一种由氯化铵制取氨和氯化氢气体的方法，其方法为：a，向反应器中依次加入氯化铵、水、叔胺、一种或多种极性有机溶剂，加热至沸腾，释放出氨气；b，向步骤a的剩余物料中加入一种或多种非极性有机溶剂，在负压条件下加热除去体系内的水和极性有机溶剂；c，向步骤b的剩余物料中向体系中加入除水试剂，然后过滤除去除水试剂，将体系中的水完全除去；d，将步骤c的滤液加热至沸腾，叔胺盐酸盐分解释放出氯化氢；e，步骤d的剩余物料进入步骤a的装置，循环利用。本发明专利技术工艺流程简单，操作弹性大，操作温度较低，对设备材质要求较低，而且所用溶剂可循环使用，适合于工业大规模分解氯化铵。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
氯化铵是联合制碱法生产纯碱时产出的副产品。目前，我国氯化铵的消费主要是以铵氮的形式加入复合肥，适用于水稻、小麦、棉花、麻类、蔬菜等作物，但是对少数的农作物如对干旱少雨地区以及对氯离子敏感的作物(如烟草、橙、桔、甘蔗等)不宜使用。而且，氯化铵作为氮肥只利用了其中的氮元素，有价值的氯元素却被白白浪费掉，还可能对土壤造成不良的影响。氯是化学工业产品中重要的元素，其基础产品如氯化氢和盐酸是无机化工和有机化工十分重要的化工原料。因此如何充分利用好氯化铵既是经济问题又是可持续发展的资源综合利用问题。从氯化铵的现实情况来看，如何将氯化铵成功分解或转化成更有价值的产品，以实现资源深度利用和制碱工业副产氯化铵的有效转化无疑将具有重大的现实意义，氯化铵分解成功也必将对纯碱、烧碱、盐酸和盐湖镁资源开发利用产生深远影响。目前，氯化铵的转化方法较多，归纳起来主要有以下四种1)硫酸法；幻硫酸氢盐法；3)金属氧化法；4)催化分解法。硫酸法技术比较成熟，工艺相对简单，但对设备材质要求高，成本相对较大；硫酸氢盐法可使原料循环利用，转化率较高，但体系操作温度高，对反应器材质和结构要求很高，工程应用难度大；金属氧化法步骤较多、线路长、工艺比较繁琐， 但作为分解剂的金属氧化物可循环利用，转化率高，成本低廉、操作简单、容易工程化；催化分解法流程短、工艺简单、转化率也比较理想，但产物不能循环利用，还要消耗一定量昂贵的催化剂，生产成本太高。国内在此方面的研究仅仅局限于硫酸法、硫酸氢盐法和金属氧化法三方面。采用硫酸法、硫酸氢盐法以中国专利 200410020423. 6,200710049694. 8,200710143384. 2、 200710143886.5,200710143589. X,200710146327. X,200810045047. 4,200810056435. 2 比较具有代表性。金属氧化法中氧化镁法研究居多，以四川大学与昊华西南公司的合作研究最具代表性，且成效明显。在专利US4305917A中介绍了采用叔胺、仲胺来萃取氯化铵中的氯化氢，再加热生成的盐酸盐释放出氯化氢，达到将氯化铵分布分解为氨气和氯化氢的目的。美国专利 US4230681A中介绍了由胺的盐酸盐分解释放氯化氢的方法，在一定的有机溶剂下，加热到 12(T250°C，用惰性气体作为载体将释放出的氯化氢带出气体。经我们研究表明，体系的温度如果低于所用的胺的盐酸盐的分解温度，则无论是否通入惰性气体，都不会有氯化氢释放出来。在这两个专利中，虽然都介绍了用胺来萃取氯化铵中的氯化氢，以及胺的盐酸盐的分解，但是侧重点不一样。如果采用胺类物质将氯化铵分步分解为氨气和氯化氢，必须将两者结合在一起，不仅氨气的释放程度要高，而且氯化氢的释放程度也要高。从资源有效利用方面，所用的胺类物质必须循环使用，才可能使胺分解氯化铵为氨气和氯化氢的过程具有经济效益。因此，必须从胺的结构进行考虑，胺的盐酸盐要有一定的稳定性，才能保证氯化铵中的氮元素完全释放，同时稳定性也不能太强，否则很难分解释放出氯化氢。因此，仲胺虽然可以用于分解氯化铵释放出氨气，但是伯胺盐酸盐的分解相当困难，甚至还未分解时就发生副反应。同时体系中微量水的存在都会抑制胺的盐酸盐的分解，因此，在胺的盐酸盐分解前，必须将体系中的水和极性溶剂完全除去。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经济有效的、转化率高、适合工业化生产的。本专利技术采用叔胺在水、极性溶剂和非极性溶剂的条件下分解氯化铵，释放出氨气， 然后加热将体系中大量的水和极性溶剂除去，再加入除水试剂进一步除去体系中残留的微量水，在更高的温度下叔胺盐酸盐分解释放出氯化氢。该方法剩余的叔胺和非极性溶剂可重复利用，基本无三废排放，是一种经济、高效、环境友好的将氯化铵分解为氨气和氯化氢的方法，操作方法简单，适合于工业大规模分解氯化铵。本专利技术所述的一种由氯化铵制取氨和氯化氢的方法，其步骤为a)，向反应器中依次加入氯化铵、水、叔胺、一种或多种极性有机溶剂，加热至沸腾，释放出氨气。b)，向步骤(a)剩余物料中加入一种或多种非极性有机溶剂，在负压条件下加热除去体系内的水和极性有机溶剂。c)，向步骤(b)剩余物料中向体系中加入除水试剂，然后除去除水试剂，将体系中的水完全除去。d)，将步骤(C)的剩余物质加热至沸腾，叔胺盐酸盐分解释放出氯化氢。e)，步骤(d)的剩余物料叔胺和非极性溶剂进入步骤a装置，循环利用。本专利技术所述的一种由氯化铵制取氨和氯化氢的方法中，所用的水与氯化铵的摩尔比是4:广1:4。所用的叔胺可以是一种，也可以是多种叔胺的混合物，其中与氮原子相连的支链含碳原子总数应为15 36个，最多只能有1个甲基相连，剩余的支链碳原子数至少为6 个，其支链可为烷烃、芳烃等。如三己胺、三庚胺、三辛胺、三(2-乙基己基)胺、二(2-乙基己基)甲基胺、二癸基乙基胺、三(十二烷基)胺、十二烷基二异丙基胺、十二烷基二丁基胺、 十二烷基二异丁基胺、十二烷基异丁基甲基胺、二异十五烷基异丙基胺、N, N- 二辛基苯胺、 N，N-二-十二烷基苯胺等。叔胺与氯化铵的摩尔比1:广3:1、。当然，上述提及的胺类物质是比较具有代表性的，但并不是一定是最优的和仅有的选择。极性溶剂的沸点在30Π50 之间，至少比非极性溶剂的沸点低20°C。合适的极性溶剂可以从不同种类的醇、酯、醚、酰胺、酮、取代烷烃和取代芳族化合物中选择，如含有 1-12个C原子的伯、仲、叔醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、2-乙基-己醇、癸醇、环己醇和丁基醋酸、二正丁醚、1，4-二氧杂环乙烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、丙酮、硝基甲烷、硝基苯、苯基氰、苯酚，以及其烷基取代衍生物和苯甲醚。所用的极性溶剂预备氯化铵的摩尔比是1:2 10:1。非极性溶剂的沸点在120°C 250°C之间，至少比极性有机溶剂的沸点高20°C，并比所用的叔胺的沸点低30°C，同时不与体系中其它物质反应。合适的非极性溶剂可从烷烃、环烷烃、芳烃、石油馏分及相应的衍生物中选择。如甲基异丙基苯、1，2，3-三甲基苯， 1，2，4-三乙基苯、1，3，5-三乙基苯、1，2，3，4-四甲基苯、5-叔丁基-间二甲苯、3-苯基戊烷、十二烷基苯、辛烷、庚烷、癸烷、一十烷、十四烷等。非极性溶剂可以与胺一起于第一步加入体系中，也可以在第一步反应完后加入到体系中。所用的非极性溶剂与氯化铵的摩尔比为 1:2 5:1。在反应过程中，非极性溶剂的沸点最好高于所用的叔胺的盐酸盐的分解温度 (T40°C，而不能低于叔胺盐酸盐的沸点，否则不会有叔胺盐酸盐分解释放出氯化氢；当非极性溶剂的沸点高于叔胺盐酸盐的分解温度，但如果体系温度没有达到叔胺盐酸盐的分解温度，也不会有叔胺盐酸盐分解释放出氯化氢，也就是氯化氢生成过程体系的温度必须高于叔胺盐酸盐的分解温度。同时，体系温度也不能太高，否则叔胺或叔胺盐酸盐就会发生副反应，生成相应的伯胺、仲胺及其盐酸盐，这些副产物的存在不利于氯化氢的溢出。在氯化氢生成过程中，在体系温度高于叔胺盐酸盐的分解温度时，体系最好处于沸腾状态，更有利于生成的氯化氢溢出体系，进而缩短反应时间。除水试剂均为固体，同时不能与体系中的叔胺、叔胺盐酸盐、非极性溶剂反应。除水本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宗凡，梁雪松，李德高，朱严谨，杨亚斌，周艳，
申请(专利权)人：云南省化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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