DE2639011C2 - Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von konzentrierten, wäßrigen Hydrazinhydratlösungen - Google Patents

Description

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.

Man kann wäßrige Acetonazin-Lösungen mit Hilfe von verschiedenen Verfahren herstellen, beispielsweise durch Zugabe von Aceton zu stark verdünnten, wäßrigen Hydrazinhydratlösungen, die man beispielsweise mit dem Raschig-Syntheseverfahren erhält, 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 13 15 348 und 15 06 943 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 Kolonnenfuß zwischen 100 und 250° C rektifiziert.

Die bei diesem vorbekannten Verfahren der Hydrolyse unterworfene 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 15Gew.-°/o, 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 Tifer 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 bei den herkömmlichen Verfahren erzielen und eine wesentlich konzentriertere Hydrazinhydratlösung als sie nach dem Stand der Technik möglich ist erhalten kann, die direkt kommerziell genutzt werden kann und mindestens 30 Gew.-°/o und im allgemeine::, 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 konzentrierteir, 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 Hydrazins 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 Kolonne eine Temperatur zwischen 150 und 200⁰C, vorzugsweise zwischen 175 und 200⁰C, 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 bär.
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 zwisehen 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 wirtschaftliehen Ausführungsform versorgt man eine übliche Bodenkolonne oder Füllkörperkolonne unter einem Druck von 8 bis 12 bar und unter Aufrechterhaltung einer Sumpftemperatur zwischen 180 und 200⁰C 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

26 39 Oil

Fuß der Kolonne kontinuierlich eine wäßrige Lösung abzieht, die einen Hydrazinhydratgehalt von etwa 50% aufweist

Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

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 Sumpf temperatur 130 bzw. 178 bis 179° C betragen.

Ober Kopf der Kolonne zieht man pro Stunde 25 g Aceton ab, während man über den Sumpf der Kolonne stündiich 22,1 g einer wäßrigen HydrazinhydratlösuiJg gewinnt, die aus * {^5 g Hydrazinhydrat und 11,5 g Wasser besteht, das heißt, είπε Hydrazinhydratkonzeritration von 47,7% aufweist

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (3)

26 39 Oil Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zur Hierstellung von konzentrierten, wäßrigen Hydrazinhydratlösungen, ausgehend von konzentrierten, wäßrigen Acetonazinlösungen, durch Hydrolyse und Destillation unter Druck in einer Destillationskolonne, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kolonne mit einer wäßrigen Acetonazin-Lösung beschickt, die eine einem Wasser/Azin-Molverhältnis zwischen 3 und 7 entsprechende Konzentration aufweist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sumpf der Kolonne bei einer Temperatur zwischen 150 und 200⁰C und vorzugsweise zwischen 175 und 200⁰C hält

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß man bei einem niedrigen Rückflußverhältnis arbeitet das im allgemeinen zwischen 0,5 und 2 liegt