開發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)論文尿素脫水制備單氰胺

1、尿素脫水制備單氰胺學(xué)院:材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè):化學(xué)工程與工藝姓名:郭琪、黃秋潔、劉雪坤指導(dǎo)老師:呂樹祥中文摘要本文主要研究了制備氰胺的新工藝,綜述了國(guó)內(nèi)外氰胺工業(yè)生產(chǎn)的幾種主要工藝的利弊,并在前人的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索尿素脫水制備單氰胺的綠色工藝。尿素脫水制備單氰胺法:使用改性分子篩作催化劑,在一定溫度和停留時(shí)間等反應(yīng)條件下,在氨氣氣氛中,使尿素在常壓下脫水一步制備單氰胺。該法不僅符合原子經(jīng)濟(jì)原理而且能耗低、污染小,具有良好的工業(yè)生產(chǎn)前景,因而具有很好的社會(huì)效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益,該工藝主要不足是尿素常壓脫水制備單氰胺所需的催化劑的篩選和設(shè)備要求比較高。本課題主要是使用離子交換法加Mn 、Cu兩

2、種金屬元素對(duì)分子篩ZSM-5進(jìn)行改性,在不同溫度,交換次數(shù)等操作條件下,在氨氣,氮?dú)鈿夥罩?使尿素在常壓下脫水制備氰胺,提高氰胺的產(chǎn)率。通過實(shí)驗(yàn),得出的結(jié)論:在溫度為550,催化劑為MnZSM-5,離子交換次數(shù)為2次的條件下,氰胺的產(chǎn)率最高。關(guān)鍵詞:尿素脫水單氰胺離子交換 ZSM-5分子篩ABSTRACTThe paper mainly studies the new preparation technologies of Cyanamid. The paper reviews the preparation technologies of Cyanamid in domestic and o

3、verseas. We analyze the advantages and disadvantages of all the technologies, And on the basis of previous dehydration of urea prepared to continue to explore the green process Cyanamide.Preparation of urea dehydration Cyanamide: With different catalysts, under the condition of some temperature and

4、residence time and the atmosphere of ammonia, urea and ammonia manufacture Cyanamid under normal pressure. This technology confirms atomic economical principle and it is low energy-consuming, little pollution and simple refining technology, therefore it is a technology with good social and economic

5、benefit. The difficulty of making urea deprive water at the same time manufacture Cyanamid under normal pressure method is the selection of catalyst and equipments which have high request.The main topic is the use of ion exchange plus Mn, Cu elements on the two metals modified zeolite ZSM-5 at diffe

6、rent temperatures, the exchange frequency operating conditions, the ammonia, nitrogen atmosphere, the urea at atmospheric pressure Preparation of Cyanamide dehydration and improve the yield of cyanamide.Through the experiment, the conclusion: the temperature of 550 , catalyst CuZSM-5, 2 times the ex

7、change conditions, the highest yield of cyanamideKEY WORDES: Urea Dehydration Cyanamid Ion exchange ZSM-5 zeolite第一章緒論1.氰胺概述1.1氰胺性質(zhì)與用途氰胺(Cyanamid ,別名氨基氰,分子式CH2N2,相對(duì)分子質(zhì)量42.04,結(jié)構(gòu)式 ,CAS登錄號(hào)420-04-2。1.晶體氰胺很不穩(wěn)定,氰胺極性很大,且氰胺含有氰基和氨基,都是活性基團(tuán),具有上述官能團(tuán)的多重反應(yīng)性能,易發(fā)生加成、取代、縮合等反應(yīng)。2.氰胺對(duì)光穩(wěn)定,遇堿分解生成雙氰胺和聚合物,遇酸分解成尿素,加熱至180分解。

8、氰胺對(duì)皮膚有刺激性和腐蝕性,可導(dǎo)致嚴(yán)重皮炎,攝入或吸入可引起粘膜刺激、短暫臉紅、頭痛、眩暈、呼吸急促、心跳加速和高血壓等癥狀。氰胺是一種重要化工原料、有機(jī)化工中間體,還是一種非常重要的醫(yī)藥原料,也可用作農(nóng)藥產(chǎn)品的中間體生產(chǎn)農(nóng)藥,另外,氰胺還可用于保健產(chǎn)品、飼料添加劑的合成、農(nóng)藥中間體的合成和阻燃劑的合成等,用途非常廣泛,目前國(guó)內(nèi)外都積極開展其應(yīng)用研究,氰胺市場(chǎng)前景比較樂觀。氰胺目前暫無國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),各生產(chǎn)企業(yè)均根據(jù)用戶要求確定企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上目前通行的產(chǎn)品規(guī)格是:晶體單氰胺、50%單氰胺水溶液、35%單氰胺水溶液和25%單氰胺水溶液。晶體單氰胺由于儲(chǔ)存條件苛刻,并具有一定的危險(xiǎn)性,在國(guó)際

9、上未作為商品生產(chǎn),而作為中間體用于下游產(chǎn)品的生產(chǎn)。35%和25%單氰胺水溶液由于儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用均不方便,其生產(chǎn)也受到一定的限制.目前,國(guó)際上比較通行的是將50%單氰胺水溶液作為商品生產(chǎn)和銷售。1.3 尿素概述尿素分子式是CO(NH22,水溶液呈中性,吸濕性較強(qiáng),含氮(N46%,顯白色或淺黃色的結(jié)晶體,它易溶于水,因在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì),其吸濕性大大下降。以1:1溶于水,溶液呈微堿性。純品熔點(diǎn)132.7,比重1.335。尿素在酸或堿性的存在下加熱,或在常溫有脲酵素存在,容易水解,生成二氧化碳和氨,其反應(yīng)式為:CO(NH22+H2OCO2+2NH3尿素與燒堿作用,經(jīng)加熱即生成純堿和氨,

10、其反應(yīng)式為:CO(NH22+2NaOHNa2CO3+2NH3尿素與鹽酸作用,經(jīng)加熱即生成二氧化碳和氯化銨,其反應(yīng)式為 :CO(NH2 2+H2O+2HClCO 2+2NH4Cl尿素固體經(jīng)緩慢加熱至它熔點(diǎn)以上, 2分子尿素縮合成縮二脲,脫去 1分子氨, 130180時(shí),反應(yīng)式如下 :CO(NH2 2+CO(NH2 2H 2NCONHCONH 2+NH3注:縮二脲難溶于水, 易溶于堿中, 它的堿性溶液加入稀硫酸銅溶液, 則溶液顯 紫色,這種反應(yīng)叫縮二脲反應(yīng)。尿素下游產(chǎn)品的開發(fā), 是當(dāng)今一大重要課題, 其下游一些主要產(chǎn)品具有很高 的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 以尿素為主要原料的系列產(chǎn)品主要包括 :混配型、 復(fù)

11、合肥型、 絡(luò)合型、液體肥型和添加抑制酶型等類型的復(fù)混肥料。1.4 氰胺的制備工藝氰胺是重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)部門 . 參考目前國(guó)際上生產(chǎn)單 氰胺的生產(chǎn)工藝,總結(jié)了制備氰胺的各種工藝方法,主要有五種方法,它們是 :石灰氮法、脲法、氫氰酸法、尿素制備氰胺法、氨法,另外還有一些其他方法。 國(guó)內(nèi)目前主要是石灰氮法。石灰氮法的工藝過程為 :在低溫下,硫酸作為催化劑,在弱酸性環(huán)境下,以 石灰石、焦炭、氮?dú)鉃樵现迫?。先制得氨基氰鈣 (CaNCN即石灰氮,使石灰氮 發(fā)生水解反應(yīng), 生成氰胺。 此法設(shè)備龐大, 生產(chǎn)工藝落后, 對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重的污染。 其反應(yīng)式如下 :CaCN 2+H2O+CO2H 2

12、NCN+CaCO3該工藝發(fā)展的比較成熟, 目前國(guó)內(nèi)廠家均采用該法生成氨基氰, 但由于其原 料石灰氮的生產(chǎn)是高耗能過程, 因此生產(chǎn)成本較高, 過程工藝條件控制要求較為 嚴(yán)格。早期通過脲法制備氨基氰的研究表明, 為了獲得氨基氰, 催化劑的內(nèi)表面積 一定要大, 而且操作溫度高。 酸性沸石是合成氨基氰有效的催化劑, 但沸石外表 面的活性中心容易中毒,而且副產(chǎn)物蜜脲亦較多。 Weitkamp 等 -對(duì)此作了改進(jìn), 采用直徑為 0.3nm 0.5nm 微孔沸石負(fù)載副族組分如銅、錳等作為催化劑,沸石 硅鋁比為 2120, 控制溫度在 450500, 接觸時(shí)間不到 l0秒, 結(jié)果脲的轉(zhuǎn) 化率提高了一倍達(dá) 60

13、%以上,副產(chǎn)物主要是雙氰胺、氰胺脲、蜜脲等。該工藝 的優(yōu)點(diǎn)在于原料來源廣, 價(jià)格低廉。 但不利之處是副產(chǎn)物較多, 過程的選擇性也 較低,以 MnZSM-5為例,單氰胺的選擇性只有 40%左右,因此后繼的精制成本 較高。氫氰酸法的工藝過程為:氰酸與氨反應(yīng)合成氰胺。 常壓下氫氰酸與氨氣在 400至 700下反應(yīng), 生成的氨基氰吸附在多孔催化劑的表面, 反應(yīng)時(shí)間約 30min , 然 后用熱水浸取,加入硝酸調(diào)解 PH 到 4左右過濾。通常采用的高比表面的酸性催化 劑是活性氧化鋁或硅膠。William 等繼續(xù)對(duì)該工藝進(jìn)行了研究, 發(fā)現(xiàn)用一氧化氮代替氨氣在低壓下反 應(yīng), 也能制備氰胺。 但總的來講, 由

14、于過程采用劇毒的氰化氫, 反應(yīng)要求在高溫 下進(jìn)行,因此該法缺乏實(shí)際意義。尿素常壓脫水制備氰胺的工藝過程為:使用改性分子篩做催化劑, 在一定的 溫度和停留時(shí)間等反應(yīng)條件下, 在氨氣氣氛中, 尿素在常壓下脫水生成氰胺。 該 工藝解決了石灰氮傳統(tǒng)制備方法產(chǎn)品中含較多的游離態(tài)電石等問題。 該法不僅符 合原子經(jīng)濟(jì)原理,而且能耗、污染、成本都較低,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)有很好的前景。 該工藝的弊端主要是尿素常壓脫水一步制備氰胺所需的催化劑的篩選和設(shè)備要 求比較高。氨氣與二氧化碳反應(yīng), 生成的氰胺吸附在無機(jī)氧化物膠體上, 用低碳醇或少 量水洗脫。 該反應(yīng)的溫度控制在350550, 溫度太高, 氨氣會(huì)分解, 反應(yīng)可 在

15、常減壓下操作, 當(dāng)溫度較高時(shí), 必須采用加壓操作以免空速太高, 以保證有足 夠的停留時(shí)間的氧化物是氧化鋁、氧化硅、氧化鋯等 25。該法在資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)、 節(jié)能降耗、 經(jīng)濟(jì)效益、 社會(huì)效益等方面取得一定的成效。 該工藝要求 催化劑有很大吸附容量和較好的熱穩(wěn)定性,工藝過程較復(fù)雜。此外通過氰酸、 蜜胺或其去胺產(chǎn)物、 異氰酸酯都可生產(chǎn)氰胺, 但由于原料本 身價(jià)值不斐,這些方法缺乏實(shí)際工業(yè)意義。氰胺生產(chǎn)過程的技術(shù)含量較高, 產(chǎn)品具有較高的附加值, 下游產(chǎn)品也多為高 附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品。 在以上介紹的方法中, 除氫氰酸法外, 其它幾種制備方 法都有較好的工業(yè)應(yīng)用前景,但是,由于石灰氮法、脲法兩種

16、方法都存在弊病, 石灰氮法是目前工業(yè)化生產(chǎn)的主要方法, 為國(guó)內(nèi)外廠家普遍采用, 但能耗高、 生 產(chǎn)工藝復(fù)雜、 設(shè)備投資大和污染嚴(yán)重, 國(guó)外廠家大多已經(jīng)逐漸淘汰了該工藝, 其 它各法尚未見有工業(yè)化的報(bào)道。 脲法和氫氰酸法污染大, 產(chǎn)率低, 嚴(yán)重影響了氰 胺的開發(fā)和大量生產(chǎn)。 因此研制一種新型工藝代替現(xiàn)有的生產(chǎn)方法就顯得尤為重 要。尿素制備氰胺法法合成氰胺是較好的技術(shù)路線,結(jié)合我國(guó)氮肥生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì), 積極開展尿素制備氰胺法法生產(chǎn)工藝的研究, 對(duì)培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn), 有著十分 重要的意義, 因此也日益受到研究者的關(guān)注。 而且, 隨著能源日趨緊張, 綠色環(huán) ?；瘜W(xué)的呼聲越來越高。 因此, 迫切需要設(shè)計(jì)一

17、種高效, 綠色環(huán)保的制備氰胺的 新工藝,使得尿素常壓制備氰胺變得更有研究?jī)r(jià)值。2.1 實(shí)驗(yàn)原理尿素常壓脫水制備氰胺,其反應(yīng)式為 :尿素常壓脫水制備氰胺是尿素在 400一 550下,在 60-80目的硅鋁催化劑作用 中,制取氰胺 . 尿素常壓脫水生成氰胺的反應(yīng),必須選用適宜的催化劑。其中, 采用改性沸石分子篩, 反應(yīng)速率高, 選擇性好。 在此催化劑作用下, 尿素在氨氣 氛下依據(jù)上述反應(yīng)式進(jìn)行反應(yīng)。在整個(gè)反應(yīng)過程中, 在短時(shí)間和有足夠熱量時(shí), 尿素能直接升華成氣態(tài)氰酸和氨。 生成的氛酸在催化劑作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成氰胺。 尿素脫水制備氰胺的主要副產(chǎn)物 是三聚氰胺。其產(chǎn)生原因是 :由于反應(yīng)溫度升高,氣相

18、反應(yīng)速率加快,氨作為助 催化劑,既能催化反應(yīng)生成氰胺,又能催化生成三聚氰胺 .2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品本課題所采用的試劑及催化劑有尿素 (研磨至 60-80目 、 HZSM-5型分子篩、 田菁粉、醋酸錳晶體、硫酸銅晶體、二氰二胺、乙醇、濃氨水、純凈水、氨氣、 氮?dú)?。?guī)格如表一:表一:主要實(shí)驗(yàn)試劑及催化劑一覽表試劑及催化劑名稱 規(guī)格純度 生產(chǎn)廠家尿素(60-80目 99.9%天津市江天化工技術(shù)有限公司 HZSM-5型分子篩 粉末狀 南開大學(xué)催化劑廠田菁粉 粉末狀醋酸錳晶體(Mn(Ac24H 20 99%天津市江天化工技術(shù)有限公司 硫酸銅晶體 99%天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠 乙醇 色譜純 天津市江天

19、化工技術(shù)有限公司 濃氨水 色譜純 天津市江天化工技術(shù)有限公司 純凈水 市售 唐山和諧飲品制造有限公司 二氰二胺 99. 5% 天津市博迪有限化工公司氨氣 99.9%氮?dú)?99.9%本實(shí)驗(yàn)所采用的儀器主要有:尿素常壓脫水制備尿素實(shí)驗(yàn)裝置、電子天平、 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、 高效液相色譜儀、 電熱恒溫水浴鍋、 多功能攪拌器, 見表 二:表二:實(shí)驗(yàn)儀器規(guī)格儀器名稱 型號(hào)與規(guī)格 生產(chǎn)廠家尿素常壓脫水制備單氰胺裝置 天津市北洋化工實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司 電子天平 JY2502 上海精密科學(xué)儀器有限公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 DH-101 天津市中環(huán)電爐有限公司高效液相色譜儀 PC-2000 天津市蘭博實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

20、有限公司 電熱恒溫水浴鍋 DK-98-1 天津市中環(huán)電爐有限公司多功能攪拌器 D-8401 天津市華興科學(xué)儀器廠超聲波清洗器 KQ-100B 昆山市超聲儀器有限公司氧氣減壓閥 YOY -12 上海減壓閥四廠氨氣減壓閥 YOA-441 上海長(zhǎng)城儀表廠2.3 實(shí)驗(yàn)裝置 圖 1 尿素常壓脫水制備單氰胺固體進(jìn)料工藝原理圖 氨氣 氮?dú)?控制面板 尿素盛裝管 尾氣吸收(稀硫酸 尾氣吸收(水 管式 反應(yīng)爐(內(nèi)插有反應(yīng)管 冷凝管如圖 1所示,本工藝中,反應(yīng)開始前,通入 氮?dú)馍郎夭⒖刂蒲b置內(nèi)壓力為 常壓。當(dāng)上下段溫度都達(dá)到設(shè)定值時(shí),改通入 氨氣。同時(shí), 均勻加入尿素固 體,尿素固體由攜帶氣帶入到反應(yīng)管加料盤上,

21、通過主氣進(jìn)入 管式反應(yīng)爐。反 應(yīng)筒中的反應(yīng)管下段為汽化段, 上段為固定床反應(yīng)段, 內(nèi)填充有 40-60目的催化 劑顆粒。 尿素顆粒在下段汽化后, 進(jìn)入固定床。 在改性硅鋁磷鹽分子篩的催化作 用下,脫水生成單氰胺。產(chǎn)生的氰胺蒸汽通過 冷凝管迅速冷卻,產(chǎn)品儲(chǔ)存在冷 凝管中。過量的氨氣被 、 尾氣吸收裝置吸收。其中,氣體流量、溫度、壓力等參數(shù)通過控制面板控制。 圖2 參數(shù)控制面板示意圖在本工藝中,涉及反應(yīng)溫度、氣體流量、尿素進(jìn)料量、反應(yīng)體系壓強(qiáng)等參數(shù)。這些參數(shù)的調(diào)節(jié)在圖2所示的控制面板上完成。反應(yīng)開始前,要先將反應(yīng)區(qū)的溫度預(yù)熱至500,圖2中的、的測(cè)溫?zé)犭娕加脕頊y(cè)量反應(yīng)管的上端,下端和內(nèi)部的溫度,確

22、保反應(yīng)在恒溫500下進(jìn)行。反應(yīng)裝置的壓力由控制,維持體系的壓力在常壓下。氣體流量的控制也是本工藝的一個(gè)關(guān)鍵性參數(shù),包括主氣流量和攜帶氣流量,由、控制,這兩個(gè)參數(shù)的大小關(guān)系到尿素顆粒被帶起的量和高溫下反應(yīng)的移動(dòng)方向。尿素的進(jìn)料量可由振蕩裝置和氣速共同控制,調(diào)節(jié)控制尿素盛裝管的振動(dòng)頻率,調(diào)節(jié)氣速控制尿素顆粒進(jìn)入反應(yīng)管的量。 填料段(壓實(shí)催化劑 固定床反應(yīng)段 尿素汽化段圖三俯視圖為進(jìn)氣底盤,三個(gè)小孔為進(jìn)氣孔。圖3是本工藝的核心部分,尿素在管中汽化并在催化劑的作用下生成單氰胺,產(chǎn)物混合氣體從上端排出進(jìn)入冷凝管冷凝。其中下段為流化床汽化段,上段為固定床反應(yīng)段。尿素顆粒由攜帶氣從圖中左端支管吹入,并在進(jìn)氣

23、底盤上堆積。主氣從反應(yīng)管底部進(jìn)入,將尿素帶入中,尿素在這里汽化為氣體,進(jìn)入到中,在固定床的催化劑中催化脫水,生成單氰胺,完成反應(yīng)。催化劑的制備催化劑區(qū)預(yù)熱過濾分析處理檢測(cè)單氰胺制備單氰胺溶液冷卻氰胺尿素常壓脫水尿素與氨氣混合氣體預(yù)熱采用離子交換法制備催化劑。本實(shí)驗(yàn)分別采用了一、二、三次離子交換:溶解,加熱,抽濾,再溶解,再加熱,再抽濾。上圖以二次交換為例。Cu-ZSM-5分子篩催化劑制備操作同上。打開流化床反應(yīng)器加熱電源、冷卻水開關(guān)和加熱電壓,使測(cè)溫點(diǎn)1、測(cè)溫點(diǎn)m 保持在反應(yīng)指定溫度。將稱好的尿素顆粒(球狀緩慢加入到加料器中。打開氨0.2mol/L 的乙酸錳溶液配制:稱50g 的HZSM-5型

24、分子篩和24.51g 的乙酸錳晶體加蒸餾水至500mL 的燒杯中,再倒進(jìn)四口燒瓶加熱:調(diào)電熱恒溫水浴鍋80,加熱34h過濾:用真空泵抽濾,用蒸餾水洗滌再溶解:再稱24.51g 的乙酸錳加濾餅加蒸餾水至500mL 的燒杯中,倒進(jìn)四口燒瓶 再加熱:調(diào)電熱恒溫水浴鍋80,加熱34h再過濾:用真空泵抽濾,用蒸餾水洗滌靜置23h ,研磨成粉后加田菁粉和水搓成小球,放入120的烤箱中烘78h,自然晾干12天,研碎,取6080目的催化劑在550下焙燒12h氣閥門,并通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)節(jié)氨氣進(jìn)氣量,緩緩?fù)ㄈ氚睔?使氨氣進(jìn)氣速度保持穩(wěn)定,調(diào)整進(jìn)氣速度維持氨氣進(jìn)氣速度和各測(cè)溫點(diǎn)溫度穩(wěn)定10分鐘。打開尿素進(jìn)料器轉(zhuǎn)動(dòng)開

25、關(guān),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)器速度,尿素進(jìn)料器絞龍速度使尿素進(jìn)料的速度維持在0.59/由in,固態(tài)尿素與氨氣混合后進(jìn)入混合氣體加熱區(qū),觀察各測(cè)溫點(diǎn)溫度,調(diào)節(jié)調(diào)壓器使測(cè)溫點(diǎn)m保持在反應(yīng)指定溫度,維持反應(yīng)在等溫下進(jìn)行.進(jìn)料的尿素被通入的氨氣帶入混合加熱區(qū)升溫,進(jìn)入催化劑反應(yīng)區(qū),延反應(yīng)器垂直上升生成氰胺、二氧化碳和氨氣,從上部出口處逸出(出口溫度約為450,經(jīng)冷凝器后,使其溫度保持在50,氰胺保持液態(tài),順管壁流入收集瓶中冷卻凝固,二氧化碳和氨氣用稀硫酸和氫氧化鈉水溶液吸收,生成的高沸點(diǎn)結(jié)晶和催化劑粉末經(jīng)過濾器過濾后濾渣返回反應(yīng)床內(nèi),過濾后的氰胺液滴與少量水混合成氰胺溶液。生成的氰胺溶液在接受器內(nèi)經(jīng)乙酸乙酷萃取后,過

26、濾,洗滌,重結(jié)晶,千燥,用于以后測(cè)試數(shù)據(jù)。經(jīng)過重復(fù)實(shí)驗(yàn),在以MnZS M-5為催化劑,反映溫度分別在450、500、550的條件下,分別對(duì)進(jìn)行一次兩次三次交換的分子篩進(jìn)行催化反映,得到數(shù)據(jù),見表三:表三不同條件下尿素的轉(zhuǎn)化率及單氰胺的選擇性MnZS M-5催化劑催化尿素分解N T,X(Ha, % S(Cy, % S(Mel, %1 450 94.80 14.36 0.21 500 83.56 20.16 0.53 550 86.35 25.63 0.322 450 97.21 15.84 0.22 500 85.63 29.53 0.81 550 84.83 34.55 0.793450 93

27、.26 13.21 0.35 500 82.36 18.81 2.34 550 87.17 31.34 0.50N: HZSM-5分子篩與金屬陽離子交換次數(shù)T:反應(yīng)溫度; X:轉(zhuǎn)化率; S: 選擇性Ha:尿素;Cy: 單氰胺; Mel: 三聚氰胺;在以CuZSM-5為催化劑,反映溫度分別在450、500、550的條件下,分別對(duì)進(jìn)行兩次交換的分子篩進(jìn)行催化反映,得到數(shù)據(jù),見表四:表四 不同條件下尿素的轉(zhuǎn)化率及單氰胺的選擇性CuZSM-5催化劑催化尿素分解NT, X(Ha, % S(Cy, % S(Mel, % 245086.97 14.03 1.30 500 86.45 24.75 11.07

28、55076.8632.473.03N: HZSM-5分子篩與金屬陽離子交換次數(shù) T:反應(yīng)溫度; X:轉(zhuǎn)化率; S: 選擇性 Ha:尿素;Cy: 單氰胺; Mel: 三聚氰胺;在MnZSM-5催化劑催化尿素分解實(shí)驗(yàn)中,在450、500、550的條件下,反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)見圖4:M nZSM -5催化劑催化尿素分解1234交換次數(shù)(N選擇性(%450500550圖4從圖4看:在相同的溫度條件下,交換次數(shù)為2時(shí)氰胺的選擇性最高;在以 MnZSM-5 為催化劑，交換次數(shù)分別在一次兩次三次的條件下，分別對(duì)進(jìn)行 兩次交換的分子篩進(jìn)行催化反映，得到數(shù)據(jù)，見圖 5： MnZSM-5催化劑催化尿素分解 40

29、35 30 25 20 15 10 5 0 400 450 500 溫度（） 550 600 選擇性（%） 交換1次 交換2次 交換3次 圖5 從圖5看：在相同的交換次數(shù)下，溫度為550時(shí)氰胺的選擇性最高。 在分別以 MnZSM-5 和 CuZSM-5 為催化劑，交換次數(shù)分別在兩次的條件下，分 別對(duì)進(jìn)行兩次交換的分子篩進(jìn)行催化反映，得到數(shù)據(jù)，見圖 6： 不同催化劑的條件下單氰胺的選擇性 40 35 30 25 20 15 10 5 0 400 450 500 溫度（） 550 600 選擇性（%） MnZSM-5 CuZSM-5 圖6 從圖6看：在相同溫度和交換次數(shù)的條件下，用MnZSM-5做

30、催化劑時(shí)氰胺的選擇 性比CuZSM-5高。 - 16 - 參考文獻(xiàn)： 1 實(shí)用精細(xì)化學(xué)手冊(cè)編寫組 實(shí)用精細(xì)化學(xué)品手冊(cè) （上） M. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 754. 2 何麗君. ZSM-5 分子篩的改性研究及其酸性表征,甘肅蘭州：蘭州城市學(xué)院，2006 3 蔣健準(zhǔn)， 張飛， 柯麗， 馮靜， 張明森， 楊元一.雜原子 Cu-ZSM-5 分子篩的合成及表征. 北 京：中國(guó)石油化工有限公司 北京化工研究院，2005. 4 陳彩虹新農(nóng)藥介紹J農(nóng)藥科學(xué)與管理, 2004，26（7） ：11 5 劉德輝化學(xué)危險(xiǎn)品最新實(shí)用手冊(cè)M. 北京：中國(guó)物資出版社，1995：20 6 王茜. 尿素制備氰胺D. 天津：天津大學(xué)，2006 7 馮振堂. 氰胺技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展J. 氮肥技術(shù), 2007, 28(4: 14-17 8 張福舉. 單氰胺生產(chǎn)新工藝分