一种尿素法制水合肼副产物的处理方法技术

本发明专利技术公开一种尿素法制水合肼副产物的处理方法。粗肼制备步骤，由尿素液和次氯酸钠在反应塔内反应产生水合肼，反应塔中的粗肼温度在100度—110度，副产物包括氯化钠和碳酸钠；蒸馏步骤，不经冷却，将高温的粗肼打入蒸发系统加热蒸馏水分，得到蒸馏粗肼；沉淀步骤，在蒸馏粗肼中添加氯化镁，使氯化镁与粗肼中的碳酸钠发生化学反应，产生沉淀；分离步骤，用分离器分离沉淀物，得到沉淀物和分离液；脱盐步骤，将分离液用蒸发系统脱盐，得到精制的水合肼。本发明专利技术能通过简单的工艺，低成本的对尿素法制取水合肼的副产物的碳酸钠进行有效的回收利用，并达到精制水合肼的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及尿素法制水合肼副产物的处理方法。
技术介绍
我国是世界上水合肼的生产大国，水合肼的大约70％用于制造偶氮二甲酰胺，又称ADC发泡剂，其他为它用。水合肼的制取方法主要有腊希法、拜尔法、PCUK法、尿素法四种工艺路线。1、腊希法：最早的工业制肼方法，现今全世界仍有一大批采用腊希工艺的肼装置处于运转之中，产量占肼总产量的20％左右。腊希法以NH3、NaOH、Cl2为原料，反应方程式如下：NaOH+Cl2→NaOCl+HCl (1)NH+NaOCl→NH2Cl+NaOH(2)NH2Cl+NH3+NaOH→H2NNH2+NaCl+H2O (3)该工艺特点是设备简单、投资小、能耗大、污染大、收率低，以氯计腊希工艺肼的收率约为65％。2、拜尔法：德国的拜尔(Bayer)公司首先在腊希工艺的基础上通过引入丙酮，用NaC1O将NH3氧化生成酮连氮。酮连氮再通过独立的水解步骤生成水合肼，还原出丙酮。酮连氮这一中间产物具有不被进一步氧化的特点，因而克服了腊希工艺中肼分解损失的缺点，使收率获得突破性的提高(以氯计总收率可达98％)。由于酮连氮相对稳定，因此反应产物的浓度可提高，水解所得的稀肼溶液中肼的含量可提高到10％以上，故蒸发和浓缩量大为减少，能耗大大降低。江苏的某公司生产水合肼的技术就是采用德国技术拜耳法制水合肼即酮连氮，但核心技术仍然被德方控制。拜尔工艺的化学过程分为独立的两步，在丙酮参与下，氨被次氯酸钠氧化生成酮连氮，酮连氮加压水解生成水合肼，还原出丙酮。3、PCUK法：早在拜尔法工业化之初，法国的吉纳·库尔曼化学品公司就在积极研究用双氧水代替次氯酸钠作氧化剂生产水合肼的新工艺，并于1979年实现工业化生产，叫PCUK工艺。PCUK工艺仍按连氮生成和连氮水解两个步骤来安排工艺流程，在甲乙酮参与下，过氧化氢氧化氨生成甲乙酮连氮,然后是甲乙酮连氮加压水解生成水合肼，还原出甲乙酮。拜尔法、PCUK法工艺技术先进，能耗较尿素法低，总的差距在以下四个方面：①拜尔法收率达86.2％，PCUK法达90％左右，而尿素法收率仅70-75％；②拜尔法的原料从氨开始，PCUK法从双氧水开始，而尿素法则从尿素开始；③拜尔法用的理论碱量只有尿素法的一半，PCUK法更少，而尿素法则通过回收重碱来弥补；④由于拜尔法和PCUK法粗肼浓度高达10％，因此蒸汽耗用量只有尿素法的一半左右。拜尔法、PCUK法工艺复杂，设备投资大，高温高压条件下反应。希腊法基本淘汰，拜尔法、PCUK法的核心技术为国外少数国所占有。我国的水合肼生产主要是尿素法。尿素法制肼的最大缺点是生成的水合肼含量少，制取过程中的副产大量氯化钠和碳酸钠，水合肼的精制除杂工序复杂困难，国外基本不用尿素法。在中国研究尿素法的除杂而精制水合肼是一个很大的难题。研究水合肼的除杂精制事关水合肼产业和偶氮二甲酰胺产业，因为我国是世界上最大偶氮二甲酰胺即ADC发泡剂的生产国。本专利技术的目的在于，提供一种尿素法制水合肼副产物的处理方法，通过简单的工艺，低成本的对尿素法制取水合肼的副产物进行有效的回收利用，并达到精制水合肼的目的。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术的第一技术方案是一种尿素法制水合肼副产物的处理方法，其特征在于，粗肼制备步骤(步骤1)，由尿素液和次氯酸钠在反应塔内反应产生水合肼，反应塔中的粗肼温度在100度—110度，副产物包括氯化钠和碳酸钠；蒸馏步骤(步骤2)，不经冷却，将高温的粗肼打入蒸发系统加热蒸馏水分，得到蒸馏粗肼；沉淀步骤(步骤3)，在蒸馏粗肼中添加氯化镁，使氯化镁与粗肼中的碳酸钠发生化学反应，产生沉淀；分离步骤(步骤4-8)，用分离器分离沉淀物，得到沉淀物和分离液；脱盐步骤(步骤10)，将分离液用蒸发系统脱盐，得到精制水合肼。第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，还具有煅烧步骤(步骤9)，将分离步骤中分离出的沉淀物用水洗涤除杂后煅烧成氧化镁。第三技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述分离步骤(步骤4-8)包括，用分离器分离沉淀物得到一次分离液和沉淀物的步骤(步骤4)，将沉淀物用蒸馏步骤中产生的蒸汽冷凝水打浆，得到一次打浆液的步骤(步骤5)，蒸汽冷凝水量是原粗肼体积的20％--30％，优选23％，将一次打浆液用分离器分离沉淀物，得到二次分离液和沉淀物的步骤(步骤6)，将沉淀物用工业用水打浆，得到二次打浆液的步骤(步骤7)，将二次打浆液用分离器分离沉淀物，得到三次分离液和沉淀物的步骤(步骤8)，所述一次分离液、二次分离液在脱盐步骤(步骤10)用蒸发器脱盐，得到精制水合肼。第四技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述蒸馏步骤(步骤2)中，在温度80---115度，负压0.05---0.08Mpa条件下，加热蒸馏粗肼，通过蒸发除出粗肼进料体积5％--10％的水分。第五技术方案基于第一至第四的任一技术方案，其特征在于，所述沉淀步骤(步骤3)中，将蒸馏粗肼打入除杂混合槽，并将氯化镁加入除杂混合槽，使氯化镁与粗肼中的碳酸钠产生化学反应，反应的温度控制在50-60度，优选55度。第六技术方案基于第一至第四的任一技术方案，其特征在于，所述沉淀步骤(步骤3)中，将蒸馏粗肼打入除杂混合槽，并将氯化镁加入除杂混合槽，使氯化镁与粗肼中的碳酸钠产生化学反应，高温的蒸馏粗肼预先冷却至60-75度，再将化学反应的温度控制在50-60度，优选55度。第七技术方案基于第一至第六的任一技术方案，其特征在于，所述沉淀步骤中，加入经过净化的小于水分子6的氯化镁或6水氯化镁，加入6水氯化镁的量按照六水氯化镁折算，添加量为135---190g/l的比例，优选135--149g/l添加，添加完成后使其混合液冷却至常温时PH值控制在8---9.显碱性，以除去碳酸钠和少量的氢氧化钠。本专利技术的效果尿素法制肼的最大缺点是生成的水合肼含量少，制取过程中的副产大量氯化钠和碳酸钠，水合肼的精制除杂工序复杂困难，现有技术中的“冷冻法除碳酸钠”虽可以除去水合肼中的碳酸钠，但需要将高温的粗肼冷冻，不仅耗费大量的能量，结晶的碳酸钠还会阻塞管道，影响生产。含碳酸钠的排出液会对环境产生不良影响无法直接排放。本专利技术用氯化镁与粗肼中碳酸钠产生的化学反应，用“沉淀法”来除去碳酸钠，与现有的“冷冻法除碳酸钠”相比，不仅耗能少，对沉淀物进行煅烧还能加工成氧化镁。由于氯化镁与碳酸钠反应产生的氯化钠是粗肼中原有的杂质，可在除盐工序中可一起除去，而不用新增工序。用尿素法制水合肼的工艺，粗肼中除碳酸钠和氯化钠外通常还含有少量的氢氧化钠，在本专利技术的方法中，添加的氯化镁与氢氧化钠也能反应产生氢氧化镁沉淀，不仅能除去氢氧化钠，氢氧化镁也能在煅烧时被加工成氧化镁。因此最终的滤液中基本上是氯化钠和少量氯化镁，符合排放要求，可直接排到盐田或为其他用途。附图说明图1为本专利技术对尿素法制水合肼副产盐和碱的处理方法的流程图。具体实施方式以下，根据图1对本专利技术的具体实施方式进行说明。步骤1，粗肼制备。由尿素液和次氯酸钠在反应塔内反应产生水合肼，反应塔中的粗肼温度在100度—110度，副产物包括氯化钠和碳酸钠以及少量的氢氧化钠。步骤2，蒸馏步骤，不经冷却，将高温的粗肼打入蒸发系统，在温度80-115度，负压0.05-0.08Mpa条件下，加热蒸馏，蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尿素法制水合肼副产物的处理方法，其特征在于，粗肼制备步骤(步骤1)，由尿素液和次氯酸钠在反应塔内反应产生水合肼，反应塔中的粗肼温度在100度—110度，副产物包括氯化钠和碳酸钠；蒸馏步骤(步骤2)，不经冷却，将高温的粗肼打入蒸发系统加热蒸馏水分，得到蒸馏粗肼；沉淀步骤(步骤3)，在蒸馏粗肼中添加氯化镁，使氯化镁与粗肼中的碳酸钠发生化学反应，产生沉淀；分离步骤(步骤4‑8)，用分离器分离沉淀物，得到沉淀物和分离液；脱盐步骤(步骤10)，将分离液用蒸发系统脱盐，得到精制的水合肼。

【技术特征摘要】
1.一种尿素法制水合肼副产物的处理方法，其特征在于，粗肼制备步骤(步骤1)，由尿素液和次氯酸钠在反应塔内反应产生水合肼，反应塔中的粗肼温度在100度—110度，副产物包括氯化钠和碳酸钠；蒸馏步骤(步骤2)，不经冷却，将高温的粗肼打入蒸发系统加热蒸馏水分，得到蒸馏粗肼；沉淀步骤(步骤3)，在蒸馏粗肼中添加氯化镁，使氯化镁与粗肼中的碳酸钠发生化学反应，产生沉淀；分离步骤(步骤4-8)，用分离器分离沉淀物，得到沉淀物和分离液；脱盐步骤(步骤10)，将分离液用蒸发系统脱盐，得到精制的水合肼。2.根据权利要求1所述的一种尿素法制水合肼副产物的处理方法，其特征在于，还具有煅烧步骤(步骤9)，将分离步骤中分离出的沉淀物用水洗涤除杂后煅烧成氧化镁。3.根据权利要求1所述的一种尿素法制水合肼副产物的处理方法，其特征在于，所述分离步骤(步骤4-8)包括，用分离器分离沉淀物得到一次分离液和沉淀物的步骤(步骤4)，将沉淀物用蒸馏步骤中产生的蒸汽冷凝水打浆，得到一次打浆液的步骤(步骤5)，蒸汽冷凝水量是原粗肼体积的20％--30％，优选23％，将一次打浆液用分离器分离沉淀物，得到二次分离液和沉淀物的步骤(步骤6)，将沉淀物用工业用水打浆，得到二次打浆液的步骤(步骤7)，将二次打浆液用分离器分离沉淀物，得到三次分离液和沉淀物的步骤(步骤8)，所述一次分离液、二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：王石军，李生廷，许振琪，王元福，李建业，张义勇，侯元昇，王树龙，于雪峰，李秋英，
申请(专利权)人：青海盐湖工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63