专利名称：偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法以及实现该方法的装置。
1，1-二甲肼，又称偏二甲肼(UDMH)为一种无色液体，有刺激性气味。在空气中，偏二甲肼容易被缓慢氧化发烟而变黄。目前，偏二甲肼主要是采用氯胺法生产，以次氯酸钠、氨水和二甲胺为原料生产
偏二甲肼的主要用途是作为火箭的推进剂。长期保存的偏二甲肼会被空气缓慢氧化而生成一部分腙
被氧化的偏二甲肼不能再用做火箭推进剂。但它的处理是一个很困难的问题。由于偏二甲肼含氮量高，作为燃料燃烧会产生大量的NOx，造成严重空气污染。又由于偏二甲肼易燃、易爆，有毒，长距离运送到生产厂进行处理也有困难。
本发明的目的在提供一种偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法及其装置，该方法可以把偏二甲肼催化氢解为有用的氨和二甲胺，而实现该方法的装置可以小型化，安装在一辆汽车上，避免长距离运送易燃、易爆且有毒的偏二甲肼。
可实现上述目的的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法在反应中使用氢气以提高氨和二甲胺的收率，氢气与偏二甲肼在催化剂作用下生成氨和二甲胺，其反应如下式表示
本发明提供的一种偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其催化剂由活性组分和担体组成，活性组分为金属铑，担体为氧化铝、氧化硅、活性碳或硅藻土，用金属铑的可溶性盐类的溶液浸渍担体制备获得催化剂，干燥后可以用于还原或焙烧后用于还原，且在使用前用氢气还原；催化氢解反应温度100-300℃，反应压力常压，H2(mol)/UDMH(mol)＝1-10(分子比)，偏二甲肼的液体空速(LHSV)5-10毫升/毫升催化剂·小时。
其中金属铑的可溶性盐类为硝酸盐或氯化物的溶液。
其中担体为氧化铝或氧化硅。
其中担体的外型为球型、柱型或片型。
其中催化剂中金属铑的含量最好为0.5-5％(重量)。
其中催化剂焙烧还原温度为100-500℃。
其中催化剂使用氢气还原温度为300-500℃。
由于本发明的催化剂是由金属铑为活性组分，显出极高的活性、选择性和高负荷。
用于实现本发明的方法的装置包括一个用于储存偏二甲肼储罐；一个用于输送储罐里偏二甲肼的偏二甲肼泵；一个汽化混合器，使由偏二甲肼泵输送至该汽化器内的偏二甲肼汽化；一个制氢机，用于将氢气输送至汽化混合器内，与汽化的偏二甲肼实现混合；至少一个反应器，该反应器中管内装有催化剂，管间为导热介质，汽态的偏二甲肼与氢气混合汽体在该反应器中与催化剂接触，并发生氢解反应生成氨和二甲胺等产物；一个冷却器，将反应器产生的氨和二甲胺等产物冷却；一个用于分离氨和二甲胺的分离器，实现氨和二甲胺产物的分离。
上述催化氢解的整个反应过程是常压过程，也可以在有压力的条件下进行。
装置中的反应器可以是一个或几个串联或并联使用，或切换使用；反应器可以在等温或近于等温的条件下运行。
附
图1为本发明的偏二甲肼催化氢解装置的示意图。
用偏二甲肼泵2把储罐1中的偏二甲肼定量输送至汽化混合器3中，汽化混合器的温度为100-200℃，使偏二甲肼汽化，同时，来自制氢机7的氢气也进入汽化混合器3，与汽化的偏二甲肼实现混合，偏二甲肼与氢气的混合气经管道进入反应器4，反应器4的温度为100-300℃，气态的偏二甲肼和氢气在反应器4中与催化剂接触，并发生催化氢解反应，生成氨和二甲胺等产物，产物经冷却器5冷却，在分离器6中实现氨和二甲胺的分离。整个反应过程可以是常压过程，也可以在有压力的条件下进行。
上述装置之间均为管道连接。
上述装置可以实现小型化，年处理能力为300吨/年的偏二甲肼催化氢解装置可以整体安装在一辆货运汽车的方舱(8300mm×2500mm×3200mm)内，非常方便于偏二甲肼储存现场进行处理，从而可以避免因长距离运输而可能引起的危险。
下面将描述本发明的几个实施例，但本发明的内容完全不局限于此。
实施例1称取柱型担体二氧化硅49.5克，配置含0.52克的氯化铑的水溶液，用配置好的含0.52克的氯化铑的水溶液浸渍49.5克二氧化硅，放置，100℃干燥2小时，然后，氢气流下300℃还原，制得二氧化硅担体担载的铑含量0.5％的催化剂。
实施例2称取片型担体三氧化二铝49.5克，配置在1.040克的氯化铑的水溶液，用配置好的含1.040克的氯化铑的水溶液浸渍49.5克的三氧化二铝担体，放置，120℃干燥2小时，并在300℃焙烧，然后，氢气流下400℃还原，制得三氧化二铝担体担载的铑含量1％的催化剂。
实施例3称取球型担体三氧化二铝49.5克，配置在5.2克的硝酸铑的水溶液，用配置好的含5.2克的硝酸铑的水溶液浸渍49.5克的三氧化二铝担体，放置，120℃干燥2小时，并在500℃焙烧，然后，氢气流下500℃还原，制得三氧化二铝担体担载的铑含量5％的催化剂。
实施例4采用如附图1所示的装置进行偏二甲肼的催化分解，反应压力为常压，反应温度为200℃，催化剂为实施例1所制的催化剂，催化剂用量为100毫升，偏二甲肼的进料量为500毫升/小时，氢气流量为25升/分，反应结果详见表1。
实施例5反应温度为100℃，催化剂为实施例2所制的催化剂，催化剂用量为100毫升，偏二甲肼的进料量为800毫升/小时，氢气流量为19升/分，其余条件同实施例1。反应结果详见表1。
实施例6反应温度为300℃，催化剂为实施例3所制的催化剂，催化剂用量为100毫升，偏二甲肼的进料量为1000毫升/小时，氢气流量为5升/分，其余条件同实施例1。反应结果详见表1。表1实施例号 4 5 6LHSV 5 8 10H2/UDMH(mol/mol) 105 1反应温度(℃) 200 100 300偏二甲肼转化率(mol％) 100 100 100氨收率(mol％) 7476 73二甲胺收率(mol％) 5861 5权利要求
1.一种偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，氢气与偏二甲肼在催化剂作用下生成氨和二甲胺，其特征在于催化剂由活性组分和担体组成，活性组分为金属铑，担体为氧化铝、氧化硅、活性碳或硅藻土，用金属铑的可溶性盐类的溶液浸渍担体制备获得催化剂，干燥后可以用于还原或焙烧后用于还原，且在使用前用氢气还原；催化氢解反应温度100-300℃，反应压力常压，H2(mol)/UDMH(mol)＝1-10(分子比)，偏二甲肼的液体空速5-10毫升/毫升催化剂·小时。
2.根据权利要求1所述的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其特征在于，金属铑的可溶性盐类为硝酸盐或氯化物的溶液。
3.根据权利要求1所述的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其特征在于，担体为氧化铝或氧化硅。
4.根据权利要求1所述的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其特征在于，担体的外型为球型、柱型或片型。
5.根据权利要求1所述的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其特征在于，催化剂中金属铑的含量最好为0.5-5％(重量)。
6.根据权利要求1所述的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其特征在于，催化剂焙烧还原温度为100-500℃。
7.根据权利要求1所述的偏二甲肼催化氢解制取氨和二甲胺的方法，其特征在于，催化剂使用氢气还原温度为300-500℃。
8.一种用于实现权利要求1所述的方法的装置，包括一个用于储存偏二甲肼储罐；一个用于输送储罐里偏二甲肼的偏二甲肼泵；一个汽化混合器，使由偏二甲肼泵输送至该汽化器内的偏二甲肼汽化；一个制氢机，用于将氢气输送至汽化混合器内，与汽化的偏二甲肼实现混合；至少一个反应器，该反应器中管内装有催化剂，管间为导热介质，汽态的偏二甲肼与氢气混合汽体在该反应器中与催化剂接触，并发生氢解反应生成氨和二甲胺等产物；一个冷却器，将反应器产生的氨和二甲胺等产物冷却；一个用于分离氨和二甲胺的分离器，实现氨和二甲胺产物的分离。
全文摘要
本发明提供一种由活性组分金属铑和选自氧化铝、氧化硅、活性碳、硅藻土等担体组成的催化剂，及以该催化剂为基础的偏二甲肼(UDMH)氢解生产氨和二甲胺的方法。在该催化剂上，反应温度100－300℃，反应压力为常压，H
文档编号C01C1/00GK1392100SQ01118808
公开日2003年1月22日 申请日期2001年6月14日 优先权日2001年6月14日
发明者林培滋, 丁云杰, 罗洪原 申请人:中国科学院大连化学物理研究所