一种提高酮连氮法水合肼蒸馏过程中酮连氮收率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用氨、次氯酸钠、丙酮为原料生成水合肼过程中提高收率的方法， 更具体地说，是一种蒸馏过程中提高酮连氮收率的方法。
【背景技术】
[0002] 水合肼，又名：水合联氨，化学式为Ν2Η4 · H20,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一酮连氮，酮连氮水解生产水合肼。其主要化学 反应方程式为：
[0003] 2Na0H+Cl2-NaCl+NaC10+H20
[0004] NH3+NaC10 - NH2Cl+NaOH
[0005] 2CH3C0CH3+NH3+NH 2Cl+Na0H - (CH3)2C = N-N = (CH3)2C+3H20+NaCl
[0006] (CH3) 2C = N-N = C (CH3) 2+3H20 - N2H4 · H20+2CH3C0CH3
[0007] 从上述化学反应中可以看到，氨、丙酮、次氯酸钠合成生产酮连氮的过程中要产生 氯化钠，同时原料次氯酸钠要带入一定量的氯化钠，因反应液中氯化钠全部溶解在物料体 系中，现有技术中要进行分离最有效的方法是通过加热精馏来分离，反应中过量的丙酮和 氨及部分水和酮连氮等轻组分自蒸馏塔顶分别进入氨和丙酮回收系统进行处理，酮连氮去 水解，而塔底含氯化钠盐水则排出进行另行处理。
[0008] 因为蒸馏过程中有大量的水存在同时温度、压力等条件与水解装置类似，在这种 条件下酮连氮将发生水解生成水合肼和丙酮，而水合肼的沸点在整个物料体系中沸点较 高，属于重组分，在蒸馏过程中将进入塔釜中与氯化钠盐水一起排出，这样将大幅降低蒸馏 过程中收率，如申请号为201310628958. 0的中国发明专利公开了一种处理酮连氮法制水 合肼高盐废水的方法，向高盐废水中通入丙酮，将废盐水中的水合肼转化为酮连氮。该方法 允许一定量的水合肼存在于塔釜的副产盐水中，在后续过程中对副产盐水气提加入丙酮回 收酮连氮，因此不仅增加了处理步骤，而且向体系中加入了更多的丙酮，体系中丙酮过多会 导致酮连氮在水解过程中逆反应的发生，降低水合肼收率。
[0009] 因此，如何通过控制塔釜副产盐水中水合肼的量而提高酮连氮的收率成为关键， 且丙酮的加入形式、丙酮加入量、丙酮在蒸馏塔的加入位置及反应液的温度不同，使得蒸馏 过程中酮连氮的收率不同，同时带入副产盐水中的水合肼含量也会不同。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是为解决上述问题而提供一种提高酮连氮法水合肼蒸馏过程中酮 连氮收率的方法，使用该方法将蒸馏过程中生成的水合肼回收，降低塔釜水合肼含量，提高 蒸馏过程中酮连氮的收率，从而进一步提高酮连氮法制水合肼的收率，且防止水合肼进入 副产盐水中增加后续处理难度。
[0011] 酮连氮水解生成水合肼反应为可逆反应，水合肼很容易与丙酮反应生酮连氮，但 在整个蒸馏塔中，丙酮为上升气体，水合肼为下降液体，水解生成后的水合肼没有机会和丙 酮接触而生成酮连氮，最终进入盐水中排出损失掉。为了提高酮连氮收率、防止酮连氮水解 后生成的水合肼进入副产盐水中增加后续处理难度，设计了如下技术方案：
[0012] -种提高酮连氮法水合肼蒸馏过程中酮连氮收率的方法，包括以下步骤：
[0013] (1)将酮连氮法水合肼生产过程中合成反应的反应液通过换热器与蒸馏塔处理后 的副产盐水换热后送入蒸馏塔，换热后反应液温度为90-110°C ;
[0014] (2)在蒸馏塔进料板下5-15块塔板之间通入气相丙酮，所述气相丙酮和反应液的 体积比为0. 2-0. 4,气相丙酮和反应液中水合肼反应生成酮连氮，反应生成的轻组分酮连氮 及过量的丙酮通过蒸馏从液体中分离出来，经塔顶回收。
[0015] 期间，发生如下反应：
[0016] N2H4 · H20+2CH3C0CH3- (CH 3) 2C = N-N = C (CH3) 2+3H20
[0017] 其中，所述步骤（2)反应液中过量的丙酮及反应生成的酮连氮与反应液中的酮连 氮、丙酮、氨通过蒸馏从液体中分离出来，经塔顶回收后送回到酮连氮法水合肼生产系统 中，丙酮、氨作为酮连氮法水合肼生产原料使用，酮连氮去水解得到水合肼。
[0018] 本发明对合成反应液酮连氮收率做了如下实验：
[0019] 表1为反应液温度对酮连氮收率的影响，由表1可知，反应液温度为70°C时，副产 盐水中水合肼含量为5g/L，酮连氮收率较低；反应液温度为90-1KTC时，副产盐水中水合 肼含量明显减少，酮连氮收率高。
[0020] 表1反应液温度对酮连氮收率的影响
[0022] 表2为丙酮与反应液比例对酮连氮收率的影响，由表2可知，气相丙酮加入量与反 应液的体积比小于〇. 2时，酮连氮收率明显下降，气相丙酮加入量与反应液的体积比为0. 1 时，副产盐水中水合肼含量为7g/L，酮连氮收率为78. 1%，当气相丙酮加入量与反应液的 体积比大于0. 4时，收率提高，但增加后续回收丙酮的难度，丙酮回收不彻底将影响酮连氮 水解的效率。
[0023] 表2丙酮与反应液比例对酮连氮收率的影响
[0024]
[0025] 表3为丙酮通入蒸馏塔位置对酮连氮收率的影响，假设反应液进料板位于第η层 塔板，由表3可知，在进料板下5-15块塔板之间通入气相丙酮时副产盐水中水合肼含量较 低，酮连氮收率较好；在丙酮通入位置在进料板下5块塔板以上时，由于下部塔板较多，且 也往下温度越高，酮连氮更易水解生成水合肼，而这部分水合肼将不能被回收，因此水合肼 收率较低；在进料板下15块塔板下由于酮连氮水解生成的水合肼大量存在，需要通入较多 的气相丙酮才能使水合肼反应生成酮连氮，增加了蒸馏塔的负荷，同时对后续丙酮回收系 统带来较大压力。
[0026] 经过测算蒸馏塔塔釜副产盐水中水合肼含量每上升lg/L，蒸馏过程中酮连氮的收 率将下降4-5%。因此本发明方法通过降低塔釜副产盐水中水合肼的含量，来提高蒸馏过程 中酮连氮的收率，进而提高生产过程中水合肼的收率。
[0027] 表3丙酮通入位置蒸馏塔对酮连氮收率的影响
[0029] 本发明的有益效果是：本发明利用酮连氮水解生成水合肼反应为可逆反应，在蒸 馏塔中通入气相丙酮，使蒸馏