[发明专利]丁酮连氮水解工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁酮连氮水解工艺。

技术背景

水合肼是一种重要的化工中间体，二次大战末，德国人将水合肼大量用于火箭推进剂，开始将其用于工业化生产，其后水合肼由军用转向民用，主要用于制造发泡剂、农业化学品和医药等。目前国内水合肼生产基本是采用尿素法。尿素法用腐蚀性强的氯作为氧化剂，生成的水合肼易被氧化，设备易被腐蚀，且产生的氯化钠或氯化铵难以经济方便地从产品中分离，污染环境。而国外主要采用酮连氮法跟双氧水法制备水合肼。双氧水法无盐类副产物，无环境污染，且氨过量少，连氮回收用相分离操作，能耗比其他方法低，并提高了产品品位。双氧水法制备水合肼工艺多出现在法国Atochem公司及日本MGC公司的专利。对于中间产物丁酮连氮水解制肼工艺在专利中虽有所提及，但工艺条件鲜有报道，在此基础上对丁酮连氮水解制肼的工艺进行了研究，获得较高的丁酮收率。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺合理、生产安全可靠、反应收率高、生产成本低、基本无三废的丁酮连氮水解工艺。

本发明的技术方案为：间歇釜式反应实验采用CJK-0.5型快开反应釜，丁酮连氮与水混合后一起加入反应釜，而后通入氮气加压到2MPa，然后调整搅拌桨到一定的转速，调高加热电压，开始加热反应釜，开启温度自动控制，使反应稳定进行；当反应结束后，用冷凝水使反应釜降温，泄压后将反应物料取出。反应精馏实验采用玻璃反应精馏塔在常压下进行，当塔顶温度达到规定温度时从塔顶出料口出料，在两次取样时间间隔长于45min后停止塔釜加热，当塔顶温度降为常温后停止通冷凝水，在塔釜温度降为常温后将反应物料取出。

具体实施方式

氢火焰气相色谱分析仪，毛细管柱，气相色谱工作站数据处理仪。分析条件：氮气柱前压力0.05MPa；氢气柱前压力0.05MPa；空气柱前压力0.05MPa；柱槽温度150℃；进样温度210℃；检测温度210℃。定量方法：归一化法。随着温度的升高，反应达到平衡的时间变短，反应速度随着温度的升高而增大，当温度达到190℃时，反应在一个小时内就基本达到平衡。并且随着温度的升高，丁酮连氮的浓度也随之减小，这说明温度升高对丁酮连氮的转化率提高有利，温度升高，丁酮连氮的转化率增大，当达到180℃后变化平稳，最终在190℃时丁酮连氮的转化率为23.4％。由于丁酮连氮水解制肼反应为可逆吸热反应，其转化率在反应温度为190℃时只有23.4％，为了提高反应的转化率，需打破反应的平衡限制，故在此选择反应精馏的方式，在反应过程中将反应生成的丁酮及时蒸出，从而提高反应的转化率及收率。由于在反应精馏过程中，生成的丁酮与反应物料中的水可形成最低共沸物，该共沸物的组成为丁酮89％、水11％(质量分数)，沸点为73.5℃，故在反应精馏过程中，水除了需要参加反应外，还需要与丁酮形成共沸物将丁酮带出，因此，在反应过程中水是过量的。同时由于形成的共沸物经过塔顶冷凝后可分层，上层为丁酮相，下层为水相，在此选用可分层的塔顶冷凝回流器，将上层丁酮相取出分析，下层水相回流。