2024年4月26日发(作者：扶代桃)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.1
(22)申请日 2014.12.08
(71)申请人 古浪鑫辉化工有限公司
地址 733102 甘肃省武威市古浪县土门镇工业园区
(72)发明人 闫吉超 李守博 张士林
(74)专利代理机构 甘肃省知识产权事务中心
代理人 张克勤
(51)
C01C3/16
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 104445276 A
(43)申请公布日 2015.03.25
(54)发明名称
一种高效制备单氰胺溶液的方法
(57)摘要
本发明公开了一种高效制备单氰胺
溶液的方法，以解决现有50%单氰胺溶液
生产工艺中存在的设备投资大、能耗高、
生产周期长、生产成本高、二氧化碳浓度
要求高、钙离子含量高、氰胺废渣过滤不
完全的的问题。它包括水解脱钙工序，加
入磷酸调节pH值，微孔过滤，蒸发浓
缩，获得单氰胺产品。本发明通过改进窑
气的进气方式、应用微孔过滤法、离子交
换树脂除钙技术、旋转薄膜刮板蒸汽法，
制备单氰胺溶液。与国内传统工艺相比，
该方法降低了传统工艺对二氧化碳的浓度
要求，严格控制了单氰胺产品钙离子含
量，提高了产品质量，缩短了生产周期，
降低了能耗，减少了生产成本，适用于工
业大规模生产，具有良好的社会和经济效
益。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
2022-02-25
未缴年费专利权终止
2016-04-27
授权
2015-04-22
实质审查的生效
2015-03-25
公开
法律状态
未缴年费专利权终止
授权
实质审查的生效
公开
权 利 要 求 说 明 书
1.一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于它包括如下步骤：
A.水解脱钙工序：启动真空泵，将水加入水解釜，通入窑气，将石灰氮投入水解釜，
控制体系的pH值为6～8，石灰氮投料结束，再通入窑气10～30分钟后停止，然
后将反应液放入抽滤槽通过微孔过滤机对反应液过滤，得单氰胺粗溶液和黑渣，过
滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用水分3～4次洗涤，再经过滤供水解釜使用;
B.以洗涤所得滤液替换步骤A中的水，将黑渣水洗滤液加入水解釜，重复步骤A，
直到获得质量分数大于15%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂
除钙后泵入调酸釜，加入磷酸调节pH值至5～8;
C.将步骤B中调酸后所得溶液进行微孔过滤后，蒸发浓缩，通过调整蒸发时间，
获得单氰胺产品；步骤A中石灰氮中氮的含量要求不小于20.5%，所述窑气中二
氧化碳的质量含量不小于30%，步骤A中反应温度控制在20～40℃。
2.根据权利要求1所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
A中石灰氮与水的质量比为1:4.1～6。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述
步骤A中石灰氮的投料温度控制在10～20℃。
4.根据权利要求3所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
A中石灰氮的投料速度控制在8-10kg/min。
5.根据权利要求4所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
A中窑气的进气方式采用多管路，循环进气。
6.根据权利要求5所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
C中蒸发浓缩采用旋转薄膜刮板蒸发器对单氰胺粗溶液进行蒸发浓缩，料液pH控
制在4～6，真空度为0.085～0.095MPa。
说 明 书
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及单氰胺溶液的制备方法。
背景技术
单氰氨学名氨基氰，简称氰胺,晶体单氰胺不稳定，呈菱形，无色，易潮，熔点为
46℃。0℃～30℃左右时，热容值为2.29kJ/kg·℃。单氰胺在水中有很高的溶解度且
呈弱碱性，在43℃时与水完全互溶。单氰胺含有氰基和氨基，都是活性基团。具
有上述官能团的多重反应性能，易发生加成、取代、缩合等反应。
单氰胺主要用于医药、保健产品、饲料添加剂的合成和农药中间体的合成，单氰胺
中钙离子超标会影响产品质量，严重影响单氰胺的应用价值。传统单氰胺生产工艺
中尚无针对钙离子的处理方法，且对二氧化碳浓度要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效制备单氰胺溶液的方法，以解决现有50%单氰胺溶
液生产工艺中存在的设备投资大、能耗高、生产周期长、生产成本高、二氧化碳浓
度要求高、钙离子含量高、氰胺废渣过滤不完全的的问题。
本发明技术方案如下：一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于它包括如下步
骤：
A.水解脱钙工序：启动真空泵，将水加入水解釜，通入窑气，将石灰氮投入水解釜，
控制体系的pH值为6～8，石灰氮投料结束，再通入窑气10～30分钟后停止，然
后将反应液放入抽滤槽通过微孔过滤机对反应液过滤，得单氰胺粗溶液和黑渣，过
滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用水分3～4次洗涤，再经过滤供水解釜使用;
B.以洗涤所得滤液替换步骤A中的水，将黑渣水洗滤液加入水解釜，重复步骤A，
直到获得质量分数大于15%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂
除钙后泵入调酸釜，加入磷酸调节pH值至5～8;
C.将步骤B中调酸后所得溶液进行微孔过滤后，蒸发浓缩，通过调整蒸发时间，
获得单氰胺产品；可获得质量分数大于30%和质量分数大于50%的单氰胺产品。
步骤A中石灰氮中氮的含量要求不小于20.5%，所述窑气中二氧化碳的质量含量
不小于30%，为了保证石灰氮的水解速率，步骤A中反应温度控制在20～40℃。
窑气中主要成分就是二氧化碳和氮气，除二氧化碳外无与石灰氮反应的气体，其二
氧化碳的浓度直接影响到其与石灰氮水解出碳酸钙的速率，从而影响石灰氮的投料
速度。
通过微孔过滤机对反应液过滤，滤渣重要成分为碳酸钙，滤液为单氰胺粗溶液。采
用微孔过滤机不仅降低了传统工艺中滤布过滤的工作强度，而且有效地实现了过滤
的快速性和高效性。
优选的，所述步骤A中石灰氮与水的质量比为1:4.1～6。
优选的，所述步骤A中石灰氮的投料温度控制在10～20℃。
优选的，所述步骤A中石灰氮的投料速度控制在8-10kg/min。
优选的，所述步骤A中窑气的进气方式采用多管路，循环进气。不仅进气口更加
不容易被石灰氮堵塞，更能够使窑气充入更加均匀有效，缩短水解时间，而且降低
了传统工艺中对二氧化碳高浓度的要求。
优选的，所述步骤C中蒸发浓缩采用旋转薄膜刮板蒸发器对单氰胺粗溶液进行蒸
发浓缩，料液pH控制在4～6，真空度为0.085～0.095MPa。与传统工艺减压蒸馏
法相比，除水效率提高了30%且降低了能耗。
本发明采用石灰氮和CO2为原料，这两种主要原料均是本申请单位的
上游产品。石灰氮由本申请单位生产的电石在回转窑氮化而制造的，
CO2来自石灰窑煅烧石灰石产生的副产物窑气。
该工序中，整个反应终点的pH值控制在6～8之间，既可以保证石灰氮水解完全，
不影响最终单氰胺收率;还可以防止生成碳酸钙进一步转化成碳酸氢钙溶解。
本工艺采用离子交换树脂除钙技术，有效降低了单氰胺溶液中钙离子浓度，提高了
单氰胺的品质，解决了传统工艺中钙离子含量高，难控制的问题。
本发明提供了一种高效制备单氰胺的制备方法，通过改进窑气的进气方式、应用微
孔过滤法、离子交换树脂除钙技术、旋转薄膜刮板蒸汽法，制备浓度为50%以上
的单氰胺溶液。与国内传统工艺相比，该方法降低了传统工艺对二氧化碳的浓度要
求，严格控制了单氰胺产品钙离子含量，提高了产品质量，缩短了生产周期，降低
了能耗，减少了生产成本，适用于工业大规模生产，具有良好的社会和经济效益。
本发明制备的单氰胺溶液浓度范围为30%～55% ,单氰胺产品能满足30%和50%不
同浓度的需求。双氰胺副产物的含量低于1%；钙离子的浓度严格控制低于80ppm
以下；整个反应的收率在90%以上。
本发明的优点如下：
1.通过对窑气的进气方式和石灰氮的投入方式的改进，保证原料的充入更加均匀有
效，缩短水解时间，降低了传统工艺对二氧化碳浓度的要求；
2.采用微孔过滤法，降低了使用滤布过滤的劳动强度且实现了过滤的快速性和高效
性；
3.采用了离子交换树脂除钙技术有效地降低了产品的含钙量，提高了产品的品质；
4.除水方法由最初的减压蒸馏法改为旋转薄膜刮板蒸发器法，有效地提高了除水效
率。
具体实施方式
实施例中术语解释如下： 1.黑渣指单氰胺生产中产生副产物废渣 ，原料石灰氮中
存在部分游离碳，外观为黑色废渣。2.窑气指石灰窑煅烧石灰石产生的气体,主要成
分为二氧化碳。
主要设备包括2台10m2旋转薄膜（刮板）蒸发器，2台
80m2列管式冷凝器和一台不锈钢真空泵。
实施例1.
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1230kg水加入水解釜，同时打开水解釜窑气进
口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为31%，石灰氮点包计量后
通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮
20.5%)分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为15℃，投料速度控制在8kg/min，反
应温度为20℃，继续通窑气至体系的pH值为在7时，石灰氮投料结束，窑气再通
入10分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得692kg单氰胺粗溶液
和黑渣；过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分3次洗涤，再经过滤供
水解釜使用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将538kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为16.1%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至7;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在6，真空度为0.095MPa，浓缩2h，得到单氰胺408.3kg，收率92.3%。经高效液
相色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为35. 6%，双氰胺含量为0.5%，钙离子含量为
57ppm。
实施例2
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1800kg水加入水解釜，同时打开水解釜窑气进
口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为30%，石灰氮点包计量后
通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮21%)
分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为20℃，投料速度控制在9kg/min，反应温度
为30℃，继续通窑气至体系的pH值为在7时，石灰氮投料结束，窑气再通入10
分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得845g单氰胺粗溶液和黑渣；
过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分4次洗涤，再经过滤供水解釜使
用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将955kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为15.3%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至6;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在4，真空度为0.095MPa，浓缩3h，得到单氰胺427.4kg，收率90.1%。经高效液
相色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为33.2%，双氰胺含量为0.6%，钙离子含量为
67ppm。
实施例3
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1500kg水，加入水解釜，同时打开水解釜窑气
进口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为32%，石灰氮点包计量
后通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮
21%)分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为10℃，投料速度控制在10kg/min，反
应温度为40℃，继续通窑气至体系的pH值为在8时，石灰氮投料结束，窑气再通
入10分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得844kg单氰胺粗溶液
和黑渣；过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分3次洗涤，再经过滤供
水解釜使用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将656kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为15.3%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至7;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在5，真空度为0.095MPa，浓缩3h，得到单氰胺427.4kg，收率90.1%。经高效液
相色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为33.2%，双氰胺含量为0.6%，钙离子含量为
67ppm。
实施例4
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1230kg水加入水解釜，同时打开水解釜窑气
进口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为33%，石灰氮点包计量
后通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮
20.7%)分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为15℃，投料速度控制在8 kg/min，反
应温度为35℃，继续通窑气至体系的pH值为在7时，石灰氮投料结束，窑气再通
入10分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得683kg单氰胺粗溶液
和黑渣；过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分3次洗涤，再经过滤供
水解釜使用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将547kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为15.4%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至7;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在6，真空度为0.095MPa，浓缩5h，得到单氰胺287kg，收率92.2%。经高效液相
色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为50.4%，双氰胺含量为0.8%，钙离子含量为
58ppm。
单氰胺现无国际或国家标准，现行的是行业内标准，如30%单氰胺溶液的行业标
准为Q/NDR 022-1988，指标见表1。而本发明方法制备的单氰胺溶液浓度范围为
30%～55% ,单氰胺产品能满足30%和50%不同浓度的需求。
2024年4月26日发(作者：扶代桃)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.1
(22)申请日 2014.12.08
(71)申请人 古浪鑫辉化工有限公司
地址 733102 甘肃省武威市古浪县土门镇工业园区
(72)发明人 闫吉超 李守博 张士林
(74)专利代理机构 甘肃省知识产权事务中心
代理人 张克勤
(51)
C01C3/16
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 104445276 A
(43)申请公布日 2015.03.25
(54)发明名称
一种高效制备单氰胺溶液的方法
(57)摘要
本发明公开了一种高效制备单氰胺
溶液的方法，以解决现有50%单氰胺溶液
生产工艺中存在的设备投资大、能耗高、
生产周期长、生产成本高、二氧化碳浓度
要求高、钙离子含量高、氰胺废渣过滤不
完全的的问题。它包括水解脱钙工序，加
入磷酸调节pH值，微孔过滤，蒸发浓
缩，获得单氰胺产品。本发明通过改进窑
气的进气方式、应用微孔过滤法、离子交
换树脂除钙技术、旋转薄膜刮板蒸汽法，
制备单氰胺溶液。与国内传统工艺相比，
该方法降低了传统工艺对二氧化碳的浓度
要求，严格控制了单氰胺产品钙离子含
量，提高了产品质量，缩短了生产周期，
降低了能耗，减少了生产成本，适用于工
业大规模生产，具有良好的社会和经济效
益。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
2022-02-25
未缴年费专利权终止
2016-04-27
授权
2015-04-22
实质审查的生效
2015-03-25
公开
法律状态
未缴年费专利权终止
授权
实质审查的生效
公开
权 利 要 求 说 明 书
1.一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于它包括如下步骤：
A.水解脱钙工序：启动真空泵，将水加入水解釜，通入窑气，将石灰氮投入水解釜，
控制体系的pH值为6～8，石灰氮投料结束，再通入窑气10～30分钟后停止，然
后将反应液放入抽滤槽通过微孔过滤机对反应液过滤，得单氰胺粗溶液和黑渣，过
滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用水分3～4次洗涤，再经过滤供水解釜使用;
B.以洗涤所得滤液替换步骤A中的水，将黑渣水洗滤液加入水解釜，重复步骤A，
直到获得质量分数大于15%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂
除钙后泵入调酸釜，加入磷酸调节pH值至5～8;
C.将步骤B中调酸后所得溶液进行微孔过滤后，蒸发浓缩，通过调整蒸发时间，
获得单氰胺产品；步骤A中石灰氮中氮的含量要求不小于20.5%，所述窑气中二
氧化碳的质量含量不小于30%，步骤A中反应温度控制在20～40℃。
2.根据权利要求1所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
A中石灰氮与水的质量比为1:4.1～6。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述
步骤A中石灰氮的投料温度控制在10～20℃。
4.根据权利要求3所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
A中石灰氮的投料速度控制在8-10kg/min。
5.根据权利要求4所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
A中窑气的进气方式采用多管路，循环进气。
6.根据权利要求5所述的一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于：所述步骤
C中蒸发浓缩采用旋转薄膜刮板蒸发器对单氰胺粗溶液进行蒸发浓缩，料液pH控
制在4～6，真空度为0.085～0.095MPa。
说 明 书
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及单氰胺溶液的制备方法。
背景技术
单氰氨学名氨基氰，简称氰胺,晶体单氰胺不稳定，呈菱形，无色，易潮，熔点为
46℃。0℃～30℃左右时，热容值为2.29kJ/kg·℃。单氰胺在水中有很高的溶解度且
呈弱碱性，在43℃时与水完全互溶。单氰胺含有氰基和氨基，都是活性基团。具
有上述官能团的多重反应性能，易发生加成、取代、缩合等反应。
单氰胺主要用于医药、保健产品、饲料添加剂的合成和农药中间体的合成，单氰胺
中钙离子超标会影响产品质量，严重影响单氰胺的应用价值。传统单氰胺生产工艺
中尚无针对钙离子的处理方法，且对二氧化碳浓度要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效制备单氰胺溶液的方法，以解决现有50%单氰胺溶
液生产工艺中存在的设备投资大、能耗高、生产周期长、生产成本高、二氧化碳浓
度要求高、钙离子含量高、氰胺废渣过滤不完全的的问题。
本发明技术方案如下：一种高效制备单氰胺溶液的方法，其特征在于它包括如下步
骤：
A.水解脱钙工序：启动真空泵，将水加入水解釜，通入窑气，将石灰氮投入水解釜，
控制体系的pH值为6～8，石灰氮投料结束，再通入窑气10～30分钟后停止，然
后将反应液放入抽滤槽通过微孔过滤机对反应液过滤，得单氰胺粗溶液和黑渣，过
滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用水分3～4次洗涤，再经过滤供水解釜使用;
B.以洗涤所得滤液替换步骤A中的水，将黑渣水洗滤液加入水解釜，重复步骤A，
直到获得质量分数大于15%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂
除钙后泵入调酸釜，加入磷酸调节pH值至5～8;
C.将步骤B中调酸后所得溶液进行微孔过滤后，蒸发浓缩，通过调整蒸发时间，
获得单氰胺产品；可获得质量分数大于30%和质量分数大于50%的单氰胺产品。
步骤A中石灰氮中氮的含量要求不小于20.5%，所述窑气中二氧化碳的质量含量
不小于30%，为了保证石灰氮的水解速率，步骤A中反应温度控制在20～40℃。
窑气中主要成分就是二氧化碳和氮气，除二氧化碳外无与石灰氮反应的气体，其二
氧化碳的浓度直接影响到其与石灰氮水解出碳酸钙的速率，从而影响石灰氮的投料
速度。
通过微孔过滤机对反应液过滤，滤渣重要成分为碳酸钙，滤液为单氰胺粗溶液。采
用微孔过滤机不仅降低了传统工艺中滤布过滤的工作强度，而且有效地实现了过滤
的快速性和高效性。
优选的，所述步骤A中石灰氮与水的质量比为1:4.1～6。
优选的，所述步骤A中石灰氮的投料温度控制在10～20℃。
优选的，所述步骤A中石灰氮的投料速度控制在8-10kg/min。
优选的，所述步骤A中窑气的进气方式采用多管路，循环进气。不仅进气口更加
不容易被石灰氮堵塞，更能够使窑气充入更加均匀有效，缩短水解时间，而且降低
了传统工艺中对二氧化碳高浓度的要求。
优选的，所述步骤C中蒸发浓缩采用旋转薄膜刮板蒸发器对单氰胺粗溶液进行蒸
发浓缩，料液pH控制在4～6，真空度为0.085～0.095MPa。与传统工艺减压蒸馏
法相比，除水效率提高了30%且降低了能耗。
本发明采用石灰氮和CO2为原料，这两种主要原料均是本申请单位的
上游产品。石灰氮由本申请单位生产的电石在回转窑氮化而制造的，
CO2来自石灰窑煅烧石灰石产生的副产物窑气。
该工序中，整个反应终点的pH值控制在6～8之间，既可以保证石灰氮水解完全，
不影响最终单氰胺收率;还可以防止生成碳酸钙进一步转化成碳酸氢钙溶解。
本工艺采用离子交换树脂除钙技术，有效降低了单氰胺溶液中钙离子浓度，提高了
单氰胺的品质，解决了传统工艺中钙离子含量高，难控制的问题。
本发明提供了一种高效制备单氰胺的制备方法，通过改进窑气的进气方式、应用微
孔过滤法、离子交换树脂除钙技术、旋转薄膜刮板蒸汽法，制备浓度为50%以上
的单氰胺溶液。与国内传统工艺相比，该方法降低了传统工艺对二氧化碳的浓度要
求，严格控制了单氰胺产品钙离子含量，提高了产品质量，缩短了生产周期，降低
了能耗，减少了生产成本，适用于工业大规模生产，具有良好的社会和经济效益。
本发明制备的单氰胺溶液浓度范围为30%～55% ,单氰胺产品能满足30%和50%不
同浓度的需求。双氰胺副产物的含量低于1%；钙离子的浓度严格控制低于80ppm
以下；整个反应的收率在90%以上。
本发明的优点如下：
1.通过对窑气的进气方式和石灰氮的投入方式的改进，保证原料的充入更加均匀有
效，缩短水解时间，降低了传统工艺对二氧化碳浓度的要求；
2.采用微孔过滤法，降低了使用滤布过滤的劳动强度且实现了过滤的快速性和高效
性；
3.采用了离子交换树脂除钙技术有效地降低了产品的含钙量，提高了产品的品质；
4.除水方法由最初的减压蒸馏法改为旋转薄膜刮板蒸发器法，有效地提高了除水效
率。
具体实施方式
实施例中术语解释如下： 1.黑渣指单氰胺生产中产生副产物废渣 ，原料石灰氮中
存在部分游离碳，外观为黑色废渣。2.窑气指石灰窑煅烧石灰石产生的气体,主要成
分为二氧化碳。
主要设备包括2台10m2旋转薄膜（刮板）蒸发器，2台
80m2列管式冷凝器和一台不锈钢真空泵。
实施例1.
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1230kg水加入水解釜，同时打开水解釜窑气进
口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为31%，石灰氮点包计量后
通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮
20.5%)分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为15℃，投料速度控制在8kg/min，反
应温度为20℃，继续通窑气至体系的pH值为在7时，石灰氮投料结束，窑气再通
入10分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得692kg单氰胺粗溶液
和黑渣；过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分3次洗涤，再经过滤供
水解釜使用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将538kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为16.1%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至7;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在6，真空度为0.095MPa，浓缩2h，得到单氰胺408.3kg，收率92.3%。经高效液
相色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为35. 6%，双氰胺含量为0.5%，钙离子含量为
57ppm。
实施例2
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1800kg水加入水解釜，同时打开水解釜窑气进
口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为30%，石灰氮点包计量后
通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮21%)
分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为20℃，投料速度控制在9kg/min，反应温度
为30℃，继续通窑气至体系的pH值为在7时，石灰氮投料结束，窑气再通入10
分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得845g单氰胺粗溶液和黑渣；
过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分4次洗涤，再经过滤供水解釜使
用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将955kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为15.3%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至6;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在4，真空度为0.095MPa，浓缩3h，得到单氰胺427.4kg，收率90.1%。经高效液
相色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为33.2%，双氰胺含量为0.6%，钙离子含量为
67ppm。
实施例3
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1500kg水，加入水解釜，同时打开水解釜窑气
进口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为32%，石灰氮点包计量
后通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮
21%)分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为10℃，投料速度控制在10kg/min，反
应温度为40℃，继续通窑气至体系的pH值为在8时，石灰氮投料结束，窑气再通
入10分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得844kg单氰胺粗溶液
和黑渣；过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分3次洗涤，再经过滤供
水解釜使用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将656kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为15.3%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至7;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在5，真空度为0.095MPa，浓缩3h，得到单氰胺427.4kg，收率90.1%。经高效液
相色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为33.2%，双氰胺含量为0.6%，钙离子含量为
67ppm。
实施例4
(1) 水解脱钙工序：启动真空泵，将1230kg水加入水解釜，同时打开水解釜窑气
进口阀观察窑气鼓泡情况，窑气中二氧化碳的质量含量为33%，石灰氮点包计量
后通过斗式提升机投入石灰氮料仓; 开启螺旋加料器将石灰氮300kg石灰氮(含氮
20.7%)分批投入水解釜，石灰氮的投料温度为15℃，投料速度控制在8 kg/min，反
应温度为35℃，继续通窑气至体系的pH值为在7时，石灰氮投料结束，窑气再通
入10分钟后停止，然后将反应液放入抽滤槽进行微孔过滤得683kg单氰胺粗溶液
和黑渣；过滤后的单氰胺水溶液进入贮槽，黑渣用定量水分3次洗涤，再经过滤供
水解釜使用;
(2)以洗涤所得滤液替换步骤(1)中的水，将547kg黑渣水洗滤液加入水解釜，重复
步骤(1)，经中控化验获得质量分数为15.4%的单氰胺粗溶液，将单氰胺粗溶液经过
离子交换树脂除钙后，将单氰胺粗溶液经过离子交换树脂除钙后泵入调酸釜，加入
磷酸调节pH值至7;
(3)将步骤(2)中调酸后所得溶液导入旋转薄膜刮板蒸发器蒸发浓缩，料液pH控制
在6，真空度为0.095MPa，浓缩5h，得到单氰胺287kg，收率92.2%。经高效液相
色谱仪检测，溶液中单氰胺含量为50.4%，双氰胺含量为0.8%，钙离子含量为
58ppm。
单氰胺现无国际或国家标准，现行的是行业内标准，如30%单氰胺溶液的行业标
准为Q/NDR 022-1988，指标见表1。而本发明方法制备的单氰胺溶液浓度范围为
30%～55% ,单氰胺产品能满足30%和50%不同浓度的需求。