草酸二甲酯氨解法生产草酰胺工艺技术

马占胜

摘 要：为了促进合成氨、尿素等产品结构转型升级，形成新的经济发展点，需要对草酸二甲酯氨生产草酰胺的工艺技术进行研究，探索新的绿色环保的化肥生产技术。在本次研究通过分析草酸二甲酯氨解法制取草酰胺的工艺流程，明确潦草酰胺的实际用途和当前的应用现状。经过研究可以获取以下结论：当前的草酰胺生产工艺技术可以保证草酰胺的质量和效益。在实际生产中草酰胺可以应用在合成氨、尿素、乙二醇企业产品开发中，有广阔的应用前景。

关键词：草酸二甲酯；草酰胺；用途；氨解；缓释氮肥；

1、前言

通过草酸二甲酯氨解法生产的草酰胺参与到氮肥生产中，可以提升氮肥绿色环保水平，符合绿色农业发展需求。因此，草酰胺具有广阔的应用前景。从这一角度出发，加强草酰胺生产工艺技术研究具有重要的现实意义。

2、草酰胺简介

草酰胺，化学式为（CONH2）2 ，常温下为无色结晶或粉末，相对密度1.667g/cm3，熔点419℃，微溶于水，不溶于乙醇和乙醚，不吸湿，加热可分解为氨和二氧化碳，在热水中生成乙二酸胺（COONH4）2 。

3、草酰胺的工艺技术

随着国内煤经草酸酯制乙二醇路线的开发，草酸酯氨解工艺以低成本、环保性成为草酰胺的主流合成技术，该工艺具有原料简单易得、资源利用合理、能源消耗节省等优点。目前国内中国科学院福建物质结构研究所、西南化工研究设计院有限公司、上海浦景化工技术股份有限公司、江苏丹化集团有限公司、上海戊正工程技术有限公司等都已经进行草酰胺连续化生产工艺的研究开发。

1)草酸二甲酯

草酸二甲酯是煤制乙二醇的中间产品，利用一氧化碳和亚硝酸甲酯在气相反应，采用贵金属钯系催化剂合成草酸二甲酯，草酸二甲酯选择性达 95% 以上。该工艺分为两步完成，第一步草酸酯合成反应，是由一氧化碳和亚硝酸甲酯发生反应生成草酸二甲酯和一氧化氮；第二步酯化再生反应，是按 2∶ 2∶ 0. 5 的摩尔比，使一氧化氮、甲醇和 O2 发生反应生成亚硝酸甲酯和水 ，所得到的亚硝酸甲酯再循环使用。

2CO ＋ 2CH3ONO → （COOCH 3）2 ＋ 2NO

4NO ＋ O2 ＋4ROH → 4RONO ＋ 2H2O

2)草酰胺

草酸酯氨解工艺属于普通的化学反应，生产的工艺条件、工艺过程与控制操作方法都是十分成熟的技术。

(COOCH3)2 ＋ 2NH3  =  H2NCOCONH2 + 2CH3OH

以文献介绍开发的“连续合成草酰胺工艺”为例：草酸二甲酯加热气化，在反应器内和氨气混合反应，反应压力1.3MPa，反应温度170-185℃，反应时间15min，草酸酯转化率≥99%，生成草酰胺纯度≥98.5%，副产甲醇。

工艺简图如下：

 

 

 

 

 

 

4、草酰胺的用途

草酰胺主要用作缓效肥料，也用作硝化纤维制品的稳定剂，在推进剂中用作降速剂，在燃气发生剂中用作发气剂和降温剂，在衬层配方中用作增链、增黏剂。

草酰胺（H4O2C2N2）的含氮量为 31.79%，1 吨草酰胺的含氮量约与 1.8 吨碳酸氢铵或 0.68 吨尿素的含氮量相当。它作为氮肥施用有如下特点：

1）草酰胺在潮湿的土壤中受微生物作用和自身的水解作用能逐步缓慢释放出植物生长所需要的氨态氮。既不因施肥不及时造成氮肥缺少使作物减产，也不因施肥过量造成植物吸收过量氮肥而畸形生长。

2）草酰胺在水中的溶解度很小，用草酰胺代替尿素或碳铵作为氮肥施用，可大大减少氮肥的损失和浪费，从而有效减少氮肥流失造成的水源和环境污染，以达到节约资源、节约能源、保护环境的目标。

3）草酰胺作为基肥施用，既可用于农业作物生产，更特别适合于林业、牧业、瓜果、花卉和特种种植业的需要。

4）草酰胺自身具有低溶解性，不用包裹膜材料，只需简单造粒便可实现养分的缓慢释放，具有生产简单、便捷的优点；且草酰胺在土壤中通过微生物降解，最终产物为二氧化碳和氨，降解完全且无毒无害。

5、草酰胺的应用

江苏丹化科技在通辽金煤采用草酸二甲酯氨解工艺生产的草酰胺颗粒氮肥，用了5年时间，在多地进行了小麦、水稻、玉米等作物的大田施肥实验，取得了良好效果：（1）在内蒙古通辽水稻种植中对草酰胺颗粒氮肥进行应用，其亩产达到761.5kg，增产率为19.92%；（2）在新疆滴灌棉田中应用，每亩增产148.6kg，增产率为5.8%；（3）在广信南宁赤红壤甘蔗种植区应用，每亩增产率为9.86%。

综合多项试验结果表明，与当地常规施肥相比，施用草酰胺缓释肥具有稳定的增产增收效果，该技术操作简便，可明显减少肥料投入，降低肥料成本，同时还减少了养分流失，说明该项技术应用于作物生产综合优势明显，是值得大力推广的。

4、小结

综上所述，在草酰胺生产过程中，草酸酯氨解工艺的环保效益突出，工艺流程也比较成熟，可以降低草酰胺的生产成本，促进草酰胺在农业领域的有效应用。并且在草酸二甲酯生产过程中可以获取煤制乙二醇，能够新增草酰胺扩展产品种类。整条工艺生产流程的总工程投资少，建设速度快，能够提高原有装置开工率，提升企业的生产效益。也可以为煤制乙二醇产业产品多元化发展提供新的路径。

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