[发明专利]一种利用酮连氮制备联二脲的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产联二脲的方法，主要是一种利用酮连氮制备联二脲的新方法。

背景技术

联二脲的英文名称为biurea，化学名称为肼撑二甲酰胺，分子式为C2H6N4O2，化学式为H2NCONH-NHCON2H。它主要用于生产ADC发泡剂(偶氮二甲酰胺)，也可用于飞机跑道，高级公路，齿轮的防滑，高级电缆的防火防融。

目前生产联二脲的方法主要为水合肼和尿素缩合生成联二脲，国内水合肼一般是采用尿素法，即尿素和次氯酸钠氧化生成水合肼；国外一般采用酮连氮水解、提浓，精制后成水合肼成品，该过程一般需要较长的反应时间，虽有人提出采用酸性缩合，即用硫酸调节水解液pH 1-4，确实提高了反应时间，但是由于加入硫酸为少量，联二脲生成过程中溶液中存在少量的硫酸铵，若花费力气回收利用这些少量硫酸铵，在工艺上难度较大，而且成本较高，因此一般采用酸性缩合生产联二脲的厂家是将稀的硫酸铵溶液直接排放，这不仅导致了环境的污染破坏，而且是对资源的浪费。

发明内容

本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种利用酮连氮制备联二脲的新方法，该方法采用酮连氮和硫酸(盐酸)生成硫酸肼(盐酸肼)，纯的硫酸肼(盐酸肼)和尿素缩合成联二脲，由于加入硫酸(盐酸)的量为当量的，因此最终反应后剩余的溶液为纯的硫酸铵(氯化铵)溶液，硫酸铵(氯化铵)采用石灰乳蒸氨工艺回收氨，回收的氨气可返回酮连氮合成装置中进行酮连氮的生产，这样可达到物料的全部循环。该工艺减少了传统工艺上丙酮连氮水解，提浓工艺，反应时间较短，反应完全，产品纯度高。虽增加了蒸氨工艺，但生产成本较传统工艺低。且该工艺若在青海等西部地区，由于地处高原，因此蒸氨可采用自然蒸晒，那在成本上更有优势。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种利用酮连氮制备联二脲的新方法，该方法包括以下几个步骤：

(1)、首先在1L三口烧瓶中加入200-500mL酮连氮；

(2)、在60-90℃下，按照摩尔比丙酮连氮∶硫酸(或盐酸)＝1∶1的比例，滴加当量的酸溶液，使酮连氮和酸完全反应，生成纯的硫酸肼或盐酸肼；酮连氮与硫酸的反应温度为60-90℃，避免反应温度过低丙酮无法蒸出或温度过高酮连氮的挥发。

(3)、待酸滴加完毕，按照摩尔比丙酮连氮∶尿素＝1∶2.5-3.5的比例，一次性加入称量好的尿素，快速升温；

(4)、待三口烧瓶中溶液温度到达105-120℃时，以白色沉淀生成开始计时，继续搅拌1-3h；

(5)、得到的白色沉淀，过滤，用水洗涤两次，在50℃的烘箱中烘干，得到联二脲。

所述酮连氮的结构为：

其中，R1和R2可相同，也可不同，R1R2可以是甲基，乙基，丙基，其他烷基和芳基。

在步骤(5)后，副产铵盐为纯铵盐，滤液可采用生石灰进行蒸氨，得到的氨气可用于酮连氮的生产，实现物料的循环利用。

所用的酸，可采用不同浓度的硫酸或盐酸溶液。

本发明中，加入的尿素为固体，目的是增加反应物的浓度，使得率升高；尿素固体加入三口烧瓶后，温度快速升高到105-120℃，避免缓慢升温造成尿素的分解。

本发明的核心是酮连氮和当量硫酸(盐酸)先生成纯的硫酸肼(盐酸肼)，硫酸肼(盐酸肼)再和尿素缩合成联二脲。本发明的优点在于：①采用酮连氮和硫酸(盐酸)生成硫酸肼(盐酸肼)，缩短了反应时间，得到的硫酸肼纯度高，转化率高。②采用硫酸肼(盐酸肼)和尿素进行反应，升温速度快，产品纯度高，得到的联二脲得率为85％以上。③副产的铵盐可通过生石灰蒸氨工艺进行氨的回收利用，可实现物料的全部循环利用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合举例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

取一只1L的三口烧瓶，加入200mL丙酮连氮，配制1+1的硫酸500mL，取160mL硫酸溶液，逐滴加入三口烧瓶中，反应温度设置为60℃，待硫酸滴加完毕，称量173g尿素，一次性加入到三口烧瓶中，油浴温度迅速提高，待温度升至105℃时，保持此温度下继续搅拌，十分钟左右就会出现白色沉淀，继续搅拌2h，过滤，用水洗涤两次，滤液进行蒸氨，白色沉淀放入烘箱，50℃下烘8h，测得熔点为248℃，确定白色物质为联二脲，产率85％。

实施例2