DE2639011A1 - Kontinuierliches verfahren zur herstellung von konzentrierten, waessrigen hydrazinhydratloesungen - Google Patents
Kontinuierliches verfahren zur herstellung von konzentrierten, waessrigen hydrazinhydratloesungenInfo
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Description
DR. BERG DIPL.-ING. STAPF
DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR 263901
PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45
Anwaltsakte: 27 350 3 0. AUG. 1976
PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN
Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wässrigen
Hydraz xnhydratlö sungen.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wässrigen Hydrazinhydratlösungen
durch Hydrolyse von konzentrierten, wässrigen Acetonazin-Lösungen und insbesondere ein
kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wässrigen Hydrazinhydratlösungen,
ausgehend von konzentrierten, wässrigen Acetonazinlösungen, durch Hydrolyse und Destillation unter
Druck in einer Destillationskolonne.
275.0 - 2 -
® (089) 98 8272 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100
987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3892623
983310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808
709813/0675 --....
PRCDOITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN
Man kann wässrige Acetonazin-Lösungen mit Hilfe von verschiedenen Verfahren herstellen, beispielsweise
durch Zugabe von Aceton zu stark verdünnten, wässrigen Hydrazinhydratlosungen, die man beispielsweise
mit dem Raschig-Syntheseverfahrenerhält, oder durch Oxidation von Ammoniak mit Eau de Javelle oder einer
von Wasserstoffperoxid abgeleiteten Perverbindung in Gegenwart von Aceton gefolgt von der destillativen
Abtrennung des Azins aus dem Reaktionsmedium.
Durch die saure Hydrolyse dieses Ketazins kann man mit Hilfe üblicher Verfahrensweisen unter Freisetzung
von Aceton ein Hydrazinsalz bilden. Man kann dieses Salz anschließend in üblicher Weise behandeln,
so daß man Hydrazinhydrat erhält. Dieser indirekte und kostspielige Weg wird mit Vorteil bei den modernen
Verfahren zur Synthese von Hydrazin vermieden, bei denen man eine direkte Hydrolyse in einer
Destillationskolonne bewirkt, die unter Druck und bei erhöhter Temperatur betrieben wird.
Die FR-Patentschriften 1 315 348 und 1 506 943 beschreiben ein Verfahren zur Hydrolyse von wässrigen
Acetonazin-Lösungen, das darin besteht, daß man diese Lösungen kontinuierlich in einer Destillationskolonne
bei einem Druck von 1 bis 50 bar und bei einer Sumpftemperatur bzw, Temperatur am Kolonnen-275.0
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PRODUITS CHIMIQUES UGINE KJHLMMTN
fuß zwischen 100 und 2500C rektifiziert.
Die bei diesem vorbekannten Verfahren der Hydrolyse unterworfenen wässrige Acinlösung erhält man in Form
einer azeotropen Azin/Wasser-Mischung, die eine stark konzentrierte Lösung darstellt, die vor der
Hydrolyse stets mit Hilfe einer großen Wassermenge verdünnt wird. Der Hydrazinhydratgehalt der mit diesen
Acetonazin- und/oder Acetonhydrazon-Lösungen erhaltenen Produkte liegt zwischen 5 und 15 Gew.-%,
wobei die Hydrolyse eine erhebliche Energiemenge erfordert,die im allgemeinen mindestens 10 Tonnen
Dampf pro Tonne des gebildeten Hydrazinhydrats entspricht.
Andererseits erhält man als Endprodukt relativ wenig konzentrierte Hydrazinhydratlösungen,
deren Titer im allgemeinen unterhalb 15 Gew.-% liegt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Nachteile dieser herkömmlichen Verfahren zu verbessern
und ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wässrigen Hydrazinhydratlösungen
anzugeben.
Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, daß man einen praktisch quantitativen Hydrolysegrad bei
Einsatz einer wesentlich geringeren Wassermenge als 275.0 - 4 -
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PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN
bei den herkömmlichen Verfahren erzielen und eine wesentlich konzentriertere Hydraζinhydratlösung als
sie nach dem Stand der Technik möglich ist, erhalten
kann, die direkt kommerziell genutzt werden kann und mindestens 30 Gew.-% und im allgemeinen mehr als
45 Gew.-% Hydrazinhydrat enthält und praktisch frei ist von
Nebenprodukten, wobei man diese Lösung mit einer praktisch quantitativen Hydrazinausbeute und einem
besonders geringen spezifischen Energieverbrauch erhält.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wässrigen Hydrazinhydratlösungen,
ausgehend von konzentrierten, wässrigen Acetonazin-Lösungen, durch Hydrolyse und
Destillation unter Druck in einer Destillationskolonne, die das Fraktionieren unter Abziehen des
Acetons über Kopf und des Hydraζins über den
Kolonnensumpf ermöglicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Kolonne mit einer wässrigen Acetonazin-Lösung
beschickt, die eine einem Wasser/Azin-Molverhältnis zwischen 3 und 7 entsprechende Konzentration
aufweist, das heißt dieses Molverhältnis muß mindestens gleich 3 und nicht mehr als 7 betragen.
Erfindungsgemäß hält man am Sumpf oder am Fuß der
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PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN
Kolonne eine Temperatur zwischen 150 und 20O0C,vorzugsweise
zwischen 175 und 200°C, aufrecht. In der Kolonne arbeitet man bei einem Druck, der der oben
definierten Siedetemperatur entspricht. Dieser Druck liegt im allgemeinen zwischen 2 und 20 bar und vorzugsweise
zwischen 8 und 12 bar.
Man kann das erfindungsgemäße Verfahren unter Anwendung
einer üblichen Fraktionierkolonne durchführen, das heißt einer einfachen Bodenkolonne oder
Füllkörperkolonne, wobei man insbesondere eine Kolonne mit konstantem Durchmesser einsetzt, deren
Anzahl der theoretischen Böden pro Längeneinheit der Kolonne im wesentlichen in sämtlichen Bereichen
der Kolonne gleich ist. Man beschickt die Kolonne vorzugsweise in ihrem mittleren Bereich.
Man arbeitet bei einem Rückflußverhältnis, das im allgemeinen zwischen 0,25 und 5 und insbesondere
zwischen 0,5 und 2 liegt. Aufgrund dieser Tatsache sowie der minimal eingesetzten Wassermengen lassen
sich erhebliche Vorteile in Bezug auf den Energieverbrauch erzielen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften und wirtschaftlichen Ausführungsform versorgt man eine übliche
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PBODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN
Bodenkolonne oder Füllkörperkolonne unter einem Druck
von 8 bis 12 bar und unter Aufrechterhaltung einer Sumpftemperatur zwischen 180 und 200°C mit einer
Acetonazin-Lösung, die der azeotropen Mischung entspricht (und die ein Wasser/Azin-Molverhältnis von
etwa 6 aufweist). über den Kopf der Kolonne destilliert man das freigesetzte Aceton mit praktisch
quantitativer Ausbeute ab, während man über den Sumpf oder den Fuß der Kolonne kontinuierlich eine
wässrige Lösung abzieht, die einen Hydrazinhydratgehalt von etwa 50% aufweist.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Man beschickt eine mit Raschig-Ringen gefüllte Destillationskolonne mit einer Länge von 1,8 m
und einem Durchmesser von 20 mm kontinuierlich pro Stunde mit 51,7 g einer wässrigen Acetonazin-Lösung
mit einem Titer von 21% Hydrazinhydrat und 48,7%
Aceton.
Die Kolonne wird bei einem Druck von 8 bar und einem Rückflußverhältnis von 1 betrieben, wobei die Kopftemperatur
bzw. die Sumpftemperatur 130 bzw. 178 bis 179°C betragen.
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PRODUITS CHIMIOUES UGINE RUHLMMiN
-St-
Über Kopf der Kolonne zieht man pro Stunde 25 g Aceton ab, während man über den Sumpf der Kolonne
stündlich 22„1 g einer wässi"gen Hydrazinhydratlösung
gewinnt, die aus 1OP5 g Hydraζinhydrat und 11,5 g
Wasser besteht, das heißt eine Hydraζinhydratkonzentration
von 47.7% aufweist.
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709813/0675
Claims (3)
- PRCDJITS CHIMIQUES UGINE KUHLI-IANN.Paten t a η s ρ r ü ehe1j Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wässrigen Hydrazinhydratlösungen, ausgehend von konzentrierten, wässrigen Acetonazinlösungen, durch Hydrolyse und Destillation unter Druck in einer Destillationskolonne, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß man die Kolonne mit einer wässrigen Acetonazin-Lösung beschickt, die eine einem Wasser/AzinHXIolverhältnis zwischen 3 und 7 entsprechende Konzentration aufweist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η η ζ ei c h η e t, daß man den Sumpf der Kolonne bei einer Temperatur zwischen 150 und 200°c und vorzugsweise zwischen 175 und 200°C hält.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a -d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß man bei einem niedrigen Rückflußverhältnis arbeitet, das im allgemeinen zwischen 0,5 und 2 liegt.7098Ϊ3/0675 ormnal inspected
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