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第02期溶剂热解法合成氰尿酸的改进· 15·
科研开发
溶剂热解法合成氰尿酸的改进
颜玉桂1 张永久2 蔡可迎1
(1. 徐州工程学院化学化工学院,江苏徐州 221018 2. 徐州市实用化学研究所江苏徐州 221000)
摘要:采用溶剂热解法合成氰尿酸,考察了溶剂和加料方式对氰尿酸收率的影响。结果表明,以体积比为1∶ 3的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/硝基苯
作反应溶剂,采用分批加料法可得到较高收率的氰尿酸。反应条件为:加料时间为20 min,反应温度为200±2 ℃,1 g NH4Cl为催化剂, h,
在此条件下,氰尿酸的收率为88%。
关键词:尿素氰尿酸合成
中图分类号:TQ254 文献标识码:A 文章编号:T1672- 8114(2013)02-015- 03
氰尿酸也称三聚氰酸(CA),是一种重要的化工剂[7- 9]。选用溶剂主要从以下几个方面考虑:溶剂对CA
中间体,下游产品主要有氯代异氰尿酸、氰尿酸酯类的溶解能力、溶剂的价格、是否容易购买。因此,本
和氰尿酸盐类。氯代异氰尿酸及其盐具有较强的杀菌文选择对CA有较强溶解能力的DMF和对CA溶解能力较
作用,可用于饮用水、餐具及宾馆、医院等公共场所差的硝基苯作为反应溶剂。考察了硝基苯、DMF及其
的消毒。其中,三氯异氰尿酸的活性氯含量最高,杀混合溶剂对CA收率的影响,同时对尿素的加料方式和
菌能力最强[1]。由尿素合成CA主要有三种方法:直接热反应条件进行了优化。
解法、熔盐热解法和溶剂热解法[2]。直接热解法一般采
用间歇法生产,具有投资少,投产周期短的优点,但 1 实验部分
反应温度(200 ℃~300 ℃)较高,具有能耗高、收率 主要试剂
低、操作环境恶劣的缺点,在国外基本被淘汰。熔盐尿素,AR,上海玻尔化学试剂公司;DMF,AR,
热解法是将尿素与低熔点的无机盐(如氯化铵、硝酸上海方野化工有限公司;环丁砜,CP,国药集团化学
铵)在一起熔融,进行反应,反应结束后,加水将无试剂有限公司,硝基苯,AR,天津市光复科技发展有
机盐溶解分离出CA。该法制备的CA纯度较高,但存在限公司;其余试剂均为分析纯。
的主要问题是无机盐难以重复使用。溶剂热解法是在 实验操作
高沸点有机溶剂中将尿素进行热解,反应温度通常在量取21 mL溶剂放入装有回流冷凝管的三口烧
180℃~210 ℃,所得CA的纯度和收率均较高,具有无瓶,加入1 g NH 4Cl作催化剂,加热至一定温度,加入
污染、能耗低等优点。溶剂热解法存在的主要问题是 7 g尿素,在此过程中保持温度稳定,加完后继续反
溶剂的选择比较困难。常用的溶剂有N,N- 二甲基甲酰应2~3h。尾气用水吸收。反应完成后,将物料冷却至
胺(DMF)[3]、环丁砜[4,5]、硅油[6]等,或者采用混合溶室温、抽滤,回收溶剂。滤饼分别用乙醇、蒸馏水洗
涤,真空干燥后称重,分析产品的纯度,计算CA收
率。
产品的纯度采用NaOH溶液滴定法确定[1 ]。具体操
作步骤如下: g CA放入
250 mL锥形瓶中,加入100 mL蒸馏水,加热微沸使之
完全溶解。冷却至室温后,向锥形瓶中加入1~2滴酚酞
作者