一种水合肼的制备方法技术

本发明专利技术提供一种水合肼的制备方法，包括如下步骤：称取一定量的氨水和丁酮和过氧化氢水溶液进行混合反应，制备出丁酮连氮；油水分离，水相浓缩返回步骤1重复利用；油相利用酸液调节pH至3；含有肼盐的溶液调pH值至9~12，肼盐被碱中和后生成水合肼，将溶液中的水合肼和水全部蒸出来，蒸馏冷凝液即为水合肼溶液，降低了生产成本；避免了水解副反应及其产物的产生，降低了水合肼中有机杂质的含量，提高了水合肼的纯度和品质，省去了水合肼的精制过程及其设备投资；同时本发明专利技术制备方法可在常压下进行，反应条件温和，生产过程更加安全稳定，水合肼收率大于85％。

A preparation method of hydrazine hydrate

The invention provides a preparation method of hydrazine hydrate, which comprises the following steps: weighing a certain amount of ammonia water and butanone and hydrogen peroxide aqueous solution for mixed reaction to prepare butanonitride; oil-water separation, water phase concentration and reuse step 1; oil phase adjusting pH to 3 by acid solution; solution containing hydrazine salt adjusting pH to 9-12, hydrazine hydrate is formed after neutralization by alkali, and the solution is reused. The distillation condensate is hydrazine hydrate solution, which reduces the production cost; avoids the production of hydrolysis side reaction and its products, reduces the content of organic impurities in hydrazine hydrate, improves the purity and quality of hydrazine hydrate, and saves the refining process and equipment investment of hydrazine hydrate; at the same time, the preparation method of the present invention can be carried out under atmospheric pressure and reaction conditions. Mild, the production process is more safe and stable, the yield of hydrazine hydrate is more than 85%.

【技术实现步骤摘要】
一种水合肼的制备方法
本专利技术涉及化工合成领域，特别涉及一种水合肼的制备方法。
技术介绍
水合肼又称水合联氨。纯品为无色透明的油状液体，有淡氨味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。常压下，肼可以和水形成共沸，工业上一般应用含量为40%-80%的水合肼水溶液或肼的盐。水合肼液体以二聚物形式存在，与水和乙醇混溶，不溶于乙醚和氯仿；水合肼还原性极强，与卤素、HNO3、KMnO4等激烈反应，在空气中可吸收CO2，产生烟雾。水合肼及其衍生物产品在许多工业应用中得到广泛的使用，用作还原剂、抗氧剂，用于制取医药、发泡剂等。目前国内生产水合肼的方法多为尿素法生产，也有部分采用酮连氮法生产。其中，尿素法是采用尿素与次氯酸盐在碱性溶液中进行反应得到水合肼，该方法得到的水合肼收率较低，在75-80％之间(以次氯酸钠计)。反应过程中每摩尔水合肼需要消耗4mol烧碱，还副产了大量的碳酸钠、氯化钠等无机盐类，由于制得的水合肼浓度较低，通过蒸发、浓缩还需要消耗大量的蒸汽，使得水合肼的原材料消耗、能耗均较高，不符合国家节能减排、循环经济的理念，将被逐步淘汰。酮连氮法是以氨、丙酮和次氯酸钠为原料进行氧化反应合成丙酮连氮，再将丙酮连氮在高温高压下水解制得水合肼。虽然该方法的收率较高，但丙酮连氮水解制水合肼的设备投资和能耗都较高，还有大量的含盐废水产生，由于含盐废水中盐浓度较高，存在大量的有机物，废水的处理难度很大、处理费用非常高，目前国内尚无处理后能达标排放的先例，存在一定的环境污染问题。目前，国外发达国家已普遍采用过氧化氢法制备水合肼。过氧化氢法是用氨、丁酮和过氧化氢为原料，首先合成丁酮连氮，然后将丁酮连氮在高温高压下水解制得水合肼。该方法虽然不产生含盐废水，无环境污染问题，但丁酮连氮的水解过程会产生较多的有机杂质，这些有机杂质的存在会降低水合肼的收率，还会影响水合肼的品质。为了将这些有机杂质从水合肼中去除，需要安装一套特殊的水合肼精制装置，另外由于丁酮连氮的性质很稳定，其水解反应必须在较高的温度和压力下进行，水解装置的设备要求较高、投资较大，水解所需要的蒸汽能耗也较高。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种水合肼的制备方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种水合肼的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）称取一定量的氨水和丁酮和过氧化氢水溶液进行混合反应，制备出丁酮连氮；（2）油水分离，水相浓缩返回步骤（1）重复利用；（3）油相利用酸液调节pH至3；（4）含有肼盐的溶液调pH值至9~12，肼盐被碱中和后生成水合肼，将溶液中的水合肼和水全部蒸出来，蒸馏冷凝液即为水合肼溶液。本专利技术的水合肼的制备方法，所述步骤1中反应过程中每摩尔过氧化氢添加0.2-5mol的催化剂。本专利技术的水合肼的制备方法，所述的催化剂为酰胺、铵盐或腈中的至少一种；所述的酰胺为甲酰胺、乙酰胺或丙酰胺，所述的铵盐为甲酸铵、乙酸铵或丙酸铵，所述的腈为乙腈或丙腈。本专利技术的水合肼的制备方法，所述每摩尔过氧化氢用1-4mol的丁酮、01.5-4mol的氨。本专利技术的水合肼的制备方法，所述油相pH所采用的酸为盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的至少一种，肼盐溶液的pH调节采用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙或氧化钙中的至少一种。本专利技术中，调节油相pH到弱酸性，所采用的酸可以是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸的一种或几种，本专利技术优选盐酸。本专利技术的方法，将肼盐溶液的pH调为碱性，所采用的碱可以是氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种。本专利技术优选氢氧化钙。水合肼的蒸馏分离工序可以采用单效、多效、热泵等蒸发工艺进行。本专利技术的有益效果：本专利技术省去了水解装置的巨额设备投资和大量的蒸汽消耗，降低了生产成本；避免了水解副反应及其产物的产生，降低了水合肼中有机杂质的含量，提高了水合肼的纯度和品质，省去了水合肼的精制过程及其设备投资；同时本专利技术制备方法可在常压下进行，反应条件温和，生产过程更加安全稳定，水合肼收率大于85％。具体实施方式实施例1将288g丁酮、56g甲酰胺、84g甲酸铵和120g水装入带回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，滴液漏斗内加入质量分数为50％过氧化氢68g(1mol)。将溶液温度升到50℃，开始通入氨气并滴加过氧化氢，控制反应温度为50℃，将68g氨气在2～3小时通完，过氧化氢在3～4小时滴完。滴加完毕后将温度升至60℃，保持60℃继续反应1.5小时。反应完毕后，停止加热和搅拌，待反应液冷却后转入分液漏斗中，将水相和油相分离，油相中丁酮连氮含量为52.3％。将水相蒸馏浓缩，回收氨、丁酮和催化剂。将油相转入带蒸馏冷凝管、温度计和搅拌的四口烧瓶中，开启搅拌，向油相中缓慢加入盐酸(15％)，调节pH值为4，然后开启油浴加热，常压蒸馏，将溶液中的丁酮蒸出，冷凝回收丁酮。向烧瓶溶液中加入氢氧化锂溶液调节pH为11，待搅拌均匀后开启油浴加热，在常压下蒸馏，将烧瓶内溶液蒸干，得冷凝液，水合肼浓度为148g/l，收率为87.1％。实施例2将150g丁酮、52g乙酸铵、63g乙酰胺和156g质量百分比浓度为25％的氨水装入带回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，滴液漏斗内加入质量分数为90％过氧化氢37.8g(1mol)。水浴加热，将溶液温度升到30℃，开始滴加过氧化氢，控制反应温度为30℃，3～4小时滴完。滴加完毕后将温度升至45℃，保持45℃继续反应3小时。反应完毕后，停止加热和搅拌，将反应液转入分液漏斗中，将水相和油相分离，油相中丁酮连氮含量为95.5％。将水相蒸馏浓缩，回收氨、丁酮和催化剂。将油相转入带蒸馏冷凝管、温度计和搅拌的四口烧瓶中，开启搅拌，向油相中缓慢加入硫酸(10％)，调节pH值为3～4，然后开启油浴加热，常压蒸馏，将溶液中的丁酮蒸出，冷凝回收丁酮。向烧瓶溶液中加入氢氧化钠溶液调节pH为9，待搅拌均匀后开启油浴加热，在常压下蒸馏，将烧瓶内溶液蒸干，得冷凝液，水合肼浓度为150g/l，收率为85.2％。以上对本专利技术的具体实施进行了详细描述，但是只是作为一个范例，本专利技术并不限制于以上描述的具体实施案例，对本专利技术进行的等同修改也在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水合肼的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：称取一定量的氨水和丁酮和过氧化氢水溶液进行混合反应，制备出丁酮连氮；油水分离，水相浓缩返回步骤（1）重复利用；油相利用酸液调节pH至3；含有肼盐的溶液调pH值至9~12，肼盐被碱中和后生成水合肼，将溶液中的水合肼和水全部蒸出来，蒸馏冷凝液即为水合肼溶液。

【技术特征摘要】
1.一种水合肼的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：称取一定量的氨水和丁酮和过氧化氢水溶液进行混合反应，制备出丁酮连氮；油水分离，水相浓缩返回步骤（1）重复利用；油相利用酸液调节pH至3；含有肼盐的溶液调pH值至9~12，肼盐被碱中和后生成水合肼，将溶液中的水合肼和水全部蒸出来，蒸馏冷凝液即为水合肼溶液。2.如权利要求1所述的水合肼的制备方法，其特征在于：步骤1中反应过程中每摩尔过氧化氢添加0.2-5mol的催化剂。3.如权利要求2所述的水合肼的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱嘉震，李海存，王金才，田旭，宋长红，
申请(专利权)人：山东斯递尔化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37