氨基氰

化学物质

氨基氰是一种化学物质，分子式是NH2CN。易溶于水、乙醇、乙醚、苯、三氯甲烷、丙酮等，微溶于二硫化碳，有毒。在122℃时转变成二氰胺，是碳二亚胺（H2NCNHN=C=NH）的异构体。易聚合，三个相同氨基氰分子可以化合形成一个三聚体化合物三聚氰胺。

物质简介

氨基氰又称单氰胺，是双氰胺生产中重要的中间产物,由于它具有高活性的氰基和氨基，因而在树脂加工、农药、医药及化工中间体的制备中有着双氰胺和多聚氰胺所不具备的优点。氨基氰水溶液还具有终止休眠、催芽、促花、杀虫、杀菌等特殊功效，而且残留低、易降解。但是,氨基氰极易聚合成双氰胺而失去或弱化上述功效，若想保持其活性，就必须加入合适的稳定剂来阻止它的聚合。根据德国SKW公司和美国Cyanamid公司规定，稳定剂在氨基氰中的质量分数必须严格控制在2%以下。

制备

可用石灰氮（CaCN2）为原料，与硫酸作用而制得。在反应釜中投入水，以冰盐水冷却，投入石灰氮，保持温度在0～15℃之间，滴加5%硫酸溶液，调节pH=6，保持20min，过滤、水洗，再返回反应釜中，再加入石灰氮，重复上述操作2次，将得到的过滤液进行薄膜浓缩，保持一定的温度，浓缩后含量达到50%～55%，得到50%氰胺溶液。反应方程式：

也可以用也可用氰氨化钙与二氧化碳和水反应制备，

稳定性

从氨基氰的分子结构H2N—C≡N 可以看出，其由氨基和氰基两个活性基团组成,化学性质十分活泼，不仅容易发生取代和加成反应，还极易发生水解和聚合反应。

1、水解反应

从质量分数50%氨基氰溶液25 ℃时水解曲线和聚合曲线可以看出在低于15 ℃的弱酸或弱碱溶液中，氨基氰几乎不发生水解，但在25 ℃、pH＜2或pH＞12时，水解反应则很快完成，生成尿素。

2、聚合反应

和水解反应一样，氨基氰的聚合反应也与溶液酸度和温度关系密切。在pH为8～10、温度大于40 ℃时会迅速聚合成较稳定的双氰胺，且反应不可逆。

室温下，在pH＜3 或pH＞10时，氨基氰水解成尿素的趋势迅速增大,而在pH＞6时聚合速度明显加快。因此溶液pH控制在4 ～5为宜。pH为4～5、温度控制在15 ℃以下时，氨基氰几乎没有水解和聚合现象发生；温度控制在20 ℃，质量分数50%氨基氰水溶液在3个月内双氰胺生成率增长约0.8%，而温度控制在25 ～30 ℃时，3个月内双氰胺生成率达8%以上。

稳定剂选择

氨基氰的生产过程是由氰胺化钙水解、碳化脱钙、过滤除渣等几个环节组成，其主要反应为:

Ca =N - C≡N +H2O +CO2 H2N - C≡N +CaCO3 ↓

为提高产品纯度,加强碳化脱钙和铁铝等杂质除去效果,该反应在pH为9左右时进行，在此条件下氨基氰极易聚合。因此，过滤除渣后的氨基氰溶液必须迅速酸化，使pH降至4～5。这就要求稳定剂应具备下述条件：

1、必须能够提供大量H+以保证溶液pH稳定在4 ～5，且用量小于2% (质量分数)；

2、不能因稳定剂的加入而改变氨基氰的性质、活性和使用。

通过对甲酸、乙酸、磷酸、硝酸、盐酸、硫酸等几种酸的特点进行比较可以看出：甲酸、乙酸中的羧基容易与氨基氰中氨基形成酰胺，而且这两种酸熔点偏低，在10 ℃左右储运容易使氨基氰流动性变差。

盐酸、硝酸都有挥发性，硫酸具有氧化脱水性，都不宜用作氨基氰的稳定剂。磷酸为无氧化性不挥发的三元中强酸，H3PO4与其提供的H+的质量比为33，低于上述任何一种酸，有利于控制稳定剂在氨基氰中的质量比。此外，磷酸还不影响氨基氰作为制药、农药生产中中间体的作用。因此，选用磷酸作为氨基氰的稳定剂较为理想。用磷酸调节氨基氰溶液pH为4.5 ±0.2后，再加入少量NaH2PO4，使之形成较为稳定的缓冲体系，以保持溶液pH的稳定。

磷酸反应

磷酸对氨基氰稳定性的考察

向质量分数为50%的氨基氰溶液中加入磷酸和适量的NaH2PO4进行稳定化处理，溶液pH控制在4.5 ±0.2。将样品分为4组分别在5～10，11～16，17～22，25～30 ℃条件下保存70 d，每10 d分别取样进行测定。尿素、双氰胺含量用Agilent 1100液相色谱测定，稳定剂含量采用锑诱导磷钼兰分光光度法测定。

1、氨基氰溶液维持pH在4.5 ±0.2，稳定剂质量分数在1.38%左右，双氰胺质量分数符合小于2%的要求;

2、在15℃以下储运时,尿素质量分数保持在0.04%左右,双氰胺质量分数在1.22%左右，符合液体氨基氰质量指标中的规定。

运输

利用H3PO4和NaH2PO4缓冲体系做稳定剂,调节氨基氰溶液的pH保持在4.5 ±0.2，在15 ℃以下储存运输，可以阻止氨基氰的水解和聚合，有效地保证氨基氰的活性。

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