[发明专利]一种尿素法水合肼生产工艺的新型催化剂

说明书

本发明涉及一种尿素法水合肼生产工艺的新型催化剂。

水合肼是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、农药、塑料发泡剂生产中。现阶段国内水合肼主要生产企业都使用尿素氧化法水合肼生产工艺，该工艺都是使用七水硫酸镁或硫酸镁作催化剂，尿素与次氯酸钠在镁离子的催化作用下，发生氧化还原反应生成3％～4％的低浓度水合肼溶液，低浓度水合肼溶液再经蒸发、精馏、盐碱分离得到80％的水合肼、回收氯化钠和碳酸钠。现有工艺使用七水硫酸镁作催化剂能使水合肼收率从65％提高到76％，生产成本得到了较大的下降，但是，由于反应液中增加了硫酸根，最终进入了盐碱分离出来的回收氯化钠副产品中，使回收氯化钠的杂质硫酸根含量达到0.5％～1％。

硫酸镁催化剂完成催化作用后将与过量的烧碱(尿素被次氯酸钠氧化合成水合肼时需要过量部分烧碱)发生如下反应：

MgSO₄+2NaOH＝Na₂SO₄+Mg(OH)₂↓

由于目前水合肼的副产品回收氯化钠主要是用作于电解，其带入的硫酸根杂质必须进行预先处理，这样增加了回收氯化钠再利用时的处理费用，降低了回收氯化钠的价值。

本发明的目的是提供一种尿素法水合肼生产工艺的新型催化剂，尿素与次氯酸钠氧化合成水合肼时使用一种不含硫酸根的氯化镁或氯化镁结晶水合物作催化剂，该催化剂能够将水合肼的收率提高到79％以上，同时又解决了副产物回收氯化钠中的硫酸根杂质问题。

本发明是使用氯化镁或氯化镁结晶水合物作为尿素氧化法生产水合肼的催化剂，尿素与次氯酸钠在镁离子的催化作用下，发生氧化还原反应生成3.8％～4.3％的低浓度水合肼溶液，然后将低浓度的水合肼溶液蒸发精馏得到主产品水合肼，蒸发剩下的不挥发组分进行盐碱分离后分别得到副产品回收纯碱、副产品不含硫酸根的回收氯化钠，将回收氯化钠溶解、除去氨氮后可直接用作于氯碱厂的电解原料。

氯化镁催化剂完成催化作用后将与过量的烧碱(尿素被次氯酸钠氧化合成水合肼时需要过量部分烧碱)发生如下反应：

MgCl₂+2NaOH＝2NaCl+Mg(OH)₂↓

使用氯化镁或氯化镁结晶水合物催化剂既能使水合肼生产成本降低，又能避免副产物回收氯化钠中因硫酸根造成的杂质污染，减少了回收收氯化钠的再处理费用。

本发明的目的是这样实现的：

步骤1、将含氮量大于46％的尿素溶解成尿素含量为310g/l～320g/l的水溶液后再加入固体尿素量的0.8％～3％的六水氯化镁(六水氯化镁96％以上)催化剂搅匀.

步骤2、将含有烧碱124g/l～145g/l、有效氯(以[Cl₂]计)105g/l～115g/l的次氯酸钠溶液与步骤1配制的尿素溶液按反应所需的等摩尔比进行混合，加热到105℃～108℃反应，生成含水合肼46g/l～50g/l的低浓度水合肼溶液。

步骤3、上述步骤2合成得到的46g/l～50g/l低浓度水合肼溶液(即合成液)进行蒸发、精馏和盐碱分离得到80％水合肼和副产品纯碱及副产品回收氯化钠。

步骤4、将步骤3得到的副产品回收氯化钠溶解、脱氨氮处理后直接用作于氯碱厂的电解原料。

如上所述一种尿素法水合肼生产工艺的新型催化剂，其特征在于：本发明使用了氯化镁或氯化镁结晶水合物作为尿素与次氯酸钠发生氧化还原合成水合肼的催化剂，催化剂(以六水氯化镁计)加入量按固体尿素重量的0.8％～3％(优选1.7％)加入为宜。

该催化剂使用方法既能提高氧化收率又避免了副产品回收氯化钠中夹带硫酸根杂质对再利用后续工艺的影响。降低了水合肼生产成本及副产品回收氯化钠再利用时的处理费用。

以下是本发明的实施例：

实施例一：

催化剂：六水氯化镁，含量大于96％。

原材料A：配制310g/l的尿素溶液的同时再加入固体尿素重量的0.8％的催化剂。

原材料B：配制含烧碱131g/l、有效氯(以[Cl₂]计)110g/l的次氯酸钠。

取原材料B 150ml加入到带有搅拌和冷凝器的500ml的三口烧瓶中，常温、搅拌情况下快速加入等摩尔反应所需的尿素溶液原材料A 45ml，20～35秒后快速升温至沸腾，停止加热，得到含水合肼46.2g/l的合成液195ml，合成收率为77.5％，将合成液进行蒸发、精馏、盐碱分离后分别得到主产品水合肼、副产品回收纯碱、副产品不含硫酸根的回收氯化钠。

实施例二：