氰尿酸固相法合成工艺技术的研究.pdf

2012年第4期(总第94期)
塑料助剂
氯尿酸固相法合成工艺技术的研究
陈世豪
(福建省邵武市榕丰化工有限公司,邵式,354000)
摘要氰尿酸固相法合成工艺分两步进行:裂解、成品精制。裂解以尿素为原料并添加其重量3%
5%的裂解助剂A进行热裂解,裂解温度210-220℃,裂解时间4~5h,可荻得粗品氣尿酸含量(纯度)达
70%以上;成品精制温度控制110~120℃,精制料液浓度6.5~8moML,精制时间5~7h,成品为外观白色粉
末或细微晶粒,其尿酸含量(纯度)98%以上。エ艺收得率超过85%。该项技术已在年产2kt氰尿酸项目
中获得实际应用。
关键词氣尿酸裂解精制合成固相法
doi:10.3969jiss.1672-6294.2012.04.006
Study on Synthesis of Cyanuric Acia by Solid Phase Process
Chen Shihao
(Fujian Shaowu Ronteng Chemicals Co, Ltd Eujian Shaowu 354000)
Abstract: The synthesis of cyanuric acid (CA ) by solid phase process has two steps, i.e., pyrolysis and
purification of product. In the pyrolysis step, uses urea as raw material and adds 3-5 pyrolysis additive A, the
pyrolysis temperature is 210-220 C, the pyrolysis is 4-5h the purity of the crude product is over%. In the
purification step, the temperature is 110-120 the concentration of purified liquor is 6.5.8 mol/L, the pu
rification time is 5-7 h. The product is white powder or micro crystalline, its purity is over 98% and the yield
is over 85%. This technology has used in a 2 kt/a plant
Key words: cyanuric acid, pyrolysis; purification; synthesis; solid phase process
氧尿酸(CA)又名异氰尿酸或三聚氰酸,为环状抗氧剂3114、阻燃剂MCA叫、油漆等,充分显示它
三酰亚胺,环上的N、C、0都可以起化学反应,其巨大市场澘力而受到人们重视。
产品可形成多种氯尿酸衍生物和作为耐高温、阻
传统的氰尿酸生产工艺是尿素单纯热裂解
燃与润滑合成材料的原料。国内生产厂家及用户(尿素热解法),即以尿素为原料,经高温脱氨、聚
上百家,最大生产能力超万吨,约50%产量(部分合而得粗品;粗品经强酸精制、冷却、固液分离、干
加工成氧尿酸衍生物)出口国外。近年来,氰尿酸燥而得成品。这种工艺尿素裂解后,粗品中氰尿酸
及其衍生物的生产工艺、品种开发迅速发展,常见含量低,氰尿酸一酰胺、氰尿酸二酰胺含量非常
产品有:二氯异氰尿酸钠(优氯净)、三氯异氧尿高,甚至达到20%~30%,这就导致粗品精制酸耗
酸、噻克( TTHIEC)、吹哔克(TGIC)、交联剂(TAIC)、高、成品纯度低、总收率低(70%-75%)的缺陷。作
者通过查询资料2及进行各项工艺条件对比实验
收稿日期:2012-05-07
得出固相法氰尿酸合成工艺新方法:尿素热裂解
塑料助剂
2012年第4期(总第94期)
时添加少量裂解助剂A,可大幅度地提高粗品中
表1裂解温度对粗品纯度的影响
氰尿酸含量,相应地降低了氰尿酸酰胺成份,同时
Tab1 Effect of pyrolysis temperature on pulity of crude
粗品精制酸耗低,也节约了精制过程蒸汽能耗,整
product
项工艺收率达85%~90%,取得良好结果。
裂解温度/裂解助剂裂解时间/粗品中氰尿酸
℃
A/%
h
含量/%
1实验部分
1.1实验原料
200
210
75
裂解助剂A,工业级,福州耀隆化工集团;尿
220
素,尿素(总含氮)量(以干基计)的质量分数≥
230
46.3%,安徽省吴源化工股份有限公司;硫酸,T业
240
级98%,邵武市格丰化工有限公司。
250
1.2主要仪器设备
电热真空干燥箱(配套有排气系统),ZK-82A
同分异构体副产物系由下列反应导致:
型,上海市实验仪器总厂;塘瓷盆,规格300mx
200mx45m;电磁加热搅拌器,CJ-781型,江2 2NH-CONH2020 NH CONHCONH+NH,(2
苏金坛大地自动化仪器厂;酸度计,PHS-25型,深
缩二脲{ biuret)
圳市润兴光学仪器公司。
1.3实验操作方法
HN
1.3.1粗品裂解
3NH.ONu200-250℃
+3NH3
电热真空干燥箱(有排废气系统)中放置搪瓷
盆,搪瓷盆内尿素高度3cm(总高度45cm),尿素
氰尿酸一酰胺( amelie)
质量1007g,按实验要求添加裂解助剂A0-70g
(助剂添加量为尿素质量的0-7%),裂解温度控制
200~-250℃
在160~250℃,裂解时间1-8h。
3NH2CONH
HO-C
C=0+3NH1↑
1.3.2成品精制
在1000mL烧杯中加人稀硫酸溶液500mI
氰尿酸二酰胺( amelie)
在搅拌条件下加入粗品氰尿酸(含量85%)300g,
从表1还可以看出,裂解温度低于200℃时,
按实验要求精制温度控制在90~120℃,精制料液裂解程度不足,粗品中氰尿酸含量小于50%;而裂
酸度5.0-8.5mol/L精制时间1~-8h。
解温度高于230℃以上,物料飞溅严重且粗品中
氰尿酸含量降低,这说明已生成的氰尿酸进一步
2结果与分析
受热分解成領酸结果。因此裂解温度应选择210~
2.1粗品裂解工艺实验结果与分析
230℃,在此温度,裂解得到的粗品氰尿酸纯度高。
2.1.1裂解温度对粗品纯度的影呴
O
裂解温度对粗品纯度的影响见表1。
200-250℃
从表1可以发现粗品氰尿酸含量(纯度)最高
3HーN一C=0
只有86%,这说明粗品中有相当比例同分异构体
氰酸(
Cyanic ac
共混相生。其主反应方程式为
H
O
异氰尿酸
2.1.2裂解助剂A对粗品纯度的影响
3NH, CONI12
20020HNNH+3NH31
裂解助剂A对粗品纯度的影响见表2。
从表2可以看出:裂解助剂A对尿素裂解过
异氰尿酸
程起促进作用,在保持裂解温度,裂解时间不变情<