專利名稱：偏二甲肼的催化氫解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境的保護(hù)，特別提供了一種偏二甲肼催化氫解生產(chǎn)氨和二甲胺的方法。
1,1-二甲肼，又稱偏二甲肼，是無色液體，有刺激性氣味。在空氣中，偏二甲肼易被緩慢氧化發(fā)煙而變黃。目前，偏二甲肼主要是采用氯胺法生產(chǎn)，以次氯酸鈉、氨水和二甲胺為原料生產(chǎn)。
偏二甲肼的主要用途是作為火箭的液體燃料。長期保存的偏二甲肼會(huì)被空氣緩慢氧化而生成一部分腙。
這樣的被氧化的偏二甲肼不能再用做火箭燃料。它的處理是一個(gè)很困難的問題。由于偏二甲肼含氮量高，作為燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的NOx，造成嚴(yán)重空氣污染。又由于偏二甲肼易燃、易爆，也不易長距離運(yùn)送到原生產(chǎn)廠進(jìn)行處理。
本發(fā)明的目的在于提供一種偏二甲肼的催化氫解方法，其可以將偏二甲肼催化氫解為有用的氨和二甲胺，方法簡單安全，并且可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化。
本發(fā)明提供了一種偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于氫氣與偏二甲肼在催化劑作用下生成氨和二甲胺。
本發(fā)明方法與催化分解不同之處在于反應(yīng)使用氫氣。使用氫氣可以提高氨和二甲胺的收率。反應(yīng)如下式表示
本發(fā)明中所用的催化劑由主活性組分、助劑組分和擔(dān)體組成；主活性成分是金屬鈀，助劑組分選自Rh,Ru,Ir,Pt,Ni,Co金屬元素之一種或多種，擔(dān)體選自氧化硅、氧化鋁、活性炭、硅藻土常用擔(dān)體之一種或多種；金屬鈀含量在0.1-30％(重量)，最好為0.5-5％(重量)，助劑含量在0.01-10％(重量)，最好為0.05-5％(重量)。工藝條件為反應(yīng)溫度100-300℃，偏二甲肼的進(jìn)料速度0.5-10克/克催化劑·小時(shí)，氫氣與偏二甲肼的比例H2/UDMH=1-10(mol/mol)。
本發(fā)明中所用催化劑的擔(dān)體可以選用球型、柱型和片型。所用的催化劑可以是用金屬鈀和助劑元素的可溶性鹽類如硝酸鹽、氯化物的水溶液浸漬擔(dān)體制備的。在使用前最好用氫氣還原，還原溫度為100-500℃，還原時(shí)間為0.5-14小時(shí)。
本發(fā)明還提供了一種專門用于實(shí)現(xiàn)上述方法的偏二甲肼的催化氫解設(shè)備，其特征在于該設(shè)備由偏二甲肼儲(chǔ)罐(1)經(jīng)偏二甲肼泵(2)，與制氫機(jī)(7)共同接汽化器(3)，再接反應(yīng)器(4)，反應(yīng)器(4)出口接冷卻器(5)、分離器(6)構(gòu)成。上述偏二甲肼的催化氫解設(shè)備可以整體安裝于一輛汽車上。
本發(fā)明中所使用的反應(yīng)器可以是一個(gè)或幾個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)使用，或切換使用。反應(yīng)器可以是列管式反應(yīng)器，該反應(yīng)器可以在等溫或近于等溫的條件下運(yùn)行，管內(nèi)裝有催化劑，管間為導(dǎo)熱油。然而，一般優(yōu)先選用絕熱反應(yīng)器，因?yàn)樗攘泄苁椒磻?yīng)器造價(jià)低，安裝方便。
本發(fā)明的工藝操作說明如下用泵把儲(chǔ)罐中的偏二甲肼定量輸送到汽化混合器中，汽化混合器的溫度一般維持在100-200℃，使偏二甲肼汽化，同時(shí)，來自制氫機(jī)的氫氣也進(jìn)入汽化混合器，與汽化的偏二甲肼實(shí)現(xiàn)混合，混合氣經(jīng)管道進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器的溫度一般維持在100-300℃，氣態(tài)的偏二甲肼和氫氣在反應(yīng)器中與催化劑接觸，并發(fā)生催化氫解反應(yīng)，生成氨和二甲胺等產(chǎn)物，產(chǎn)物經(jīng)冷卻，在分離罐中實(shí)現(xiàn)氨和二甲胺的分離。整個(gè)反應(yīng)過程是常壓過程，也可以在有一定壓力的條件下進(jìn)行。
總之，本發(fā)明將偏二甲肼催化氫解為有用的氨和二甲胺，方法簡單安全，并且設(shè)備可以小型化，可以安裝在汽車上，在各種大量儲(chǔ)存偏二甲肼的庫地就地處理。以下通過實(shí)施例進(jìn)一步給予說明附

圖1是有一個(gè)反應(yīng)器的偏二甲肼催化氫解制備氨和二甲胺的實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡化流程圖。
實(shí)例1稱取擔(dān)體二氧化硅49克，配置50毫升含1.667克的氯化鈀的鹽酸水溶液，用配置好的50毫升含1.667克氯化鈀的鹽酸水溶液浸漬49克二氧化硅，放置，室溫下自然干燥，然后，120℃干燥2小時(shí)，然后，在氫氣流下300℃還原1小時(shí)。制得二氧化硅擔(dān)載的鈀催化劑。
實(shí)例2稱取29.7克三氧化二鋁擔(dān)體，取10毫升氯化鈀鹽酸水溶液(0.05克PdCl2/ml)加50毫升蒸餾水稀釋，用上述50毫升溶液浸漬29.7克的三氧化二鋁擔(dān)體，放置，室溫下自然干燥，然后，120℃干燥2小時(shí)，然后，在氫氣流下300℃還原1小時(shí)。制得三氧化二鋁擔(dān)載的鈀催化劑。
實(shí)例3稱取擔(dān)體二氧化硅49.45克，配置50毫升含0.837克氯化鈀和0.103克三氯化釕鹽酸水溶液，用配置好的50毫升含0.837克的氯化鈀和0.103克三氯化釕的鹽酸水溶液浸漬49.45克二氧化硅，放置，室溫下自然干燥，然后，120℃干燥2小時(shí)，然后，在氫氣流下300℃還原1小時(shí)。制得二氧化硅擔(dān)載的含釕助劑的鈀催化劑。
實(shí)例4采用如附圖所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行偏二甲肼的催化分解。反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度為160℃，催化劑為實(shí)例1所制的催化劑，催化劑用量為10克，偏二甲肼的進(jìn)料量為28毫升/小時(shí)，氫氣流量為300毫升/分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1中。
實(shí)例5采用如附圖所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行偏二甲肼的催化分解。反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度為170℃，催化劑為實(shí)例2所制的催化劑，催化劑用量為10克，偏二甲肼的進(jìn)料量為28.2毫升/小時(shí)，氫氣流量為300毫升/分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1中。
實(shí)例6采用如附圖所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行偏二甲肼的催化分解。反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度為170℃，催化劑為實(shí)例3所制的催化劑，催化劑用量為10克，偏二甲肼的進(jìn)料量為28.2毫升/小時(shí)，氫氣流量為300毫升/分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1中。
表1．實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1．一種偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于氫氣與偏二甲肼在催化劑作用下生成氨和二甲胺。
2．按照權(quán)利要求1所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于所用的催化劑由主活性組分、助劑組分和擔(dān)體組成；主活性組分是金屬鈀，助劑組分選自Rh,Ru,Ir,Pt,Ni,Co金屬元素之一種或多種，擔(dān)體選自氧化硅、氧化鋁、活性炭、硅藻土常用擔(dān)體之一種或多種金屬鈀含量在0.1-30％重量，助劑含量在0.01-10％重量。
3．按照權(quán)利要求2所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于工藝條件為反應(yīng)溫度100-300℃，偏二甲肼的進(jìn)料速度0.5-10克/克催化劑·小時(shí)，氫氣與偏二甲肼的摩爾比例H2/UDMH=1-10。
4．按照權(quán)利要求2所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于所用金屬鈀重量含量在0.5-5％。
5．按照權(quán)利要求2所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于所用的助劑重量含量在0.05-5％。
6．按照權(quán)利要求2所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于所用的擔(dān)體可以選用球型、柱型和片型。
7．按照權(quán)利要求2所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于所用的催化劑是用金屬鈀和助劑元素的可溶性鹽類如硝酸鹽、氯化物的水溶液浸漬擔(dān)體制備的。
8．按照權(quán)利要求7所述偏二甲肼的催化氫解方法，其特征在于使用前用氫氣還原，還原溫度為100-500℃，還原時(shí)間為0.5-14小時(shí)。
9．一種專門用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的偏二甲肼的催化氫解設(shè)備，其特征在于該設(shè)備由偏二甲肼儲(chǔ)罐(1)，偏二甲肼泵(2)，制氫機(jī)(7)，接汽化器(3)，反應(yīng)器(4)，接冷卻器(5)，和分離器(6)構(gòu)成。
10．按照權(quán)利要求9所述偏二甲肼的催化氫解設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備可以整體安裝于一輛汽車上。
全文摘要
一種偏二甲肼的催化氫解方法,其特征在于:氫氣與偏二甲肼在催化劑作用下生成氨和二甲胺;所用的催化劑由主活性組分金屬鈀、助劑組分Rh,Ru,Ir,Pt,Ni,Co和擔(dān)體組成;反應(yīng)溫度100－300℃,偏二甲肼的進(jìn)料速度:0.5－10克/克催化劑·小時(shí),氫氣與偏二甲肼的比例H
文檔編號(hào)C07C211/00GK1314305SQ0011023
公開日2001年9月26日 申請(qǐng)日期2000年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月22日
發(fā)明者林培滋, 羅洪原, 丁云杰, 黃世煜 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所