471-46-5/草酰胺的制備和應用

背景及概述^[1]

草酰胺，又名草酸二酰胺、草酰二胺、乙二酰二胺、乙二酰胺(CAS號為471-46-5)，作為一種含氮量很高的化合物，被廣泛應用于農業化肥領域。草酰胺的無毒、易存儲、溶解度小等特點，使其表現出優于其他肥料的性能。如，草酰胺在生物降解過程中逐漸分解并釋放出氨和二氧化碳，對環境無害；草酰胺的使用能提高化肥的利用率，降低施肥次數，減少對水資源的危害；以草酰胺為肥料能降低農業生產過程中的化肥、人力和時間成本，這在已有的農業實踐中得到證實。

制備^[2]

一種連續生產草酰胺的方法，步驟如下：將液氨氣化，氣化后的氨氣通過過熱器后溫度被加熱到約130℃；將純度為99.9%mol的氮氣通入草酸二甲酯蒸發器底部的換熱管管程，并沿換熱管管程向上流動；將液體草酸二甲酯泵入草酸二甲酯蒸發器頂部的液體分布器，并進入換熱管管程；氨氣與草酸二甲酯的摩爾比為2.05，氮氣與草酸二甲酯的摩爾比為5，液體草酸二甲酯在換熱管內壁上形成液膜，液膜在重力作用下沿管壁向下；換熱管外部通入供熱介質1.0MPaG低壓飽和蒸汽；液體草酸二甲酯在蒸汽加熱條件下開始蒸發，由于管程中向上流動的氮氣的存在降低了草酸二甲酯的分壓，因此，草酸二甲酯可以在較低的溫度條件下氣化，控制草酸二甲酯的蒸發壓力約為0.1MPaG，蒸發溫度約為130℃；氣化后的草酸二甲酯和氮氣一起進入草酰胺合成反應器，控制草酰胺合成反應器的反應壓力約為0.1MPaG，反應溫度約130℃，反應時間30min；將固相草酰胺分離并包裝儲存，經分析，草酰胺的純度約為98.5%。分離草酰胺后的氣相冷卻至約40℃后進入氣液分離器，氣液分離器分離出來的液相主要為甲醇，含有約300ppm的氨，為了使副產甲醇符合GB338-2011《工業用甲醇》合格品標準，氣液分離器分離出的甲醇進入甲醇精餾塔進一步分離，分離出的甲醇中氨含量達到15ppm以下。分離出來的液氨進入汽化器氣化后再次參與反應。從氣液分離器分離出的氣相主要為氮氣，含有約0.6%wt的氨及800ppm的甲醇，該混合氣體去氣體壓縮機壓縮至0.1MPaG后進入草酸二甲酯蒸發器底部的換熱器管程參與草酸二甲酯的蒸發。

應用^[3]

草酰胺是一種優質緩效氮肥。它在水中的溶解度很小，僅0.016％，施肥后不容易被水流帶走損失。草酰胺可以緩慢釋放出植物生長所必須的氨態氮，不會因施肥不及時造成氮肥缺少使作物減產，也不會因施肥過量造成植物吸收過量氮肥而奇形生長，有利于提高農作物產量。用草酰胺作為氮肥施用，既有利于提高氮肥的利用率，又能減少氮肥流失造成的水源污染。它可以作為基肥一次施用，節省施肥勞動力。據日本和前蘇聯已經實驗的結果證實，由于草酸胺在水中的溶解度小，施肥后不容易被水流帶走損失，草酰胺的氮的利用率高達65～80％，是尿素的二倍多。合成氨和尿素都需要高溫、高壓才能生產，用草酰胺代替尿素或碳酸氫銨作為氮肥施用，可以大大減少氮肥的損失和浪費，從而達到減少合成氨和合成尿素的生產量，以達到節約生產合成氨和尿素所需要的資源和能源，從而達到節約資源、節約能源的目標。同時，草酰胺作為基肥施用，可以大大節省施肥勞力和成本、既可以用于農作物生產，更特別適合于林業、牧業、瓜果、蔬菜、花卉業和特種種植業的需要。有資料指出，用草酰胺代替尿素用于牧草施肥，牧草的產量可以提高6倍。我國和世界有60多億人口，種植糧食、水果、蔬菜、花卉以及發展林、牧業等需要的氮肥有數億噸，其數量之大，是其他化工產品的用量無法比擬的。所以，采用工業原料來合成草酰胺，其作用、意義和發展前景巨大。

參考文獻

[1]CN201810034258.1一種草酰胺的制備方法

[2]CN201911240884.7一種連續生成草酰胺的方法

[3]CN201110143358.6一種合成草酰胺連續工藝