一種分離水—甲基肼共沸混合物的新工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分離水一甲基肼共沸混合物的新工藝，采用乙腈一甲乙酮混合溶劑為萃取劑，實現(xiàn)水一甲基肼共沸物的精餾分離。
【背景技術(shù)】
[0002]甲基肼，又稱一甲基肼，分子式:CH6N2，分子量:46.07，在農(nóng)藥/醫(yī)藥/染料等方面應(yīng)用廣泛，并且因其具有冰點低、熱穩(wěn)定性能好和燃燒過程穩(wěn)定等優(yōu)點，被認(rèn)為肼類燃料中最有運用前景的火箭推進劑燃料，現(xiàn)在市場上甲基肼水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為40%，其售價大概為5萬元人民幣/噸，而高濃度的甲基肼水溶液價格劇增，其中98%的甲基肼為40萬元人民幣/噸。目前甲基肼的濃縮工藝方法有限，在專利CN 103130678 A中闡述了一種利用氫氧化鈉顆粒先吸水后精餾的方法濃縮甲基肼水溶液的方法，該方法操作簡便，工藝簡單。但是產(chǎn)率較低，會有大量甲基肼的損失，并且吸水后的氫氧化鈉溶液并不能循環(huán)利用，經(jīng)濟損失嚴(yán)重。在專利CN 101402586 A中提及里了一種利用異丙醚共沸精餾濃縮甲基肼溶液的方法，這種方法得到的甲基肼溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，僅有40%-45%。不能得到較高濃度的甲基肼溶液。
[0003]因此探索一種環(huán)保，高效，操作簡單，成本低的濃縮甲基肼的新工藝十分必要。
[0004]精餾行業(yè)已發(fā)展數(shù)十年之久，主要有萃取精餾、共沸精餾、加鹽精餾和變壓精餾、分子精餾等。本設(shè)計通過萃取精餾工藝，采用乙腈和甲乙酮混合溶液作為萃取劑，能夠?qū)崿F(xiàn)對水一甲基肼共沸體系的破壞，得到高純度的兩種原料。
[0005]本發(fā)明通過采用混合溶劑連續(xù)萃取精餾的方法分離水一甲基肼，與傳統(tǒng)的分離方法相比，具有能耗低、無污染、得到的產(chǎn)品的純度高、成本低等優(yōu)點。
[0006]萃取精餾裝置一般包括萃取精餾塔與溶劑回收塔，萃取精餾塔的生產(chǎn)能力不僅與塔的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與萃取劑的用量、回流比、進料位置、進料量等眾多因素相關(guān)。本發(fā)明采用乙腈和甲乙酮的混合物做萃取劑，對于水一甲基肼共沸體系采用萃取精餾的方法分離，從而得到高純度的水和甲基肼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—種混合溶劑連續(xù)萃取精餾分離水一甲基肼共沸物的方法，其特征在以下步驟:
(1)本發(fā)明方法采用雙塔流程，萃取劑采用甲乙酮和乙腈的混合液，并且萃取劑從萃取精餾塔的上部加入，共沸物從塔的中下部加入。(2)根據(jù)理論計算與分析，甲基肼在萃取精餾塔B1的塔頂?shù)玫?，水在溶劑回收塔的塔底得到，混合溶劑在B2塔塔頂回收后進入B1塔，循環(huán)利用。(3)萃取精餾過程采用雙塔流程，由萃取精餾塔B1和溶劑回收塔B2組成。B1的操作條件為常壓或減壓，回流比為2~10: 1，理論塔板數(shù)為50~90，混合萃取劑從2~10塊塔板進入B1，原料從42~67塊塔板進入，混合溶劑與原料用量之比為2~8:1。在此條件下塔頂可以得到純度高于80%的甲基肼。B1的塔釜液為含有混合萃取劑、水和極少量的甲基肼的混合物。(4)將B1的塔釜液引入溶劑回收塔，使混合萃取劑與水分離。B2的操作條件為常壓或者減壓，回流比3~8:1，理論塔板數(shù)為40~80，B1的塔釜液從B2塔的第15~40塊塔板進入。塔頂能夠得到純度在99%以上的水，而塔釜的混合萃取劑可返回B1，作為混合萃取劑的補充。
[0008]本發(fā)明的方法適用于處理水和甲基肼組成的共沸混合物或者接近恒沸組成的混合物。
[0009]本發(fā)明所述的連續(xù)萃取精餾方法分離水和甲基肼的雙塔流程如圖1所示:
(1)萃取精餾塔B1的理論板數(shù)為50~90。如圖所示，混合萃取劑從B1的上部進料口(在第3~8理論板)，即物流1加入水與甲基肼的共沸混合物從B1中下部加入，即物流2。B1的操作條件為常壓或減壓，萃取劑與原料液的質(zhì)量之比為2~8:1，理論塔板數(shù)為50~90，回流比為3~8:1，塔頂餾出物經(jīng)冷凝器冷凝，部分經(jīng)管道返回到B1，即物流3。在此條件下，可在塔頂可得到純度高于80%的甲基肼，含水的塔釜液由塔底管道進入溶劑回收塔B2，即物流4，進行水的提純與混合萃取劑的回收。(2)溶劑回收塔B2的理論板數(shù)為40~80塊，操作條件為常壓或者減壓，塔頂餾出物經(jīng)冷凝，部分回流至B2，即物流5，回流比為3~8:1，塔底采出的是水，可能含有極少量的甲基肼，塔頂采出為混合萃取劑，并經(jīng)過管道回流到萃取精餾塔，即物流5，作為混合萃取劑的補充。
[0010]下面結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
【附圖說明】
[0011]圖1連續(xù)萃取精餾雙塔流程示意圖:物流1~6分別表示混合萃取劑進料物流、原料進料物流、甲基肼產(chǎn)品物流、水與混合萃取劑物流、水產(chǎn)品物流、混合萃取劑物流；B1、B2分別表示萃取精餾塔和溶劑回收塔。
【具體實施方式】
[0012]實施案例1
一種水一甲基肼共沸物萃取精餾分離的新工藝，其工藝流程圖如圖1所示。萃取精餾塔B1理論塔板數(shù)為80。以90wt%乙腈和10wt%甲乙酮做為混合萃取劑，從第5塊理論板處加入，流量為400kg/hr。水和甲基肼的混合物從第42塊理論板處加入，流量為100kg/hr，其中甲基肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，B1在常壓下操作，塔頂回流比為7:1，塔頂溫度為70~90°C，塔釜溫度為100~120°C，塔頂產(chǎn)物經(jīng)氣相色譜分析，得到純度為96%的甲基肼產(chǎn)品。(2)萃取精餾塔B1的塔釜物進入溶劑回收塔B2，溶劑回收塔具有50塊理論塔板數(shù)，溶劑回收塔操作條件為常壓，塔頂溫度80~100°C，塔釜溫度180~200°C。塔底得到的水純度為99%以上，B2的塔釜物混合萃取劑返回萃取精餾塔B1循環(huán)使用。
[0013]實施案例2
萃取精餾塔雙塔流程同實施例1。以50t%乙腈和50wt%甲乙酮做混合萃取劑，得到82%的甲基肼溶液與98%的水。
[0014]上述雖然結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種通過連續(xù)萃取精餾分離水一甲基肼共沸混合物的方法，其特征在于以適量配比的乙腈和甲乙酮混合液為萃取劑，其特征包括以下過程:(1)本發(fā)明方法采用雙塔流程，萃取劑采用乙腈和甲乙酮的混合液，并且萃取劑從萃取精餾塔的上部加入，共沸物從塔的中下部加入；(2)根據(jù)理論計算與分析，甲基肼在萃取精餾塔B1的塔頂?shù)玫?，水在溶劑回收塔的塔底得到，混合溶劑在B2塔塔頂回收后進入B1塔，循環(huán)利用；(3)萃取精餾過程采用雙塔流程，由萃取精餾塔B1和溶劑回收塔B2組成，B1的操作條件為常壓或減壓，回流比為2~10:1，理論塔板數(shù)為40~100，混合萃取劑從2~10塊塔板進入B1，原料從42~67塊塔板進入，混合溶劑與原料用量之比為2~8:1 ;在此條件下塔頂可以得到純度高于80%的甲基肼，B1的塔釜液為含有混合萃取劑、水和極少量的甲基肼的混合物；(4)將B1的塔釜液引入溶劑回收塔，使混合萃取劑與水分離，B2的操作條件為常壓或者減壓，回流比3~8:1，理論塔板數(shù)為40~80，B1的塔釜液從B2塔的第15~40塊塔板進入，塔底能夠得到純度在99%以上的水，而塔釜的混合萃取劑可返回B1，作為混合萃取劑的補充。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水—甲基肼共沸混合物的連續(xù)萃取精餾分離方法。該方法以乙腈與甲乙酮的混合物作為萃取劑，采用連續(xù)萃取精餾的方法來分離水—甲基肼共沸混合物，萃取精餾塔的操作條件：萃取劑與進料的質(zhì)量比為1~10:1，控制連續(xù)萃取精餾塔和溶劑回收塔塔頂不同溫度和不同回流比，由萃取精餾塔塔頂采出甲基肼，溶劑回收塔塔底采出水，塔底的萃取劑進入到萃取精餾塔中循環(huán)使用。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用新型的萃取劑破壞水—甲基肼共沸體系，分離出高純水、甲基肼產(chǎn)品。連續(xù)精餾效率高，產(chǎn)率大，溶劑回收簡單。
【IPC分類】C07C243/14, C07C241/02
【公開號】CN105315172
【申請?zhí)枴緾N201510885273
【發(fā)明人】鄭庚修, 劉慶東, 馬志佳, 劉悅, 付凱, 楊柳
【申請人】濟南大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年12月7日