[0001] 本发明涉及一种硝酸胍的生产方法，特别是一步法合成硝酸胍的安全生产方法，属于化工领域。

[0002] 硝酸胍是一种用途广泛的化工原料，它是生产磺胺脒、磺胺嘧啶等磺胺类药物和炸药硝基胍的原料，也用于制取碳酸胍及其它胍盐以及油漆工业、照相材料和消毒剂等方面。由于硝酸胍发出的光和热量少，作为发射火药有其特殊的价值。硝酸胍的制法各国有所不同，日本和美国用双氰胺法制备，德国采用直接法由氨基氰制取。无论哪种方法，最初的原料都离不了石灰氮。由于石灰氮生产规模不大，限制了胍盐的生产。双氰胺法生产硝酸胍的生产方法相对比较简单，由于双氰胺市场价格比较高，导致双氰胺法生产硝酸胍的生产成本比较高。CN1673204A公开了一种汽车安全气囊专用超细硝酸胍的加工工艺，包括以下步骤：将硝酸胍原料进行初步机械粉碎，得到粒度小于200目的硝酸胍初粉料；将硝酸胍初粉料投入高压流化床气流磨粉碎，得到硝酸胍一级细粉料；按0.4％-0.9％的重量比向前一步骤得到的硝酸胍细粉料中添加防结剂，并混合均匀；将前一步骤混合了防结剂的硝酸胍细粉料投入盘式气流磨进行分散，得到超细硝酸胍成品。以上技术对于如何能使硝酸胍在生产中原料便宜易得、操作步骤简单安全，并未给出具体的指导方案。

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种一步法合成硝酸胍的安全生产方法，该制备方法原料便宜易得，操作步骤简单安全，经济高效。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一步法合成硝酸胍的安全生产方法，其技术方案是，它是依次通过如下工序步骤而制成硝酸胍产品的：①在反应釜中加入原料硝酸铵和尿素以及催化剂二氧化硅或者无机硅胶或者氧化铝，所用尿素、硝酸铵、催化剂的重量之比为1:1.0~2.0: 0.1 ~0. 2，加热使原料尿素和硝酸铵成为熔融状液体；②控制反应釜内的反应液温度在180~220℃之间，并保持此温度反应1~6小时；③反应结束后，降温至170~100℃，加入工艺水，尿素加上硝酸铵两者重量之和与工艺水的重量之比为1: 1~3，将溶液加热至100℃，热过滤，回收催化剂，再将滤液降温至30~0℃，过滤出湿品，湿品经干燥得到硝酸胍产品。

[0005] 上述的一步法合成硝酸胍的安全生产方法，其优选方案是，它是依次通过如下工序步骤而制成硝酸胍产品的：①在反应釜中加入原料硝酸铵和尿素以及催化剂二氧化硅或者无机硅胶或者氧化铝，所用尿素、硝酸铵、催化剂的重量之比为1:1.5: 0.15，加热使原料尿素和硝酸铵成为熔融状液体；②控制反应釜内的反应液温度在195~205℃之间，并保持此温度反应2.5~4小时；③反应结束后，降温至160~150℃，加入工艺水，尿素加上硝酸铵两者重量之和与工艺水的重量之比为1: 1~1.5，将溶液加热至100℃，热过滤，回收催化剂，再将滤液降温至20~25℃，过滤出湿品，湿品经干燥得到硝酸胍产品。

[0006] 上述技术方案中，所述的反应釜上最好连接温度和压力联动消防装置，温度和压力联动消防装置可以具有安装于反应釜的釜盖上方的温度探测器和压力探测器、火灾报警控制器、其进水口连接消火栓的电磁阀、其进水口连接电磁阀的出水口的加压泵、使电磁阀与加压泵相连通的启动装置、与加压泵的出水口相连通的灭火剂储罐、电磁控制阀、喷头；灭火剂储罐位于反应釜的上方，灭火剂储罐的出液口通过电磁控制阀与喷头相连接，喷头与反应釜釜盖上方的灭火剂加入孔法兰连接，温度探测器的温度探头、压力探测器的压力探头皆伸入反应釜内20~30厘米，温度探测器的信号引出线和压力探测器的信号引出线分别连接至火灾报警控制器的信号输入接头，火灾报警控制器的信号输出端分别与电磁阀、电磁控制阀相连接。

[0007] 本发明是一种以尿素和硝酸铵为原料，在催化剂的存在下合成硝酸胍的制备方法，即在反应釜中加入原料硝酸铵和尿素以及催化剂二氧化硅或者无机硅胶或者氧化铝，加热使原料尿素和硝酸铵成为熔融状液体；控制反应釜内的反应液温度，并保持此温度反应；反应结束后，降温，加入工艺水，将溶液加热，热过滤，回收催化剂，再将滤液降温，过滤出湿品，湿品经干燥得到硝酸胍产品。该生产方法中，所用尿素和硝酸铵的重量比为1:1.0~2.0，硝酸铵过量，保证尿素充分反应，以减少尿素聚合或升华、分解等副反应，在增加产品收率的同时提高了产品质量，收率达到了预期目的。本发明用尿素代替了双氰铵，提高了硝酸胍含量及收率，减少了中间操作环节，采用反应结束后反应釜内直接加水精制，一步法制成高收率高纯度硝酸胍。此生产方法（三个步骤）本身具有安全性；同时，为保证反应更具安全性，反应釜上连接（安装）温度和压力联动消防装置，确保反应安全、高效。本发明的硝酸胍的含量≥98%，收率（产率）为90~95%，可达到HG/T3269-2002《工业硝酸胍》优等品的标准。该方法操作步骤简单安全，具有原料便宜易得、经济高效等优点。
附图说明

[0008] 图1为本发明中反应釜与温度和压力联动消防装置相连接的结构示意图。

[0009] 参照图1，本发明的化学反应为高温反应，且硝酸铵、硝酸胍均属危险化学品，反应物危险性大，反应釜内一旦发生火灾，因灭火剂不容易直接进行灭火，所以往往灭火时间长，扑救难度大，增加了财产损失和危险程度。因此采用特殊的消防设施，即在反应釜上连接温度和压力联动消防装置（或者说是温度自控及温度—压力联动消防装置、自动泡沫灭火系统）。这样，反应釜内一旦发生超温溢料或者火灾（高热分解燃烧），为最大限度降低危害程度，采用直接将灭火剂注入反应釜的方法降温和灭火。上述的温度和压力联动消防装置具有安装于反应釜1的釜盖上方的温度探测器（温度探头）21和压力探测器（压力探头）22、火灾报警控制器3、其进水口连接（外部）消火栓A的电磁阀4、其进水口连接电磁阀4的出水口的加压泵（动力装置）6、使电磁阀4与加压泵6相连通的启动装置5、与加压泵6的出水口相连通的（泡沫）灭火剂储罐7、电磁控制阀8、喷头9（以及信号电缆）。灭火剂储罐
7位于反应釜的上方，灭火剂储罐7的出液口通过电磁控制阀8与喷头9相连接，喷头9与反应釜釜盖上方的灭火剂加入孔法兰连接，温度探测器21的温度探头、压力探测器22的压力探头皆伸入反应釜内20~30厘米，温度探测器21的信号引出线和压力探测器22的信号引出线分别连接至火灾报警控制器3的信号输入接头，火灾报警控制器3的信号输出端分别与电磁阀4、电磁控制阀8相连接。上述灭火剂储罐7内的灭火剂可以为化学泡沫灭火剂（MP）。上述的温度探测器21和压力探测器22、火灾报警控制器3、电磁阀4、加压泵（动力装置）6、启动装置5、灭火剂储罐7、电磁控制阀8、喷头9本身为已有技术。当反应釜内温度或压力超过温度、压力设定值（比如设置超过温度报警值为206℃，超过压力报警值为表压0.1MPa）时，温度探头和压力探头将数据传送至火灾报警控制器3，火灾报警控制器3可设定为自动挡31或手动挡32。当设为自动挡31时，火灾报警控制器3自动启动电磁阀4，将消火栓启动，同时引发启动装置5响应，启动装置5启动加压泵（动力装置）6，灭火剂储罐
7内的水流动产生真空带动灭火剂，经过已经由火灾报警控制器3启动的电磁控制阀8，通过喷头9将（消防）灭火剂直接注入反应釜内，达到直接灭火的目的。当设为手动挡32时，温度探头和压力探头将数据传送至火灾报警控制器3后，火灾报警控制器3发出声光报警，现场操作人员认为有必要向反应釜中注入灭火剂，则按下火灾报警控制器3上的“启动”按钮，火灾报警控制器3启动电磁阀4，将消火栓启动，同时引发启动装置5响应，启动装置5启动加压泵（动力装置）6，灭火剂储罐7内的水流动产生真空带动灭火剂，经过已经由火灾报警控制器3启动的电磁控制阀8，通过喷头9将（消防）灭火剂直接注入反应釜内，达到直接灭火的目的。

[0010] 实施例1：一步法合成硝酸胍的安全生产方法，它是依次通过如下工序步骤而制成硝酸胍产品的（主要反应式见下面）：
①在5000L反应釜中加入原料硝酸铵1500Kg和尿素1000Kg以及催化剂二氧化硅或者无机硅胶或者氧化铝（三氧化二铝）150Kg，本实施例中选择的催化剂为二氧化硅（或者氧化铝）。所用尿素、硝酸铵、催化剂的重量之比为1:1.5: 0.15，加热使原料尿素和硝酸铵成为熔融状液体（此时液体温度在170~175℃之间）。②（通过传热介质）控制反应釜内的反应液温度为200℃（可以选择200±5℃），并保持此温度反应3小时。设置超温报警值为206℃，压力报警值为表压0.1MPa。③反应结束后开始降温，降温至160℃,（一次性）加入蒸馏水（工艺水）2500L，本实施例中，（尿素+硝酸铵）:工艺水为1: 1（重量之比），将溶液加热至
100℃，热过滤，回收催化剂，再将滤液降温至25℃，过滤出湿品，湿品经干燥得到硝酸胍（精制）产品955Kg。（精制）产品含量为98.2%，收率（产率）为93%（以尿素计）。

[0011] 上述反应釜通过水环真空泵与三级石墨降膜吸收器（石墨降膜吸收装置）相连接，在硝酸胍合成反应过程中有废气二氧化碳和氨气放出，反应釜的排气孔与三级石墨降膜吸收器相连接，通过水环真空泵将产生的废气引入三级石墨降膜吸收器内吸收后排空，吸收浓度达10~15%时，更换为新水。此为已有技术。

[0012] 实施例2：一步法合成硝酸胍的安全生产方法，它是依次通过如下工序步骤而制成硝酸胍产品的（主要反应式见实施例1）：①在5000L反应釜中加入原料硝酸铵1000Kg和尿素1000Kg以及催化剂二氧化硅或者无机硅胶或者氧化铝（三氧化二铝）150Kg，本实施例中选择的催化剂为氧化铝（或者二氧化硅）。所用尿素、硝酸铵、催化剂的重量之比为1:1:0.15，加热使原料尿素和硝酸铵成为熔融状液体（此时液体温度在170~175℃之间）。②（通过传热介质）控制反应釜内的反应液温度为190℃（可以选择190±5℃），并保持此温度反应5小时。设置超温报警值为206℃，压力报警值为表压0.1MPa。③反应结束后开始降温，降温至160℃,（一次性）加入蒸馏水（工艺水）3000L，本实施例中，（尿素+硝酸铵）:工艺水为1: 1.5（重量之比），将溶液加热至100℃，热过滤，回收催化剂，再将滤液降温至25℃，过滤出湿品，湿品经干燥得到硝酸胍（精制）产品932Kg。（精制）产品含量为98.5%，收率（产率）为91%（以尿素计）。

[0013] 上述反应釜通过水环真空泵与三级石墨降膜吸收器（石墨降膜吸收装置）相连接，在硝酸胍合成反应过程中有废气二氧化碳和氨气放出，反应釜的排气孔与三级石墨降膜吸收器相连接，通过水环真空泵将产生的废气引入三级石墨降膜吸收器内吸收后排空，吸收浓度达10~15%时，更换为新水。此为已有技术。

[0014] 实施例3：一步法合成硝酸胍的安全生产方法，它是依次通过如下工序步骤而制成硝酸胍产品的（主要反应式见实施例1）：①在反应釜中加入原料硝酸铵和尿素以及催化剂二氧化硅或者无机硅胶或者氧化铝，本实施例中选择的催化剂为无机硅胶（或者二氧化硅）。所用尿素、硝酸铵、催化剂的重量之比为1:2.0: 0. 2（或者1:1.2: 0.1 ），加热使原料尿素和硝酸铵成为熔融状液体。②控制反应釜内的反应液温度在180℃（或者220℃），并保持此温度反应1小时（或者6小时）。设置超温报警值为206℃，压力报警值为表压0.1MPa。③反应结束后，降温至170℃（或者100℃），加入工艺水，尿素加上硝酸铵两者重量之和与工艺水的重量之比为1: 3，将溶液加热至100℃，热过滤，回收催化剂，再将滤液降温至5℃，过滤出湿品，湿品经干燥得到硝酸胍产品。产品含量为98.1%，收率（产率）为91.5%（以尿素计）。

[0015] 上述反应釜通过水环真空泵与三级石墨降膜吸收器（石墨降膜吸收装置）相连接，在硝酸胍合成反应过程中有废气二氧化碳和氨气放出，反应釜的排气孔与三级石墨降膜吸收器相连接，通过水环真空泵将产生的废气引入三级石墨降膜吸收器内吸收后排空，吸收浓度达10~15%时，更换为新水。此为已有技术。

[0016] 以上各实施例中得到的硝酸胍其含量可达到HG/T3269-2002《工业硝酸胍》优等品的标准。该方法工艺简单，原料便宜易得，经济高效。

[0017] 以上实施例用于进一步说明本发明，但不以任何形式限制本发明。