一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法

本发明属于无水肼提纯，具体涉及一种从水合肼中分离出高纯度无水肼的方法。

背景技术：

1、肼，又称联氨，日常所见肼通常分为两大类，水合肼和无水肼，市面所见肼全部为水合肼，根据其水含量不同，主要有40％，55％和80％三种；无水肼因其低可燃性、高蒸气压和高燃烧热而被广泛用作火箭燃料的主要成分，与甲基肼和偏二甲肼并称为三肼，是火箭推进剂的主要燃料，目前仍常用于姿控发动机中。

2、此外，肼在农药和医药、染料工业、热稳定剂、塑料制造中作为发泡剂、阻燃剂、化学工业中的还原剂、锅炉给水处理中的除氧剂、贵金属回收金属、燃料电池等，还用于制备具有抗结核活性的肼苯哒嗪类药物，用于制造抗癌、抗抑郁、抗真菌和抗偏头痛药物的活性成分。

3、通常所谓的无水肼，并非绝对无水，仅是水含量极低。根据国防科学工业委员会发布国家军用标准对航天发射场推进器无水肼的使用规则，要求其肼纯度≥97.5％，含水量≤1.5％，可参考标号gjb1474.1-1992。肼与水形成共沸物，在溶液压力等于0.1mpa时，共沸液中肼质量分数约为69％。目前常采用改良的德国raschig法来生产肼，其中生产的肼含有64％的肼和36％的水。

4、为获得无水肼，传统使用的共沸蒸馏方法，加入第三物质作为夹带剂，通常使用苯胺等有机物。住友化学工业专利中提供了1种高纯无水肼制法，先用cac2处理水质量分数低于2％的肼液进行脱水，然后用活性炭、沸石、分子筛或活性氧化铝吸附剂进行处理，再于6.7kpa减压下进行精馏，制得高纯无水肼，但含有少量硅杂质。石川岛播磨重工业专利中也提供1种制备高纯肼的方法，该法是先将含有甲苯(来自脱水剂)、水、co2、fe、颗粒物等无水肼在容器内用氮气鼓泡吹扫，使甲苯挥发掉；然后再向此容器内加入naoh，用来脱水和co2，继而使容器内的肼气化，在减压下进行精馏；收取蒸出的冷凝液，去除其中颗粒物，得到高纯无水肼，用此法制得的高纯无水肼中，肼质量分数为99％；甲苯、fe、co2的质量分数分别≤0.003％、≤0.0004％、≤0.003％。

5、由于上述方法从水合肼中分离出肼需要使用夹带剂，因此不可避免地使分离出的肼含有微量杂质，在对肼纯度有更高要求的场合使用受到局限。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种新的提纯获得纯肼晶体的方法，利用高压技术，使用高压设备来处理水合肼，可以完全不使用夹带剂从水合肼中分离出完全不含杂质的高纯度无水肼。具体技术方案如下：

2、一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法，包含以下步骤：

3、s1.将水合肼置于高压设备中，加压至3.6gpa或以上压力，水合肼样品由液态转变为固态；

4、s2.对步骤s1的混合固态水合肼晶体降压至1～2gpa，纯肼以固态晶体形态析出，其余稀水合肼样品融化为液体；

5、s3.对步骤s2获得的固液混合物进行二次加压处理，加压至2.5-3gpa，纯肼晶体大量析出沉淀；

6、s4.对步骤s3获得样品用过滤方法对纯肼固体和稀水合肼溶液进行物理分离，出水口流出稀水合肼溶液，过滤网上获得高纯度纯肼晶体。

7、作为优选，步骤s1加压压力为3.6gpa，步骤s2降压压力为1.7gpa，步骤s3二次加压压力为3gpa。

8、可选的，步骤s1所使用水合肼为常温下纯度≥98％的液态水合肼。常温下，水与肼形成共沸物，呈液态，沸点为120.1℃。

9、可选的，实验过程中的温度条件为室温下。

10、可选的，实验过程中使用532nm激光原位拉曼光谱来对纯净晶体和稀水合肼溶液共存状态进行原位监控，使用红宝石荧光法来校准dac中的压力。

11、有益效果：

12、相比传统的蒸馏、精馏生成高纯无水肼方法，本发明不需要蒸馏产生高度危险的高温高压蒸汽，直接使用冷压技术来诱导高纯肼晶体的析出；不需要反复蒸馏、精馏处理，仅需一次加压卸压循环即可得到高纯度肼晶体，大大降低时间和经济成本；在分离过程中也不使用任何夹带剂，因此避免分离出的无水肼携带杂质，解决了传统方法生成的无水肼中含有微量杂质的问题。本发明采用的高压方法是一种全新的思路，为水合肼的脱水提纯提供了一种安全高效纯净的无水肼提纯技术。

技术特征：

1.一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法，其特征在于，步骤s1加压压力为3.6gpa，步骤s2降压压力为1.7gpa，步骤s3二次加压压力为3gpa。

3.根据权利要求1所述的一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法，其特征在于，步骤s1所使用水合肼为常温下纯度≥98％的液态水合肼，常温下，水与肼形成共沸物，呈液态，沸点为120.1℃。

4.根据权利要求1所述的一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法，其特征在于，实验过程中的温度条件为室温。

5.根据权利要求1所述的一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法，其特征在于，实验过程中使用532nm激光原位拉曼光谱来对纯净晶体和稀水合肼溶液共存状态进行原位监控，使用红宝石荧光法来校准dac中的压力。

技术总结
本发明的一种从水合肼中分离高纯度无水肼的方法属于无水肼提纯技术领域，首先将水合肼置于高压设备中，加压至3.6Gpa或以上压力，再降压至1～2GPa，再二次加压至2.5‑3GPa，最后用过滤方法对纯肼固体和稀水合肼溶液进行物理分离，得到高纯度纯肼晶体。本发明利用高压技术在常温下处理液态水合肼，相比传统的蒸馏、精馏方法，本方法不使用任何夹带剂，有效地避免了分离出的无水肼中出现杂质，为无水肼的生产提供了一种全新的替代方法。

技术研发人员：姜树清,安东
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21