一种合成水合肼的方法技术

本发明专利技术提供了一种合成水合肼的方法，该方法是采用被碱化的次氯酸盐溶液与氯化铵溶液混合，期间要保持氯化铵溶液微过量，氯化铵：次氯酸盐摩尔比为2~1：1，并控制反应温度在-30~0℃范围内，生成一氯胺，反应完成后再向其中通入过量的氨，反应保持在0~2.5MPa压力和-15~50℃温度条件下，合成水合肼。反应完成后，该反应母液经过真空蒸发，除去过量的氨；调节PH值到酸性，再进行蒸发结晶，使得其中的部分氯化铵结晶出来，经过离心过滤后回用；剩余的母液进行碱化，蒸发，把水合肼、氨、水等蒸发出来，把氨与水合肼进行分离，氨回用，剩余部分即为制得的水合肼。本发明专利技术的优点：把一步反应分为两步反应，通过低温、高压的工艺条件，使其均能达到最佳效果。杜绝了次氯酸盐等氧化性物质和生成的水合肼的副反应的发生，大幅度提高了水合肼的收率和浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水合肼领域，具体涉及ー种合成水合肼的方法。
技术介绍
水合肼又名水合联氨，是肼的一水化合物(N2H4 H2O)，外观为无色透明液体，能与水、醇任意混合，不溶于こ醚和氯仿。水合肼是ー种重要的精细化工中间体，广泛应用于合成农药、医药、水处理、发泡剂、引发剂和固化剂等，开发利用前景广阔。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得率在75-80% (以Cl计)之间。反应过程中每摩尔水合肼需要消耗4摩尔烧碱，还副产了大量的碳酸钠、氯化钠等无机盐类，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。酮连氮法虽然只需要消耗2摩尔烧碱，并把其中的氨等回收利用，減少了原材料消耗，但是由于由于其水解的需要，制备的水合肼浓度也在109^12%左右，后续还需要进行浓缩蒸发，也需要消耗大量的蒸汽。更重要的是，由于其引入了丙酮等有机物，使得酮连氮法生产的水合肼中含有较多的有机物残留，在医药等的使用中受到了限制。本专利技术提出ー种合成水合肼的方法，是在拉西法的基础上进行了改进，通过次氯酸盐与氯化铵反应，在低温的条件下，制备优质的ー氯胺，再有ー氯胺与过量的氨反应，合成水合肼。反应方程式如下NH4C1+C1(T=NH2C1+Cr+H20NH2C1+2NH3=N2H4+NH4C1改进了拉西法直接采用氨与次氯酸钠反应的方法，采用氯化铵溶液与次氯酸盐反应，由于氨是以铵离子的形式存在，其稳定性大大增加，浓度可以大幅度提高，可以制备出高浓度的一氯胺，为制备高浓度的水合肼提供了条件。高浓度的ー氯胺再与过量的氨在较高的压カ下进行反应，提高了氨的浓度，就可以制得较高浓度的水合肼。本专利技术把原本一段式反应改为分段式反应，分别针对不同反应阶段的特点，采用不同的反应条件和反应物料，提高參与反应的物料的浓度，杜绝了高氧化性的次氯酸盐与高还原性的水合肼接触的机会，減少了副反应的发生，控制其单步反应均有较高的收率，最終可以得到较高收率，较高浓度的水合肼溶液。同时，还对反应阶段副产的氯化铵进行蒸发结晶、回收利用，并根据反应物料平衡，加入碱性物质把剩余氯化铵中的铵根以氨的形式蒸发出来利用，做到了循环利用，吃干榨尽。该专利技术还避免了在水合肼中引入其他难以去除的有机物，提高了产品质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供，一种通过低温、高压，采用氯化铵、次氯酸盐、氨合成水合肼的方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的。这种合成水合肼的方法，该方法包括以下几个步骤a.配置次氯酸盐溶液，其有效氯含量为10(T400g/l，游离碱浓度在0.1moflmol/I之间； b.配置氯化铵溶液，NH4Cl的浓度在质量百分比10%及以上；c.为了保证反应温度可控，先把次氯酸盐溶液和氯化铵溶液降温，保证次氯酸盐溶液温度在20°C以下(优选15°C )，氯化铵溶液在0°C以下；d.向氯化铵溶液中加入次氯酸盐溶液，搅拌，并控制反应温度在-3(T0°C范围内，反应压カ可以在(TlMPa范围内，制备ー氯胺的反应过程中，应保持氯化铵过量，氯化铵有效氯摩尔比为1-2:1 ;优选1.1:1。e.反应完成后，反应母液与过量的氨混合,在0-2. 5MPa压カ下反应,控制反应温度为-15 50°C，反应中氨和ー氯胺的摩尔比为2-4:1 ;优选2. 5:1。f.反应结束后，对反应母液进行真空蒸发，除去其中过量的氨，经过收集后回用；g.分离的母液调节PH值至弱酸性，蒸发结晶，使得其中的部分氯化铵以结晶形式析出，经过离心分离，制得结晶氯化铵，回用； h.离心母液再调节PH值为碱性，进行蒸发，把其中的水合肼、水和氨全部蒸发出来，分离其中的氨，收集后回用；母液部分即为制得的水合肼。本专利技术的方法，次氯酸盐可以为次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙、次氯酸锂等的一种或几种。本专利技术的方法，次氯酸盐中的游离碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化锂等的ー种或几种，固液均可，优选液体。本专利技术的方法，氯化铵溶液的浓度为10%及以上，直至饱和。本专利技术的方法，其氯化铵溶液的温度应在-3(T0°C。优选-3(T-20°C范围内。本专利技术的方法，为了减少其他金属离子对反应生成的一氯胺的副反应的发生，可以在氯化铵溶液中添加氯化铵质量为0. 19T2%金属离子抑制剂。该抑制剂可以是可溶性镁盐、明胶、磷酸盐等对重金属、铜离子、铁离子等具有氧化还原性的离子具有螯合作用的添カロ剂。本专利技术的方法，在第一歩合成氯胺的过程中，应保持反应温度在-3(T0°C范围内。本专利技术优选-15°C。本专利技术的方法，于第二步合成水合肼的反应，通入的氨可以是氨气、氨水、液氨等的ー种或几种。本专利技术的方法，第二步合成水合肼的反应压力，是为了提高溶液中氨的浓度。压カ应在0 2. 5MPa范围内。本专利技术的方法，ー氯胺合成水合肼的反应温度为-15 50°C。本专利技术的方法，调节母液PH值到弱酸性，所采用的酸可以是盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸的ー种或几种。优选盐酸。本专利技术的方法，调节母液PH值到弱碱性，所采用的碱可以是氢氧化钠，氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氧化钙中的ー种或几种。固液均可，优选固体。本专利技术优选氧化钙或者氢氧化钙。本专利技术的方法，反应母液蒸发结晶可以采用单效、多效、热泵等蒸发エ艺进行。本专利技术的方法，其优点在于反应过程中，反应生成的氯化铵、反应中过量的氨、蒸发过正中蒸发出的氨均可以回收利用。本专利技术的方法，反应过程中，反应生成的氯化铵、反应中过量的氨、蒸发过正中蒸发出的氨均可以回收利用。在反应过程中，只是消耗了 NH3。本专利技术的有益效果为利用氯化铵的高溶解度，太高了溶液中铵根离子的含量，能够制备优质ー氯胺，再由ー氯胺与氨在高压カ条件下反应合成水合肼，在通过手续的处理措施，使得氯化铵、氨等均能够回收利用。克服了尿素法反应中大量无机盐的产生，減少了一半的烧碱消耗，同时克服了酮连氮法中水合肼溶液含有的有机残留的影响，不需要在进行后续的精制，提高了水合肼的质量。在原有拉西法的基础上，把一步反应分为两步反应，通过低温、高压的エ艺条件，使其均能达到最佳效果。杜绝了次氯酸盐等氧化性物质和生成的水合肼的副反应的发生，大幅度提高了水合肼的收率和浓度。附图说明图1是本专利技术的エ艺流程具体实施例方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进ー步阐述，实施例将帮助更好地理解本专利技术，但本专利技术并不仅仅局限于下述实施例。如图1所示，以次氯酸钠为例，该エ艺流程图用于解释本专利技术，而不用于限制本专利技术。实施例1 首先在150g/l的烧碱溶液中通入氯气，制备次氯酸钠溶液，控制反应温度为15°C，反应结束后测得其有效氯含量为117g/l，游离碱为15g/l，配置总量为1し置氯化铵溶液，NH4Cl的浓度在20%，合220g/l配置总量为440ml。向氯化铵溶液中添加0. 5g磷酸钠，再把氯化铵溶液降温到0°C，备用。反应在带有搅拌的夹套带压反应器内进行，夹套内有控制反应温度的冷媒。把氯化铵溶液倒入反应器内，打开冷媒，控制反应温度为-20°C，反应压カ为0. 05MPa，把次氯酸钠溶液滴加到反应器内，15分钟滴加完成。此时，參本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成水合肼的方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：a.配置次氯酸盐溶液，其有效氯含量为100~400g/l，游离碱浓度在0.1mol~1mol/l之间；b.配置氯化铵溶液，NH4Cl的浓度在质量百分比10%及以上；c.先把次氯酸盐溶液和氯化铵溶液降温，保证次氯酸盐溶液温度在20℃以下，氯化铵溶液在0℃以下；d.向氯化铵溶液中加入次氯酸盐溶液，搅拌，并控制反应温度在?30~0℃范围内，反应压力可以在0~1MPa范围内，制备一氯胺的反应过程中，应保持氯化铵过量，氯化铵：有效氯摩尔比为1?2:1；e.反应完成后，反应母液与过量的氨混合，在0?2.5MPa压力下反应，控制反应温度为?15~50℃，反应中氨和一氯胺的摩尔比为2?4:1；f.反应结束后，对反应母液进行真空蒸发，除去其中过量的氨，经过收集后回用；g.分离的母液调节PH值至弱酸性，蒸发结晶，使得其中的部分氯化铵以结晶形式析出，经过离心分离，制得结晶氯化铵，回用；h.离心母液再调节PH值为碱性，进行蒸发，把其中的水合肼、水和氨全部蒸发出来，分离其中的氨，收集后回用；母液部分即为制得的水合肼。

【技术特征摘要】
1.一种合成水合肼的方法，其特征在于该方法包括以下几个步骤a.配置次氯酸盐溶液，其有效氯含量为10(T4(K)g/l，游离碱浓度在O.lmoflmol/1之间；b.配置氯化铵溶液，NH4Cl的浓度在质量百分比10%及以上；c.先把次氯酸盐溶液和氯化铵溶液降温，保证次氯酸盐溶液温度在20°C以下，氯化铵溶液在0°c以下；d.向氯化铵溶液中加入次氯酸盐溶液，搅拌，并控制反应温度在-3(T0°C范围内，反应压力可以在(TlMPa范围内，制备一氯胺的反应过程中，应保持氯化铵过量，氯化铵有效氯摩尔比为1-2:1 ；e.反应完成后，反应母液与过量的氨混合，在0-2.5MPa压力下反应,控制反应温度为-15 50°C，反应中氨和一氯胺的摩尔比为2-4:1 ;f.反应结束后，对反应母液进行真空蒸发，除去其中过量的氨，经过收集后回用；g.分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海贤，魏增，
申请(专利权)人：杭州海虹精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：