双氧水法水合肼工作液循环利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种水合肼生产系统，尤其是一种水合肼生产中产生的副产物处理系统。


背景技术：

2.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，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。本发明提到水合肼生产方法为双氧水法，在催化剂作用下，酮类物质、双氧水与氨反应生产中间体—酮连氮，酮连氮再水解生产水合肼的过程。其主要化学反应方程式为：
3.nh3+c2h5coch3→
c2h5ch3c＝nh
4.c2h5ch3c＝nh+h2o2→
c2h5ch3conh
5.c2h5ch3conh+nh3→
c2h5ch3c＝n-nh26.c2h5ch3c＝n-nh2+c2h5coch3→
c2h5ch3c＝n-n＝cc2h5ch3+h2o
7.在us3943152提及可使用采用pk值少于4.3羧酸的酰胺或酰胺化物对反应是有利的，如单羧酸或多羧酸，如二酸、三酸和四羧酸，并进行了多种催化剂及不同溶剂下的合成试验。在马俊红等关于过氧化氢法合成酮连氮催化剂研究综述中提及了多种催化剂或其组合在合成酮连氮时的收率情况，并简单提及催化剂热解回收使用。沈俊等关于水合肼中间体丁酮连氮丁酮连氮的合成工艺研究中，对使用不同种类的催化剂、催化剂用量、及反应时间及反应温度等进行了研究。
8.国外专利中将合成反应后分离得到的催化剂和溶剂的组合称之为工作液，美国专利us3943152及其他国外专利中多对工作液的组成及合成收率进行了大量的研究和论述，但对工作液的处理未提及。在马俊红等关于过氧化氢法合成酮连氮催化剂研究综述中只简单提及催化剂热解回收使用。


技术实现要素：

9.为实现双氧水法水合肼工作液的循环利用，本实用新型提供了一种双氧水法水合肼工作液循环利用系统。
10.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：双氧水法水合肼工作液循环利用系统，包括工作液贮槽，所述工作液贮槽的出料口通过工作液转料泵与工作液蒸馏釜进料口相连；所述工作液蒸馏釜的浓缩液出口通过浓缩液转料泵与甲酸铵转化釜的进料口相连；所述甲酸铵转化釜的液体出口通过甲酰胺转料泵与甲酰胺蒸馏釜的进料口相连；所述甲酰胺蒸馏釜的蒸汽出口与第三冷凝器的进料口相连；所述第三冷凝器的出料口与甲酰胺贮槽相连。
11.作为本实用新型的进一步改进，还包括第一冷凝器，馏出水罐，第二冷凝器；所述第一冷凝器的进料口与所述工作液蒸馏釜的蒸汽出口相连，出料口与馏出水罐相连；所述第二冷凝器的进料口与所述甲酸铵转化釜的蒸汽出口相连，出料口与馏出水罐相连。
12.在合成反应中甲酰胺发生水解生成甲酸铵而失去催化活性，如直接用于再次合成，合成收率低至20％，工作液的循环关键是去掉双氧水带入的水分同时回收工作液中过量的氨和丁酮。采用本实用新型将工作液中的水分去除后再将甲酸铵进行在氨保护下加热，使其热解生成甲酰胺，再将甲酰胺通过蒸馏冷凝得到较高含量的甲酰胺。分析蒸馏得到的甲酰胺，当其中甲酰胺浓度达80％时可再次回用于合成反应，合成收率可达80％。
13.本实用新型的有益效果是：1)采用本实用新型的双氧水法水合肼工作液循环利用系统对含催化剂的工作液进行处理，使之可循环使用，并保持高收率。2)采用本实用新型的双氧水法水合肼工作液循环利用系统可实现双氧水法合成酮连氮连续运行，具有实用价值。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.图中标记为：1-工作液贮槽，2-工作液转料泵，3-工作液蒸馏釜，4-浓缩液转料泵，5-第一冷凝器，6-馏出水罐，7-馏出水转料泵，8-第二冷凝器，9-甲酸铵转化釜，10-甲酰胺转料泵，11-甲酰胺蒸馏釜，12-第三冷凝器，13-甲酰胺贮槽，14-合成料转料泵。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
17.如图1所示，本实用新型的双氧水法水合肼工作液循环利用系统，包括工作液贮槽1，所述工作液贮槽1的出料口通过工作液转料泵2与工作液蒸馏釜3进料口相连；所述工作液蒸馏釜3的浓缩液出口通过浓缩液转料泵4与甲酸铵转化釜9的进料口相连；所述甲酸铵转化釜9的液体出口通过甲酰胺转料泵10与甲酰胺蒸馏釜11的进料口相连；所述甲酰胺蒸馏釜11的蒸汽出口与第三冷凝器12的进料口相连；所述第三冷凝器12的出料口与甲酰胺贮槽13相连。还包括第一冷凝器5，馏出水罐6，第二冷凝器8；所述第一冷凝器5的进料口与所述工作液蒸馏釜3的蒸汽出口相连，出料口与馏出水罐6相连；所述第二冷凝器8的进料口与所述甲酸铵转化釜9的蒸汽出口相连，出料口与馏出水罐6相连。
18.工作时，可按如下流程进行：
19.(一)工作液浓缩：将工作液贮槽1中的工作液通过工作液转料泵2加入工作液蒸馏釜3中，工作液中含有双氧水中带入及反应生成的水，过量的氨、溶于水中的酮连氮及丁酮，甲酰胺及水解生成的甲酸铵、少量的磷酸氢二钠和edta。加热蒸出其中氨、丁酮、酮连氮、水通过第一冷凝器5，液体进入馏出水罐6，丁酮、酮连氮、水通过馏出水转料泵7打回合成使用，气态氨回合成使用，当工作液蒸馏釜3温为130～150℃，馏出温度接近110℃时，浓缩结束。
20.(二)甲酸铵转化，经加热蒸馏后得到的含有甲酰胺和甲酸铵的浓缩液，经浓缩液转料泵4进入甲酸铵转化釜9中，甲酸铵在氨气保护下加热脱水生成甲酰胺，温度控制在130～190℃，反应为ch3c00nh4→
ch3conh+h2o，转化脱出水和氨经第二冷凝器8冷凝后进入馏出水罐6，取样分析甲酰胺含量，达到80％即结束转化。
21.(三)甲酰胺蒸馏，将转化后甲酰胺含量为80％以上的甲酰胺通过甲酰胺转料泵10转入到甲酰胺蒸馏釜11，蒸馏气相温度控制在180℃，经第三冷凝器12冷凝后的甲酰胺进入
甲酰胺贮槽13，再经过合成料转料泵14回到合成使用，废液去废液处理。
22.采用上述双氧水法水合肼工作液循环利用系统和流程处理含甲酰胺为20％，甲酸铵15％并含有少量氨、酮连氮及丁酮和水的工作液，控制釜温为130～150℃，当馏出温度110℃结束浓缩并转入甲酸铵转化釜，在氨气保护下升温转化，使甲酸铵脱水生成甲酰胺，温度控制在130～190℃，当分析釜内甲酰胺浓度达到80％时即可结束转化，转入甲酰胺蒸馏釜，通过蒸馏出掉少量的盐类物质，提纯甲酰胺，将蒸馏气相温度控制在180℃，得到含有小量甲酸铵的甲酰胺，甲酰胺浓度可达80％，回用于合成反应，合成收率为80％。


技术特征：
1.双氧水法水合肼工作液循环利用系统，其特征在于：包括工作液贮槽(1)，所述工作液贮槽(1)的出料口通过工作液转料泵(2)与工作液蒸馏釜(3)进料口相连；所述工作液蒸馏釜(3)的浓缩液出口通过浓缩液转料泵(4)与甲酸铵转化釜(9)的进料口相连；所述甲酸铵转化釜(9)的液体出口通过甲酰胺转料泵(10)与甲酰胺蒸馏釜(11)的进料口相连；所述甲酰胺蒸馏釜(11)的蒸汽出口与第三冷凝器(12)的进料口相连；所述第三冷凝器(12)的出料口与甲酰胺贮槽(13)相连。2.根据权利要求1所述的双氧水法水合肼工作液循环利用系统，其特征在于：还包括第一冷凝器(5)，馏出水罐(6)，第二冷凝器(8)；所述第一冷凝器(5)的进料口与所述工作液蒸馏釜(3)的蒸汽出口相连，出料口与馏出水罐(6)相连；所述第二冷凝器(8)的进料口与所述甲酸铵转化釜(9)的蒸汽出口相连，出料口与馏出水罐(6)相连。

技术总结
本实用新型公开了一种双氧水法水合肼工作液循环利用系统，包括工作液贮槽，所述工作液贮槽的出料口通过工作液转料泵与工作液蒸馏釜进料口相连；所述工作液蒸馏釜的浓缩液出口通过浓缩液转料泵与甲酸铵转化釜的进料口相连；所述甲酸铵转化釜的液体出口通过甲酰胺转料泵与甲酰胺蒸馏釜的进料口相连；所述甲酰胺蒸馏釜的蒸汽出口与第三冷凝器的进料口相连；所述第三冷凝器的出料口与甲酰胺贮槽相连。其优点是：1)使工作液可循环使用，并保持高收率。2)可实现双氧水法合成酮连氮连续运行，具有实用价值。具有实用价值。具有实用价值。


技术研发人员：陈尚思 曾兆钦 罗登彦 柴进祥 李得银
受保护的技术使用者：宜宾海丰和锐有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/7/12