一種提高酮連氮法水合肼蒸餾過程中酮連氮收率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用氨、次氯酸鈉、丙酮為原料生成水合肼過程中提高收率的方法， 更具體地說，是一種蒸餾過程中提高酮連氮收率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水合肼，又名：水合聯(lián)氨，化學(xué)式為Ν2Η4 · H20,為強(qiáng)還原劑，是重要的化工原料，也 是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、發(fā)泡劑、顯影劑、抗氧化劑的原料；用于鍋爐水去氧、高純金屬制取、有 機(jī)化合物合成及還原、稀有元素分離，還用作火箭燃料及炸藥的制造，隨著技術(shù)的進(jìn)步、社 會(huì)的發(fā)展，近年來水合肼的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬。水合肼的生產(chǎn)方法主要有拉西法、尿素 法、酮連氮法、雙氧水法以及空氣氧化法等。本發(fā)明提到的水合肼生產(chǎn)方法為酮連氮法，它 是采用丙酮、次氯酸鈉與氨反應(yīng)生產(chǎn)中間體一酮連氮，酮連氮水解生產(chǎn)水合肼。其主要化學(xué) 反應(yīng)方程式為：
[0003] 2Na0H+Cl2-NaCl+NaC10+H20
[0004] NH3+NaC10 - NH2Cl+NaOH
[0005] 2CH3C0CH3+NH3+NH 2Cl+Na0H - (CH3)2C = N-N = (CH3)2C+3H20+NaCl
[0006] (CH3) 2C = N-N = C (CH3) 2+3H20 - N2H4 · H20+2CH3C0CH3
[0007] 從上述化學(xué)反應(yīng)中可以看到，氨、丙酮、次氯酸鈉合成生產(chǎn)酮連氮的過程中要產(chǎn)生 氯化鈉，同時(shí)原料次氯酸鈉要帶入一定量的氯化鈉，因反應(yīng)液中氯化鈉全部溶解在物料體 系中，現(xiàn)有技術(shù)中要進(jìn)行分離最有效的方法是通過加熱精餾來分離，反應(yīng)中過量的丙酮和 氨及部分水和酮連氮等輕組分自蒸餾塔頂分別進(jìn)入氨和丙酮回收系統(tǒng)進(jìn)行處理，酮連氮去 水解，而塔底含氯化鈉鹽水則排出進(jìn)行另行處理。
[0008] 因?yàn)檎麴s過程中有大量的水存在同時(shí)溫度、壓力等條件與水解裝置類似，在這種 條件下酮連氮將發(fā)生水解生成水合肼和丙酮，而水合肼的沸點(diǎn)在整個(gè)物料體系中沸點(diǎn)較 高，屬于重組分，在蒸餾過程中將進(jìn)入塔釜中與氯化鈉鹽水一起排出，這樣將大幅降低蒸餾 過程中收率，如申請(qǐng)?zhí)枮?01310628958. 0的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種處理酮連氮法制水 合肼高鹽廢水的方法，向高鹽廢水中通入丙酮，將廢鹽水中的水合肼轉(zhuǎn)化為酮連氮。該方法 允許一定量的水合肼存在于塔釜的副產(chǎn)鹽水中，在后續(xù)過程中對(duì)副產(chǎn)鹽水氣提加入丙酮回 收酮連氮，因此不僅增加了處理步驟，而且向體系中加入了更多的丙酮，體系中丙酮過多會(huì) 導(dǎo)致酮連氮在水解過程中逆反應(yīng)的發(fā)生，降低水合肼收率。
[0009] 因此，如何通過控制塔釜副產(chǎn)鹽水中水合肼的量而提高酮連氮的收率成為關(guān)鍵， 且丙酮的加入形式、丙酮加入量、丙酮在蒸餾塔的加入位置及反應(yīng)液的溫度不同，使得蒸餾 過程中酮連氮的收率不同，同時(shí)帶入副產(chǎn)鹽水中的水合肼含量也會(huì)不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是為解決上述問題而提供一種提高酮連氮法水合肼蒸餾過程中酮 連氮收率的方法，使用該方法將蒸餾過程中生成的水合肼回收，降低塔釜水合肼含量，提高 蒸餾過程中酮連氮的收率，從而進(jìn)一步提高酮連氮法制水合肼的收率，且防止水合肼進(jìn)入 副產(chǎn)鹽水中增加后續(xù)處理難度。
[0011] 酮連氮水解生成水合肼反應(yīng)為可逆反應(yīng)，水合肼很容易與丙酮反應(yīng)生酮連氮，但 在整個(gè)蒸餾塔中，丙酮為上升氣體，水合肼為下降液體，水解生成后的水合肼沒有機(jī)會(huì)和丙 酮接觸而生成酮連氮，最終進(jìn)入鹽水中排出損失掉。為了提高酮連氮收率、防止酮連氮水解 后生成的水合肼進(jìn)入副產(chǎn)鹽水中增加后續(xù)處理難度，設(shè)計(jì)了如下技術(shù)方案：
[0012] -種提高酮連氮法水合肼蒸餾過程中酮連氮收率的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)將酮連氮法水合肼生產(chǎn)過程中合成反應(yīng)的反應(yīng)液通過換熱器與蒸餾塔處理后 的副產(chǎn)鹽水換熱后送入蒸餾塔，換熱后反應(yīng)液溫度為90-110°C ;
[0014] (2)在蒸餾塔進(jìn)料板下5-15塊塔板之間通入氣相丙酮，所述氣相丙酮和反應(yīng)液的 體積比為0. 2-0. 4,氣相丙酮和反應(yīng)液中水合肼反應(yīng)生成酮連氮，反應(yīng)生成的輕組分酮連氮 及過量的丙酮通過蒸餾從液體中分離出來，經(jīng)塔頂回收。
[0015] 期間，發(fā)生如下反應(yīng)：
[0016] N2H4 · H20+2CH3C0CH3- (CH 3) 2C = N-N = C (CH3) 2+3H20
[0017] 其中，所述步驟（2)反應(yīng)液中過量的丙酮及反應(yīng)生成的酮連氮與反應(yīng)液中的酮連 氮、丙酮、氨通過蒸餾從液體中分離出來，經(jīng)塔頂回收后送回到酮連氮法水合肼生產(chǎn)系統(tǒng) 中，丙酮、氨作為酮連氮法水合肼生產(chǎn)原料使用，酮連氮去水解得到水合肼。
[0018] 本發(fā)明對(duì)合成反應(yīng)液酮連氮收率做了如下實(shí)驗(yàn)：
[0019] 表1為反應(yīng)液溫度對(duì)酮連氮收率的影響，由表1可知，反應(yīng)液溫度為70°C時(shí)，副產(chǎn) 鹽水中水合肼含量為5g/L，酮連氮收率較低；反應(yīng)液溫度為90-1KTC時(shí)，副產(chǎn)鹽水中水合 肼含量明顯減少，酮連氮收率高。
[0020] 表1反應(yīng)液溫度對(duì)酮連氮收率的影響
[0022] 表2為丙酮與反應(yīng)液比例對(duì)酮連氮收率的影響，由表2可知，氣相丙酮加入量與反 應(yīng)液的體積比小于〇. 2時(shí)，酮連氮收率明顯下降，氣相丙酮加入量與反應(yīng)液的體積比為0. 1 時(shí)，副產(chǎn)鹽水中水合肼含量為7g/L，酮連氮收率為78. 1%，當(dāng)氣相丙酮加入量與反應(yīng)液的 體積比大于0. 4時(shí)，收率提高，但增加后續(xù)回收丙酮的難度，丙酮回收不徹底將影響酮連氮 水解的效率。
[0023] 表2丙酮與反應(yīng)液比例對(duì)酮連氮收率的影響
[0024]
[0025] 表3為丙酮通入蒸餾塔位置對(duì)酮連氮收率的影響，假設(shè)反應(yīng)液進(jìn)料板位于第η層 塔板，由表3可知，在進(jìn)料板下5-15塊塔板之間通入氣相丙酮時(shí)副產(chǎn)鹽水中水合肼含量較 低，酮連氮收率較好；在丙酮通入位置在進(jìn)料板下5塊塔板以上時(shí)，由于下部塔板較多，且 也往下溫度越高，酮連氮更易水解生成水合肼，而這部分水合肼將不能被回收，因此水合肼 收率較低；在進(jìn)料板下15塊塔板下由于酮連氮水解生成的水合肼大量存在，需要通入較多 的氣相丙酮才能使水合肼反應(yīng)生成酮連氮，增加了蒸餾塔的負(fù)荷，同時(shí)對(duì)后續(xù)丙酮回收系 統(tǒng)帶來較大壓力。
[0026] 經(jīng)過測(cè)算蒸餾塔塔釜副產(chǎn)鹽水中水合肼含量每上升lg/L，蒸餾過程中酮連氮的收 率將下降4-5%。因此本發(fā)明方法通過降低塔釜副產(chǎn)鹽水中水合肼的含量，來提高蒸餾過程 中酮連氮的收率，進(jìn)而提高生產(chǎn)過程中水合肼的收率。
[0027] 表3丙酮通入位置蒸餾塔對(duì)酮連氮收率的影響
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用酮連氮水解生成水合肼反應(yīng)為可逆反應(yīng)，在蒸 餾塔中通入氣相丙酮，使蒸餾