DE945445C - Verfahren zur Gewinnung des Hydrazins aus verduennten waessrigen Hydrazinloesungen - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung des Hydrazins aus verduennten waessrigen HydrazinloesungenInfo
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- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/16—Hydrazine; Salts thereof
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Description
AUSGEGEBEN AM 12. JULI 1956
F 10936 IVa 112 i
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung des Hydrazins aus verdünnten wäßrigen
Hydrazinlösungen in Form einer technisch verwertbaren Hydrazinverbindung.
Gemäß den zur Zeit üblichen Synthesen — in der Hauptsache modifizierte Verfahren auf der Basis der
Raschigschen Synthese — fällt das Hydrazin zuerst als sehr verdünnte wäßrige Lösung an, die daneben
noch anorganische Salze, wie z. B. NaCl, und freies Alkali enthält. Zur weiteren Verwertung muß nun
das Hydrazin daraus entweder als solches in konzentrierter Form dargestellt oder aber in Form einer
anderen, zur Weiterverwendung geeigneten Hydrazinverbindung isoliert werden. Hierfür sind verschiedene
Verfahren bekannt. Am häufigsten wird die direkte Destillation in mehreren Stufen unter Benutzung von
Rektifikationskolonnen großer Trennschärfe angewendet. Nach anderen Verfahren wird das Hydrazin
mittels überschüssiger Schwefelsäure als schwerlösliches Hydrazinsulfat ausgefällt und so abgetrennt.
Nach Audrieth-Ogg, »The Chemistry of Hydrazine«, ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, wonach das
Hydrazin in ein Ketazin oder Aldazin übergeführt wird und diese Hydrazinverbindung mittels eines
organischen Lösungsmittels gewonnen werden kann.
Abweichend von diesen Verfahren löst die vorliegende
Erfindung das gestellte Problem auf folgende Weise:
Die stark verdünnte wäßrige Hydrazinhydratlösung wird mit mindestens einem mit Wasser nicht mischbaren,
das Hydrazin als solches lösenden organischen Lösungsmittel extrahiert, aus dem Extrakt durch Einleiten
von CO2 Hydrazoniumhydrazinkarbonat praktisch
quantitativ ausgefällt und anschließend vom Lösungsmittel abgetrennt.
Gegenüber den bisher bekanntgewordenen Verfahrenwerden
folgende Vorteile erzielt: ίο a) Vermeidung kostspieliger Apparaturen und des
großen Energieaufwandes, wie sie zur direkten Destillation der verdünnten Lösung aufzuwenden sind;
b) die verwendeten Hilfsstoffe bleiben im Kreislauf erhalten und sind nur geringen Verlusten ausgesetzt;
c) das anfallende Hydrazoniumhydrazinkarbonat läßt sich leicht in eine andere Hydrazinverbindung
oder in Hydrazin selbst überführen, was z. B. bei den Azinen nicht ohne weiteres der Fall ist.
Hydrazoniumhydrazinkarbonat stellt eine sirupartige Flüssigkeit dar, die aber nach längerem Stehen
über Schwefelsäure konz. kristallin erstarrt. Mit Mineralsäuren setzt es sich unter CO2-Entwicklung zu
den entsprechenden Mineralsalzen um. Unter geeigneten Betriebsbedingungen läßt es sich thermisch zu
CO2 und Hydrazin zersetzen, das sich so in konzentrierter
Form darstellen läßt.
Zur Ausführung des Verfahrens ist die Löslichkeit des Hydrazins in verschiedenen, mit Wasser nicht
mischbaren, organischen Lösungsmitteln untersucht worden. Vorteilhaft benutzt man als Lösungsmittel
Amine. Es hat sich gezeigt, daß einkernige aromatische Amine gute Ergebnisse liefern. ~Zu diesen
Aminen gehören Anilin, Toluidin und Xylidin.
An Stelle der aromatischen Amine kann man auch höhere aliphatische Amine benutzen, beispielsweise
das Triisobutylamin.
Auch höhere aliphatische Alkohole lassen sich mit Vorteil als Extraktionsmittel benutzen. Beispielsweise
erhält man mit Isoamylalkohol gute Ergebnisse. Die Extraktion wird zweckmäßig im Gegenstrom
durchgeführt. Bei der technischen Ausführung des Verfahrens benutzt man vorzugsweise Extraktionskolonnen, an deren unteres Ende man das spezifisch
leichte Extraktionsmittel zuführt, während von oben her im Gegenstrom die spezifisch schwere Lösung zufließt.
Die Kohlensäure wird zweckmäßig unter Druck zugeführt.
Es kann auch bei mäßig erhöhter Temperatur gearbeitet
werden, gegebenenfalls sogar bis zu ioo°. Auch erhöhter Druck ist vorteilhaft. Praktisch
arbeitet man bei Drücken von bis zu 15 atü.
Das verwendete Extraktionsmittel soll sich möglichst wenig in Wasser bzw. in der Hydrazinhydratlösung
auflösen, um Verluste an Lösungsmittel zu vermeiden. Andererseits soll es ein gutes Lösungsvermögen für
das Hydrazinhydrat besitzen, damit die aufgewendeten Mengen an Extraktionsmitteln nicht zu groß werden.
Diese Mengen richten sich nach dem Verteilungskoeffizienten des Hydrazinhydrates zwischen der
wäßrigen Phase und dem Lösungsmittel. Wenn dieser Koeffizient 1 : 0,25 betragt, wird man vorteilhaft
vier Teile des Extraktionsmittels auf einen Teil der wäßrigen Lösung zur Anwendung bringen.
Es kann . vorteilhaft sein, mehrere Extraktionskolonnen hintereinanderzuschalten und beispielsweise 65
nach jeder Teilextraktion eine Fällung des Karbonates durchzuführen, worauf die Rückstandslösung einer
weiteren Extraktion unterworfen wird. Nach erfolgter Extraktion befindet sich das Hydrazinhydrat in einer
verhältnismäßig geringen Konzentration in den Lö- 70 sungsmitteln. Durch Einleiten von Kohlensäure
wird das Hydrazin praktisch quantitativ als Karbonat ausgefällt. Es kann leicht vom Extraktionsmittel abgetrennt
werden. Das vom Hydrazin befreite Lösungsmittel kann wieder in den Kreislauf des Verfahrens zu- 75
rückkehren.
Claims (14)
1. Verfahren zur Gewinnung des Hydrazins aus verdünnten wäßrigen Hydrazinlösungen in Form
einer technisch verwertbaren Hydrazinverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrazinlösung
mit mindestens einem mit Wasser nicht mischbaren, das Hydrazin als solches lösenden organischen
Lösungsmittel extrahiert, aus dem Extrakt durch Einleiten von Kohlendioxyd Hydrazoniumhydrazinkarbonat
ausgefällt und anschließend vom Lösungsmittel getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Lösungsmittel Amine benutzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einkernige aromatische Amine
verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Anilin verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Toluidin verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Xylidin verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel höhere aliphatische
Amine benutzt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Triisobutylamin verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Lösungsmittel höhere aliphatische Alkohole verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man Isoamylalkohol benutzt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Kohlensäure unter Druck einführt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Extraktionsmittel nach Ausfällung des Hydrazinkarbonats wieder in
den Kreislauf zurückführt.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man bei erhöhter Temperatur extrahiert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß man bei Temperaturen bis zu ioo° extrahiert.
15- Verfahren nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet,
daß man bei Drücken bis zu 15 atü
ausfällt.
Angezogene Druckschriften:
Audrieth und Ogg, »The Chemistry of Hydrazine«, I95I.S.45;
Journal für praktische Chemie, Bd. 39, 1889, S. 27 bis 58;
Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 37 (1904) IV, S. 4523 ff., und 44 (1911) I, S. 395 ff.;
Gmelin, »Anorganische Chemie«, 8. Auflage, Bd. 4,
»Stickstoff«, S. 319.
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