連續化生產水合肼工藝的製作方法
2023-07-16 23:15:16 2
專利名稱：連續化生產水合肼工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及生產水合胼工藝，主要是一種連續化生產水合胼工藝。
背景技術：
水合胼又名水合聯氨，是胼的一水化合物(N2H4 · H20)，外觀為無色透明液體，能與水、醇任意混合，不溶於乙醚和氯仿。水合胼是一種重要的精細化工中間體，廣泛應用於合成農藥、醫藥、水處理、發泡劑、引發劑和固化劑等，開發利用前景廣闊。水合胼的生產方法有拉西法、尿素法、酮連氮法、雙氧水法、空氣氧化法。拉西法環境汙染嚴重，設備投資大，產品收率低，在國外已經基本上被淘汰。尿素法能耗和物耗高，生產的粗胼中含有大量的氯化鈉、碳酸鈉及氫氧化鈉等雜質，環保壓力比較大。酮連氮法明顯優於尿素法，其合成收率接近理論值，能耗約為尿素法的1/3。雙氧水法是酮連氮法的改進， 即採用雙氧水替代次氯酸鈉作為氧化劑，從而避免了次氯酸鈉作為氧化劑帶來的副產大量鹽的問題，是一種清潔生產工藝，目前國外重要的水合胼生產商多採用此法。國內大部分生產ADC發泡劑的廠家大多採用尿素法生產水合胼，其反應機理為H2NC0NH2+NaC10+2Na0H — N2H4 · H20+NaCl+Na2C03主要副反應①次氯酸鈉受熱分解
加執
2NaC10 ^· 2 NaCl+02②次氯酸鈉過量N2H4+2NaC10 — N2+2H20+2NaCl③尿素水解H2NC0NH2+2Na0H — 2NH3+Na2C03水合胼的產率直接關係到ADC發泡劑產品的產率，有效提高ADC發泡劑的產率， 不僅能降低能耗，提高原料利用率，更加能降低生產成本。因此提高水合胼得率一直是ADC 得率的關鍵，也是制約其生產工藝發展的瓶頸之一。國內採用尿素法生產，是將尿素、次氯酸鈉和催化劑氫氧化鈉同時投入反應釜中進行反應，該反應為放熱反應，次氯酸鈉在升溫過程中會分解放出活性氧，而水合胼是強還原劑，可與活性氧發生氧化還原反應；同時尿素也會和氫氧化鈉發生副反應生成氨氣，採用一次投料生產水合胼得到的水合胼含量最高為 75%左右，而ADC產品的得率僅為66%左右。
發明內容
本發明的目的正是要克服上述技術的不足，而提供一種連續化生產水合胼工藝。本發明解決其技術問題採用的技術方案本發明提供一種連續化生產水合胼工藝，該工藝的具體步驟如下(1)、首先稱量一定質量的尿素，加水，配製成300g/L的尿素溶液；向質量百分比濃度為25%氫氧化鈉溶液中通入氯氣，製成有效氯濃度為120g/L，游離鹼濃度150-160g/L 的次氯酸鈉溶液；O)、打開靜態混合器的冷凍鹽水進出口 ；將尿素溶液和次氯酸鈉溶液，按照尿素次氯酸鈉氫氧化鈉=1. 1-1. 2:1:2. 1-2. 2的質量比例，緩慢加入到靜態混合器中，並不斷攪拌，保持混合器溫度在20°C以下；反應時間為30-60min，確保低溫氧化反應的充分進行；(3)、待氧化反應完成後，打開靜態反應器出口，使物料進入反應釜中，快速對反應釜進行升溫，反應釜升溫至125°C後，物料出釜。作為優選，採用靜態混合器使尿素與次氯酸鈉發生充分氧化反應，選用的靜態混合器採用兩級或者多級。本發明有益的效果是該工藝採用兩步法進行反應，即第一步尿素和次氯酸鈉進行低溫充分氧化反應，具體是採用兩個或者更多帶有冷凍鹽水夾套的靜態混合器，使物料在低溫下充分混合，確保氧化反應的充分進行，第二步是第一步的產物在氫氧化鈉的作用下高溫快速反應，發生霍夫曼重排，生成水合胼。該方法工藝簡單，可實現連續化生產，只需增加靜態混合器的數量，投資小，得到的水合胼含量為85%以上。
圖1為連續化生產水合胼的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合舉例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明所述的連續化生產水合胼工藝，具體步驟如下(1)、首先稱量一定質量的尿素，加水，配製成300g/L的尿素溶液；向質量百分比濃度為25%氫氧化鈉溶液中通入氯氣，製成有效氯濃度為120g/L，游離鹼濃度150-160g/L 的次氯酸鈉溶液；O)、打開靜態混合器的冷凍鹽水進出口 ；將尿素溶液和次氯酸鈉溶液，按照尿素次氯酸鈉氫氧化鈉=1. 1-1. 2:1:2. 1-2. 2的質量比例，緩慢加入到靜態混合器中，並不斷攪拌，保持混合器溫度在20°C以下；反應時間為30-60min，確保低溫氧化反應的充分進行；(3)、待氧化反應完成後，打開靜態反應器出口，使物料進入反應釜中，快速對反應釜進行升溫，反應釜升溫至125°C後，物料出釜。本發明採用分步法生產水合胼，目的是避免水合胼與次氯酸鈉或次氯酸鈉經高溫分解產生的活性氧發生氧化，造成水合胼的產率下降。第一步反應的產物在升溫過程中，與氫氧化鈉進行霍夫曼重排，生成水合胼，第一步反應的產物與氫氧化鈉的霍夫曼重排反應是在升溫並且快速完成的，溫度升至125°C立即出料。採用靜態混合器首先使尿素與次氯酸鈉發生充分氧化反應，選用的靜態混合器可採用兩級或者多級；由於尿素和次氯酸鈉發生氧化反應屬於放熱反應，因此反應過程中，要通冷凍鹽水進行降溫，溫度保持在20°C以下；尿素與次氯酸鈉的氧化反應時間為 30-60min,目的是保證氧化反應的充分進行，防止後續升溫造成未反應的次氯酸鈉發生分解放出活性氧，氧化生成的水合胼，造成水合胼的產率下降；同時避免尿素與氫氧化鈉發生水解反應，造成水合胼的產率下降。實施例1
首先，將濃度為25%氫氧化鈉溶液中，通入氯氣，製備成有效氯濃度為120g/L，游離鹼濃度為150-160g/L的次氯酸鈉溶液，稱取5kg尿素加入17L水配製成溶液，，並開啟靜態混合器的冷凍鹽水進出口，保持恆溫20°C。經尿素和次氯酸鈉加入反應器中，不斷攪拌， 30min後，將反應器的出口打開，使物料進入反應釜中，迅速對反應釜加熱，升溫至125°C， 物料出釜。經檢測水合胼的得率為85%。實施例2首先，將濃度為25%氫氧化鈉溶液中，通入氯氣，製備成有效氯濃度為120g/L，游離鹼濃度為150-160g/L的次氯酸鈉溶液，稱取5kg尿素加入17L水配製成溶液，，並開啟靜態混合器的冷凍鹽水進出口，保持恆溫20°C。經尿素和次氯酸鈉加入反應器中，不斷攪拌， 40min後，將反應器的出口打開，使物料進入反應釜中，迅速對反應釜加熱，升溫至125°C， 物料出釜。經檢測水合胼的得率為87%。實施例3首先，將濃度為25%的氫氧化鈉溶液中，通入氯氣，製備成有效氯濃度為120g/ L,游離鹼濃度為150-160g/L的次氯酸鈉溶液，稱取5kg尿素加入17L水配製成溶液，，並開啟靜態混合器的冷凍鹽水進出口，保持恆溫20°C。經尿素和次氯酸鈉加入反應器中，不斷攪拌，60min後，將反應器的出口打開，使物料進入反應釜中，迅速對反應釜加熱，升溫至 125°C，物料出釜。經檢測水合胼的得率為90%。可以理解的是，對本領域技術人員來說，對本發明的技術方案及發明構思加以等同替換或改變都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種連續化生產水合胼工藝，其特徵是該工藝的具體步驟如下(1)、首先稱量一定質量的尿素，加水，配製成300g/L的尿素溶液；向質量百分比濃度為25%氫氧化鈉溶液中通入氯氣，製成有效氯濃度為120g/L，游離鹼濃度150-160g/L的次氯酸鈉溶液；O)、打開靜態混合器的冷凍鹽水進出口 ；將尿素溶液和次氯酸鈉溶液，按照尿素次氯酸鈉氫氧化鈉=1. 1-1. 2:1:2. 1-2. 2的質量比例，緩慢加入到靜態混合器中，並不斷攪拌，保持混合器溫度在20°C以下；反應時間為30-60min，確保低溫氧化反應的充分進行；(3)、待氧化反應完成後，打開靜態反應器出口，使物料進入反應釜中，快速對反應釜進行升溫，反應釜升溫至125°C後，物料出釜。
2.根據權利要求1所述的連續化生產水合胼工藝，其特徵是採用靜態混合器使尿素與次氯酸鈉發生充分氧化反應，選用的靜態混合器採用兩級或者多級。
全文摘要
本發明涉及一種連續化生產水合肼工藝，該工藝採用兩步法進行反應，即第一步尿素和次氯酸鈉進行低溫充分氧化反應，具體是採用兩個或者更多帶有冷凍鹽水夾套的靜態混合器，使物料在低溫下充分混合，確保氧化反應的充分進行，第二步是第一步的產物在氫氧化鈉的作用下高溫快速反應，發生霍夫曼重排，生成水合肼。本發明有益的效果該方法工藝簡單可實現連續化生產，只需增加靜態混合器的數量，投資小，得到的水合肼含量為85％以上。
文檔編號C01B21/16GK102153056SQ20111003988
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月15日 優先權日2011年2月15日
發明者董梅, 陳海賢 申請人:杭州海虹精細化工有限公司