專利名稱：一種用尿囊素合成廢液合成粉末硝酸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末硝酸合成方法，特別是用尿囊素合成廢液合成粉末硝酸的方法，屬于石油化工和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上出售一種粉末硝酸，其化學(xué)成分實(shí)際上是硝酸脲，由硝酸和尿素等摩爾比反應(yīng)得到，產(chǎn)品中理論硝酸含量51.2%，出于運(yùn)輸和貯存安全需要出發(fā)，硝酸脲工業(yè)品常含有10%左右的水分。硝酸脲常溫下呈固態(tài)，溶于水后顯酸性，其酸性較硝酸稍低，其化學(xué)穩(wěn)定性較好，固體產(chǎn)品本身沒有腐蝕性，在很多場(chǎng)合能代替硝酸使用，并彌補(bǔ)液體硝酸的不足。英國(guó)專利GB1109619 (1966-04-29)最早公開了硝酸脲制備方法，使硝酸和尿素等摩爾反應(yīng)，反應(yīng)溫度105-135°C，但反應(yīng)溫度過高時(shí)硝酸脲會(huì)大量分解，收率下降到91 %?！短旖蚧ぁ冯s志2009年，第2期，第42-44頁(yè)報(bào)道了硝酸脲的制備方法，在優(yōu)化條件下，硝酸和尿素等摩爾比反應(yīng)，反應(yīng)溫度20-70°C，硝酸脲最高收率達(dá)74.88 %。中國(guó)專利CN1583716 (2005-02-23)公開一種非活性硝酸粉末的制造方法，在硝酸和尿素的摩爾比
I: 1.05，并在醋酸鈉/醋酸緩沖劑存在條件下反應(yīng)，推算出硝酸脲收率77.2%。目前粉末硝酸主要用于油田開發(fā)酸化過程中，中國(guó)專利CN102382637 (2012-03-12)公開一種水基攜帶非活性硝酸粉末及其制造方法；粉末硝酸可用作緩釋肥料，中國(guó)專利CN102491858 (2012-06-13)公開一種硝尿基緩釋復(fù)合肥料的制造方法；粉末硝酸可用作民用安全炸藥，中國(guó)專利CN1431182 (2003-07-23)公開一種安全煙花鞭炮藥劑組合物；粉末硝酸可用作醫(yī)藥化工原料，中國(guó)專利CN101591261 (2009-12-02)公開一種L-2，4- 二硝基苯丙氨酸的合成方法；粉末硝酸可用作清洗劑，可以方便高效地清洗鍋爐、換熱器、管道和衛(wèi)生潔具上的氧化物和結(jié)垢。粉末硝酸與液體硝酸相比，在運(yùn)輸、貯存和使用過程中安全便捷的優(yōu)勢(shì)非常突出，由于原料硝酸和尿素的成本問題，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格較高，在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。采用醫(yī)藥化工副產(chǎn)物和廢料中的尿素或硝酸生產(chǎn)粉末硝酸是降低生產(chǎn)成本的有效途徑。尿囊素廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、日用化工和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外主要采用乙醛酸和尿素在無機(jī)酸催化下縮合生產(chǎn)尿囊素工藝，生產(chǎn)中一般投入過量一倍的尿素原料。德國(guó)專利DE1939924 (1971-02-18)公開了無機(jī)酸催化合成尿囊素工藝，合成收率小于60 %。目前國(guó)內(nèi)尿囊素生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到2000噸，并且生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但企業(yè)尿囊素生產(chǎn)實(shí)際生產(chǎn)收率僅40% -55%，含高濃度尿素的酸性廢母液難以處理，造成嚴(yán)重環(huán)境污染，限制了尿囊素生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。中國(guó)專利CN102060392 (2011-05-18)公開一種用尿囊素廢液合成緩蝕阻垢劑方法，但回收利用工藝比較復(fù)雜，需要增加專用設(shè)備。粉末硝酸作為油田開發(fā)酸化劑或換熱器清洗劑使用時(shí)，產(chǎn)品成本是關(guān)鍵，若其中存在少量尿囊素或有機(jī)雜質(zhì)對(duì)應(yīng)用效果影響不大，綜合利用尿囊素合成母液中的尿素合成粉末硝酸，不僅可以降低粉末硝酸生產(chǎn)成本， 而且能夠減輕環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用尿囊素合成廢液合成粉末硝酸的方法，以降低粉末硝酸生產(chǎn)成本和減輕尿囊素生產(chǎn)環(huán)境污染。尿囊素合成反應(yīng)比較復(fù)雜，一般認(rèn)為反應(yīng)是分步進(jìn)行的，首先是一個(gè)乙醛酸分子和二個(gè)尿素分子在酸催化下進(jìn)行縮合反應(yīng)生成二脲基乙酸，然后羧基與脲基中的一個(gè)氨基
?；森h(huán)生成尿囊素，化學(xué)反應(yīng)式如下:
權(quán)利要求
1.一種合成粉末硝酸方法，其特征在于綜合利用尿囊素合成廢液中的尿素和硝酸合成粉末硝酸，降低粉末硝酸生產(chǎn)成本和減輕尿囊素合成過程中的環(huán)境污染，合成過程包括以下步驟: (1)將尿囊素合成廢液濃縮至重量百分比濃度40%-50% ； (2)將尿囊素合成廢液加入反應(yīng)器中，冷卻至5°C以下； (3)在攪拌下向尿囊素合成廢液中加入重量百分比濃度50%-65%的稀硝酸，投料時(shí)控制反應(yīng)液中硝酸和尿素的摩爾比為1: 0.9-1.1; (4)投料時(shí)控制反應(yīng)液溫度20°C以下，投料完成后在15°C保溫反應(yīng)0.5-2.0小時(shí)，冷卻反應(yīng)液至5°C以下，離心分離析出的結(jié)晶； (5)將結(jié)晶在50°C下真空干燥得到粉末硝酸產(chǎn)品，產(chǎn)品中硝酸含量48%-50%和二脲基乙酸雜 質(zhì)含量3% -5%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用尿囊素合成廢液合成粉末硝酸的方法，制備過程是將重量百分比濃度40％-50％的尿囊素合成廢液加入反應(yīng)器中，冷卻至5℃以下，在攪拌下加入重量百分比濃度50％-65％的稀硝酸，投料中控制反應(yīng)液中硝酸和尿素的摩爾比為1∶0.9-1.1，控制反應(yīng)液溫度20℃以下，投料完成后在15℃保溫反應(yīng)0.5-2.0小時(shí)，冷卻反應(yīng)液至5℃以下，離心分離析出的結(jié)晶，將結(jié)晶在50℃下真空干燥得到粉末硝酸產(chǎn)品，產(chǎn)品中硝酸含量48％-50％和二脲基乙酸雜質(zhì)含量3％-5％。
文檔編號(hào)C07C273/02GK103145587SQ20121059330
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者李無為, 李建生 申請(qǐng)人:李無為