專利名稱：連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法。
背景技術(shù)：
雙氰胺是一種重要的精細(xì)化工原料，可用于醫(yī)藥、染料、涂料、農(nóng)藥、玻璃纖維、潤滑劑及阻燃劑等。現(xiàn)有生產(chǎn)雙氰胺技術(shù)采用石灰氮水解反應(yīng)、脫鈣和過濾獲得單氰胺，然后進(jìn)行單氰胺聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品。雙氰胺飽和水溶液在不同溫度下含量為 3. 10wt% (20°C)>7. 24wt% (40°C)、15. 79wt% (60°C)>24. 21wt% (75°C )，雙氰胺在溫度高于 80°C會分解成氣態(tài)氨釋放。中間體單氰胺飽和水溶液在15°C 25°C間的濃度約為44 wt%, 在43°C時(shí)與水即完全互溶。
現(xiàn)有的雙氰胺生產(chǎn)工藝中的單氰胺合成單元的石灰氮(含氮量20%)與雙氰胺結(jié)晶母液的固液質(zhì)量比為1:4，得到的CO2脫鈣后單氰胺濾液濃度約為5wt%，對該單氰胺濾液進(jìn)行直接聚合得到的雙氰胺溶液濃度小于9wt%，遠(yuǎn)低于聚合溫度下的飽和濃度24wt%，雙氰胺結(jié)晶效率約為5%，需要很大的聚合和結(jié)晶設(shè)備，設(shè)備投資較高，增加操作費(fèi)用。為了提高單氰胺濾液的濃度，采用減壓蒸餾的方式，但是減壓蒸餾的方式會明顯增加動力消耗和蒸汽消耗，采用提高石灰氮的加入量，即增加石灰氮與雙氰胺結(jié)晶母液的固液質(zhì)量比，盡管可以提高單氰胺濾液濃度，但會增加水解液的氫氧化鈣生成量，導(dǎo)致PH值升高，在用CO2脫鈣時(shí)因放出的熱量會增加脫鈣反應(yīng)溫度，PH值和溫度的升高會使單氰胺提前聚合生成雙氰胺，雙氰胺因溶解度較小，導(dǎo)致過濾脫鈣液中的碳酸鈣在20°C時(shí)的洗滌熱水用量增加和石灰氮原料消耗，最終增加原料消耗、能耗和后續(xù)的結(jié)晶效率增加不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種以提高單氰胺濾液濃度來提高后續(xù)雙氰胺結(jié)晶效率的連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法。
一種連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，包括以下步驟石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9 9. 5，過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，其中，循環(huán)單氰胺溶液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中的石灰氮與雙氰胺結(jié)晶母液水解反應(yīng)后進(jìn)行脫鈣和過濾操作后獲得的單氰胺溶液，循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中對具有目標(biāo)濃度單氰胺溶液進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液；將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68°C 75°C、PH值為10 10. 5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
上述連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，采用循環(huán)使用水解反應(yīng)過程中的單氰胺溶液及雙氰胺結(jié)晶母液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單氰胺的濃度的提高，同時(shí)也提高了聚合后的雙氰胺濃度，在聚合溫度下雙氰胺不出現(xiàn)結(jié)晶，使雙氰胺結(jié)晶效率比現(xiàn)在的現(xiàn)有的一次性加入石灰氮的連續(xù)雙氰胺生產(chǎn)技術(shù)可以提高2 4. 5倍，提高單程雙氰胺收率12 15%，同時(shí)上述連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法可以降低雙氰胺生產(chǎn)中的聚合工序的設(shè)備投資和操作費(fèi)用。


附圖I是一較佳實(shí)施方式的連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法流程圖。
圖中連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法步驟S300 S302。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的技術(shù)方案是以提高單氰胺濾液濃度手段來大幅度提高后續(xù)雙氰胺結(jié)晶效率。
請參看圖1，其為一較佳實(shí)施方式的連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，包括以下步驟步驟S300，石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9 9. 5，過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，其中， 循環(huán)單氰胺溶液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中的石灰氮與雙氰胺結(jié)晶母液水解反應(yīng)后進(jìn)行脫鈣和過濾操作后獲得的單氰胺溶液，循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中對具有目標(biāo)濃度單氰胺溶液進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液。
步驟S302，將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68°C 75°C、PH值為10 10. 5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
以下給出采用上述連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法生產(chǎn)雙氰胺的實(shí)施例，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明，其中實(shí)施例中所有的過濾操作中洗滌用水量以固體帶走的水量計(jì)，結(jié)晶效率指結(jié)晶出的雙氰胺產(chǎn)品與出聚合釜的雙氰胺溶液的質(zhì)量比實(shí)施例I :將8. 2kg/h含3. lwt%的循環(huán)雙氰胺循環(huán)結(jié)晶母液、27. lkg/h含20. 67wt%的循環(huán)單氰胺濾液、7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和O. 9kg/h水在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)；向脫鈣塔通入適量CO2、控制脫鈣液PH為9. 3，過濾得到37. 4kg/h的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液， 其中循環(huán)單氰胺濾液中單氰胺的重量百分比為20. 67wt% ；將37. 4kg/h的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液中的27. lkg/h目標(biāo)濃度的單氰胺溶液作為循環(huán)單氰胺溶液；將剩余的10. 3kg/h 目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在72 75°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶30min,結(jié)晶液最后溫度為20°C,過濾分離和干燥后得到2. lkg/h的雙氰胺干燥產(chǎn)品和8.2kg/h含3. lwt%的循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
實(shí)施例2 :將7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和36. 3kg/h含3. lwt%雙氰胺循環(huán)結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)；向脫鈣塔通入CO2、控制脫鈣液PH為9. 3，過濾得到的碳酸鈣和單氰胺濾液，其中單氰胺濾液中單氰胺的重量百分比為5. 69wt% ;繼續(xù)向5. 69wt% 的單氰胺濾液，新加入7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮進(jìn)行水解反應(yīng)、通CO2脫韓和過濾， 該步驟重復(fù)3次，最后得到41. 2kg/h含20. 69wt%的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液；將41. 2kg/ h含20. 69wt%目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在72 75°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶30min，結(jié)晶液最后溫度為20°C，分離得到8. 53kg/h的雙氰胺干燥產(chǎn)品和 36. 3kg/h含3. lwt%循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
實(shí)施例3 :將7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和36. 3kg/h含3. lwt%循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)，向脫鈣塔通入CO2、控制脫鈣液PH為9. 2，過濾得到的碳酸 丐和單氰胺濾液，其中單氰胺濾液中單氰胺的重量百分比為5. 69wt% ;繼續(xù)向5. 69wt%的單氰胺濾液，新加入7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮進(jìn)行水解反應(yīng)、通CO2脫韓和過濾,該步驟重復(fù)4次，最后加入水稀釋以得到含20. 69wt%的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液；將含20. 69wt%的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在65 72°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶33min，結(jié)晶液最后溫度為20°C，分離得到11. 50kg/h的雙氰胺干燥產(chǎn)品和用于循環(huán)的含3. lwt%雙氰胺結(jié)晶母液。
以下給出利用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)雙氰胺的實(shí)施例以與本發(fā)明給出的實(shí)施例進(jìn)行比較將7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和36. 3kg/h含3. lwt%雙氰胺循環(huán)結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)，向脫鈣塔通入適量CO2、控制脫鈣液PH為9. 3，然后過濾得到37. 4kg/h含 5. 69wt%單氰胺濾液和碳酸鈣，單氰胺濾液在72 75°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶30min，結(jié)晶液最后溫度為20°C，過濾分離和干燥后得到I. 88kg/h的雙氰胺干燥產(chǎn)品和36. 3kg/h含3. lwt%雙氰胺結(jié)晶母液用于循環(huán)。
現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)雙氰胺的實(shí)施例以與本發(fā)明給出的實(shí)施例I進(jìn)行比較，可以看出 從本發(fā)明的聚合工序的聚合設(shè)備和過濾設(shè)備明顯減小，可以降低投資和操作費(fèi)用；結(jié)晶效率為對比例的4. I倍，單程雙氰胺收率提高13. 7%。
現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)雙氰胺的實(shí)施例以與本發(fā)明給出的實(shí)施例2、實(shí)施例3進(jìn)行比較，可以看出本發(fā)明得到的較高濃度單氰胺溶液在大小接近的聚合設(shè)備和過濾設(shè)備操作，可以得到約4倍量的雙氰胺干燥產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，包括以下步驟石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9 9. 5，過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，其中，循環(huán)單氰胺溶液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中的石灰氮與雙氰胺結(jié)晶母液水解反應(yīng)后進(jìn)行脫鈣和過濾操作后獲得的單氰胺溶液，循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中對具有目標(biāo)濃度單氰胺溶液進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液；將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68°C 75°C、PH值為10 10. 5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，其特征在于石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9 9.5，過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液的具體步驟為將8. 2kg/h含3. lwt%的循環(huán)雙氰胺循環(huán)結(jié)晶母液、27. lkg/h含20. 67wt%的循環(huán)單氰胺濾液、7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和O. 9kg/h水在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)；向脫鈣塔通入CO2、控制脫鈣液PH為9. 3，過濾得到37. 4kg/h的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，其中循環(huán)單氰胺濾液中單氰胺的重量百分比為20. 67wt% ；“將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68°C 75°C、PH值為10 10. 5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液”的具體步驟為將37. 4kg/h的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液中的27. lkg/h目標(biāo)濃度的單氰胺溶液作為循環(huán)單氰胺溶液；將剩余的10. 3kg/h目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在72 75°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶30min，結(jié)晶液最后溫度為20°C，過濾分離和干燥后得到雙氰胺干燥產(chǎn)品和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，其特征在于石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及C02脫鈣，其中脫鈣液PH值為9. 3， 過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，該步驟具體為.7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和36. 3kg/h含3. lwt%雙氰胺循環(huán)結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)；向脫鈣塔通入CO2、控制脫鈣液PH為9. 3，過濾得到的碳酸鈣和單氰胺濾液，其中單氰胺濾液中單氰胺的重量百分比為5. 69wt% ；繼續(xù)向5. 69wt%的單氰胺濾液,新加入7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮進(jìn)行水解反應(yīng)、 通CO2脫鈣和過濾，該步驟重復(fù)3次，最后得到41. 2kg/h含20. 69wt%的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液；“將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68°C 75°C、PH值為10 10. 5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液”的具體步驟為將41. 2kg/h含20. 69wt%目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在72 75°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶30min，結(jié)晶液最后溫度為20°C，分離得到雙氰胺干燥產(chǎn)品和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，其特征在于石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9. 2， 過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，該步驟具體為將7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮和36. 3kg/h含3. lwt%循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)，向脫鈣塔通入CO2、控制脫鈣液PH為9. 2，過濾得到的碳酸鈣和單氰胺濾液， 其中單氰胺濾液中單氰胺的重量百分比為5. 69wt%,繼續(xù)向5. 69wt%的單氰胺濾液,新加入7. lkg/h含氮量20wt%的石灰氮進(jìn)行水解反應(yīng)、 通CO2脫鈣和過濾，該步驟重復(fù)4次，最后加入水稀釋以得到含20. ·69wt%的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液；“將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68°C 75°C、PH值為10 10. 5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液”的具體步驟為將含20. 69wt%的目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在65 72°C下進(jìn)行聚合，聚合液熱過濾后在連續(xù)冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶33min，結(jié)晶液最后溫度為20°C，分離得到雙氰胺干燥產(chǎn)品和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
全文摘要
一種連續(xù)生產(chǎn)雙氰胺的方法，包括以下步驟石灰氮、水、循環(huán)單氰胺溶液和循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液在常溫下進(jìn)行水解反應(yīng)及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9～9.5，過濾以獲得具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液，其中，循環(huán)單氰胺溶液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中的石灰氮與雙氰胺結(jié)晶母液水解反應(yīng)后進(jìn)行脫鈣和過濾操作后獲得的單氰胺溶液，循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液是指雙氰胺生產(chǎn)過程中對具有目標(biāo)濃度單氰胺溶液進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液；將具有目標(biāo)濃度的單氰胺溶液在溫度為68℃～75℃、PH值為10～10.5的條件下進(jìn)行聚合、結(jié)晶、過濾、干燥得到雙氰胺產(chǎn)品，并將過濾后所得的雙氰胺結(jié)晶母液作為循環(huán)雙氰胺結(jié)晶母液。
文檔編號C07C279/28GK102936211SQ20121045149
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者馬杰, 馬志東, 高波 申請人:寧夏寶馬化工集團(tuán)有限公司