氨基磺酸的合成方法及应用

２００１年第１期　甘肃化工　２００２年３月　氨基磺酸的合成方法及应用　张竞　（重庆市化工研究院，重庆４０００２１）　摘要：介绍了氨基磺酸的合成方法、性质厦应用前景。　关键词：氨基磺酸；合成；性质；应用　氨基磺酸（ＮＨ：ＳＯ３Ｈ）￣称磺酰胺酸，是一种有着广泛应用领域的重要的精细化工原料。氨基磺酸　是１８３６年由Ｒｏｓｅ首先制得的，２０世纪６０年代末７０年代初由美国首先实现工业化生产，我国氨基磺酸　的研究始于７Ｏ年代，目前，主要的生产厂家有上海硫酸厂、无锡硫酸厂、河北省南县化２１２－－厂等。全国　氨基磺酸年总产量仅５　０００　ｔ左右，远远满足不了国内市场的需求，著名的蓝星化学清洗公司年消耗清　洗剂数以千吨计，需用大量的氨基磺酸作为主剂［　。　ｌ氨基磺酸的台成［　一　在工业上，氨基磺酸的台成主要有气相法、液相法和气一液相法３种方法。　１　１气相法　三氧化硫和氢气通过气相反应制得亚氮基二磺酸铵，然后在硫酸水溶液中水解生成氨基磺酸，氨基　磺酸在硫酸中析出，经分离、精制、干燥得成品。　该工艺路线是１９７０年由日本开发的，产品纯度可达９９．５％，但由于操作条件苛刻，设备材质要求　高，副产物多（每吨氨基磺酸副产８～９　ｔ硫酸铵），生产成本高，现在已很少被生产厂家采用。　１　２液相法　又称尿素法。用工业尿素和发烟硫酸在液相反应器中制得，生成的氨基磺酸粗品经分离、精制、干　燥得成品。　液相法工艺流程简单，操作方便，三废少，产品收率高，质量好，是目前国内外生产氨基磺酸比较流　行的方法。　１　３气～液相法　用工业浓硫酸、工业尿素和低浓度ｓ　气体直接合成氨基磺酸，反应完毕后经分离、精制、干燥得　成品。　液相法是目前生产氨基磺酸最成熟的工艺，国外大多建有连续化大型生产装置，而我国多数采用间　歇法生产。气一液相法化学原理与液相法基本相同，但该法原料消耗低，投资省，反应条件温和，有条件　的厂家可采用气一液相法工艺，以降低成本，提高产品收率和质量。　２氨基磺酸的性质　氨基磺酸为白色结晶，无嗅、不挥发、不吸湿、可燃、低毒、性质稳定，相对密度（２０／４℃）为２．１２６。　２　１溶解度　氨基磺酸溶于水、氨水、甲酰胺，微溶于甲醇、乙醇等有机溶剂，其在水中的溶解度因硫酸或硫酸盐　收稿日期：２００１—０８—２９　作者简升：张竞（１９６９一）．女　学十　Ｊ＿程师，主要从事精细化工开发和信息研究工作　·２９·　维普资讯 http://www.cqvip.com

开发应用　甘肃化工　２００２年第１期　的存在而降低，氨基磺酸的盐（除钙、钡、铅外）大都不溶于水。　２．２电离度　氨基磺酸的电离度很大，酸性强，可以与硫酸、盐酸、相提并论，因而有“固体硫酸”之称。　２．３稳定性　干燥的氨基磺酸产品性质稳定，可以保持几年不发生变化，可作标准试剂。氨基磺酸的水溶液在室　温下存放数月十分稳定，但当温度超过８Ｏ℃时即慢慢水解生成硫酸氢铵，而它的碱金属盐类在中性或　碱性溶液中，甚至在沸点时也是稳定的。氨基磺酸的熔点是２０５℃，２０９℃开始分解，２６０℃全部分解，　产生ｓ（）２、ｓ　、　和Ｈ２Ｏ等。　２．４腐蚀性　氨基磺酸虽是强酸，但是腐蚀性却很弱，皮肤与其长时间接触也不受损害。　３氨基磺酸的应用【４ｔ５］　３．１酸性清洗荆　一目前，我国氨基磺酸用量最大的领域是用作酸性清洗剂，约占总产量的８０％，氨基磺酸分子中含有　Ⅷ２缓蚀基团，对金属的腐蚀性比无机酸要弱得多，若在清洗剂配方中再加入缓蚀剂，其腐蚀性可进　步降低，因而在工业清洗行业中得到广泛应用　氨基磺酸可以与多种金属盐、金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐等反应，生成可溶性金属盐、水和二氧　一３．１　１金属洗净剂　化碳气体。上海硫酸厂生产的ＳＭＡ一１型清洗除垢剂就是【　氨基磺酸为主要原料，再添加强力缓蚀剂　复配而成的。它能在金属表面形成保护膜．减轻金属基体腐蚀，而不影响药剂对水垢的作用，以清除金　属表面的氧化物和垢类物质。　３．１．２除垢剂　在化工企业中，氨基磺酸用于清洗蒸汽锅炉、玲凝器、热交换器、夹套装置及管道系统的水垢；在啤　酒厂的装置中，氨基磺酸用于搪玻璃槽、搪玻璃锅、敞口啤酒冷却器以及啤酒桶中的酒石的去除；在民用　空调设备中，氨基磺酸用于除去玲却系统、蒸发玲凝器的铁锈和水垢以及用于家用设备、卫生设施的清　洗。　３．１．３清洗消毒荆　氨基磺酸具有一定的抑菌消毒作用　可用于清除海轮上的蒸发器（包括蒸馏设备）、换热器和盐水加　热器内的海藻、水垢和锈垢；在食品和牛奶加工设备中，用以除去水垢和蛋白质沉积物。　３　１．４清洗油井　在油田上用氨基磺酸处理油井里沉积的碳酸盐淤泥，效果相当好。还可用来处理与油井邻近的岩　层，能很快与石灰岩起反应，从而增大石油的渗透性，提高原油产量。改变其配方还可用于清洗油井套　管中的石膏垢层。　３．２磺化荆　在有机台成中，氨基磺酸是很好的磺化剂，与三氧化硫、发烟硫酸、氯磺酸等磺化剂相比，具有对设　备腐蚀性弱、磺化反应温和、反应速度易于控制等优点。　３．２．１合成甜味荆　甜蜜素是环己烷基氨基磺酸的钠盐或钙盐，它作为一种新型的甜味剂广泛用于食品、药品、化妆品　和调理品中。在二甲苯溶剂中将环己胺用氨基磺酸进行磺化，然后在碱性条件下水解就可得到甜蜜素，　日本、欧美国家和我国均采用此法生产。　３　２．２合成表面活性荆＿６＿　脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（ＡＥｓ）是一种重要的阴离子表面活性剂，广泛应用于洗涤剂、化妆品和卫　生用品等方面。采用氨基磺酸作磺化剂合成ＡＥＳ，工艺设备简单，投资省，反应条件温和．产品质量好。　３　３催化荆　－３０·　维普资讯 http://www.cqvip.com

开发应用　张竞：氨基磺酸的合成方法及应用　２００２年第ｔ期　氨基磺酸具有良好的催化活性，腐蚀性弱，副反应少，在酯化反应中用以替代浓硫酸，是一种新型的　环保催化剂，氨基磺酸也用于氨基塑料预聚合、脲醛树脂的合成等方面。　３．４阻燃荆　氨基磺酸盐类受热分解能产生大量不燃性的氮气和氨气，起阻燃灭火作用，可用作纸张、纤维及木　材的阻燃剂。　３．５脱硝荆　氨基磺酸可用于制造染料和颜料的偶氮化过程及印染工艺中，用以脱除亚盐。此外，还可用于　消除烟草、锅炉废水中的亚盐，以减少水的消耗及致癌物的排放量。　３　６氯漂稳定剂　在次氯酸钠漂白剂中加入氨基磺酸，生成更稳定的Ｎ一氯代氨基磺酸盐，有利于减少纤维分子的降　解度，提高织品及纸张的白度及机械强度，提高漂白质量，缩短漂白时间，节约能源，减少环境污染，是革　新氯漂工艺的新途径。　３、７软化剂　氨基磺酸双异丙醇胺具有软化纸张及纺织品的作用，与其他软化剂比较，具有耐久性和耐低温性。　３－８电化学方面　氨基磺酸的镍、钴、铜、铬等盐与低碳脂肪醛反应，形成的稳定化合物是高级电镀材料；氨基磺酸镍　比硫酸镍溶解度大，可使用较高的电流密度，因而电镀速度快，镀层黏附力强，质量好；氨基磺酸铝浴作　为铅精炼电解浴具有使用方法简便和公害问题少等特点，是很有希望的新一代酸浴；在镀金铝的阳极氧　化染色上，使用氨基磺酸盐类无论是光泽还是加工性都有许多优越性；氨基磺酸铵盐还可作为低压铝电　解电容驱动电解质。　３　９化学分析　在酸碱滴定中，氨基磺酸可作为酸基准试剂；在有机微量分析中可作为测定氮和硫的标准；在Ｈ２　及葡萄糖的测定中氨基磺酸用作络合掩蔽剂，以除去抗坏血酸的干扰；在测定气态胺时用作吸附剂；在　测定废水中的氰化物时用来消除氮氧化物的干扰；在用Ｍ￣ＭＩＩ法测定对氨基苯磺酰胺含量中，氨基磺　酸用作亚盐的去除剂。　３．１０除草剂　氨基磺酸铵具有强植物毒性，可用作森林除草剂。美国为了使一些不需要的树木和灌木枯萎，大量　使用氨基磺酸铵为主料的除草剂，效果显著，这项技术在我国尚处于开发阶段。　３．１１树脂交联促进荆　氨基磺酸及其铵盐可以作为树脂缩合和交联的促进剂，在热塑性树脂成型粉末中添加０　１％～０．２％　的氨基磺酸铵，即可改善抗老化性能，并缩短成型时阃。　３．１２沥青乳化荆　添加了氨基磺酸的乳化沥青，用于公路建设中具有易于施工、对骨料黏接力强的特点。　３．１３水泥添加剂　将氨基磺酸用于水泥掺和剂中，可防止水泥冻结并使其迅速硬化；或用于控制水泥胶凝时间和提高　强度。　３．１４其他　氨基磺酸亚铁盐可用于核燃料的处理，钙盐可用于治麦锈病，钾盐为杀虫剂，钠盐为杀菌剂。氨基　磺酸还可用作三氧化硫稳定剂，彩色相片中的银盐稳定剂等。　４结语　氨基磺酸是一种大有发展前途的精细化学品，由于其用途广泛而日益受到人们的重视，而我国只有　少量生产，并且长期停留在试剂生产阶段，存在生产规模小、消耗高、严重污染环境等问题。各生产单位　（下转第２８页）　－３】－　维普资讯 http://www.cqvip.com

开发应用　甘肃化工　２００２年第１期　…　Ⅲ吲　Ⅲ　ｍ　ｍ　工业上由尿素和发烟硫酸经磺化反应而成，并经过滤、重结晶、干燥而得，广泛用作金属和陶瓷的酸　性清洗剂，合成脲醛树脂的催化剂，纸张和纺织品的软化、漂白剂。此外，还用于农药、防火荆，亚盐　脱除剂、合成甜味荆、油井酸化处理剂及氨基磺酸铵盐制备等。　２．７．２硝基脲　由尿素与作用生成脲，然后在浓硫酸作用下脱水而得，总反应式如下：　ＣＯ（ＮＨ２）２＋｝Ⅱ　一ＨＥＮＣＯＮＨＮＯｚ＋Ｈ２Ｏ　广泛应用于有机和无机化学工业中，利用硝基脲水解生成氰酸的性质，可以合成一系列硝基脲的衍　生物。　３结语　综上所述，尿素用途广泛，在用作化肥的同时，为许多精细化工产品提供了廉价的原料。在尿素市　场普遍疲软的今天，开发高附加值的下游产品，对于具有原料和生产技术优势的尿素企业来说无疑是一　条很好的出路。　随着中国加人ＷＴＯ，中国的尿素生产厂家必然面临进口产品的强劲冲击。因此现有尿素生产企　业应该积极应对，可在不影响本企业正常生产的情况下，投入适当的人力、物力进行技术改造和开发新　产品，在生产普通尿素的同时生产尿素系列新产品，提升产品的附加值，这样可以调整产品结构，进一步　提高经济效益，实现企业效益的最大化。　参考文献　刘兵，王亭杰，骞伟中．等．大颗粒尿素制造技术进展化肥工业．２０００，２７（６）：２８－－３０．３３．　蒋建华，李增增．王钻，等．除草尿素研究与应用浙江化工．１９９９，３０（４）：５－－７．　李建生乙醛酸下游产品市场概况中国化工信息，１９９９，（４８）：６　孙建梅，王景明尿素深加工产品的应用天津化工．１９９８．（４）：２０～２２．　薛福连缩二脲生产要扩大饲料掭加剂应用中国化工信息．１９９９．（５０）：５．　李和平，葛虹．精细化工工艺学北京：科学出版社．１９９７　３９４～３９５　郑学根异丁叉二脲的音成盈应用．湖北化工，１９９９，１６（２）：２５－－２６．　梅允福新型固体消毒　、氧化剂过氧化尿素的制备和应用．浙江化工，２０００，３１（１）：１７－－１９　夏振华．施发杏．尿素衍生物及应用安徽化工，１９９８，ｆ２）：１５－－１７．　王大全．精细化工辞典．北京：化学工业出版社．１９９８　５２０～５２ｌ＿　魏文德有机化工原料大全．北京：化学工业出版杜，１９８９　３４６～３５ｌ＿　汪多仁尿素常压脱水制备氰胺．四川化工与腐蚀控制．１９９８，１（４）：２４－－２６　徐克勋．精细有机化工原料厦中问体手册．北京：化学工业出版社，１９９８．４８８．　（上接第３ｌ页）　’　应加强氨基磺酸生产与应用的开发工作，提高质量，扩大产量。随着我国经济的发展，氨基磺酸的应用　领域会不断拓宽，其需求量将进一步增大，市场前景十分广阔。　参考文献　［１］黄德才．氨基磺酸的用途．四ＪＩｆ化工．１９８５．（２）：３７　［２］张文昭．朱裕彬．氨基磺酸的合成丑其应用前景河南化工．１９９０．（１０）：２８．　［３］朱建华，吴太宁．气灌法合成氨基磺酸的研究广东化工，１９９２．ｆ４）：３８．　［４］肺伯钧．氨基磺酸及其用途化工物资．１９８５，ｆ２）：２０　［５］王士才，李宝霞，郑一　忠安全固体化学清洗剂的研究盈其应用化工生产与技术，１９９６，３（４）：３６　［６］邵建华以氨基磺酸为磺化剂合成Ａ髓现代化丁，ｌ９９ｎ．１０ｆ５）：５６　２８·