单氰胺的应用

背景及概述^[1][2]

单氰胺化学名为氨基氰，无色，易潮解，正交系结晶，熔点450℃,在极性有机溶剂如低级醇、酯及酮中溶解度较大，在非极性溶剂中溶解度较小，水中溶解度很大。单氰胺含有一氰基和一氨基，都是活性基团，易发生加成、取代、缩合等反应。单氰胺作为一种化工原料被广泛的应用于制造精细化工产品、医药原料和农药原料。单氰胺规格目前暂无国际、国内标准，各生产企业均根据客户要求确定企业产品标准。目前单氰胺规格主要有晶体单氰 胺、50％单氰胺水溶液、30％单氰胺水溶液和25％单氰胺水溶液四种。

该产品的物化性质为：单氰胺：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℃，沸点140℃。相对密度20℃时，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％水溶液为无色液体，比重为1.0724，单氰胺在水中有很大的透明度，呈弱碱性，在43℃时与水完全互溶。

应用

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，如生产氢脲酰 胺、双氢氨、氰胺基、胺基甲酸、甲酯等，进而生产医药巴比委酸、 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。

制备^[1]

一种单氰胺生产工艺，包括如下步骤：

S1、在反应釜中加入有机极性溶剂或水；需要说明的是，所述有机极性溶剂可选的如甲醇、乙醇等等，水是由洗水计量装置 供给。

S2、逐步加入液态二氧化碳和石灰氮至所述反应釜中，同时加入阻聚剂；具体的，所述阻聚剂的质量占水的质量的O.01％-0.5％，液态二氧化碳是由二氧化碳供液站提供。用气力输送系统将石灰氮输送至石灰氮储仓中，气力输送系统产生的石灰氮粉尘由石灰氮储仓仓顶的气箱脉冲布袋除尘器收集。石灰氮储仓中的石灰氮由埋刮板 输送机和螺旋输送机组成的输送系统送入计量投料系统。计量投料系统是计量仓和调速式 螺旋给料机组成的失重式称重投料系统。

石灰氮由失重投料系统逐步加入已通入液态二氧 化碳的反应釜，使二者进行碳化反应。所述阻聚剂由阻聚剂加药系统提供，阻聚剂是一种工业助剂，通常用于防止聚合作用的进行。阻聚剂分子与链自由基反应，形成非自由基物质或 不能引发的低活性自由基，从而使聚合终止。阻聚剂的加入可防止双氰胺的产生。

S3、反应搅拌得到单氰胺料浆混合溶液，所述单氰胺料浆混合溶液的PH值控制在 7.5；现有技术中，单氰胺生产过程中蒸发浓缩设备投资成本较大，蒸发浓缩过程中会 损失部分单氰胺产生聚合反应生成双氰胺，造成单氰胺产品质量不可控。因现有技术中，蒸 发浓缩温度需要达到48℃，所以消耗大量热能，成本高。并且浓缩温度需要严格控制，造成 生产周期较长，操作条件要求苛刻,并且不能做到本质安全。

反应釜中的搅拌系统为轴流式双叶轮搅拌。所述液态二氧化碳与石灰氮水溶液搅 拌发生脱钙反应，因为反应时所需温度低于室温，所以需要降温达到反应温度，利用液态二 氧化碳的低温特性可以降低反应温度，减少额外的能源消耗。

S4、将所述单氰胺料浆混合溶液过滤，得到单氰胺滤液和滤渣，洗涤所述滤渣得到 母液和黑渣；将所述单氰胺料浆混合溶液由污泥螺杆泵送入压滤机进料口。单氰胺料浆混合溶 液的进料压力达到0.8mpa时停止进料，切换为洗涤过程，将15m3的清水打入压滤机重新对 滤饼进行穿流洗涤，洗涤水压力控制在1.3mpa，洗涤结束后关闭洗水阀，打开隔膜压榨水对 滤饼进行压榨，压榨水压力控制在1.6mpa，压榨结束关闭压榨阀门，同时开启压缩空气对滤 饼进行吹干作业，吹干作业完成后，开启液压装置，先进行拉板，然后排渣，也就是将黑渣排 出，最后合板。单次的过滤时间为40min。

S5、将所述母液和所述单氰胺滤液送回至反应釜中，重复执行步骤S2，直到得到预设浓度的单氰胺溶液；具体的，单氰胺生产中每次循环反应结束后的单氰胺料浆混合溶液都要经过过 滤，滤液进入相对应的滤液槽进行下一次循环反应。同时每次过滤结束后要用定量清水对 滤渣进行洗涤，将滤渣中剩余的单氰胺置换出来，得到一定浓度单氰胺溶液。

用定量清水洗 涤多次循环反应结束经过压滤机过滤后滤渣，将得到定量浓度不同的单氰胺溶液，将每次 洗液打入母液槽中混合后得到一定浓度单氰胺溶液，即母液。通过取样化验得知母液槽中 单氰胺母液浓度，此溶液为下次循环反应母液，此步骤能减少原料的浪费、减少循环反应次 数和降低生产成本。

S6、将所述预设浓度的单氰胺溶液的PH值调至预设PH值，精滤调节PH后的单 氰胺溶液；所述预设PH值为6。调节过程如下：用PH调节槽的探头检测PH值，检测值与第 一预设PH值不一致时，系统通过PID程序自动启动调酸加药装置，直至PH达到预设PH值 6，加药装置自动停止，加药装置采用PLC自动控制，增加PH值调节的准确性，避免工人与酸 的接触，更为安全。

经过压滤机过滤后的单氰胺溶液中还含部分钙和杂质。将过滤后的单氰 胺溶液用80％磷酸调到PH值为6，使单氰胺溶液中还含部分杂质钙与磷酸反应生成磷酸钙 进一步脱钙，调节PH值之后单氰胺滤液进入单氰胺精滤系统，单氰胺精滤系统是由一台自 动多介质过滤器、一台活性炭过滤器和两台PE滤芯精密过滤器组成。精滤过程主要是过滤 出单氰胺溶液中钙和杂质。

S7、将精滤得到的单氰胺溶液调节PH至第二预设PH值；所述第二预设PH值为4.5，因为单氰胺溶液在PH4.5时最稳定，便于储存和运输。

S8、沉降所述步骤S7得到的单氰胺溶液，得到成品单氰胺。将合格的单氰胺液打入两台75m3的沉降储槽中，经由化工灌装系统，包装出厂。

浓缩^[2]

CN200910173990.8公开了一种高浓度单氰胺的浓缩工艺，由常规工艺生产出合格的30%单氰胺产品，然后对该30%的单氰胺产品进行浓缩、存储，其特征在于：所述浓缩步骤如下：将30%的单氰胺产品的温度控制在38-40℃，然后加入单氰胺产品总量的0.05-0.2%的稳定剂，进行浓缩18-22小时，达到浓度在50%的单氰胺产品；所述存储步骤如下：存储中，pH值为4-5，温度为28℃，稳定剂的量为50%的单氰胺产品的总量的0.1-0.9%。本发明的优点在于：在浓缩单氰胺后，其中所含的双氰胺达到双氰胺小于1%，同时也降低了因为单氰胺分解而产生爆炸的可能性。在存储的时候控制其存储环境，使得浓缩单氰胺在存储过程的分解率降低。

主要参考资料

[1] CN201711190122.1 一种单氰胺生产工艺

[2] CN200910173990.8 一种高浓度单氰胺的浓缩工艺

[3] CN201710648571.X 一种水果中单氰胺残留量的检测方法