一种医药用水合肼的净化装置的制作方法

本实用新型涉及除去有机物的技术领域，具体涉及一种除去水合肼中有机物及溶解盐的装置。

背景技术：

水合肼，又名：水合联氨，化学式为N2H4·H2O，为强还原剂，是重要的化工原料，也是医药、农药、染料、发泡剂、显影剂、抗氧化剂的原料；用于锅炉水去氧、高纯金属制取、有机化合物合成及还原、稀有元素分离，还用作火箭燃料及炸药的制造，随着技术的进步、社会的发展，近年来水合肼的应用领域在不断拓宽。水合肼的生产方法主要有拉西法、尿素法、酮连氮法、双氧水法以及空气氧化法等。本发明提到的水合肼生产方法为酮连氮法，它是采用丙酮、次氯酸钠与氨反应生产中间体—酮连氮，酮连氮水解生产水合肼。其主要化学反应方程式为：

2NaOH+Cl2→NaCl+NaClO+H2O

NH3+NaClO→NH2Cl+NaOH

2CH3COCH3+NH3+NH2Cl+NaOH→(CH3)2C＝N-N＝(CH3)2C+3H2O+NaCl

(CH3)2C＝N-N＝C(CH3)2+3H2O→N2H4·H2O+2CH3COCH3

在酮连氮法氧化反应过程中除了生成稳定的酮连氮结构，同时也会生成不同结构的有机杂质，这些有机杂质是在生成酮连氮的氧化反应和水解反应生成水合肼过程中形成的。有机杂质的主要成分有腙，重氮环丙烷、酮类、醇类、二氢吡啶、哌啶酮、四氢嘧啶、环氧树脂、胺、酰胺、肟、腙、肼，和以吡啶官能团的化合物呈现的吡唑啉，吡唑，氮丙啶，吡嗪，哒嗪，三唑，咪唑，吡咯杂环结构，或吡啶型等。

酮连氮法水合肼所用原料除丙酮外还有液氨、氢氧化钠和氯气及水等，通常工业用水中含有磷、钙镁及氯离子等杂质，氯气中含有铁离子及硫酸根离子等，即使这些原料经过处理降低到一定程度，仍会有一定量的杂质从原料中带入半成品中；另外酮连氮合成中生成的氯化钠也会被带入水合肼粗溶液中，还有反应过程中还加入了的大分子金属螯合剂，这些原料及生产过程中带来的杂质在粗水合肼溶液中成为不挥发性杂质，包括Fe、重金属、氯化物、硫酸盐、大分子有机物等。

水合肼中有机杂质的含量通常以总有机碳(TOC值)为特征，根据商业过程中所产生的水合肼，在500～2000ppm的TOC范围内，并不对水合肼的许多用途产生影响，一般酮连氮法商品水合肼产品中要求1％以下，用于医药产品要求则在0.1％-0.3％，甚至低于0.01％，即100ppm以下或更低。

申请号为94115836.5的发明专利公开了一种通过将水合肼蒸馏，使馏出物通过吸附剂并将蒸汽冷凝而将有机杂质和熔解盐从水合肼及其水溶液中除去的方法。该方法可去除沸点高于或低于水合肼的有机物，但不能除去与水合肼沸点相近的有机杂质，如吡唑啉、吡咯、吡啶等有机物，限制了水合肼在医药或对杂质要求更高的高端领域的应用。

公开号为CN105253866A的中国发明公开了种除去水合肼中有机物的方法，将水解系统送来的含有机杂质的粗水合肼进行萃取，然后将萃取后的水合肼送去精馏，去除残余有机杂质。该方法可去除在萃取剂中分配系数较大的有机物，对于在萃取剂中分配系数低的有机物和不挥发性杂质仍无法除去。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种医药用水合肼的净化装置，该装置可以除去水合肼中的有机物杂质及不挥发性杂质。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种医药用水合肼的净化装置，其特征在于：包括萃取单元、蒸馏单元、吸附单元、精馏单元，所述萃取单元物料进口与水合肼生产系统连接、物料出口与蒸馏单元物料进口连接，所述蒸馏单元物料出口与吸附单元物料进口连接，所述吸附单元物料出口与精馏单元物料进口连接，所述精馏单元顶部的气相出口与水合肼生产系统连接。

优选的，还包括精密过滤器，所述精馏单元的液相出口与精密过滤器物料进口连接。上游除杂单元中可能带入微粒，采用过滤精度为0.01微米的精密过滤器，得到的水合肼可满足医药合成需要。

优选的，所述的萃取单元选用萃取剂为甲苯的萃取塔。将水解后质量浓度为60％的水合肼使用甲苯萃取去除水合肼中在甲苯中分配系数较高的有机物，可将水合肼中的TOC水平从5000ppm以上，降到2000ppm以下。

优选的，所述的蒸馏单元包括至少一个蒸馏塔。在蒸馏塔中，不挥发物和部份离子杂质及大分子沸点较高的有机物，在此步被除去，不挥发物降到0.01％以下，TOC降至1500ppm以下。

优选的，所述吸附单元选用吸附剂为苯乙烯-二乙烯基苯树脂的吸附塔。水合肼以气相的方式进入气相树脂吸附塔，通过试验发现，在此步主要除去和水合肼沸点相近的有机物，通过此步操作，水合肼中TOC可降到500ppm以下。

优选的，所述精馏单元包括至少一个精馏塔。经过树脂气相吸附的水合肼进入精馏，在此操作中，低沸点有机物通过塔顶馏出除去，其中含有酮连氮、腙等有用物质可返回系统使用，经过精馏水合肼中TOC降到50ppm以下，水合肼质量浓度可达80-100％。

本实用新型的有益效果是：使用本实用新型提供的装置对水合肼溶液进行净化，萃取单元除去了水合肼大量的在萃取剂中分配系数较大的有机物，然后进入蒸馏单元除去了不挥发物和部份离子杂质及沸点较高的大分子有机物，然后以气相形式进入吸附单元，除去和水合肼沸点相近及在萃取剂中分配系数低的有机物，最后进入精馏单元，低沸点有机物通过塔顶馏出除去，其中含有酮连氮、腙等有用物质可返回系统使用，精馏后的水合肼中TOC降到50ppm以下，不挥发物为0.01％以下，水合肼质量浓度可达80％以上，可应用于对水合肼中杂质要求较高的医药领域；本实用新型提供的装置简单易操作，设备投入小，能耗低；在水合肼装置上增加部份处理装置，减少了流程，无需另新建净化装置的场地及控制系统，节省了投资，降低了操作成本，达到节能降耗的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例的工艺流程框图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种医药用水合肼的净化装置，包括萃取单元、蒸馏单元、吸附单元、精馏单元，所述萃取单元物料进口与水合肼生产系统连接、物料出口与蒸馏单元物料进口连接，所述蒸馏单元物料出口与吸附单元物料进口连接，所述吸附单元物料出口与精馏单元物料进口连接，所述精馏单元顶部的气相出口与水合肼生产系统连接。还包括精密过滤器，所述精馏单元的液相出口与精密过滤器物料进口连接。

所述的萃取单元选用萃取剂为甲苯的萃取塔，所述的蒸馏单元为蒸馏塔，所述吸附单元选用吸附剂为苯乙烯-二乙烯基苯树脂的吸附塔，所述精馏单元为精馏塔。

实施例：

如图1所示，操作人员根据生产要求设定水合肼流量，通过DCS控制来自水合肼生产系统的水解系统的水合肼首先进入萃取塔，按一定流量加入甲苯进行萃取，通过甲苯萃取去除易溶于甲苯的有机物，经过萃取的水合肼进入蒸馏塔，通过设定温度控制蒸汽阀门开度对水合肼溶液进行蒸馏，通过蒸汽加热，使水合肼呈气态进行后处理环节，此时水合肼中高沸点有机物和不挥发物留在蒸馏塔釜中被除去，除去大分子有机物的水合肼气体经过苯乙烯-二乙烯基苯树脂塔，吸附掉沸点和水合肼较为近似的有机物，经过吸附后的水合肼气体以气相方式进入精馏塔，在精馏塔中通过温度控制及成份分析结果，控制加热蒸汽加入量和回流比及塔釜采出，保证精馏操作正常进行。低沸点有机物通过塔顶排出回来生产系统进行提浓，去除掉低沸点有机物的水合肼中此时有机物含量已低于50ppm，再进入精密过滤器，精密过滤器的过滤组件能去除水合肼中0.01微米以下的微粒，经过过滤后的水合肼就可以进行包装外卖了。

经检测，萃取后水合肼中TOC由4000-5000ppm降至1500-2000ppm；蒸馏后TOC降至1000-1500ppm,不挥发物为0.01％以下，气相吸附后TOC为300-500ppm水平；经过精馏TOC降至50ppm以下。

实施例1：

一种浓度为60％的水合肼,经测定TOC为5500ppm，以2m³/h进入甲苯萃取塔，甲苯以4m³/h进入塔内与水合肼逆流接触，萃取后水合肼中TOC经检测为1855ppm，萃取后水合肼连续进入蒸发器进入蒸馏，取蒸馏后气体冷凝测得TOC为1020ppm，不挥发物低于0.01％，气相经过苯乙烯-二乙烯基苯树脂的吸附塔进入精馏塔，将吸附后气体冷凝检测其中TOC为315ppm，经过精馏得到80％水合肼，经检测TOC为35ppm。

实施例2：

一种浓度为60％的水合肼,经测定TOC为4325ppm，以2m³/h进入甲苯萃取塔，甲苯以4m³/h进入塔内与水合肼逆流接触，萃取后水合肼中TOC经检测为1535ppm，萃取后水合肼连续进入蒸发器进入蒸馏，取蒸馏后气体冷凝测得TOC为850ppm，不挥发物低于0.01％，气相经过苯乙烯-二乙烯基苯树脂的吸附塔进入精馏塔，将吸附后气体冷凝检测其中TOC为300ppm，经过精馏得到80％水合肼，经检测TOC为30ppm。