[发明专利]一种丙酮连氮的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种丙酮连氮的合成方法。

背景技术

丙酮连氮是制备水合肼的重要中间体。众所周知，水合肼是重要的化工原料，具有广泛的用途，由于水合肼分子中含有两个亲核的氮和四个可置换的氢，因此，以水合肼为原料的精细化工产品几乎涉及所有领域。因此，改进水合肼及酮连氮的生产工艺，提高其收率，降低生产成本一直是人们研究的重点。

目前，国内水合肼的生产工艺路线主要有三种。第一种为拉希法，是工业中生产肼的古老方法，以氨为原料，经次氯酸钠氧化生成肼。反应式如下：

NH₃ + NaClO → NH₂Cl + NaOH

NH₂Cl + NaOH + NH₃ → N₂H₄·······H₂O + NaCl

该法由于肼收率低、生产成本高，现已基本被淘汰。

第二种是尿素法，由尿素水溶液与次氯酸钠、烧碱在催化剂作用下，反应生成水合肼。它是拉希法的一种改进，其特点是用尿素代替氨作氮源，由此避免了大量氨循环。反应式如下：

(NH₂)₂CO + NaClO + 2NaOH → N₂H₄·······H₂O + NaCl + Na₂CO₃

虽然尿素法合成收率比拉西法高，但仍仅为70~75%，所得合成液中肼含量仍然非常低，且原料尿素价格昂贵，间歇式生产，生产能力低，能耗高，只适合于小规模生产。但由于工艺特别简单，投资又省，国内仍采用此法。

第三种是酮连氮法，由氯气或次氯酸钠氧化法制得酮连氮，该法首先由德国拜耳公司提出，是氨在丙酮的存在下，用氯或次氯酸钠氧化，生成丙酮连氮、酮腙或异酮腙，当丙酮过量时，酮腙和异酮腙可转化成丙酮连氮，这些中间体在高压下水解生成水合肼和丙酮，水解生成的丙酮被循环用于制取丙酮连氮。反应式如下：

2NH₃ + NaClO + 2CH₃COCH₃ → (CH₃)₂C=N-N=C(CH₃)₂ + NaCl + 3H₂O

(CH₃)₂C=N-N=C(CH₃)₂ + 3H₂O → 2 CH₃COCH₃ + N₂H₄·······H₂O

酮连氮法实际上是原拉西法的改良。它是在丙酮的存在下，用NaClO氧化氨得到酮连氮，所生成的酮连氮中间体与肼相比不易被氧化，从而提高了肼的收率，其收率一般为90~91%。该法近年来在国内发展迅速。

酮连氮法虽然优于拉西法和尿素法，但是，该法在合成酮连氮的反应中，会有如下副反应发生：

2CH₃COCH₃ + N₂H₄ → 2(CH₃)₂CH(OH) + N₂↑

该副反应生成的异丙醇（IPA）杂质会随未反应的酮一起回收再次进入反应系统中，并在反应系统里不断积累。由于杂质的积累使合成酮连氮的收率逐渐降低，同时，异丙醇杂质随酮连氮进入水解塔后会导致水解工序的副反应增多，从而使水合肼的收率降低。为了将反应系统中的异丙醇含量控制在1%以下，通常在回收丙酮中的异丙醇含量达到8%时，需对回收的丙酮进行蒸馏提纯处理，在出去异丙醇（IPA）的过程中会消耗大量蒸汽，产生大量含有IPA的废水，增加了水合肼的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙酮连氮的合成方法，该合成方法能够减少副反应的发生及有害杂质的生成，提高酮连氮的收率，降低能耗，减少废水处理量。