DE2249893A1

DE2249893A1 - Verfahren zur herstellung und verwendung von waessrigen stickstoffwasserstoffsaeureloesungen

Info

Publication number: DE2249893A1
Application number: DE19722249893
Authority: DE
Inventors: Guy Prof Pannetier
Original assignee: Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
Current assignee: Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2158732A5; CA978331A; JPS4851898A; GB1367824A; DE2249893B2; BE789426A; DE2249893C3; IT975398B; NL7214087A; JPS5315480B2

Description

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Societe Europeenne de Propulsion, Puteaux / Frankreich

Verfahren zur Herstellung und Verwendung von wäßrigen StickstoffwasserstoffSäurelösungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Stickstoffwasserstoffsäurelösungen und auf das Verfahren zur Verwendung dieser Lösungen für die Erzeugung von Aciden und insbesondere auf die gung von Hydraziniuraaoiden.

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Die Stickstoff-Wasserstoff-Säure N-Ji stellt eine flüchtige, toxische und explosible Flüssigkeit dar, weshalb zu ihrer Erzeugung nach üblichen Methoden umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden, die diese Erzeugung schwierig und mühsam gestalten.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich primär auf ein Verfahren zur Erzeugung wäßriger Lösungen der Stickstoff-Wasserstoff-Säure, wobei dieses Verfahren technische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Verfahren zur Durchführung dieser Erzeugung aufweist.

Das Verfahren gemäß der.Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man durch ein Kationenaustauscherharz eine wäßrige Lösung von Metallaciden führt. Das verwendete Kationenaustauscherharz ist aiTJsich bekannt, es wird,bevor man durch es- die Acidlösung leitet in seiner protonierten Form erzeugt, die man durch Re~H darstellen kann, wobei diese Erzeugung in bekannter Weise durch Waschen des Harzes mittels beispielsweise konzentrierter Chlorwasserstoffsäure durchgeführt wird.

Als Metallacid kann man ein beliebiges bekanntes Acid verwenden, wobei das am häufigsten verwendete das Natriumacid N,Na darstellt■.

Beim Durchtritt durch das Kationenaustauscherharz spielt sich die folgende Reaktion ab:

Re "H⁺ + Na⁺N" ► Re "Na⁺ + H⁺N,"

Man erhält somit direkt nach dem Durchtritt durch das Harz eine wäßrige Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung.

Diese wäßrige Stickstoff-Wasserstof^-Säure-Lösung kann weniger oder stärker konzentriert sein, was von der Konzentration der

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verwendeten Metallacid-Lösung und der angewandten Wassermenge für das Waschen des Kationenaustauscherharzes abhängt.

Durch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Explosionsgefahren der Stickstoff-Wasserstoff-Säure in jedem Fall unterdrückt, da sich die Säure immer in wäßriger. Lösung befindet. Andererseits ist auch die Gefahr infolge der toxischen Eigenschaften der Stickstoff-Wasserstoff-Säure ebenfalls gering, da die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besonders einfach ist und die Risiken des Verspritzens gering sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh ebenfalls auf die Verfahren zur Verwendung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung zur Erzeugung von Verbindungen, die von der Säure abgeleitet sind, insbesondere auf die Erzeugung von Hydrazinium-Acid (N₃N₂H ). ■

Eines dieser Verfahren besteht darin, daß man die wäßrige Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung langsam' in eine wäßrige Lösung des gewählten Reagenzes, beispielsweise in eine wäßrige Basenlösung wie Hydrazin, eingießt.

Im allgemeinen bevorzugt man jedoch die Einleitung in die wäßrige Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung eines Inertgases (sowohl gegenüber N^H als auch dem Reagenz, auf das man die Stickstoff-Wasserstoff-Säure einwirken lassen will: Stickstoff, Wasserstoff, Helium, gasförmige gesättigte Kohlenwasserstoffe, etc.), welches die genannte Säure in das gewählte Reagenz Hineinzieht. Letzteres Reagenz kann in diesem Fall eine wäßrige Lösung sein oder, wenn man ein konzentriertes Produkt erzeugen vjill, im wasserfreien Zustand vorliegen. Bei dieser Verfahrensweise versteht es sich von selbst, daß die wäßrige Stickstoff-Wasscrstoff-Säure-Lösung eine Konzentration und eine ausreichende

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Temperatur besitzen muß, so daß das Inertgas nicht vernachlässigbare Mengen der Säure abziehen kann.

Die Erfindung wird durch die keine Einschränkung darstellenden Beispiele veranschaulicht:

Beispiel 1;

Erzeugung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung Man bringt in eine Kolonne ein Kationenaustauscherharz des unter dem Handelsnamen bekannten DOWEX 50 W-X-8 ein. Dieses Harz liegt in Form von großkalibrierten Körnern vor. Durch diese Kolonne führt man eine 6N Chlorwasserstoff-Säure-Lösung der Art hindurch, daß das Harz vollkommen in der Re~H Form vorliegt. Anschließend wäscht man mit destilliertem Wasser.

Anschließend gibt man auf diese Kolonne eine wäßrige Natrium-Acid-Lösung auf. Die Konzentration dieser Lösung muß zumindest gleich der Konzentration der Stickstoff-Wasserstoff-Säure sein, deren Lösung man erhalten will.

Von dem Zeitpunkt an, bei dem die die Kolonne verlassende Lösung sauer ist, fängt man das erhaltene Produkt auf. Dieses Produkt stellt die gewünschte Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung dar.

Der Arbeitsvorgang wird mit dem Waschen des Harzes (Rückgewinnung der Stickstoff-Wasserstoff-Säure, die in den Zwischenräumen des Harzes zurückgeblieben ist) und durch eine Regeneration mittels 6N Chlorwasserstoff-Säure beendet, die so schnell als möglich durchgeführt wird.

Beispiel 2:

Anwendung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösungen . a) Man gießt die wäßrige Stickstoff-Wasserstoffsäure-Lösung in eine wäßrige Hydrazin-Lösung, wobei die Neutralisation

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des Hydrazins durch die Stickstoff-Wasserstoff-Säure durch die Anwendung eines Farbindikators verfolgt werden kann. Man erhält hierdurch eine Hydrazinium-Acid Lösung, die man durch Verdampfen unter Vakuum konzentrieren kann, beispielsweise, und die weiße durchscheinende Kristalle der letzteren Verbindung ausscheidet.

Man kann diese Verdampfung durch Arbeiten in Gegenwart eines Wasser abspaltenden Mittels beschleunigen.

b) die wäßrige Stickstoff-Wasserstoff»Säure-Lösung wird auf 25 bis 50⁰C erhitzt. Sodann läßg man Stickstoff oder eines der vorstehend angeführten Gase in diese Lösung eintreten und das erhaltene Gas (Gemisch aus Wasserdampf, Stickstoff, beispielsweise, und Stickstoff-Wasserstoff-Säure) leitet man· in Hydrazin, in Form einer Lösung oder in wasserfreier Form, ein., In letzterem Fall erhält man direkt das Hydrazinium-Aoid in konzentrierter Form, welches in der wäßrigen konzentrierten Hydrazin-Lösung aufgelöst ist. Dieses Hydraziniutn Acid läßt sich ohne Schwierigkeiten isolieren.

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Claims

- 6 Patentansprüche

θ) Verfahren zur Herstellung von wäßrigen

Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösungen, dadurch gekennzeichnet , daß man eine wäßrige Lösung von zumindest einem Metallacid durch ein Kationenaustauscherharz hindurchleitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallacid Natriumacid verwendet.
3. Verfahren zur Verwendung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung einer wäßrigen Lösung des Produktes zufügt, das mit der Stickstoff-Wasserstoff-Säure reagieren soll.
4. Verfahren zur Verwendung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Lösung ein gegenüber der Stickstoff-Wasserstoff-Säure inertes Gas einleitet und den erhaltenen Oasstrom in das Produkt einbringt, das mit der Stickstoff-Wasser- j/ stoff-Säure reagieren soll, wobei das Produkt selbst gegenüber dem Vektorgas inert sein muß.
5. Verfahren zur Verwendung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt das mit der Stickstoff-Wasserstoff-Säure reagieren soll, in wasserfreier oder hydratisierter Form verwendet.
6. Verfahren zur Verwendung der wäßrigen Stickstoff-Wasserstoff-Säure-Lösung nach einem der Ansprüche 3*

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4 und 5ί dadurch gekennze ichnet , daß man als Produkt das mit der Stickstoff-Wasserstoff-Säure reagieren soll Hydrazin oder jegliche andere Base verwendet.

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