l 水合肼工業(yè)生產(chǎn)方法主要有拉西法、尿素法、酮連氮法和過(guò)氧化氫法4種,國(guó)內(nèi)主要采用尿素法工藝。
l 1.尿素氧化法
l 將10%的次氯酸鈉溶液和30%液堿混合,然后冷卻,調(diào)整混合,然后冷卻,調(diào)整混合液中氯和堿成1:1.8的重量比,放入反應(yīng)鍋內(nèi)。再加入適量的高錳酸鉀,攪拌下將尿素溶液加入反應(yīng)鍋,加熱至約103-104℃料液沸騰為止。尿素加入量按有效氯計(jì)算,有效氯的重量比是76:75。將上述氧化生成物粗肼水加到蒸發(fā)器進(jìn)行真空蒸餾,肼氣和水氣經(jīng)過(guò)盲風(fēng)器導(dǎo)入接受釜,進(jìn)行初次提濃。從接受釜得到的淡肼水送至篩板塔進(jìn)行真空提濃,使水合肼含量達(dá)到規(guī)定值。當(dāng)含量≥40%時(shí)尿素 770次氯酸鈉890030%液堿52002.次氯酸鈉氨化法首先由氯氣和燒堿配制成次氯酸鈉,然后在3.922×107Pa壓力和130-150℃溫度下進(jìn)行合成,得水合肼反應(yīng)液,經(jīng)氣提脫除多余的氨,再進(jìn)行蒸發(fā)脫鹽和精餾得成品水合肼。
l 2酮連氮法
l 酮連氮法是國(guó)外七十年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。該法是氨在過(guò)量丙酮存在下,用氯或次氯酸鈉氧化,生成甲酮連氮,再加壓水解得到肼。該法優(yōu)點(diǎn)是收率高,可達(dá)95%左右,能耗低。缺點(diǎn)是丙酮的加入,使系統(tǒng)中有有機(jī)副產(chǎn)物生成,需要清除,且丙酮蒸汽需處理。
l 3.過(guò)氧化氫法
l 此法是法國(guó)于結(jié)納-庫(kù)爾曼化學(xué)公司開(kāi)發(fā)成功的。于1979年建成年產(chǎn)5000噸(100%)水含肼裝置。該法是氨和濃H2O2在甲乙酮、乙酰胺和磷酸氫二鈉存在下互相作用,生成甲甲乙酮連氮和水,再加壓水解得水合肼。肼的產(chǎn)率以H2O2計(jì)為75%左右,該法沒(méi)有副產(chǎn)物氯化鈉,對(duì)簡(jiǎn)化流程和環(huán)保有利,并且產(chǎn)品溶易分離,不必進(jìn)行精餾。但甲乙酮的化學(xué)損耗高于甲酮連氮法的丙酮的損耗。
l 上游原料
l 上游原料:次氯酸鈉、氯氣、尿素、氫氧化鈉。
l 下游產(chǎn)品
l 疊氮化鈉、1,2,4-三氮唑、叔丁基肼、馬來(lái)酰肼、水合肼、1,2,4-三嗪-2-甲基-6-羥基-3-硫代-5-酮、氨基脲鹽酸鹽、1-羥基苯并三氮唑、1-羥基苯并三氮唑一水物、噻二唑、甲基巰基噻二唑、3,6-二氯噠嗪、3,3'-二氯-4,4'-聯(lián)苯二胺,鹽酸鹽、二苯甲酮腙、叔丁基肼鹽酸鹽。
l 水合肼的性質(zhì)用途
l 避免接觸氧化物,氧,金屬粉末,有機(jī)材料,工作人員應(yīng)作好全面防護(hù),皮膚和眼睛接觸肼之后,應(yīng)直接用大量清水沖洗,并請(qǐng)醫(yī)生檢查治療。工作區(qū)域必須充分通風(fēng),并經(jīng)常使用適當(dāng)?shù)膬x器檢測(cè)生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境中的肼濃度。能與水、醇任意混合,不溶于三氯甲烷和醚。具有強(qiáng)堿性與還原性,是一種強(qiáng)還原劑。與氧化劑接觸,會(huì)自燃自爆。具有強(qiáng)腐蝕性、滲透性。在空氣中能吸收二氧化碳。有毒。折光能力很強(qiáng)液體。在空氣中發(fā)煙,相當(dāng)難流動(dòng),有特異的不像氨的臭味??膳c水、酒精混溶,不能與醚、氯仿混溶。
l 物理性質(zhì)
l 冰點(diǎn):-51.7℃
l 熔點(diǎn):-40℃
l 沸點(diǎn):118.5℃
l 相對(duì)密度(水=1):1.032(21/4℃,指21℃的水合肼與4℃的水的密度比)
l 蒸汽壓:72.8℃
l 比 重:1.03(21℃)
l 表面張力(25℃):74.0mN/m
l 折光指數(shù):1.4284
l 生成熱:-242.71kJ/mol
l 閃點(diǎn)(開(kāi)杯法):72.8℃
l 溶解性:水合肼液體以二聚物形式存在,與水和乙醇混溶,不溶于乙醚和氯仿
l 腐蝕性:能侵蝕玻璃、橡膠、皮革、軟木等
l 穩(wěn)定性:穩(wěn)定,在高溫下(約1000℃)分解成N2、NH3和H2
l 化學(xué)反應(yīng):水合肼還原性極強(qiáng),與鹵素、HNO3、KMnO4等激烈反應(yīng),在空氣中可吸收CO2,產(chǎn)生煙霧
l 外觀(guān)與性狀:無(wú)色透明的油狀發(fā)煙液體,微有特殊的氨臭味,在濕空氣中冒煙,具有強(qiáng)堿性和吸濕性。
l 危險(xiǎn)標(biāo)記:20(堿性腐蝕品)
l 用途
l 水合肼作為一種重要的精細(xì)化工原料,主要用于合成AC、D1PA、TSH等發(fā)泡劑;也用作鍋爐和反應(yīng)釜的脫氧和脫二氧化碳的清洗處理劑;在醫(yī)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)抗結(jié)核、抗糖尿病的藥物;在農(nóng)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)除草劑、植物生長(zhǎng)調(diào)和劑和殺菌、殺蟲(chóng)、殺鼠藥;此外它還可用于生產(chǎn)火箭燃料、重氮燃料、橡膠助劑等。2013年來(lái),水合肼的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展。
l 水合肼及其衍生物產(chǎn)品在許多工業(yè)應(yīng)用中得到廣泛的使用,如化學(xué)產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品、農(nóng)化產(chǎn)品、水處理、照相及攝影產(chǎn)品等用作還原劑、抗氧劑,用于制取醫(yī)藥、發(fā)泡劑等。
l 水合肼可直接用作:
l 1.熱電廠(chǎng)和核電廠(chǎng)中用作循環(huán)水的防腐蝕添加劑。
l 2.工業(yè)鍋爐和高壓蒸汽爐中用水的除氧劑。水合聯(lián)氨是一種脫氧劑,它能使水中的溶解氧還原,被用于進(jìn)一步去除鍋爐給水經(jīng)熱力除氧后的殘留微量溶解氧。因?yàn)榻o水中溶解氧會(huì)引起鍋爐管壁的腐蝕。向鍋爐給水加入水合肼,不但能脫氧,還能防止鍋爐內(nèi)鐵垢和銅垢的生成。
l 水合肼是一種高效還原劑,可以合成以下產(chǎn)品:
l 1.發(fā)泡劑:偶氮甲酰胺(偶氮碳酰胺)(如:用于生產(chǎn)內(nèi)胎用的疊氮化鈉產(chǎn)品)。
l 2.農(nóng)化產(chǎn)品和醫(yī)藥產(chǎn)品中生物活性中間體的合成,要先生成三唑。
l 3.偶氮引發(fā)劑
l 4.其它各種產(chǎn)品:在染料方面某些特定的有機(jī)顏料產(chǎn)品,照相方面用的試劑,氨基甲酸酯及丙烯酸酯類(lèi)產(chǎn)品,以及氰溴酸產(chǎn)品。
l 水合肼還可以在以下領(lǐng)域得到應(yīng)用:
l 1.貴金屬的清洗、精煉。
l 2.酸洗液和表面處理液中回收金屬。
l 3.處理廢液和廢氣。
l 4.在電子市場(chǎng)中使用的各等級(jí)精制硫酸的提純。
l 5.塑料和金屬(鎳、鈷、鐵、鉻等)的金屬鑲嵌。
l 6.是火箭燃料的配方產(chǎn)品。
l 7.在A(yíng)CTIRED工藝過(guò)程中使用,該工藝主要應(yīng)用于金礦選礦。
l 由于水合肼具有雙官能基團(tuán)和親核基團(tuán),因此可以生產(chǎn)多種衍生物產(chǎn)品,如:
l 1. LIOZAN:防腐蝕產(chǎn)品,能提供快速的除氧能力,并且可在較低溫度下生效。
l 2.肼鹽:3種產(chǎn)品,主要用于合成中間體(尤其在醫(yī)藥工業(yè)中)。
l 3.三唑產(chǎn)品:1,2,4-三唑/1,2,4-三唑鈉鹽/4-氨基-1,2,4-三唑/3-氨基-1,2,4-三唑。
l 4.氨基胍碳酸氫鹽。
l 5.新型的聚合物引發(fā)劑,如公司產(chǎn)的液態(tài)偶氮化合物產(chǎn)品。
l 水合肼為強(qiáng)還原劑,是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、發(fā)泡劑、顯像劑、抗氧劑的原料;大量用作大型鍋爐水的脫氧劑;還用于制造高純度金屬、合成纖維、稀有元素的分離。此外,還用來(lái)制造火箭料和炸藥等。也用作分析試劑。用作發(fā)泡劑的肼衍生物大部分是偶氮二甲酰胺(AC),還有甲苯磺酸肼等。用作醫(yī)藥的衍生物,肼量較多的是異煙肼、芬基氨硫脲和苯磺酰氨硫脲,還有抗精神病藥1-異煙?;?2-異丙肼、抗癌藥醛基肼衍生物、抗感染藥5-硝基呋喃甲叉肼衍生物、抗生素唑啉頭孢菌素、利尿降壓藥肼苯噠嗪、抗腫瘤藥甲基苯肼等。用作農(nóng)藥的肼衍生物有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑馬來(lái)酰肼衍生物、殺鼠劑二鼠劑硝基苯肼、殺蟲(chóng)釘菌劑吡唑衍生物與5-硝基呋喃氨硫脲,除草劑氨基三唑等。在日本,肼的用途分配中1/3以上是作鍋爐水的去氧劑,發(fā)泡劑用的肼(包括水合肼和硫酸肼)約占30%,用于蒙朧藥占10%。
l 水合肼對(duì)環(huán)境的影響
l (1)健康危害:
l 侵入途徑:吸入、食入、經(jīng)皮吸收。
l 健康危害:吸入本品蒸氣,刺激鼻和上呼吸道。此外,尚可出現(xiàn)頭暈、惡心和中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮。液體或蒸氣對(duì)眼有刺激作用,可致眼的永久性損害。對(duì)皮膚有刺激性;長(zhǎng)時(shí)間皮膚反復(fù)接觸,可經(jīng)皮膚吸收引起中毒;某些接觸者可發(fā)生皮炎??诜痤^暈、惡心。
l (2)毒理學(xué)資料及環(huán)境行為:
l 毒性:屬高毒類(lèi)。
l 急性毒性:LD50129mg/kg(大鼠經(jīng)口)
l 危險(xiǎn)特性:遇明火、高熱可燃。具有強(qiáng)還原性。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。引起燃燒或爆炸。
l 燃燒(分解)產(chǎn)物:氧化氮。
l (3)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法:
l 檢測(cè)管法。
l (4)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):前蘇聯(lián)車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度0.1mg/m3;
l 中國(guó)(待頒布)飲用水源中有害物質(zhì)的最高允許濃度0.01mg/L;
l 前蘇聯(lián)(1975)污水排放標(biāo)準(zhǔn)0.1mg/L[1]。
l ⑴健康危害
l 侵入途徑:吸入、食入、經(jīng)皮吸收。
l 健康危害:吸入該品蒸氣,刺激鼻和上呼吸道。此外,尚可出現(xiàn)頭暈、惡心和中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮。液體或蒸氣對(duì)眼有刺激作用,可致眼的永久性損害。對(duì)皮膚有刺激性;長(zhǎng)時(shí)間皮膚反復(fù)接觸,可經(jīng)皮膚吸收引起中毒;某些接觸者可發(fā)生皮炎??诜痤^暈、惡心。
l ⑵毒理學(xué)資料及環(huán)境行為
l 毒性:屬高毒類(lèi)。
l 急性毒性:LD50為129mg/kg(大鼠經(jīng)口)
l 危險(xiǎn)特性:遇明火、高熱可燃。具有強(qiáng)還原性。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。引起燃燒或爆炸。
l 燃燒(分解)產(chǎn)物:氧化氮。
l ⑶環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
l 前蘇聯(lián):車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度0.1mg/m3;
l 中國(guó)(待頒布):飲用水源中有害物質(zhì)的最高允許濃度 0.01mg/L;
l 前蘇聯(lián)(1975) :污水排放標(biāo)準(zhǔn) 0.1mg/L。
l 1、急性毒性:半數(shù)致死量(兔,靜脈)25mg/kg ,有劇毒,強(qiáng)烈侵蝕皮膚及阻害體內(nèi)的酶。急性中毒時(shí),可損害中樞神經(jīng)系統(tǒng),多數(shù)情況下能致死。在體內(nèi)主要影響碳水化合物和脂肪的新陳代謝功能。具有溶血性質(zhì)。其蒸氣能侵蝕黏膜,并導(dǎo)致頭昏;刺激眼睛,使眼紅腫、化膿。損害肝臟,使血糖降低、血液缺水,并引起貧血??諝庵须碌淖罡呷菰S濃度0.1mg/m3。
l 2、吸入蒸氣對(duì)上呼吸道、鼻有刺激性。接觸皮膚過(guò)敏、具有腐蝕性,能引起燒傷,可能致癌。大鼠經(jīng)口LD50為129mg/kg。
l 一、泄漏應(yīng)急處理
l 疏散泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū),禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入污染區(qū),建議應(yīng)急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學(xué)防護(hù)服。不要直接接觸泄漏物,在確保安全情況下堵漏。噴霧狀水,減少蒸發(fā)。使用干冰二氧化碳滅火器或用沙土或其它不燃性吸附劑混合吸收,然后收集運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。也可以用大量水沖洗,經(jīng)稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。如大量泄漏,利用圍堤收容,然后收集、轉(zhuǎn)移、回收或無(wú)害處理后廢棄。
l 二、防護(hù)措施
l 呼吸系統(tǒng)防護(hù):可能接觸其蒸氣或煙霧時(shí),應(yīng)該佩帶防毒面具。緊急事態(tài)搶救或逃生時(shí),佩帶自給式呼吸器。
l 眼睛防護(hù):戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。
l 防護(hù)服:穿工作服(防腐材料制作)。
l 手防護(hù):戴橡皮手套。
l 其它:工作后,淋浴更衣。單獨(dú)存放被毒物污染的衣服,洗后再用。注意個(gè)人清潔衛(wèi)生。
l 三、急救措施
l 皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,立即用流動(dòng)清水徹底沖洗。
l 眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。
l 吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。呼吸困難時(shí)給輸氧。呼吸停止時(shí),立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
l 食入:誤服者給飲牛奶或蛋清。立即就醫(yī)。
l 滅火方法:霧狀水、二氧化碳、干粉、泡沫。