[发明专利]联二脲连续生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及联二脲的生产，尤其是在碱性条件下通过缩合反应连续生产联二脲的方法。

背景技术

联二脲(NH₂CONHNHCONH₂)是生产ADC发泡剂(偶氮二甲酰胺)的重要中间体，也可用于飞机跑道的防滑、齿轮的防滑、高级电缆的防火防溶等。化工行业，制备联二脲的传统方法是以水合肼(N₂H₄·H₂O)和尿素(NH₂CONH₂)为原料，在酸性或碱性条件下缩合生成联二脲。其总反应式为：

N₂H₄+2NH₂CONH₂→NH₂CONHNHCONH₂+2NH₃

现有技术中，联二脲生产装置基本上均采用间歇生产工艺。实际应用表明，采用酸性缩合工艺，反应速度快，总的反应时间为8～12小时，反应中产生的氨气与添加的酸生成铵盐；采用碱性缩合工艺，反应时间长，特别是使用无盐的水合肼时，反应时间超过20小时。因此，国内目前绝大多数ADC发泡剂生产企业，均采用酸性缩合工艺生产联二脲。然而，采用酸性缩合工艺，由于反应过程中生成大量的铵盐，反应结束后母液及洗涤液中的氨氮(NH₃-N)含量极高，化学耗氧量(COD)很大，致使废水的后处理难度大、费用高。

中国专利申请200610169177.X披露，在酸性条件下采用无盐水合肼通过添加催化剂和晶种的方法制备联二脲，该方法将最终的母液及洗涤水蒸干得到固体硫酸铵。CN1381442A则披露了采用硫酸调节PH值在7～10之间，也就是在弱碱性条件下制备联二脲的方法，该方法也是间歇操作，反应时间为15小时左右。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的不足，提供一种在碱性条件下连续生产联二脲的工艺方法，以缩短反应时间、提高生产能力、降低废水排放量及处理难度。

为实现本发明的目的，联二脲连续生产工艺，以水合肼溶液和尿素为主反应原料，经缩合反应生成联二脲，其特征在于：将尿素与水合肼溶液合在一起配成混合溶液，连续进入反应釜；反应生成的联二脲，随着含有未反应的水合肼和尿素的母液一起从反应釜的底部出料，连续进入固液分离装置；经固液分离装置分离后，分别获得联二脲固体物和母液，母液全部循环利用；反应生成的氨气与水蒸汽一起从反应釜顶部逸出，经冷凝后分离，形成的冷凝液至少有一部分直接排出反应系统。

进一步地，上述的联二脲连续生产工艺，其中，所述水合肼溶液当中水合肼的浓度为4～80Wt％，水合肼与尿素的原料重量比为1∶(3.75～6.0)；更好地，水合肼与尿素的原料重量比为1∶(3.85～4.1)。

更进一步地，上述的联二脲连续生产工艺，其中，所述水合肼是粗水合肼，或者是无盐水合肼。

再进一步地，上述的联二脲连续生产工艺，其中，实施该连续生产工艺的反应釜的数量为1～5只，优选3只反应釜。

本发明的技术优点是：与酸性或碱性条件下的间隙法相比，本发明提出的连续法工艺路线不仅反应时间短、生产能力大，而且实现了母液及联二脲洗涤水的全部循环利用，排放的废水量少，且成分简单，极易综合治理。

附图说明

图1是采用三釜串联方式实施本发明的工艺流程图。图中，

R01：第一反应釜，R02：第二反应釜，R03：第三反应釜；

E01：第一冷凝器，E02：第二冷凝器，E03：第三冷凝器；

V01：冷凝液槽，V02：第一母液槽，V03：第二母液槽；

P01：进料泵，P02：洗水泵，P03：母液泵；

X01：第一离心机，X02：第二离心机；

M01：配料槽，S01：尾气吸收系统，S02：废水处理系统。

具体实施方式

水合肼与尿素经缩合反应生成联二脲是二级反应，通常认为其反应过程为——

第一步：N₂H₄+(NH₂)₂CO→NH₂NHCONH₂+NH₃

第二步：Nt₂NHCONH₂+(NH₂)₂CO→NH₂CONHNHCONH₂+NH₃