一种甲基肼反应工艺物流的快速分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工过程的分析测试技术领域，涉及一种甲基肼反应工艺物流的快速 分析方法。
【背景技术】
[0002] 甲基肼（monomethylhydrazine,MMH)是一种重要的肼类衍生物，它的能量（密度 比冲）高于偏二甲肼，而安全性高于无水肼，可用于宇航控制推进系统及辅助推进系统，是 空间技术领域中的重要能源材料。另外，以甲基肼为原料，可以合成许多优质的农药和杀虫 剂，并且在医药上也有重要应用。它已成为一种很有发展前途的专用化工新材料。
[0003] 拉西法是工业上最早合成甲基肼的方法，采用次氯酸钠与氨反应，然后再与一甲 胺反应生成甲基肼。反应产物经过除盐、精馏等工艺分离，可以得到纯度很高的甲基肼。在 分离与提纯过程中，溶液中的甲基肼含量很低，小于2%，同时中间物料含有大量盐、碱组 分。目前，甲基肼生产过程分析采用滴定法、气相色谱法、分光光度法等，因大量无机碱的存 在，这种分析方法需要经过大量前处理步骤，操作繁琐，劳动强度大，且分析时间长，不能实 现在线分析，极大地影响了工业装置的自动控制和调节。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种甲基肼反应工艺物流的快速分析方法，具有操作步骤简 单、分析时间短的优点，能够实现在线分析，有利于工业装置的自动控制和调节。
[0005] 根据本发明，提供一种甲基肼反应工艺物流的快速分析方法，该方法包括：
[0006] (1)从工艺物流中提取一股物料作为支流；
[0007] (2)采集工艺物流的近红外光谱信息，将支流物料使用近红外光谱法分析；
[0008] (3)将反应工艺物流的近红外光谱与其对应的化学值采用偏最小二乘法进行关联 建立定量校正模型。
[0009] (4)使用所建模型，通过所获得的近红外光谱直接确定反应工艺流中甲基肼、游离 碱、一甲胺、氨、水合肼与二甲肼多种组分的浓度；
[0010] (5)根据胺化反应的需求，和所确定的多种组分的浓度，调节输入流中一甲胺组分 的浓度。
[0011] 所述甲基肼反应工艺物流的化学值采用滴定法与气相色谱法确定，其中甲基肼含 量为15~20g/L，游离碱含量为4~7g/L，一甲胺含量为80~100g/L，氨为35~45g/L， 优选甲基肼含量为18. 5g/L，游离碱含量为5. 3g/L，一甲胺含量为86.Og/L,氨为36. 3g/L。
[0012] 所述定量校正模型的建立，是将具有化学值的反应工艺物流分为校正集和验证 集，校正集用于建立模型，验证集用于验证模型的准确性，采用偏最小二乘法，将校正集光 谱经过选择性预处理后的数据与对应的化学值线性关联，建立校正模型，利用上述校正模 型对验证集进行预测，将预测值与化学值对比验证模型。
[0013] 所述工艺物流可被定量的光谱区域为9634至5452CHT1
[0014] 2.根据权利要求1所述甲基肼反应工艺物流的快速分析方法中，甲基肼反应工 艺物流中的甲基肼含量为18. 5g/L，游离碱含量为5. 3g/L，一甲胺含量为86.Og/L，氨为 36.3g/L〇
[0015] 3.根据权利要求1所述甲基肼反应工艺物流的快速分析方法中，工艺物流可被定 量的近红外光谱区域为9234至7842CHT1。
[0016] 本发明的优点：
[0017] (1)本发明采集支流物料的近红外光谱信息，使用近红外光谱法分析，与气相色谱 法、滴定法相比，省去了样品前处理步骤，操作步骤简单。
[0018] (2)本发明使用所建模型，根据采集产物输出流的近红外光谱，在1分钟内能够直 接得到反应工艺流中多种组分的浓度，分析时间短，具有简洁、快速的优点。
[0019] (3)本发明根据胺化反应的需求，和所确定的多种组分的浓度，调节输入流中一甲 胺或氨组分的浓度，能够实现甲基肼反应的在线分析，有利于实现自动化，便于工业生产过 程控制。
【附图说明】
[0020] 图1甲基肼反应工艺物流的快速分析示意图
【具体实施方式】
[0021] 以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0022]图1为甲基肼反应工艺物流的快速分析示意图。包括一段反应器（2)、二段反应 器（3)、NIR流通池（5)、NIR光谱仪（1)、光纤光缆（110)和（109)、分离器（6)、调节阀（9)。 103、104、105、106、108、111、112、113、114 均为管线。
[0023] 本发明中，NIR分析仪是商业上可提供的近红外光谱仪，主要元件包括光源、光学 系统和检测器。NIR光谱仪（1)，为布鲁克公司制造傅里叶变换型光谱仪。NIR光谱仪（1)通 过光缆光纤与NIR流通池（5)连接。使用的NIR流通池材质为低羟基石英，光程长度5mm。
[0024] 一段反应器是次氯酸钠与氨反应生成氯胺，方程式为：
[0025] NaOCl+NH3-NH2Cl+NaOH
[0026] 二段反应器是一甲胺与氯胺反应生成甲基肼，方程式为：
[0027] NH2Cl+CH3NH2+NaOH-CH3NH2NH2+NaCl+H20
[0028] 在NIR分析仪使用中，工艺输入物流次氯酸钠、液氨组分分别通过管线103、104分 别输入至一段反应器（2)，在一段反应器（2)反应生成氯胺，反应产物包含水、氯胺、氢氧化 钠及未反应的氨。
[0029] 该产物流作为二段反应物流，与来自管线105的一甲胺水溶液经管道112,进入二 段反应器（3)反应生成甲基肼，反应产物为主要包含甲基肼、一甲胺、氨和氢氧化钠，以及 副产物水合肼、二甲肼的水溶液。二段反应产物流经管线106,进入分离器（6)分离，气相通 过管线114后经调节阀（9)后分离，液相经过113进入精馏工序。
[0030] 二段反应产物流通过分支管线108通往NIR流通池（5)，经过检测后经管线111送 入分离器（6)。NIR流通池（5)通过光纤光缆（110)和（109)连接至NIR光谱仪（1)，NIR 流通池（5)中的混合物被NIR光谱仪（1)分析，光谱仪扫描波长范围为12500至4000CHT1， 分辨率ScnT1，光程5_，采用光缆光纤环路作为参比。
[0031] 根据生产工艺需求，需要确定二段反应产物流中甲基肼、游离碱、氨、一甲胺、二甲 肼和水合肼的浓度。各主要组分浓度的化学分析方法分别如下：一甲胺组分浓度采用氧化 还原滴定法；游离碱和氨组分浓度采用酸碱滴定法；甲基肼、水合肼和二甲肼采用气相色 谱法。
[0032] 将二段反应产物流分为校正集和验证集，校正集用于建立模型，采用偏最小二