调整为20 L/min，维持反应温度450 ℃，反应时间7小时，最终得到灰色固体粉末即为石灰氮。所得产品总质量为495 g，检测有效氮含量为33.1%，检测XRD其成分为CaCN2和CaO，其XRD谱图如图1所示，由此可知其转化率为100%，计算其收率为92.6%。
实施例2
在管式炉中加入1 kg丙酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至300 ℃，将氨气流量调整为16 L/min，维持反应温度300 ℃，反应时间10小时，最终得到灰色固体粉末即为石灰氮产品。所得产品总质量为438 g，检测有效氮含量为31.2%，检测XRD成分为CaO和CaCN2，由此可知其转化率为100%，其计算其收率为90.9%。
实施例3
在管式炉中加入1 kg乙酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至600 ℃，将氨气流量调整为15 L/min，维持反应温度600 ℃，反应时间4小时，最终得到白色固体粉末即为石灰氮产品。所得产品总质量为491 g，检测有效氮含量为32.5%，检测XRD成分为CaO和CaCN2，由此可知其转化率为100%，其计算其收率为90.1%。
对比例
在管式炉中加入1 kg碳酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至450 ℃，将氨气流量调整为32 L/min，维持反应温度450 ℃，反应时间7小时，最终得到白色固体粉末即为石灰氮产品。所得产品总质量为826 g，检测有效氮含量为22.3%，计算其收率为65.8%。检测XRD其成分为CaCO3、CaCN2和CaO，其XRD谱图如图2所示。
综上所述，可知本发明实施例相对于对比例所得产品中，有效氮含量明显提高，收率和转化率也明显提高，杂质种类更少，相对于现有技术有着明显的技术进步。
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