一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法

摘要

本发明涉及化工领域，具体涉及一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法。以乙酸钙等含碳有机钙盐为原料，在高温炉中与氨气反应制备石灰氮，反应后产品中有效氮含量高达33%以上，产品成分只有氰胺化钙和氧化钙，产品纯度高，是一种新型的绿色制备方法，能为石灰氮下游制备化工品提供高品质原料。

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法。

背景技术

石灰氮主要用于农业方面作为肥料使用，石灰氮可开发精细化工产品，近年来，国外以高端石灰氮为原料，开发和生产了多种精细化工产品，取得了初步进展，主要表现在以下几个方面：１、合成树脂、涂料：日本开发出多种具有防水、阻燃且热稳定性能好的难燃树脂和柔软性树脂。２、农药：英国利用石灰氮研制出适合玉米作物的农药。

作为化工品的原料对石灰氮要求较高，目前市售石灰氮采用碳化钙工艺，生产石灰氮的同时会副产炭，难以分离，产品中含有碳化钙、炭等杂质，产品外观为黑色粉末，且产品有效氮含量不超过23%，尤其是碳化钙化学性质较活泼，会影响下游制备精细化学品的品质。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提出了一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法，以乙酸钙等含碳有机钙盐为原料，在高温炉中与氨气反应制备石灰氮，反应后产品中有效氮含量高达33%以上，产品成分只有氰胺化钙和氧化钙，产品纯度高，是一种新型的绿色制备方法，能为石灰氮下游制备化工品提供高品质原料。

本发明技术方案，一种有机钙盐制备高端石灰氮的方法，以有机钙盐为原料与氨气在300℃~600℃条件下反应制备石灰氮。

所述的有机钙盐优选自乙酸钙或丙酸钙或其混合物，本发明所述的有机钙盐包括但不限于上述钙盐。

反应温度优选400℃~500℃，温度高能耗高，对反应促进不明显，而温度太低会导致反应效率较低。

本发明反应有机钙盐与氨气的摩尔比为1:20~1:100，优选1:40~1:60。

本发明中有机钙盐与氨气的反应时间为4~10 h，优选6~8 h，反应时间太短反应不充分，当有机钙盐全部消耗反应达到终点再延长时间无意义。

本发明采用有机钙盐为原料，相对于碳酸钙等无机钙盐，例如108557843A采用碳酸钙为原料，有机钙盐分子中有机基团成分较多，相对于碳酸钙等无机钙盐的键能更低，旧键断裂生成新键更容易，反应活性更高，在相同反应条件下有机钙盐的反应效率要明显优于碳酸钙，反应转化率和反应收率更高。

本发明所采用的工艺所制得的高端石灰氮产品为白色或灰色粉末，产品纯度高，成分少，除了氰胺化钙外仅含有少量氧化钙，不含有碳化钙等化学性质活泼的杂质，更适合下游开发精细化学品。有机钙盐反应转化率能达到100%，且最终产品纯度更高，有效氮含量更高，可达33%以上，收率能达92%以上。

附图说明

图1 为实施例1产品XRD分析谱图；

图2 为对比例产品XRD分析谱图；

XRD测试条件Cu靶，辐射为Kβ，型号SmartLab（9kW），厂家：日本RIGAKU，电压/电流：40kV，150mA；扫描范围：广角扫描5°-75°，步宽：0.02，扫描速度：2°/min，温度：室温，采用配件：广角衍射测量附件，控制与分析软件：PDXL，软件：PDF2-2009；

CaCN

CaO DB card number00-037-1497；

CaCO

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的内容不仅限于本实施例中所涉及的内容。

实施例1

在管式炉中加入1 kg乙酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至450 ℃，将氨气流量调整为20 L/min，维持反应温度450 ℃，反应时间7小时，最终得到灰色固体粉末即为石灰氮。所得产品总质量为495 g，检测有效氮含量为33.1%，检测XRD其成分为CaCN

实施例2

在管式炉中加入1 kg丙酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至300 ℃，将氨气流量调整为16 L/min，维持反应温度300 ℃，反应时间10小时，最终得到灰色固体粉末即为石灰氮产品。所得产品总质量为438 g，检测有效氮含量为31.2%，检测XRD成分为CaO和CaCN

实施例3

在管式炉中加入1 kg乙酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至600 ℃，将氨气流量调整为15 L/min，维持反应温度600 ℃，反应时间4小时，最终得到白色固体粉末即为石灰氮产品。所得产品总质量为491 g，检测有效氮含量为32.5%，检测XRD成分为CaO和CaCN

对比例

在管式炉中加入1 kg碳酸钙，通氨气置换半小时，程序升温至450 ℃，将氨气流量调整为32 L/min，维持反应温度450 ℃，反应时间7小时，最终得到白色固体粉末即为石灰氮产品。所得产品总质量为826 g，检测有效氮含量为22.3%，计算其收率为65.8%。检测XRD其成分为CaCO

综上所述，可知本发明实施例相对于对比例所得产品中，有效氮含量明显提高，收率和转化率也明显提高，杂质种类更少，相对于现有技术有着明显的技术进步。