专利名称：制备浓缩水合肼溶液的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备浓缩水合肼溶液的方法。
水合肼是有机化学和药物化学的重要中间体，广泛应用于发泡剂、医药、农药、染料、感光材料、合成纤维、稀有金属分离和液体燃料等领域。随着我国合成树脂和橡胶业以及医药行业的发展，水合肼的需求量呈逐年上升的趋势。我国水合肼都是使用尿素次氯酸钠氧化法，其反应方程式为，这样的生产工艺生产出来的水合肼母液含有十水碳酸钠和水分，一般水合肼的含量为5％-6％，为了达到水合肼产品的成品要求，在工序上必须蒸发提浓，该方法存在如下缺点粗水合肼中含有12％-14％的碳酸钠，当进入蒸发器后，因碳酸钠晶体细，所以离心分盐时效果差，损失水合肼5％-8％，损失氢氧化钠10％，使蒸发水合肼的收率仅有91％-92％，而且需要耗用大量的蒸汽能量每生产1吨80％的水合肼成品耗用蒸汽35-40吨，碱耗4.7-5.0吨。
本发明的目的是提供一种制备浓缩水合肼的方法以弥补现有技术之不足，本方法在水合肼母液蒸发提浓之前增加了预冷、冷冻除去十水碳酸钠和部分水分的工序，提高了蒸发收率，从而减少了蒸发工序的能量消耗，降低了生产成本。
本发明的目的是这样实现的制备浓缩水合肼的方法，技术方案为a、水合肼母液的制取过程在氯化釜中加入氯气和42％浓度的氢氧化钠溶液，反应生成次氯酸钠和氯化钠和混合溶液，再把混合溶液离心分离，除去氯化钠，除去率为65％-75％，离心后得到25％-27％的次氯酸钠溶液；将次氯酸钠溶液，30％的尿素溶液，42％的氢氧化钠溶液和催化剂送入合成器中混合后加热生成粗水合肼母液；b、除十水碳酸钠过程将粗水合肼母液放入热交换式预冷器进行预冷，再放入热交换式冷冻结晶釜，使用液氨作冷源，将粗水合肼母液冷却至-3℃-0℃，然后离心处理，除去十水碳酸钠，除去率为70％-80％，十水碳酸钠经蒸发、锻烧制得工业纯碱；除去十水碳酸钠后的水合肼溶液作为冷源进入预冷器预冷新的粗水合肼溶液，同时吸热，温度上升到40℃-60℃；c、蒸发过程过程将已除去十水碳酸钠的水合肼溶液进入反向循环蒸发器进行蒸发，反向循环蒸发器由轴流泵提供动力，这就提高了物料的循环速度，提高了蒸发强度。蒸发后的水和水合肼蒸汽直接进入分馏塔，提浓后得到45％-55％的水合肼溶液，再经精馏得到80％的成品水合肼。
本发明新增连续回收十水碳酸钠工序，粗水合肼溶液中碳酸钠中除去率70％-80％，也由于除去十水碳酸钠的同时，溶液中的水也带出一部分，而使除去十水碳酸钠后的粗水合肼溶液中水合肼的含量由5-6％提高到6.5-8％，而水合肼损失不到1％，使每生产1吨80％水合肼时，蒸发粗水合肼溶液的体积减少20-30％，使在蒸发过程中节约蒸汽10-15吨，蒸汽消耗量35-40吨下降到20-25吨，同时因蒸发粗水合肼溶液的体积量的减少，将提高蒸发器的生产能力20-30％，水、电消耗也将下降20-30％，也由于碳酸钠的除去，使蒸发器排出的离心盐因结晶颗粒粗，减少水合肼的损失，可使蒸发工序的收率由91-92％提高到95-97％，由此降低了生产成本。另外，蒸发系统将自然循环方式改为轴流泵提供动力强制循环方式，提高了物料的循环速度可达2-3米/秒，使设备的能力提高10％-12％。而且，在夹套式结晶釜的排管内，冷却介质采用液氨而没有采用常见的冷冻盐水，就取消了盐水箱、盐水泵和其他附属设备，这就大大减少了投资和运行费用。
下面通过实施例对本发明作进一步描述实施例水合肼母液的制取过程在氯化釜中加入氯气和42％浓度的氢氧化钠溶液，反应生成次氯酸钠和氯化钠和混合溶液，再把混合溶液离心分离，除去氯化钠，除去率为65％-75％，离心后得到25％-27％的次氯酸钠溶液；将次氯酸钠溶液，30％的尿素溶液，42％的氢氧化钠溶液和催化剂送入合成器中混合后加热生成粗水合肼母液；在粗水合肼溶液中含水合肼5％，碳酸钠13％，温度为150℃。
除十水碳酸钠过程将粗水合肼母液以15m3/h的速度连续进入热交换式预冷器进行预冷，预冷器采用釜式内加冷却排管，热交换面积为150-200m3。在预冷器里的冷源是上个工序中已除去十水碳酸钠的温度为-3℃的水合肼溶液。在预冷器中，粗水合肼溶液温度由105℃降到40℃。再将预冷后的粗水合肼溶液连续放入热交换式冷冻结晶釜，结晶釜采用外夹套釜式，内加排管，热交换面积为180-200m3，使用液氨作冷源，将粗水合肼母液冷却至-3℃，然后连续进入离心机(型号HR500N)中离心除去十水碳酸钠，除去率为74.5％，十水碳酸钠经蒸发、锻烧制得工业纯碱；除去十水碳酸钠后的水合肼溶液水合肼含量为7％，并作为冷源进入预冷器预冷新的粗水合肼溶液，同时吸热，温度上升到50℃；作为冷源的液氨在夹套内和排管内吸热后汽化，气氨通过压缩机压缩使之液化循环使用。
蒸发过程将已除去十水碳酸钠的水合肼溶液以进入反向循环蒸发器进行蒸发，反向循环蒸发器由HZW450轴流泵提供动力，蒸发面积为250平方米，蒸发量为11立方米/小时，蒸发后的水和水合肼蒸汽直接进入分馏塔，提浓后得到45％-55％的水合肼溶液，再经精馏得到80％的成品水合肼。蒸发时析出的盐类经采盐泵采出经离心后，再处理生产工业纯碱和氯化钠。
在蒸发器中采用反向循环方式是因为反向循环泵可以避免蒸发器内的加热管管口结盐堵塞，从而延长了蒸发器的连续运行时间。
权利要求
1.制备浓缩水合肼的方法，包括水合肼母液的制取过程在氯化釜中加入氯气和42％浓度的氢氧化钠溶液，反应生成次氯酸钠和氯化钠和混合溶液，再把混合溶液离心分离，除去氯化钠，将次氯酸钠溶液，尿素溶液，氢氧化钠溶液和催化剂送入合成器中混合后加热生成粗水合肼母液；其特征在于将粗水合肼母液放入热交换式预冷器进行预冷，再放入冷冻结晶釜，使用液氨作冷源，将粗水合肼母液冷却至-5℃-0℃，然后离心处理，除去十水碳酸钠；将已除去十水碳酸钠的水合肼溶液预热后进入循环蒸发器进行蒸发，蒸发后的水和水合肼蒸汽直接进入分馏塔，提浓后得到45％-55％的水合肼溶液，再经精馏得到80％的成品水合肼。
2.如权利要求1所述的制备浓缩水合肼的方法，其特征在于需预冷的粗水合肼溶液和需预热的已除去十水碳酸钠的水合肼溶液在预冷器中互为热源和冷源。
3.如权利要求1所述的制备浓缩水合肼的方法，其特征在于预热后的水合肼溶液在蒸发器内的循环方式为反向循环方式；反向循环蒸发器由轴流泵提供动力。
全文摘要
本发明涉及一种制备浓缩水合肼的方法,其主要特征在于将水合肼母液放入热交换式预冷器进行预冷,再放入热交换式冷冻结晶釜,使用液氨作冷源,冷却至－5℃－0℃然后离心处理,除去十水碳酸钠,再进入反向循环蒸发器进行蒸发,蒸发后进入分馏塔,提浓后得到45%－55%的水合肼溶液。本方法在水合肼母液蒸发提浓之前增加了除去十水碳酸钠和部分水分的工序,提高了蒸发收率,减少了蒸发工序的能量消耗,降低了生产成本。
文档编号C07C241/02GK1363512SQ0211337
公开日2002年8月14日 申请日期2002年2月10日 优先权日2002年2月10日
发明者孙永贵, 付永宽, 杨念东, 刘志明, 陈华, 袁雄, 覃仁莲, 肖国华 申请人:宜宾天原集团有限公司