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【背景及概述】[1][2]
二聚氰胺(縮寫DICY或DCD)分子式為(NH2CN)2，又名雙氰胺、二氰二氨，是一種白色棱形結晶性粉末。雙氰胺是一種重要的精細化工原料，可用于醫藥、染料、涂料、農藥、電子、玻璃纖維、潤滑劑及阻燃劑等?，F有生產雙氰胺技術采用石灰氮水解反應、脫鈣和過濾獲得單氰胺，然后進行單氰胺聚合、結晶、過濾、干燥得到雙氰胺產品。雙氰胺飽和水溶液在不同溫度下含量為3.10wt%（20℃）、7.24wt%（40℃）、15.79wt%（60℃）、24.21wt%（75℃），雙氰胺在溫度高于80℃會分解成氣態氨釋放。
中間體單氰胺飽和水溶液在15℃～25℃間的濃度約為44wt%，在43℃時與水即完全互溶。現有的雙氰胺生產工藝中的單氰胺合成單元的石灰氮（含氮量20%）與雙氰胺結晶母液的固液質量比為1:4，得到的CO2脫鈣后單氰胺濾液濃度約為5wt%，對該單氰胺濾液進行直接聚合得到的雙氰胺溶液濃度小于9wt%，遠低于聚合溫度下的飽和濃度24wt%，雙氰胺結晶效率約為5%，需要很大的聚合和結晶設備，設備投資較高，增加操作費用。
為了提高單氰胺濾液的濃度，采用減壓蒸餾的方式，但是減壓蒸餾的方式會明顯增加動力消耗和蒸汽消耗，采用提高石灰氮的加入量，即增加石灰氮與雙氰胺結晶母液的固液質量比，盡管可以提高單氰胺濾液濃度，但會增加水解液的氫氧化鈣生成量，導致PH值升高，在用CO2脫鈣時因放出的熱量會增加脫鈣反應溫度，PH值和溫度的升高會使單氰胺提前聚合生成雙氰胺，雙氰胺因溶解度較小，導致過濾脫鈣液中的碳酸鈣在20℃時的洗滌熱水用量增加和石灰氮原料消耗，最終增加原料消耗、能耗和后續的結晶效率增加不明顯。因此需要一種好的雙氰胺制備方法。
【應用】[2][3]
雙氰胺是一種重要的精細化工原料，可用于醫藥、染料、涂料、農藥、電子、玻璃纖維、潤滑劑及阻燃劑等。如雙氰胺可用作硝化抑制劑。硝化抑制劑是通過抑制土壤中的亞硝化細菌等微生物活性起到延緩細菌氧化NH4+作用，從而提高氮肥利用率的有機或無機化合物的總稱。硝化抑制劑可抑制硝化作用延長土壤中的銨態氮向硝態氮轉化的時間，減少氮素淋溶損失、提高氮素利用率、提高作物產量并降低溫室氣體CH4和N2O排放。國際上對硝化抑制劑的研究起步較早，迄今為止，已知的硝化抑制劑有數百種，但只有少數具有商業用途，如雙氰胺（DCD）。1972年中國首次報道了國外硝酸化抑制劑DCD的生產和施用情況。
1975年中國首次報道了DCD在農業上的應用，DCD在水稻旱直播幼苗旱長田施用，對抑制土壤硝化菌活動，減緩銨態氮的硝化作用及延長肥效期等方面具有顯著的作用，增產效果甚為明顯。雙氰胺為氰胺的二聚物，也是胍的氰基衍生物。與目前市場上常用的合成硝化抑制劑相比，DCD具有顯著的硝化抑制效果；在土壤中通過鳥苷脲、胍和脲生成CO2、NH4+和H2O，易于生物降解，對環境不產生污染，更環保；含氮量高（66.7％），可以起到緩釋氮肥的作用；揮發性小，適宜與固態氮肥配合施用；易溶于水，可以和液態的有機肥如牛糞或畜禽糞便結合施用來延緩硝化作用；減少土壤硝化反硝化過程中產生的N2O，降低稻田溫室氣體（主要是CH4和N2O）排放量義。
【制備】[1][4]
1. 工業生產雙氰胺是通過石灰氮(分子式為CaCN2)水解、脫鈣反應和過濾獲得單氰胺(分子式為NH2CN)液體，然后進行單氰胺聚合、過濾、冷卻、結晶、分離、干燥得到雙氰胺產品。其反應方程式如下：
2. 一種連續生產雙氰胺的方法，包括以下步驟：石灰氮、水、循環單氰胺溶液和循環雙氰胺結晶母液在常溫下進行水解反應及CO2脫鈣，其中脫鈣液PH值為9～9.5，過濾以獲得具有目標濃度的單氰胺溶液，其中，循環單氰胺溶液是指雙氰胺生產過程中的石灰氮與雙氰胺結晶母液水解反應后進行脫鈣和過濾操作后獲得的單氰胺溶液，循環雙氰胺結晶母液是指雙氰胺生產過程中對具有目標濃度單氰胺溶液進行聚合、結晶、過濾后所得的雙氰胺結晶母液；將具有目標濃度的單氰胺溶液在溫度為68℃～75℃、PH值為10～10.5的條件下進行聚合、結晶、過濾、干燥得到雙氰胺產品，并將過濾后所得的雙氰胺結晶母液作為循環雙氰胺結晶母液。
上述連續生產雙氰胺的方法，采用循環使用水解反應過程中的單氰胺溶液及雙氰胺結晶母液，進而實現單氰胺的濃度的提高，同時也提高了聚合后的雙氰胺濃度，在聚合溫度下雙氰胺不出現結晶，使雙氰胺結晶效率比現在的現有的一次性加入石灰氮的連續雙氰胺生產技術可以提高2～4.5倍，提高單程雙氰胺收率12～15%，同時上述連續生產雙氰胺的方法可以降低雙氰胺生產中的聚合工序的設備投資和操作費用。
3. 一種雙氰胺多級連續結晶生產工藝，包括：單氰胺聚合、過濾、冷卻、結晶、分離、烘干；單氰胺聚合是在至少3個聚合鍋內同時進行且不同的聚合鍋工藝進度不同，聚合鍋按其聚合完成的先后分別將雙氰胺溶液送入過濾工序；冷卻和結晶同步進行，結晶包括預晶和至少三級結晶過程，其具體包括以下工藝步驟：
①初級外冷：過濾后的雙氰胺溶液進入初級外冷器，在初級外冷器中冷卻5～14min，將溫度從高于70℃冷卻到55～50℃；在這一步中由于雙氰胺溶液溫度高加上冷卻水溫度較低，故可以比較快的使溫度降下；
②一級結晶：經過初級外冷的雙氰胺溶液進入一級結晶器，在1.3～1.7h內通過強制冷卻將溫度從55～50℃降至44～43℃為預晶做準備；
③預晶：一級結晶后的雙氰胺溶液進入預晶器，由于雙氰胺溶液形成晶核的最佳培養溫度為43±1℃，并且需要較長時間，故在預晶器中對雙氰胺溶液低速攪拌1h，培養晶核，其中，低速攪拌是為了使溶液溫度均衡；在此過程中溫度自然降溫1～2℃，之后進入二級結晶器；
④二級結晶：雙氰胺溶液在二級結晶器內通過強制冷卻2h，將溫度降至32～30℃；
⑤三級結晶：經過二級結晶的雙氰胺溶液進入三級結晶器，在2h 內通過強制冷卻將溫度降至22～20℃完成結晶。
【主要參考資料】
[1] 馬杰;馬志東;高波.連續生產雙氰胺的方法.CN201210451492.7，申請日2012-11-13
[2] 王國強, 薛書浩, 孫煥明. 雙氰胺對農田溫室氣體 CH_4 和 N_2O 排放的影響綜述[J]. 江蘇農業科學, 2018, 2: 002.
[3] 商照聰, 高子勤. 雙氰胺對碳酸氫銨在土壤中氮素轉化的影響[J]. 應用生態學報, 1999, 10(2): 183-185.
[4] 馬杰;李宗華.雙氰胺多級連續結晶生產工藝.CN201410185549.2，申請日2014-05-05