(2)尿素氧化法
 
尿素氧化法又称谢司塔柯夫法,是目前国内主要使用的方法。尿素法实质上是Raschig法的改进,用尿素代替氨作为氮源,该工艺不存在过剩反应物大量氨循环的问题。过程简单,合成收率比Raschig法高。反应是用氯气与氢氧化钠进行反应生成次氯酸钠溶液后,将尿素与次氯酸钠、氢氧化钠溶液在氧化剂如高锰酸钾、双氧水等的作用下进行氧化反应,再经蒸发、脱盐、精制得成品。其反应机理如下:
 
 
工艺流程如图12-2所示。
 
 
图12-2 尿素氧化法生产水合肼工艺流程
 
巫德坤等在稀碱中通入氯气,然后连续不断地加入42%浓度的氢氧化钠和氯气,反应生成次氯酸钠和氯化钠,分离除去氯化钠离心后的母液即25%~27%的次氯酸钠溶液,将母液、尿素溶液、氢氧化钠溶液送入合成器混合加热生成粗水合肼溶液。将粗水合肼溶液送入反向循环式蒸发器蒸发,水和水合肼蒸气直接进入分馏塔提浓后塔釜液即得45%~55%水合肼。
 
李本林等以氯气和氢氧化钠(30%)为原料制备次氯酸钠溶液,控制氯气通入速度,保证温度在30℃以下,配制成游离碱含量在10.8%左右,有效氯在8.0%左右的溶液。取尿素14.3g加水23mL配制成溶液后,在冰水浴中利用分液漏斗向尿素中滴加186g次氯酸钠溶液,滴加完后继续搅拌0.5h。低温反应结束后,向溶液中加入5g自制催化剂,转移至三口烧瓶中,边搅拌边急速升温。108℃开始回流,维持回流反应5min。回流完毕后,开始收集馏分,最终得馏分189.6g,收率为75.1%。尿素、次氯酸钠与氢氧化钠的摩尔比控制在(1.10~1.12):1:(2.30~2.42)时,水合肼的收率最好。
 
近年来,我国生产企业不断对此法进行改革,目的在于抑制副产物的发生,提高水合肼收率。主要技术改进包括在填料吸收塔内生产次氯酸钠;将罐式反应器改为列管式加热反应器用于合成水合肼,利于提高收率;将五层蒸发器间歇蒸发改为专用新型蒸发器连续蒸发;将液相进塔改为气相进塔提浓,降低蒸气消耗;水合肼粗溶液冷却回收十水碳酸钠,回收副产氯化钠,使副产物得到综合利用以降低生产成本。
 
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