本發(fā)明涉及一種水合肼生產(chǎn)新工藝流程，更具體地說是指水合肼連續(xù)射流反應制備工藝。

背景技術(shù)：

1、水合肼(水合聯(lián)氨)，化學式為n2h4·h2o，具有強還原性，是制備發(fā)泡劑和火箭燃料的重要化工原料，也是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、發(fā)泡劑、顯影劑等的原料；隨著技術(shù)的進步和社會的發(fā)展，近年來水合肼的應用領(lǐng)域也在不斷的拓寬。

2、目前，水合肼的生產(chǎn)方法主要有拉西法、尿素法、酮連氮法、雙氧水法以及空氣氧化法等。我國主要使用的水合肼制備方法以尿素法為主，其生產(chǎn)方法采用尿素與次氯酸鈉反應制備水合肼的過程。主要的化學反應方程式為：

3、nh2conh2+naclo→nh2conhcl+naoh

4、nh2conhcl+naoh→nh2con+nacl+h2o

5、nh2con→h2n-n＝c＝o

6、nh2-n＝c＝o+2naoh+h2o→n2h4h2o+naco3

7、由于尿素法制備水合肼使用次氯酸鈉作為氧化劑，因此最終生產(chǎn)的過程中不可避免的會產(chǎn)生鈉離子，從而結(jié)合氯離子和碳酸根離子產(chǎn)生氯化鈉和碳酸鈉的鹽溶液。尿素法水合肼制備的傳統(tǒng)工藝過程中尿素和次氯酸鈉溶液分別經(jīng)過各自的輸送泵直接打入列管式反應器的管程，在反應器中殼程的蒸汽將進入管程的反應液加熱至100℃以上的反應溫度后，開始反應生成水合肼并產(chǎn)生氯化鈉和碳酸鈉，含有氯化鈉、碳酸鈉和水合肼的溶液也就是粗肼液通過蒸發(fā)和結(jié)晶分離脫鹽得到水合肼溶液，實現(xiàn)水合肼的初步濃縮和精制，但在這些工藝操作下無法制得高濃度的水合肼，且這些蒸發(fā)除鹽、冷凍結(jié)晶工藝同樣會帶來能耗較高、固液相變分離中水合肼流失嚴重；由于尿素和次氯酸鈉溶液進入反應器前沒有主動混合裝置，反應液進入反應器各列管內(nèi)的濃度分布不均勻，在被加熱到80℃后達到反應溫度100℃前存在尿素和次氯酸鈉分解的現(xiàn)象，因而現(xiàn)有尿素法生成水合肼工藝存在總收率較低等問題。因此，有必要設(shè)計一條連續(xù)射流反應制備高濃度水合肼的生產(chǎn)工藝流程，其中包括水合肼的制備、脫鹽、精制、尾氣處理等流程，實現(xiàn)低能耗、高收率、高濃度的水合肼生產(chǎn)方式。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有水合肼生產(chǎn)工藝流程中高能耗、復雜工序等問題，提供一條工藝流程步驟簡單，除鹽效能高，能耗低的水合肼連續(xù)射流反應制備工藝。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下工藝流程：

3、一種新的水合肼連續(xù)射流反應制備工藝；包括如下步驟：

4、步驟一：將原料儲罐中的氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液預混合；將預混合后的原料與尿素溶液分別經(jīng)輸送泵通入兩個換熱器中進行冷卻；換熱器冷卻介質(zhì)低于10℃的冷媒水，經(jīng)換熱后返回到制冷機中循環(huán)降溫；

5、步驟二：兩種原料經(jīng)預處理冷卻后，將次氯酸鈉與氫氧化鈉的混合液通入文丘里射流反應器軸向進口，經(jīng)噴嘴并在喉管處經(jīng)射流產(chǎn)生的負壓，吸入尿素溶液，兩種反應原料在文丘里反應器內(nèi)混合后，進入該裝置的反應單元；

6、步驟三：經(jīng)射流反應器生成的產(chǎn)物進入帶有框式攪拌槳的陳化罐中，經(jīng)部分冷卻，下層產(chǎn)生的含鹽結(jié)晶的濃漿經(jīng)過固液分離裝置脫鹽，過濾后的母液返回到陳化罐中或進入下一步精制脫鹽得到低濃度的肼溶液；上層清液在步驟五中進一步精制；

7、步驟四：將陳化罐頂部產(chǎn)生含氨的尾氣通入裝有盤管的管道中進行冷凝，并將冷凝得到水和水合肼混合物物返回陳化罐中，不凝的尾氣通入氨吸收塔，進行尾氣處理；

8、步驟五：步驟三得到的上層清液經(jīng)過膜分離脫鹽后進入預熱器加熱到90～100℃后進入到精餾塔中，精餾塔頂蒸汽經(jīng)塔頂冷凝器冷凝一部分回流，一部分采出純水，水合肼精肼由塔底采出。

9、所述的步驟一中將原料儲罐中氫氧化鈉溶液質(zhì)量分數(shù)為10％-15％；氯酸鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)為15％-20％；尿素溶液的質(zhì)量分數(shù)為28％-30％。

10、所述的步驟一中原料罐均使用冷卻水降溫，防止配料過程的放熱導致原料的分解。

11、所述的步驟步驟二中反應單元反應溫度為110℃～120℃下制備水合肼。

12、所述的步驟步驟二中射流反應器中反應單元的加熱介質(zhì)為0.6mpa蒸汽低壓蒸汽。

13、所述的步驟步驟三中射流反應器生成的產(chǎn)物為120±5℃的產(chǎn)物。

14、所述的步驟步驟四中吸收塔為填料塔，吸收介質(zhì)為水。

15、所述的步驟步驟五中采出的水用于除氨塔的水洗。

16、其中還包括如下具體說明：

17、s1、物料預處理，將配好的尿素溶液、氫氧化鈉和次氯酸鈉的混合溶液，分別通過輸送泵進入板式換熱器裝置(并不局限于板式換熱器)中，與冷凍水進行換熱，分別降至低于15～20℃溫度；其中，所述的冷媒介質(zhì)為10℃的冷凍水。

18、s2、水合肼制備，將預處理后尿素溶液、氫氧化鈉和次氯酸鈉的混合溶液原料通入文丘里射流反應器中，在反應器內(nèi)快速充分混合后，在該裝置的反應單元中合成水合肼。反應得到的水合肼和鹽溶液通入帶有攪拌裝置的陳化罐中。反應器采用0.6mpa蒸汽加熱控制反應溫度在120℃左右。

19、s3、脫鹽，反應后120℃的含水合肼的混合物進入到帶有攪拌槳的陳化罐中，控制操作溫度在90℃以下，進行氯化鈉和碳酸鈉鹽的初步冷卻結(jié)晶，在陳化罐底部形成含鹽的晶漿，通過固液分離裝置，將大部分的鹽脫除，通過過濾器后的母液經(jīng)輸送泵輸送回陳化罐中。

20、s4、陳化罐上部氣相的產(chǎn)物經(jīng)吸收塔吸收冷卻回收得到氨水，用于除去尾氣中的氨，吸收后得到的氨水儲存在氨水儲罐中。

21、s5、水合肼精制，陳化罐上層清液和過濾分離后的母液進入到膜分離系統(tǒng)，分離鹽后得到低濃度的肼溶液經(jīng)過預熱換熱器加熱進入到精餾塔中進一步提純，水從塔頂采出，塔的倒數(shù)第二塊板得到精制的水合肼，塔釜釜液含有少部分鹽，經(jīng)過濾分離母液重回到塔中。

22、所述的反應裝置采用射流反應器。

23、反應后的產(chǎn)物首先進入陳化罐和固液分離裝置中進行初步分離。

24、所述的尾氣處理裝置，含有冷凝盤管和氨吸收塔，用于進一步收集低濃度的肼溶液和吸收工藝中含氨的尾氣。除氨塔所需的水來源于后續(xù)精餾塔分離出的水。

25、原料降溫的冷凍水來源于制冷機，經(jīng)過換熱后的冷水循環(huán)回制冷機。

26、膜分離后的低濃度的肼溶液進入精餾裝置中，進一步精制濃縮，得到精制的水合肼。

27、與現(xiàn)有尿素法合成水合肼技術(shù)相比，現(xiàn)有工藝增設(shè)了適用于水合肼反應的文丘里主動強制混合單元，有效地解決高液液比反應系統(tǒng)的快速高效混合問題，同時快速加熱單元使反應物料迅速達到反應溫度，抑制了原料的分解和副反應的產(chǎn)生，進入在下一階段反應過程，對應反應需要補熱強度大幅降低，通過攪拌和強制混合元件強化了反應原料的擾動，溫和補熱，防止物料溫升過高引發(fā)水合肼產(chǎn)物分解，從而提高反應的轉(zhuǎn)化率和收率。

28、在反應階段，本發(fā)明采用射流反應器用于原料的高效混合和反應，提升了反應轉(zhuǎn)化率，在分離精制階段，采用陳化罐進行初步分離，母液經(jīng)過膜分離后進入到精餾塔中進一步提純，相對于傳統(tǒng)的蒸發(fā)結(jié)晶，本發(fā)明的工藝流程大大降低了能耗，提高了分離過程水合肼收率。與現(xiàn)有技術(shù)對比，原工藝裝置生產(chǎn)水合肼總收率為65％-70％，本發(fā)明將收率提升為90％以上。

29、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是：

30、(1)本發(fā)明所述的水合肼文丘里連續(xù)射流反應制備工藝，可有效解決原工藝中存在冷凍結(jié)晶工序裝備多、流程長，蒸發(fā)除氯化鈉工序中能耗高、除鹽效能低，固液相變分離中存在水合肼流失嚴重、水合肼總體收率低等問題。

31、(2)本發(fā)明所述的的高收率分離精制水合肼連續(xù)文丘里射流反應制備工藝，具有高效節(jié)能、低成本、抗污染的水合肼精制效果。