一种利用尿素制备单氰胺的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用尿素制备单氰胺的工艺，包括以下步骤：（1）将乙酸锰溶液和HZSM-5型分子筛采用离子交换法制得催化剂；（2）在氨气气氛下，将尿素颗粒加热到500-550℃后，与预热到500-550℃的催化剂混合反应；（3）将步骤（2）得到的生成物冷却至40-45℃，采用稀硫酸和氢氧化钠水溶液吸收生成物中的二氧化碳和氨气后，过滤；（4）萃取：利用乙酸乙酯对步骤（3）得到的滤液进行萃取后，过滤，洗涤，重结晶，干燥得到单氰胺。本发明采用铝硅催化剂催化尿素脱水制备单氰胺，不仅工艺简单，而且能耗低、污染小，大大减少了副产物的生成，提高了单氰胺的选择性，应用前景广泛。
【专利说明】
一种利用尿素制备单氰胺的工艺
技术领域
[0001]本发明涉及化工领域，具体是一种利用尿素制备单氰胺的工艺。【背景技术】
[0002]单氰胺不仅是一种重要的化工原料、有机化工中间体，还是一种非常重要的医药原料，可用作无残留、低毒、广谱化学农药中间体。另外，氰胺还可用于保健产品、饲料添加剂的合成和阻燃剂的合成等，用途非常广泛。单氰胺的工业生产方法主要是石灰氮法，该法工艺复杂，设备投资大、污染严重、能耗高，产品中含较多的游离态电石。石灰氮法所采用的原料石灰氮由电石高温氮化制得，因此石灰氮的生产是一个高能耗、高污染、高排放的传统产业，也是深加工生产的污染源头。同时，生产石灰氮不但会产生大量烟尘，而且大量可利用的余热随烟尘排放，既污染环境又浪费资源，且过程工艺条件控制要求较为严格。随着新型工业化的推进和国家资源综合利用、环境保护政策法规的完善，电石深加工产品的粗放式生存将难以为继，必将被新工艺所取代。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种利用尿素制备单氰胺的工艺，不仅工艺简单，而且能耗低、污染小，大大减少了副产物(主要是少量的三聚氰胺)的生成，提高了单氰胺的选择性。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种利用尿素制备单氰胺的工艺，具体步骤为:(1)催化剂的制备:将乙酸锰溶液和HZSM-5型分子筛采用离子交换法制得催化剂；(2)脱水反应:在氨气气氛下，将尿素颗粒加热到500-550°C后，与预热到500-550°C的催化剂混合进行反应；(3)冷却、过滤:将步骤(2)得到的生成物冷却至40-45°C，采用稀硫酸和氢氧化钠水溶液吸收生成物中的二氧化碳和氨气后，过滤得到的滤液即为氰胺溶液；(4)萃取:利用乙酸乙酯对步骤(3)得到的氰胺溶液进行萃取后，过滤，洗涤，重结晶， 干燥得到单氰胺。
[0005]作为本发明进一步的方案:所述步骤(1)分为以下几个小步骤:1)0.2mol/L的乙酸锰溶液配制:首先称取34.6g的乙酸锰固体或者49.02g的乙酸锰四水晶体加入反应器中，再称取l〇〇g的HZSM-5型分子筛加入反应器中，然后往反应器内添加1L蒸馏水，使其混合均匀；2)加热:采用水浴方式将反应器加热到75-78°C，保温3-4h ;3)过滤:待反应器保温结束，采用真空栗对反应器中的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤；4)再溶解:称取34.6g的乙酸锰固体或者49.02g的乙酸锰四水晶体，连同步骤3)洗涤后的物质一同加入到反应器中，接着往反应器中添加1L蒸馏水，使其混合均匀； 5)再加热:采用水浴方式对反应器加热，使之温度达到75-78°C，保温3-4h ；
6 )再过滤:待反应器保温结束，采用真空栗对反应器中的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤；
7)焙烧:将步骤6)洗涤后的物质置于40-55°C的烘箱中烘至水分含量不超过5%后，粉碎成末，加入田菁粉和水搓成小球，再放入95-110°C的烘箱中干燥8-20h，二次粉碎并过80-100目的筛，取80-100目之间的粉末在500-550°C下焙烧5_8h，即制得所需催化剂。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述HZSM-5型分子筛的Si/Al=30-50。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明采用铝硅催化剂催化尿素脱水制备单氰胺，不仅工艺简单，而且能耗低、污染小，大大减少了副产物(主要是少量的三聚氰胺)的生成，提高了单氰胺的选择性，应用前景广泛。
【具体实施方式】
[0008]下面将结合本发明实施例，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。
[0009]本发明实施例中，一种利用尿素制备单氰胺的工艺，具体步骤为:
(1)催化剂的制备:将乙酸锰溶液和HZSM-5型分子筛采用离子交换法制得催化剂，具体分为以下几个小步骤:
1)0.2mol/L的乙酸锰溶液配制:首先称取34.6g的乙酸锰固体或者49.02g的乙酸锰四水晶体加入反应器中，再称取10g的HZSM-5型分子筛(Si/Al=30-50)加入反应器中，然后往反应器内添加IL蒸馏水，使其混合均匀；
2)加热:采用水浴方式将反应器加热到75-78°C，保温3-4h；
3)过滤:待反应器保温结束，采用真空栗对反应器中的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤；
4)再溶解:称取34.6g的乙酸锰固体或者49.02g的乙酸锰四水晶体，连同步骤3)洗涤后的物质一同加入到反应器中，接着往反应器中添加IL蒸馏水，使其混合均匀；
5)再加热:采用水浴方式对反应器加热，使之温度达到75-78°C，保温3-4h；
6 )再过滤:待反应器保温结束，采用真空栗对反应器中的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤；
7)焙烧:将步骤6)洗涤后的物质置于40-55°C的烘箱中烘至水分含量不超过5%后，粉碎成末，加入田菁粉和水搓成小球，再放入95-110°C的烘箱中干燥8-20h，二次粉碎并过80-100目的筛，取80-100目之间的粉末在500-550°C下焙烧5_8h，即制得所需催化剂；
(2)脱水反应:在氨气气氛下，将尿素颗粒加热到500-550°C后，与预热到500-550°C的催化剂混合进行反应；
(3)冷却、过滤:将步骤(2)得到的生成物冷却至40-45°C，采用稀硫酸和氢氧化钠水溶液吸收生成物中的二氧化碳和氨气后，过滤得到的滤液即为氰胺溶液；
(4)萃取:利用乙酸乙酯对步骤(3)得到的氰胺溶液进行萃取后，过滤，洗涤，重结晶，干燥得到单氰胺。
[0010]本发明采用铝硅催化剂催化尿素脱水制备单氰胺，不仅工艺简单，而且能耗低、污染小，大大减少了副产物(主要是少量的三聚氰胺)的生成，提高了单氰胺的选择性，应用前景广泛。
[0011]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0012]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种利用尿素制备单氰胺的工艺，其特征在于，具体步骤为: (1)催化剂的制备:将乙酸锰溶液和HZSM-5型分子筛采用离子交换法制得催化剂； (2)脱水反应:在氨气气氛下，将尿素颗粒加热到500-550°C后，与预热到500-550°C的催化剂混合进行反应； (3)冷却、过滤:将步骤(2)得到的生成物冷却至40-45°C，采用稀硫酸和氢氧化钠水溶液吸收生成物中的二氧化碳和氨气后，过滤得到的滤液即为氰胺溶液； (4)萃取:利用乙酸乙酯对步骤(3)得到的氰胺溶液进行萃取后，过滤，洗涤，重结晶，干燥得到单氰胺。2.根据权利要求1所述的利用尿素制备单氰胺的工艺，其特征在于，所述步骤(I)分为以下几个小步骤: 1)0.2mol/L的乙酸锰溶液配制:首先称取34.6g的乙酸锰固体或者49.02g的乙酸锰四水晶体加入反应器中，再称取10g的HZSM-5型分子筛加入反应器中，然后往反应器内添加IL蒸馏水，使其混合均匀； 2)加热:采用水浴方式将反应器加热到75-78°C，保温3-4h； 3)过滤:待反应器保温结束，采用真空栗对反应器中的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤； 4)再溶解:称取34.6g的乙酸锰固体或者49.02g的乙酸锰四水晶体，连同步骤3)洗涤后的物质一同加入到反应器中，接着往反应器中添加IL蒸馏水，使其混合均匀； 5)再加热:采用水浴方式对反应器加热，使之温度达到75-78°C，保温3-4h； 6 )再过滤:待反应器保温结束，采用真空栗对反应器中的溶液进行抽滤，再用蒸馏水洗涤； 7)焙烧:将步骤6)洗涤后的物质置于40-55°C的烘箱中烘至水分含量不超过5%后，粉碎成末，加入田菁粉和水搓成小球，再放入95-110°C的烘箱中干燥8-20h，二次粉碎并过80-100目的筛，取80-100目之间的粉末在500-550°C下焙烧5_8h，即制得所需催化剂。3.根据权利要求2所述的利用尿素制备单氰胺的工艺，其特征在于，所述HZSM-5型分子筛的 Si/Al=30-50。
【文档编号】B01J29/48GK105984888SQ201510084237
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】张舜贤
【申请人】福建金东阳化工工贸有限公司