一種提高酮連氮法水合肼蒸餾過程中酮連氮收率的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用氨、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】
[0002] 水合肼，又名：水合聯氨，化學式為Ν2Η4 · H20,為強還原劑，是重要的化工原料，也 是醫藥、農藥、染料、發泡劑、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，隨著技術的進步、社 會的發展，近年來水合肼的應用領域在不斷拓寬。水合肼的生產方法主要有拉西法、尿素 法、酮連氮法、雙氧水法以及空氣氧化法等。本發明提到的水合肼生產方法為酮連氮法，它 是采用丙酮、次氯酸鈉與氨反應生產中間體一酮連氮，酮連氮水解生產水合肼。其主要化學 反應方程式為：
[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] 從上述化學反應中可以看到，氨、丙酮、次氯酸鈉合成生產酮連氮的過程中要產生 氯化鈉，同時原料次氯酸鈉要帶入一定量的氯化鈉，因反應液中氯化鈉全部溶解在物料體 系中，現有技術中要進行分離最有效的方法是通過加熱精餾來分離，反應中過量的丙酮和 氨及部分水和酮連氮等輕組分自蒸餾塔頂分別進入氨和丙酮回收系統進行處理，酮連氮去 水解，而塔底含氯化鈉鹽水則排出進行另行處理。
[0008] 因為蒸餾過程中有大量的水存在同時溫度、壓力等條件與水解裝置類似，在這種 條件下酮連氮將發生水解生成水合肼和丙酮，而水合肼的沸點在整個物料體系中沸點較 高，屬于重組分，在蒸餾過程中將進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，如申請號為201310628958. 0的中國發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鹽水中，在后續過程中對副產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 導致酮連氮在水解過程中逆反應的發生，降低水合肼收率。
[0009] 因此，如何通過控制塔釜副產鹽水中水合肼的量而提高酮連氮的收率成為關鍵， 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液的溫度不同，使得蒸餾 過程中酮連氮的收率不同，同時帶入副產鹽水中的水合肼含量也會不同。
【發明內容】
[0010] 本發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，從而進一步提高酮連氮法制水合肼的收率，且防止水合肼進入 副產鹽水中增加后續處理難度。
[0011] 酮連氮水解生成水合肼反應為可逆反應，水合肼很容易與丙酮反應生酮連氮，但 在整個蒸餾塔中，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會和丙 酮接觸而生成酮連氮，最終進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 后生成的水合肼進入副產鹽水中增加后續處理難度，設計了如下技術方案：
[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過程中合成反應的反應液通過換熱器與蒸餾塔處理后 的副產鹽水換熱后送入蒸餾塔，換熱后反應液溫度為90-110°C ;
[0014] (2)在蒸餾塔進料板下5-15塊塔板之間通入氣相丙酮，所述氣相丙酮和反應液的 體積比為0. 2-0. 4,氣相丙酮和反應液中水合肼反應生成酮連氮，反應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，經塔頂回收。
[0015] 期間，發生如下反應：
[0016] N2H4 · H20+2CH3C0CH3- (CH 3) 2C = N-N = C (CH3) 2+3H20
[0017] 其中，所述步驟（2)反應液中過量的丙酮及反應生成的酮連氮與反應液中的酮連 氮、丙酮、氨通過蒸餾從液體中分離出來，經塔頂回收后送回到酮連氮法水合肼生產系統 中，丙酮、氨作為酮連氮法水合肼生產原料使用，酮連氮去水解得到水合肼。
[0018] 本發明對合成反應液酮連氮收率做了如下實驗：
[0019] 表1為反應液溫度對酮連氮收率的影響，由表1可知，反應液溫度為70°C時，副產 鹽水中水合肼含量為5g/L，酮連氮收率較低；反應液溫度為90-1KTC時，副產鹽水中水合 肼含量明顯減少，酮連氮收率高。
[0020] 表1反應液溫度對酮連氮收率的影響
[0022] 表2為丙酮與反應液比例對酮連氮收率的影響，由表2可知，氣相丙酮加入量與反 應液的體積比小于〇. 2時，酮連氮收率明顯下降，氣相丙酮加入量與反應液的體積比為0. 1 時，副產鹽水中水合肼含量為7g/L，酮連氮收率為78. 1%，當氣相丙酮加入量與反應液的 體積比大于0. 4時，收率提高，但增加后續回收丙酮的難度，丙酮回收不徹底將影響酮連氮 水解的效率。
[0023] 表2丙酮與反應液比例對酮連氮收率的影響
[0024]
[0025] 表3為丙酮通入蒸餾塔位置對酮連氮收率的影響，假設反應液進料板位于第η層 塔板，由表3可知，在進料板下5-15塊塔板之間通入氣相丙酮時副產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料板下5塊塔板以上時，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生成酮連氮，增加了蒸餾塔的負荷，同時對后續丙酮回收系 統帶來較大壓力。
[0026] 經過測算蒸餾塔塔釜副產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%。因此本發明方法通過降低塔釜副產鹽水中水合肼的含量，來提高蒸餾過程 中酮連氮的收率，進而提高生產過程中水合肼的收率。
[0027] 表3丙酮通入位置蒸餾塔對酮連氮收率的影響
[0029] 本發明的有益效果是：本發明利用酮連氮水解生成水合肼反應為可逆反應，在蒸 餾塔中通入氣相丙酮，使蒸餾