CN103553004B - 一种连续制备叠氮化钠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法以氨气和空气为初始原料，采用低沸点的甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇为载体原料，通过气-液塔式连续反应制备叠氮化钠，该方法与现有工艺比较不再产生大量的无机盐废水，在连续系统中所有的有害气体均回收再用避免了危险，生成的产品质量稳定，容易在工业上广泛推广。

Description

一种连续制备叠氮化钠的方法
技术领域
本发明属化工领域，涉及叠氮化钠，具体涉及一种连续制备叠氮化钠的方法。
背景技术
叠氮化钠是一种军工、汽车工业、制药领域非常有用的化工原料。关于它的合成方法以所用主原料分类主要有四种方法。最早的工艺是钠法，由于其生产的危险性，已被淘汰；第二、第三种方法是硝酸胍法和尿素法，由于其生产工艺比较复杂目前尚未工业化；第四种方法是肼法，肼法由于其生产的安全性，现已成为工业上采用的主要方法。
目前工业上主要采用的是间歇法，是以硫酸、亚硝酸钠、醇为原料先生成亚硝酸酯然后再与水合肼、氢氧化钠的醇溶液反应生成叠氮化钠，公布号为CN101012055A的中国专利和公布号为CN102718197A的中国专利公开了这种方法。该方法产生大量的硫酸钠废水，处理非常困难，能耗高污染大。由于采用间歇生产，生产过程中跑、冒、滴、漏问题比较突出，再加上亚硝酸酯、叠氮酸钠均为剧毒、易爆物品，生产过程中存在安全隐患。如何降低污染、降低能耗、消除安全隐患一直以来是生产叠氮化钠企业关注和研究的难题。公布号为CN102659088A的中国专利公布了用水作溶剂通过相转移催化合成叠氮化钠，但没有从根本上解决问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的是提供一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法能够实现叠氮化钠制备过程的连续化生产，解决生产过程中产生大量无机盐废水的问题。
为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，所述的连续反应装置包括氨氧化炉，氨氧化炉的顶部与换热器进料口连通，换热器的出料口与塔式酯化反应器塔体的底部连通，塔式酯化反应器的塔釜通过循环泵将塔釜液输送到塔体顶部，塔式酯化反应器塔体的顶部与冷凝器底部相连通，冷凝器底部与加热器顶部连通，加热器顶部与三通阀的进料口相连，三通阀的一个出料口与第一塔式反应器的塔体的底部连通，三通阀的另一个出料口与第二塔式反应器的塔体的底部连通，第一塔式反应器的塔釜和第二塔式反应器的塔釜分别通过循环泵将塔釜液输送到塔体顶部，第一塔式反应器的塔釜和第二塔式反应器的塔釜底部分别与过滤器相连，过滤器与后处理系统相连；冷凝器顶部、第一塔式反应器的塔体顶部和第二塔式反应器的塔体顶部均与尾气处理系统相连。
所述的连续制备叠氮化钠的方法具体包括以下步骤：
步骤一，将氨气和空气分别从氨氧化炉的底部通入进行催化氧化反应，生成的氮氧化物通入换热器底部换热，将氮氧化物的温度降至30℃～40℃，其中：氨氧化的反应温度控制在700℃～720℃范围内，压力为0.1Mpa～0.15Mpa，氨氧摩尔比为1:1.5，催化剂为铂-铑催化剂；
步骤二，经过换热器冷却后的氮氧化物通入塔式酯化反应器塔体的底部逆流向上，与从塔式酯化反应器塔釜泵送到塔式酯化反应器塔体顶部顺流而下的醇发生酯化反应，生成的亚硝酸酯从塔式酯化反应器塔体顶部排出，其中：塔式酯化反应的温度控制在40℃～50℃范围内，压力为常压；
步骤三，从塔式酯化反应器塔体顶部排出的亚硝酸酯进入冷凝器，经冷凝器将未反应的氮氧化物与亚硝酸酯分离，未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，冷凝后的亚硝酸酯进入加热器汽化，其中：冷凝器的温度控制在-16℃～10℃范围内，加热器的温度控制在20℃～50℃范围内；
步骤四，汽化后的亚硝酸酯通过三通阀进入第一塔式反应器塔体底部，送入第一塔式反应器塔釜的含有水合肼的氢氧化钠的醇溶液经塔釜底部循环泵循环送到第一塔式反应器塔体顶部顺流与逆流而上的亚硝酸酯反应生成叠氮化钠，生成的叠氮化钠进入第一塔式反应器塔釜，未反应的亚硝酸酯通过尾气处理系统回收再利用，其中：氢氧化钠的醇溶液的质量浓度为15%～20%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，第一塔式反应器塔体的反应的温度为45℃～55℃；
步骤五，从第一塔式反应器塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第二塔式反应器，第一塔式反应器塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器，通过过滤器后进入后处理系统；第二塔式反应器的反应条件与第一塔式反应器的反应条件相同，未反应的亚硝酸酯通过尾气处理系统回收再利用，从第二塔式反应器塔釜取样检测，当样品减压浓缩至干后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时将三通阀切换到第一塔式反应器，第二塔式反应器塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器，通过过滤器后进入后处理系统；第一塔式反应器和第二塔式反应器相互切换，实现叠氮化钠的连续制备。
本发明还具有如下技术特征：
所述的循环泵采用蠕动泵。
所述的过滤器采用压力式过滤器。
步骤二中所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇。
步骤四中所述的含有水合肼的氢氧化钠的醇溶液为含有水合肼的氢氧化钠的甲醇溶液或含有水合肼的氢氧化钠的乙醇溶液。
本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
本发明的叠氮化钠的制备方法采用连续反应装置，以氨气为初始原料，通过连续生产的工艺彻底避免了生产过程中产生大量无机盐废水的问题，所产生的无机盐废水仅为硫酸/亚硝酸钠法制备叠氮化钠的方法的的1%左右，工艺过程的连续化，避免了跑、冒、滴、漏的问题，消除了安全隐患，工艺过程简单，非常容易在工业上广泛推广，具有操作简单，环境友好，生产安全，低能耗的特点，将会推动叠氮化钠行业发生革命性的进步。
附图说明
图1是连续反应装置示意图。
图中各个标号的含义为：A为氨氧化炉，B为换热器，C为塔式酯化反应器，D1为冷凝器，D2为加热器，E1为第一塔式反应器，E2为第二塔式反应器，F为过滤器。
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步阐述说明。
具体实施方式
将氨气和空气按比例送入氨氧化塔A进行氧化，生成的氮氧化物经换热器B冷却后进入塔式酯化反应器C，调节流量使氮氧化物与醇尽量彻底反应，气相经冷凝器D1分离，未反应的氮氧化物回收再用，亚硝酸酯经加热器D2汽化后气体进入第一塔式反应器E1或第二塔式反应器E2，生成的叠氮化钠经固液分离器F分离，未反应的亚硝酸酯回收再用，氮化钠经后处理得成品。
遵从上述技术方案，下述实施例给出一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用如图1所示的连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，所述的连续反应装置包括氨氧化炉A，氨氧化炉A的顶部与换热器B的进料口连通，换热器B的出料口与塔式酯化反应器C塔体的底部连通，塔式酯化反应器C的塔釜通过泵将塔釜液输送到塔体顶部，塔式酯化反应器C塔体的顶部与冷凝器D1底部相连通，冷凝器D1底部与加热器D2顶部连通，加热器D2顶部与三通阀的进料口相连，三通阀的一个出料口与第一塔式反应器E1的塔体的底部连通，三通阀的另一个出料口与第二塔式反应器E2的塔体的底部连通，第一塔式反应器E1的塔釜和第二塔式反应器E2的塔釜分别通过泵将塔釜液输送到塔体顶部，第一塔式反应器E1的塔釜和第二塔式反应器E2的塔釜底部分别与过滤器F相连，过滤器F与后处理系统相连；冷凝器D1顶部、第一塔式反应器E1的塔体顶部和第二塔式反应器E2的塔体顶部均与尾气处理系统相连。
所述的连续制备叠氮化钠的方法具体包括以下步骤：
步骤一，将氨气和空气分别从氨氧化炉A的底部通入进行催化氧化反应，生成的氮氧化物通入换热器B底部换热，将氮氧化物的温度降至30℃～40℃，其中：氨氧化的反应温度控制在700℃～720℃范围内，压力为0.1Mpa～0.15Mpa，氨氧摩尔比为1:1.5，催化剂为铂-铑催化剂；
步骤二，经过换热器B冷却后的氮氧化物通入塔式酯化反应器C塔体的底部逆流向上，与从塔式酯化反应器C塔釜泵送到塔式酯化反应器C塔体顶部顺流而下的醇发生酯化反应，生成的亚硝酸酯从塔式酯化反应器C塔体顶部排出，其中：塔式酯化反应的温度控制在40℃～50℃范围内，压力为常压；
步骤三，从塔式酯化反应器C塔体顶部排出的亚硝酸酯进入冷凝器D1，经冷凝器D1将未反应的氮氧化物与亚硝酸酯分离，未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，冷凝后的亚硝酸酯进入加热器D2汽化，其中：冷凝器的温度控制在-16℃～10℃范围内，加热器的温度控制在20℃～50℃范围内；
步骤四，汽化后的亚硝酸酯通过三通阀进入第一塔式反应器E1塔体底部，送入第一塔式反应器E1塔釜的含有水合肼的氢氧化钠的醇溶液经塔釜底部循环泵循环送到第一塔式反应器E1塔体顶部顺流与逆流而上的亚硝酸酯反应生成叠氮化钠，生成的叠氮化钠进入第一塔式反应器E1塔釜，未反应的亚硝酸酯通过尾气处理系统回收再利用，其中：氢氧化钠的醇溶液的质量浓度为15%～20%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，第一塔式反应器E1塔体的反应的温度为45℃～55℃；
步骤五，从第一塔式反应器E1塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第二塔式反应器E2，第一塔式反应器E1塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第二塔式反应器E2的反应条件与第一塔式反应器E1的反应条件相同，未反应的亚硝酸酯通过尾气处理系统回收再利用，从第二塔式反应器E2塔釜取样检测，当样品减压浓缩至干后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时将三通阀切换到第一塔式反应器E1，第二塔式反应器E2塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第一塔式反应器E1和第二塔式反应器E2相互切换，实现叠氮化钠的连续制备。
泵采用蠕动泵。选用防爆蠕动泵一是耐腐蚀，二是避免泄漏。
过滤器采用压力式过滤器。采用压力式过滤器，一是避免有毒物料的泄漏，二是溶剂损失小。
步骤二中所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇，其相应的亚硝酸酯的沸点较低，容易汽化，便于分离纯化。
步骤四中所述的含有水合肼/氢氧化钠的醇溶液为含有水合肼的氢氧化钠的甲醇溶液或含有水合肼的氢氧化钠的乙醇溶液。需要说明的是下述实施例中所述的含有水合肼的氢氧化钠的醇溶液，是先将氢氧化钠溶于醇中，制成氢氧化钠的醇溶液，然后再向醇溶液中加入水合肼，下述实施例中氢氧化钠溶液的质量浓度是将氢氧化钠溶于醇中制成的溶液的浓度。选择甲醇和乙醇作为溶剂是因为氢氧化钠在甲醇或乙醇中的溶解性良好，且价格便宜，利于工业化生产，控制生产成本。
需要说明的是本发明中的尾气处理系统和后处理系统均为本领域常规的后处理方法。尾气处理系统中未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，尾气处理系统中未反应的亚硝酸酯经冷凝回收返回再用，后处理系统中生成的叠氮化钠通过连续分离器分离，母液蒸馏回收溶剂套用，釜残集中，釜残主要是含有氢氧化钠的叠氮化钠，釜残用稀硫酸中和，生成的少量叠氮酸与醇钠反应回收叠氮化钠，生成的少量硫酸钠以固体废料处理。
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例给出一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用如图1所示的连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，所述的连续反应装置包括氨氧化炉A，氨氧化炉A的顶部与换热器B的进料口连通，换热器B的出料口与塔式酯化反应器C塔体的底部连通，塔式酯化反应器C的塔釜通过泵将塔釜液输送到塔体顶部，塔式酯化反应器C塔体的顶部与冷凝器D1底部相连通，冷凝器D1底部与加热器D2顶部连通，加热器D2顶部与三通阀的进料口相连，三通阀的一个出料口与第一塔式反应器E1的塔体的底部连通，三通阀的另一个出料口与第二塔式反应器E2的塔体的底部连通，第一塔式反应器E1的塔釜和第二塔式反应器E2的塔釜分别通过泵将塔釜液输送到塔体顶部，第一塔式反应器E1的塔釜和第二塔式反应器E2的塔釜底部分别与过滤器F相连，过滤器F与后处理系统相连；冷凝器D1顶部、第一塔式反应器E1的塔体顶部和第二塔式反应器E2的塔体顶部均与尾气处理系统相连。
连续制备叠氮化钠的方法具体包括以下步骤：
步骤一，将氨气和空气分别从氨氧化炉A的底部通入进行催化氧化反应，生成的氮氧化物通入换热器B底部换热，将氮氧化物的温度降至30℃～40℃，其中：氨氧化的反应温度控制在700℃～720℃范围内，压力为0.1～0.15Mpa范围内，氨氧摩尔比为1:1.5，催化剂为铂-铑催化剂；
步骤二，经过换热器B冷却后的氮氧化物通入塔式酯化反应器C塔体的底部逆流向上与从塔式酯化反应器C塔釜泵送到塔式酯化反应器C塔体顶部顺流而下的甲醇发生酯化反应，生成的亚硝酸甲酯从塔式酯化反应器C塔体顶部排出，其中：塔式酯化反应的温度控制在40℃，压力为常压；
步骤三，从塔式酯化反应器C塔体顶部排出的亚硝酸甲酯进入冷凝器D1，经冷凝器D1将未反应的氮氧化物与亚硝酸甲酯分离，未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，冷凝后的亚硝酸甲酯进入加热器D2汽化，其中：冷凝器的温度控制在-16℃～-10℃范围内，加热器的温度控制在20℃；
步骤四，汽化后的亚硝酸甲酯通过三通阀进入第一塔式反应器E1塔体底部，送入第一塔式反应器E1塔釜的含有水合肼/氢氧化钠的甲醇溶液经塔釜底部循环泵循环送到第一塔式反应器E1塔体顶部顺流与逆流而上的亚硝酸甲酯反应生成叠氮化钠，生成的叠氮化钠进入第一塔式反应器E1塔釜，未反应的亚硝酸甲酯通过尾气处理系统回收再利用，其中：氢氧化钠的甲醇溶液的质量浓度为20%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，第一塔式反应器E1塔体的反应的温度45℃；
步骤五，从第一塔式反应器E1塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第二塔式反应器E2，第一塔式反应器E1塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第二塔式反应器E2的反应条件与第一塔式反应器E1的反应条件相同，未反应的亚硝酸甲酯通过尾气处理系统回收再利用，从第二塔式反应器E2塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第一塔式反应器E1，第二塔式反应器E2塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第一塔式反应器E1和第二塔式反应器E2相互切换，实现叠氮化钠的连续制备。本实施例连续制备的叠氮化钠以水合肼为基准计，产率达到95%以上。
实施例2：
本实施例给出一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用如图1所示的连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，连续反应装置与实施例1相同。
连续制备叠氮化钠的方法具体包括以下步骤：
步骤一，将氨气和空气分别从氨氧化炉A的底部通入进行催化氧化反应，生成的氮氧化物通入换热器B底部换热，将氮氧化物的温度降至30℃～40℃，其中：氨氧化的反应温度控制在700℃～720℃范围内，压力为0.1～0.15Mpa范围内，氨氧摩尔比为1:1.5，催化剂为铂-铑催化剂；
步骤二，经过换热器B冷却后的氮氧化物通入塔式酯化反应器C塔体的底部逆流向上与从塔式酯化反应器C塔釜泵送到塔式酯化反应器C塔体顶部顺流而下的乙醇发生酯化反应，生成的亚硝酸乙酯从塔式酯化反应器C塔体顶部排出，其中：塔式酯化反应的温度控制在45℃，压力为常压；
步骤三，从塔式酯化反应器C塔体顶部排出的亚硝酸乙酯进入冷凝器D1，经冷凝器D1将未反应的氮氧化物与亚硝酸乙酯分离，未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，冷凝后的亚硝酸乙酯进入加热器D2汽化，其中：冷凝器的温度控制在-10℃～0℃范围内，加热器的温度控制在30℃；
步骤四，汽化后的亚硝酸乙酯通过三通阀进入第一塔式反应器E1塔体底部，送入第一塔式反应器E1塔釜的含有水合肼/氢氧化钠的乙醇溶液经塔釜底部循环泵循环送到第一塔式反应器E1塔体顶部顺流与逆流而上的亚硝酸乙酯反应生成叠氮化钠，生成的叠氮化钠进入第一塔式反应器E1塔釜，未反应的亚硝酸乙酯通过尾气处理系统回收再利用，其中：氢氧化钠的乙醇溶液的质量浓度为15%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，第一塔式反应器E1塔体的反应的温度50℃；
步骤五，从第一塔式反应器E1塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第二塔式反应器E2，第一塔式反应器E1塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第二塔式反应器E2的反应条件与第一塔式反应器E1的反应条件相同，未反应的亚硝酸乙酯通过尾气处理系统回收再利用，从第二塔式反应器E2塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第一塔式反应器E1，第二塔式反应器E2塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第一塔式反应器E1和第二塔式反应器E2相互切换，实现叠氮化钠的连续制备。本实施例连续制备的叠氮化钠以水合肼为基准计，产率达到95%以上。
实施例3：
本实施例给出一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用如图1所示的连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，连续反应装置与实施例1相同。
连续制备叠氮化钠的方法具体包括以下步骤：
步骤一，将氨气和空气分别从氨氧化炉A的底部通入进行催化氧化反应，生成的氮氧化物通入换热器B底部换热，将氮氧化物的温度降至30℃～40℃，其中：氨氧化的反应温度控制在700℃～720℃范围内，压力为0.1～0.15Mpa范围内，氨氧摩尔比为1:1.5，催化剂为铂-铑催化剂；
步骤二，经过换热器B冷却后的氮氧化物通入塔式酯化反应器C塔体的底部逆流向上与从塔式酯化反应器C塔釜泵送到塔式酯化反应器C塔体顶部顺流而下的异丙醇发生酯化反应，生成的亚硝酸异丙酯从塔式酯化反应器C塔体顶部排出，其中：塔式酯化反应的温度控制在50℃，压力为常压；
步骤三，从塔式酯化反应器C塔体顶部排出的亚硝酸异丙酯进入冷凝器D1，经冷凝器D1将未反应的氮氧化物与亚硝酸异丙酯分离，未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，冷凝后的亚硝酸异丙酯进入加热器D2汽化，其中：冷凝器的温度控制在0℃～10℃范围内，加热器的温度控制在50℃；
步骤四，汽化后的亚硝酸异丙酯通过三通阀进入第一塔式反应器E1塔体底部，送入第一塔式反应器E1塔釜的含有水合肼/氢氧化钠的甲醇溶液经塔釜底部循环泵循环送到第一塔式反应器E1塔体顶部顺流与逆流而上的亚硝酸异丙酯反应生成叠氮化钠，生成的叠氮化钠进入第一塔式反应器E1塔釜，未反应的亚硝酸异丙酯通过尾气处理系统回收再利用，其中：氢氧化钠的甲醇溶液的质量浓度为20%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，第一塔式反应器E1塔体的反应的温度55℃；
步骤五，从第一塔式反应器E1塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第二塔式反应器E2，第一塔式反应器E1塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第二塔式反应器E2的反应条件与第一塔式反应器E1的反应条件相同，未反应的亚硝酸异丙酯通过尾气处理系统回收再利用，从第二塔式反应器E2塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第一塔式反应器E1，第二塔式反应器E2塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器F，通过过滤器F后进入后处理系统；第一塔式反应器E1和第二塔式反应器E2相互切换，实现叠氮化钠的连续制备。本实施例连续制备的叠氮化钠以水合肼为基准计，产率达到95%以上。
实施例4：
本实施例给出一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用如图1所示的连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，连续反应装置与实施例1相同。
本实施例中连续制备叠氮化钠的方法的具体步骤与实施例3相同，区别仅仅在于，将实施例3的步骤二中的异丙醇替换为丙醇，生成亚硝酸丙酯，其他反应条件相同，实现叠氮化钠的连续制备。本实施例连续制备的叠氮化钠以水合肼为基准计，产率达到95%以上。
实施例5：
本实施例给出一种连续制备叠氮化钠的方法，该方法采用如图1所示的连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，连续反应装置与实施例1相同。
本实施例中连续制备叠氮化钠的方法的具体步骤与实施例2相同，区别仅仅在于，将实施例2的步骤四中含有水合肼/氢氧化钠的乙醇溶液替换为含有水合肼/氢氧化钠的甲醇溶液，其中：氢氧化钠的甲醇溶液的质量浓度为18%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，其他反应条件相同，实现叠氮化钠的连续制备。本实施例连续制备的叠氮化钠以水合肼为基准计，产率达到95%以上。

Claims (5)

1.一种连续制备叠氮化钠的方法，其特征在于，该方法采用连续反应装置来实现叠氮化钠的连续制备，所述的连续反应装置包括氨氧化炉（A），氨氧化炉（A）的顶部与换热器（B）的进料口连通，换热器（B）的出料口与塔式酯化反应器（C）塔体的底部连通，塔式酯化反应器（C）的塔釜通过泵将塔釜液输送到塔体顶部，塔式酯化反应器（C）塔体的顶部与冷凝器（D1）底部相连通，冷凝器（D1）底部与加热器（D2）顶部连通，加热器（D2）顶部与三通阀的进料口相连，三通阀的一个出料口与第一塔式反应器（E1）的塔体的底部连通，三通阀的另一个出料口与第二塔式反应器（E2）的塔体的底部连通，第一塔式反应器（E1）的塔釜和第二塔式反应器（E2）的塔釜分别通过泵将塔釜液输送到塔体顶部，第一塔式反应器（E1）的塔釜和第二塔式反应器（E2）的塔釜底部分别与过滤器（F）相连，过滤器（F）与后处理系统相连；冷凝器（D1）顶部、第一塔式反应器（E1）的塔体顶部和第二塔式反应器（E2）的塔体顶部均与尾气处理系统相连； 
所述的连续制备叠氮化钠的方法具体包括以下步骤： 
步骤一，将氨气和空气分别从氨氧化炉（A）的底部通入进行催化氧化反应，生成的氮氧化物通入换热器（B）底部换热，将氮氧化物的温度降至30℃～40℃，其中：氨氧化的反应温度控制在700℃～720℃范围内，压力为0.1MPa～0.15MPa，氨氧摩尔比为1:1.5，催化剂为铂-铑催化剂； 
步骤二，经过换热器（B）冷却后的氮氧化物通入塔式酯化反应器（C）塔体的底部逆流向上，与从塔式酯化反应器（C）塔釜泵送到塔式酯化反应器（C）塔体顶部顺流而下的醇发生酯化反应，生成的亚硝酸酯从塔式酯化 反应器（C）塔体顶部排出，其中：塔式酯化反应的温度控制在40℃～50℃范围内，压力为常压； 
步骤三，从塔式酯化反应器（C）塔体顶部排出的亚硝酸酯进入冷凝器（D1），经冷凝器（D1）将未反应的氮氧化物与亚硝酸酯分离，未反应的氮氧化物通过尾气处理系统回收再利用，冷凝后的亚硝酸酯进入加热器（D2）汽化，其中：冷凝器的温度控制在-16℃～10℃范围内，加热器的温度控制在20℃～50℃范围内； 
步骤四，汽化后的亚硝酸酯通过三通阀进入第一塔式反应器（E1）塔体底部，送入第一塔式反应器（E1）塔釜的含有水合肼的氢氧化钠的醇溶液经塔釜底部循环泵循环送到第一塔式反应器（E1）塔体顶部顺流与逆流而上的亚硝酸酯反应生成叠氮化钠，生成的叠氮化钠进入第一塔式反应器（E1）塔釜，未反应的亚硝酸酯通过尾气处理系统回收再利用，其中：氢氧化钠的醇溶液的质量浓度为15%～20%，水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05，第一塔式反应器（E1）塔体的反应的温度为45℃～55℃； 
步骤五，从第一塔式反应器（E1）塔釜取样检测，当样品减压浓缩至无挥发物的固体后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时，将三通阀切换到第二塔式反应器（E2），第一塔式反应器（E1）塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器（F），通过过滤器（F）后进入后处理系统；第二塔式反应器（E2）的反应条件与第一塔式反应器（E1）的反应条件相同，未反应的亚硝酸酯通过尾气处理系统回收再利用，从第二塔式反应器（E2）塔釜取样检测，当样品减压浓缩至干后的残余物中氢氧化钠的质量含量小于5%时将三通阀切换到第一塔式反应器（E1），第二塔式反应器（E2）塔釜放料，生成的叠氮化钠悬浮液进入过滤器（F），通过过滤器（F）后进入 后处理系统；第一塔式反应器（E1）和第二塔式反应器（E2）相互切换，实现叠氮化钠的连续制备。 
2.如权利要求1所述的连续制备叠氮化钠的方法，其特征在于，所述的循环泵采用蠕动泵。 
3.如权利要求1所述的连续制备叠氮化钠的方法，其特征在于，所述的过滤器（F）采用压力式过滤器。 
4.如权利要求1所述的连续制备叠氮化钠的方法，其特征在于，步骤二中所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇。 
5.如权利要求1所述的连续制备叠氮化钠的方法，其特征在于，步骤四中所述的含有水合肼的氢氧化钠的醇溶液为含有水合肼的氢氧化钠的甲醇溶液或含有水合肼的氢氧化钠的乙醇溶液。 
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