專利名稱：制備濃縮水合肼溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備濃縮水合肼溶液的方法。
水合肼是有機(jī)化學(xué)和藥物化學(xué)的重要中間體，廣泛應(yīng)用于發(fā)泡劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、感光材料、合成纖維、稀有金屬分離和液體燃料等領(lǐng)域。隨著我國(guó)合成樹(shù)脂和橡膠業(yè)以及醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展，水合肼的需求量呈逐年上升的趨勢(shì)。我國(guó)水合肼都是使用尿素次氯酸鈉氧化法，其反應(yīng)方程式為，這樣的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來(lái)的水合肼母液含有十水碳酸鈉和水分，一般水合肼的含量為5％-6％，為了達(dá)到水合肼產(chǎn)品的成品要求，在工序上必須蒸發(fā)提濃，該方法存在如下缺點(diǎn)粗水合肼中含有12％-14％的碳酸鈉，當(dāng)進(jìn)入蒸發(fā)器后，因碳酸鈉晶體細(xì)，所以離心分鹽時(shí)效果差，損失水合肼5％-8％，損失氫氧化鈉10％，使蒸發(fā)水合肼的收率僅有91％-92％，而且需要耗用大量的蒸汽能量每生產(chǎn)1噸80％的水合肼成品耗用蒸汽35-40噸，堿耗4.7-5.0噸。
本發(fā)明的目的是提供一種制備濃縮水合肼的方法以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本方法在水合肼母液蒸發(fā)提濃之前增加了預(yù)冷、冷凍除去十水碳酸鈉和部分水分的工序，提高了蒸發(fā)收率，從而減少了蒸發(fā)工序的能量消耗，降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的制備濃縮水合肼的方法，技術(shù)方案為a、水合肼母液的制取過(guò)程在氯化釜中加入氯氣和42％濃度的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉和混合溶液，再把混合溶液離心分離，除去氯化鈉，除去率為65％-75％，離心后得到25％-27％的次氯酸鈉溶液；將次氯酸鈉溶液，30％的尿素溶液，42％的氫氧化鈉溶液和催化劑送入合成器中混合后加熱生成粗水合肼母液；b、除十水碳酸鈉過(guò)程將粗水合肼母液放入熱交換式預(yù)冷器進(jìn)行預(yù)冷，再放入熱交換式冷凍結(jié)晶釜，使用液氨作冷源，將粗水合肼母液冷卻至-3℃-0℃，然后離心處理，除去十水碳酸鈉，除去率為70％-80％，十水碳酸鈉經(jīng)蒸發(fā)、鍛燒制得工業(yè)純堿；除去十水碳酸鈉后的水合肼溶液作為冷源進(jìn)入預(yù)冷器預(yù)冷新的粗水合肼溶液，同時(shí)吸熱，溫度上升到40℃-60℃；c、蒸發(fā)過(guò)程過(guò)程將已除去十水碳酸鈉的水合肼溶液進(jìn)入反向循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，反向循環(huán)蒸發(fā)器由軸流泵提供動(dòng)力，這就提高了物料的循環(huán)速度，提高了蒸發(fā)強(qiáng)度。蒸發(fā)后的水和水合肼蒸汽直接進(jìn)入分餾塔，提濃后得到45％-55％的水合肼溶液，再經(jīng)精餾得到80％的成品水合肼。
本發(fā)明新增連續(xù)回收十水碳酸鈉工序，粗水合肼溶液中碳酸鈉中除去率70％-80％，也由于除去十水碳酸鈉的同時(shí)，溶液中的水也帶出一部分，而使除去十水碳酸鈉后的粗水合肼溶液中水合肼的含量由5-6％提高到6.5-8％，而水合肼?lián)p失不到1％，使每生產(chǎn)1噸80％水合肼時(shí)，蒸發(fā)粗水合肼溶液的體積減少20-30％，使在蒸發(fā)過(guò)程中節(jié)約蒸汽10-15噸，蒸汽消耗量35-40噸下降到20-25噸，同時(shí)因蒸發(fā)粗水合肼溶液的體積量的減少，將提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力20-30％，水、電消耗也將下降20-30％，也由于碳酸鈉的除去，使蒸發(fā)器排出的離心鹽因結(jié)晶顆粒粗，減少水合肼的損失，可使蒸發(fā)工序的收率由91-92％提高到95-97％，由此降低了生產(chǎn)成本。另外，蒸發(fā)系統(tǒng)將自然循環(huán)方式改為軸流泵提供動(dòng)力強(qiáng)制循環(huán)方式，提高了物料的循環(huán)速度可達(dá)2-3米/秒，使設(shè)備的能力提高10％-12％。而且，在夾套式結(jié)晶釜的排管內(nèi)，冷卻介質(zhì)采用液氨而沒(méi)有采用常見(jiàn)的冷凍鹽水，就取消了鹽水箱、鹽水泵和其他附屬設(shè)備，這就大大減少了投資和運(yùn)行費(fèi)用。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例水合肼母液的制取過(guò)程在氯化釜中加入氯氣和42％濃度的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉和混合溶液，再把混合溶液離心分離，除去氯化鈉，除去率為65％-75％，離心后得到25％-27％的次氯酸鈉溶液；將次氯酸鈉溶液，30％的尿素溶液，42％的氫氧化鈉溶液和催化劑送入合成器中混合后加熱生成粗水合肼母液；在粗水合肼溶液中含水合肼5％，碳酸鈉13％，溫度為150℃。
除十水碳酸鈉過(guò)程將粗水合肼母液以15m3/h的速度連續(xù)進(jìn)入熱交換式預(yù)冷器進(jìn)行預(yù)冷，預(yù)冷器采用釜式內(nèi)加冷卻排管，熱交換面積為150-200m3。在預(yù)冷器里的冷源是上個(gè)工序中已除去十水碳酸鈉的溫度為-3℃的水合肼溶液。在預(yù)冷器中，粗水合肼溶液溫度由105℃降到40℃。再將預(yù)冷后的粗水合肼溶液連續(xù)放入熱交換式冷凍結(jié)晶釜，結(jié)晶釜采用外夾套釜式，內(nèi)加排管，熱交換面積為180-200m3，使用液氨作冷源，將粗水合肼母液冷卻至-3℃，然后連續(xù)進(jìn)入離心機(jī)(型號(hào)HR500N)中離心除去十水碳酸鈉，除去率為74.5％，十水碳酸鈉經(jīng)蒸發(fā)、鍛燒制得工業(yè)純堿；除去十水碳酸鈉后的水合肼溶液水合肼含量為7％，并作為冷源進(jìn)入預(yù)冷器預(yù)冷新的粗水合肼溶液，同時(shí)吸熱，溫度上升到50℃；作為冷源的液氨在夾套內(nèi)和排管內(nèi)吸熱后汽化，氣氨通過(guò)壓縮機(jī)壓縮使之液化循環(huán)使用。
蒸發(fā)過(guò)程將已除去十水碳酸鈉的水合肼溶液以進(jìn)入反向循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，反向循環(huán)蒸發(fā)器由HZW450軸流泵提供動(dòng)力，蒸發(fā)面積為250平方米，蒸發(fā)量為11立方米/小時(shí)，蒸發(fā)后的水和水合肼蒸汽直接進(jìn)入分餾塔，提濃后得到45％-55％的水合肼溶液，再經(jīng)精餾得到80％的成品水合肼。蒸發(fā)時(shí)析出的鹽類經(jīng)采鹽泵采出經(jīng)離心后，再處理生產(chǎn)工業(yè)純堿和氯化鈉。
在蒸發(fā)器中采用反向循環(huán)方式是因?yàn)榉聪蜓h(huán)泵可以避免蒸發(fā)器內(nèi)的加熱管管口結(jié)鹽堵塞，從而延長(zhǎng)了蒸發(fā)器的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。
權(quán)利要求
1.制備濃縮水合肼的方法，包括水合肼母液的制取過(guò)程在氯化釜中加入氯氣和42％濃度的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉和混合溶液，再把混合溶液離心分離，除去氯化鈉，將次氯酸鈉溶液，尿素溶液，氫氧化鈉溶液和催化劑送入合成器中混合后加熱生成粗水合肼母液；其特征在于將粗水合肼母液放入熱交換式預(yù)冷器進(jìn)行預(yù)冷，再放入冷凍結(jié)晶釜，使用液氨作冷源，將粗水合肼母液冷卻至-5℃-0℃，然后離心處理，除去十水碳酸鈉；將已除去十水碳酸鈉的水合肼溶液預(yù)熱后進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)后的水和水合肼蒸汽直接進(jìn)入分餾塔，提濃后得到45％-55％的水合肼溶液，再經(jīng)精餾得到80％的成品水合肼。
2.如權(quán)利要求1所述的制備濃縮水合肼的方法，其特征在于需預(yù)冷的粗水合肼溶液和需預(yù)熱的已除去十水碳酸鈉的水合肼溶液在預(yù)冷器中互為熱源和冷源。
3.如權(quán)利要求1所述的制備濃縮水合肼的方法，其特征在于預(yù)熱后的水合肼溶液在蒸發(fā)器內(nèi)的循環(huán)方式為反向循環(huán)方式；反向循環(huán)蒸發(fā)器由軸流泵提供動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備濃縮水合肼的方法,其主要特征在于將水合肼母液放入熱交換式預(yù)冷器進(jìn)行預(yù)冷,再放入熱交換式冷凍結(jié)晶釜,使用液氨作冷源,冷卻至－5℃－0℃然后離心處理,除去十水碳酸鈉,再進(jìn)入反向循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā),蒸發(fā)后進(jìn)入分餾塔,提濃后得到45%－55%的水合肼溶液。本方法在水合肼母液蒸發(fā)提濃之前增加了除去十水碳酸鈉和部分水分的工序,提高了蒸發(fā)收率,減少了蒸發(fā)工序的能量消耗,降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C07C241/02GK1363512SQ0211337
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2002年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月10日
發(fā)明者孫永貴, 付永寬, 楊念東, 劉志明, 陳華, 袁雄, 覃仁蓮, 肖國(guó)華 申請(qǐng)人:宜賓天原集團(tuán)有限公司