丙酮连氮催化水解制肼反应动力学拟合

以自制丙酮连氮和蒸馏水为原料,研究在催化剂条件下丙酮连氮水解制水合肼的不同工艺条件;考察了催化剂种类,催化剂用量,丙酮连氮与水的摩尔比以及温度对水解反应的影响。实验可得较佳的工艺条件是选用C106弱酸阳离子交换树脂为催化剂,催化剂用量为全部溶液质量的5%,n(水)∶n(丙酮连氮)=7∶1,温度90℃,此时丙酮连氮的转化率可达到34.6%。在上述条件下,采用幂函数动力学模型拟合得到了丙酮连氮水解反应的宏观动力学方程。结果表明,丙酮连氮与水反应生成水合肼和丙酮的正反应的活化能为2 067.57 J/mol,指前因子为5.957 8;逆反应的活化能为125.07 J/mol,指前因子为4.146 3;丙酮连氮、水、水合肼、丙酮的反应级数分别为0.099 8,0.110 8,0.113 2,0.114 5。     

丙酮连氮法反应精馏肼提纯工艺的构想

采用如下方法对尿素法制肼工序的氧化液进行处理：以丙酮作试剂,先与氧化液中肼反应得丙酮连氮,再精馏提纯;分离出来的丙酮连氮经水解,重新获得纯度和浓度较高的水合肼;水解产生的丙酮返回系统循环使用;残留盐溶液回收处理后得到的氯化钠返回烧碱生产系统.     

丙酮连氮非催化水解的模拟和优化

在动力学研究的基础上,建立了非催化水解反应精馏过程的平衡级模型,对现行丙酮连氮水解制肼工艺进行优化,并使用化工模拟软件对该工艺过程进行模拟,考察了全塔级数、进料位置、回流比等参数对工艺过程的影响。结果表明,全塔理论级数为25级,补充水的进料位置为第5块板,丙酮连氮和水混合进料位置在第10块板,且补充水量与混合进料中丙酮连氮的摩尔比为1,回流比为4.2时,塔釜水合肼产品的质量分数可以达到20%以上。     

丁酮连氮水解制肼的工艺研究

对丁酮连氮水解制肼反应的工艺条件进行了研究,考察了反应条件及不同催化剂对反应影响。结果表明,以DK110型弱酸阳离子交换树脂为催化剂,采用反应精馏方式,丁酮连氮与水摩尔比在1∶9左右,反应时间在8～10 h左右,丁酮收率为79.86%。     

离子液体促进下的丙酮连氮水解制水合肼的研究

研究了离子液体对丙酮连氮水解反应制水合肼的影响。结果表明,亲水性离子液体对该反应有促进作用,当亲水性离子液体[Bmim]BF₄为反应介质,[Bmim]BF₄、丙酮、水的投料体积比为1.0:1.0:1.0时,丙酮连氮的转化率达93.5%,水合肼浓度为35.7%,且离子液体至少可循环使用5次。该离子液体是一种可循环使用的绿色溶剂。     

丙酮连氮催化水解反应精馏工艺的研究

对丙酮连氮催化水解反应精馏制水合肼的工艺过程进行了模拟与实验。采用NRTL方程与RadFrac模型,使用实验回归得到的动力学方程与汽液平衡参数,对丙酮连氮催化水解精馏制水合肼的工艺进行模拟计算。考察了回流比、丙酮连氮与水的摩尔比、进料位置等工艺条件对丙酮连氮水解反应的影响,并通过实验验证了模型的准确性和可靠性。在模拟和实验的基础上,确定了最优工艺条件:精馏段理论板数为5,反应精馏段理论板数为14,回流比为2,丙酮连氮与水的摩尔比为1∶7,原料进料位置为第9块板。在此条件下,丙酮连氮的水解率可达99%以上,塔釜肼质量分数为34%,并且得到了全塔的温度和质量分数分布曲线,为工业生产提供了依据。     

酮连氮水解制肼的研究进展

文中讨论了酮连氮水解制备肼的各种方法及催化剂对本酮连氮水解和肼收率的影响。     

丁酮连氮水解制水合肼的工艺研究

以丁酮连氮和去离子水为原料,研究了在催化剂条件下丁酮连氮水解制水合肼的不同工艺条件;考察了催化剂种类、丁酮连氮用量、反应温度、转速各因素对反应收率的影响,结果显示,较佳的工艺条件是选用DK110型弱酸阳离子交换树脂为催化剂,n(丁酮连氮):n(水)=1:9比例进料,反应温度190℃,转速为700r/min.最终水合肼收率达到51.37%.     

含盐次氯酸钠酮连氮法制备水合肼研究

研究了酮连氮法制备水合肼 ,并考察了原料次氯酸钠的质量浓度以及氯化钠的含量对合成的影响。试验结果表明 ,次氯酸钠的质量浓度对合成水合肼影响较大 ,而原料中氯化钠的含量对合成水合肼影响不大 ,但对分离提纯操作工艺有一定影响。     

水合肼生产中氧化反应的研究和应用

分析了尿素法生产水合肼的氧化反应历程及影响因素，改进了反应器，并找到了最佳的工艺控制条件：①控制n(尿素)：n(次氯酸钠)=(1．05～1．10)：1，各原料的消耗较低，总经济效益佳；②采用-5℃冷冻盐水移走尿素、次氯酸钠混合段内氯化反应放出的热量，控制物料混合终点温度在15～30℃；③采用列管式加热器，将氯化反应与水解反应在不同的设备中进行，水合肼的收率提高到83％～85％；④采用列管式加热器代替双夹套反应器，提高了加热强度，生产能力大，1套合成反应器可生产1万t／a80％的水合肼。     

尿素法制备水合肼的研究

以氯气和氢氧化钠为原料制备次氯酸钠溶液,控制其中游离碱含量在10.8%左右,有效氯在8.0%左右。次氯酸钠与尿素经过低温反应和高温反应,合成水合肼。实验分析了尿素法生产水合肼的各种影响因素,实验表明,尿素、次氯酸钠与氢氧化钠的摩尔比为(1.10~1.12)∶1∶(2.30~2.42),低温反应温度控制在20℃以下,高温反应阶段快速升温至回流后反应5 m in左右时,水合肼收率可达75.1%左右。     

水合肼法制备硫酸肼的研究

首先用尿素氧化法制备水合肼,然后加入浓硫酸得产物硫酸肼。实验结果表明,硫酸肼的收率与浓硫酸的滴加速度有关,而硫酸肼的纯度与浓硫酸的滴加速度和硫酸肼的沉降时间有关。制取水合肼较为适宜的工艺条件为：n（尿素）：n（次氯酸钠）：n（氢氧化钠）=（1．10～1．12）：1．00：（2．27～2．43）,低温反应温度控制在20℃以下,高温反应时应快速升温至回流反应,反应时间控制在5min左右。制备硫酸肼时,滴加硫酸的速度控制在1h左右。     

3,5-二硝基苯甲酸甲酯与水合肼的反应研究

研究了水合肼对3,5-二硝基苯甲酸甲酯的还原反应。在催化剂六水合三氯化铁及活性炭的存在下,50％水合肼与3,5-二硝基苯甲酸甲酯的物质的量比为4：1,回流1h,可以定量的得到还原产物3,5-二氨基苯甲酸甲酯。两者物质的量比≥5：1的情况下可一步生成3,5-二氨基苯甲酰肼。水合肼对3,5-二硝基苯甲酸甲酯的还原具有操作简单、收率高等优点。     

水合肼连续蒸发技术总结

介绍了一种尿素法生产水合肼的新工艺－连续蒸发技术,对利用该工艺的5kt/a水合肼生产装置进行了总结,指出该技术的主要优点是：蒸发过程连续、稳定,洗罐周期较长,解决了连续蒸发系统堵塞问题,盐、碱分别回收利用,实现氯碱生产中盐资源闭路大循环。另外,指出该工艺中需完善的主要问题在于氧化反应问题和多效蒸发问题。     

减少水合肼分析误差的方法

简要阐述了水合肼分析中误差产生的原因及其与溶液的酸碱性、指示剂等的关系。采取了控制溶液pH值、过滤等措施后,测定终点显色鲜明,测定结果更加准确。     

尿素法水合肼生产工艺的优化

介绍对尿素法水合肼合成工艺、冷冻法水合肼提纯工艺进行的优化,和对丙酮汽提法提纯水合肼进行的尝试。