Raschig法制备水合肼

[db:作者] / 2023-02-10 00:00

[分子式] H2N-NH2·H2O

[物化性质]水合肼又称水合联氨。无色发烟液体，有特殊的氨臭味，可燃。相对密度1.032(21℃的水合肼与4℃的水的密度比)，熔点-51.7℃，沸点120.1℃，蒸汽压0.67kPa(25℃)，闪点73℃(开杯)，表面张力(25℃)74.0mN/m，生成热-242.71kJ/mol，折射率(20℃)1.4280。

水合肼液体以二聚物的形式存在，与水混溶，不溶于乙醚和氯仿与水混溶，可混溶于乙醇。与极易还原的汞、铜等金属氧化物和多孔性氧化物接触时，会起火分解。能从空气中吸收二氧化碳。水合肼是一种弱碱，其碱性比氨小，与无机酸反应会生成多种有用的盐。有吸湿性，放置空气中会冒烟。燃烧时呈紫色火焰。有强还原性、腐蚀性和毒性。

[制备方法]

(1)Raschig法

由Raschig发明的制肼法于1906年最先用于工业化生产。此法以次氯酸钠与过量的氨反应生成水合肼。反应机理如下。

总反应：

2NH3+NaOCl→N2H4+NaCl+H2O

分两步进行：

NH3+NaOCl→NH2Cl+NaOH

NH2Cl+NH3+NaOH→N2H4+NaCl+H2O

副反应：

N2H4+2NH2C1→+2NH4Cl+N2

工艺流程如图12-1所示。

图12-1 Raschig法生产水合肼工艺流程

反应过程有氯胺生成，故也称为氯胺法。反应所用的NaOH质量分数为8%，在通入Cl2生产NaClO时，NaOH过剩，用纯水吸收NH3成水溶液。NH3与NaClO溶液混合质量比为20：1，控制反应温度为170℃，反应可在加压下进行并在数秒内完成。向反应系统内加入明胶，有助于提高产率。反应塔内馏出物中除含有水合肼外，还含有NaCl与NaOH，再经浓缩由塔顶排出水分，塔底获得水合肼。

该法得到的水合肼是1%～2%的稀水溶液，总合成率约67%。需用相当多的热量来提浓稀溶液的水合肼，每回收1kg水合肼，需要蒸出40～110kg的水。由于使用过量的氨，需增设回收装置，副产大量的NaCl和NH4Cl等盐。肼的浓缩和过量氨的回收，能耗高，设备投资和操作费用大，此法已被淘汰。

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