JPH10236805A - 精製水加ヒドラジンの製造方法 - Google Patents

精製水加ヒドラジンの製造方法

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JPH10236805A
JPH10236805A JP4592797A JP4592797A JPH10236805A JP H10236805 A JPH10236805 A JP H10236805A JP 4592797 A JP4592797 A JP 4592797A JP 4592797 A JP4592797 A JP 4592797A JP H10236805 A JPH10236805 A JP H10236805A
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JP
Japan
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hydrazine
stainless steel
distillation
hydrated
distillation step
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Application number
JP4592797A
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English (en)
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Toshiaki Kanzaki
利昭 神崎
Shinsuke Nagata
信祐 永田
Kiyoshi Yoshida
浄 吉田
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ケタジンを中間体として製造される水加ヒドラ
ジン中のTOC(全有機炭素)濃度を低減して、精製し
た水加ヒドラジン水溶液を製造する方法を提供する。 【解決手段】(a)オーステナイト・フェライト系二相
ステンレス鋼、または(b)チタン、ニオブおよびジル
コニウムから選ばれる少なくとも一種以上を含有するフ
ェライト系ステンレス鋼を材質とする蒸留塔により、
(1)TOC成分を有する水加ヒドラジン水溶液を塩酸
塩、硫酸塩、リン酸塩または炭酸塩の共存下、TOC成
分を水とともに留出より分離する蒸留工程、(2)前段
蒸留工程の缶出液を蒸留して、留出より精製水加ヒドラ
ジンを分離する蒸留工程からなる精製水加ヒドラジンの
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケタジンを中間体
として製造される水加ヒドラジン中のTOC(全有機炭
素)濃度を低減して、精製した水加ヒドラジン水溶液を
製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水加ヒドラジンはボイラー清缶剤、発泡
剤、農薬、医薬、工業薬品等に使用されているが、これ
らの用途の中には、水加ヒドラジン中のTOC濃度が高
いことが好ましくない場合がある。
【0003】ケタジンを中間体として水加ヒドラジンを
合成する方法は、一般的には、ケトンの存在下にアンモ
ニアを次亜塩素酸ナトリウムあるいは過酸化水素などの
酸化剤で酸化してケタジンを合成し、このケタジンを加
水分解し、さらに蒸留精製して水加ヒドラジンを得る方
法である。最終的に得られる水加ヒドラジン中のTOC
成分は、ケタジンを製造するために使用する酸化剤やケ
トンの種類及び加水分解の方法等により異なる。最終的
に得られる水加ヒドラジン中のTOC濃度は、通常、特
別な精製操作を行わない限り500〜1500ppm程
度である。
【0004】水加ヒドラジン水溶液中のTOC濃度を効
率よく低減する方法として、水加ヒドラジン水溶液を、
塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩あるいは炭酸塩の共存下、濃
縮してTOC成分を水とともに塔頂より蒸留除去した
後、さらにその濃縮液から水加ヒドラジンを蒸留して水
加ヒドラジン水溶液のTOC濃度を低減する方法が、特
公平5−55445号公報に示されている。この方法に
よると、最終的に得られる水加ヒドラジン中のTOC濃
度を工業的にも100ppm未満にまで低減することが
できる。
【0005】上記の精製方法を実施する装置の特に高温
の接液部の材質に鉄などを用いると、水加ヒドラジンが
分解する、あるいは、共存させる塩によって装置が腐食
するといった問題が生じる。水加ヒドラジンを分解させ
にくく、塩による腐食が少ない装置の材質としては、チ
タンや酸化クロム等が知られているが、これらの材質は
非常に高価であるため、これらの材質を用いて装置を製
作することは経済的に好ましくない。なお、ケタジンを
加水分解し、さらに蒸留精製して水加ヒドラジンを得る
蒸留塔には、チタンや酸化クロム等が用いられている。
また、ガラスは、塩による腐食は少ないが、ヒドラジン
により腐食される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的は、
工業的に簡便かつ経済的に有利な精製水加ヒドラジンの
製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の問題
を解決するべく鋭意検討した結果、装置の接液部に特定
のステンレス材を用いると水加ヒドラジンの分解が小さ
くなり、且つ装置の腐食も小さくなることを見出し、本
発明を完成させた。
【0008】すなわち、本発明は、(a)オーステナイ
ト・フェライト系二相ステンレス鋼、または(b)チタ
ン、ニオブおよびジルコニウムから選ばれる少なくとも
一種以上を含有するフェライト系ステンレス鋼を材質と
する蒸留塔を用いる蒸留工程であって、(1)TOC成
分を有する水加ヒドラジン水溶液を塩酸塩、硫酸塩、リ
ン酸塩または炭酸塩の共存下、TOC成分を水とともに
留出より分離する蒸留工程、(2)前段蒸留工程の缶出
液を蒸留して、留出より精製水加ヒドラジンを分離する
蒸留工程からなる精製水加ヒドラジンの製造方法であ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において対象とする水加ヒ
ドラジン水溶液は、アンモニアとケトンと酸化剤から得
られるケタジンを加水分解して得られた粗水加ヒドラジ
ン水溶液、あるいは、さらに蒸留精製を行った水加ヒド
ラジン水溶液である。
【0010】本発明の方法は、二つの工程を含んでい
る。一つ目の工程は、粗水加ヒドラジンあるいは、さら
に蒸留精製を行った水加ヒドラジンに塩の水溶液あるい
は塩のヒドラジン水溶液を加えて蒸留し、水を留出させ
ることにより、TOC成分の大部分を水とともに留出さ
せる工程である。二つ目の工程は、大部分のTOC成分
が除かれた一つ目の工程の缶出液を蒸留し、水加ヒドラ
ジンを留出させることにより、TOC濃度のきわめて低
い水加ヒドラジンを得るとともに、濃縮された塩を回収
する工程である。また、回収した塩は、二つの工程間を
リサイクル使用することができる。以下、便宜的に一つ
目の工程を濃縮蒸留工程、二つ目の工程を水加ヒドラジ
ン蒸留工程と呼ぶ。
【0011】濃縮蒸留工程において使用される塩は、ヒ
ドラジンの構造を変えるような反応をせず、また、溶解
度の高いものが好ましい。使用される塩は塩酸塩、硫酸
塩、リン酸塩、炭酸塩である。たとえば、塩酸塩として
は、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化
ストロンチウム、塩化アンモニウム、塩酸ヒドラジン等
であり、硫酸塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硫酸ヒドラ
ジン(N24 ・H2 SO4 )、中性硫酸ヒドラジン
((N242・H2 SO4 )等であり、リン酸塩と
しでは、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ヒ
ドラジン等であり、炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ヒドラジン等で
ある。これらの中でも硫酸塩が好ましく、特に中性硫酸
ヒドラジンが好ましい。
【0012】第1図は、本発明の好ましい実施形態の一
つを示すフローチャートであり、塩含有液を蒸留塔へフ
ィードしている。第1図において、Aは濃縮蒸留工程、
Bは水加ヒドラジン蒸留工程であり、1はフィード水加
ヒドラジン水溶液、2は塩含有のヒドラジン水溶液、3
は水(TOC成分含有)、4は精製水加ヒドラジン水溶
液である。
【0013】濃縮蒸留工程では、これらの塩の系中濃度
が高くなるにしたがって、TOC成分とヒドラジンとの
分離が容易になるので、塩の濃度をできるだけ大きくし
て使用するのが望ましい。具体的には、蒸留後の缶出液
中の塩濃度を15重量%以上にするのが好ましい。なぜ
なら、塩濃度が15重量%以上になると、水を留出させ
る条件で蒸留すれば、水とともに大部分のTOC成分が
留出するからである。
【0014】濃縮蒸留工程にフィードされる水加ヒドラ
ジン濃度に制限はない。また、留出させる水の量も制限
はない。ただし、留出させ得る水が全くない場合は、蒸
留操作を行う上で困るので、適度に水をフィードするの
がよい。
【0015】蒸留条件は、加圧下でも、減圧下でもよい
が、ヒドラジンの安定性を考えると蒸留温度は100℃
以下が好ましく、蒸留圧力は常圧以下、具体的には10
〜760mmHgが好ましい。
【0016】水加ヒドラジン蒸留工程では、上記のよう
にして得られるTOC濃度の小さくなった濃縮蒸留工程
の缶出液を蒸留し、水加ヒドラジンを留出させる。水加
ヒドラジンと塩及び高沸点の不純物を分離するのが、こ
の工程の目的である。この蒸留工程の缶出液である塩の
含有される液は、濃縮蒸留工程へリサイクルされるのが
好ましい。先に述べたように、濃縮蒸留工程における塩
濃度は高いのが好ましいので、水加ヒドラジン蒸留工程
缶出液中の塩等の濃度もできるだけ高いのが好ましい。
ただし、塩濃度が溶解度以上であると、結晶が析出した
り、粘度が非常に高くなって操作が困難になる。
【0017】蒸留条件は、加圧下でも、減圧下でもよい
が、ヒドラジンの安定性を考えると蒸留温度は100℃
以下が好ましく、蒸留圧力は常圧以下、具体的には10
〜760mmHgが好ましい。本発明の蒸留は、バッチ
式及び連続式のいずれでも行うことができる。特に工業
的に実施する場合は、操作性の点で連続式が好ましい。
【0018】本発明で用いる塩は、系外で作られたもの
を添加してもよいし、たとえば、中性硫酸ヒドラジンや
リン酸ヒドラジンのようなヒドラジン塩の場合は、硫酸
やリン酸といった酸を添加して系内で作ってもよい。
【0019】本発明者らは、特に、塩濃度の高い濃縮蒸
留工程及び水加ヒドラジン蒸留工程の蒸留塔底部内、リ
ボイラー内、及び蒸留塔底部とリボイラーの間の配管内
の塩の水溶液あるいは塩の水加ヒドラジン水溶液と接触
する面の材質を、(a)オーステナイト/フェライト二
相ステンレス鋼(以下、二相ステンレスと称す)、また
は、(b)チタン、ニオブおよびジルコニウムから選ば
れる少なくとも一種を含有するフェライト系ステンレス
鋼(以下、チタン等添加フェライト系ステンレスと称
す)とすることにより、水加ヒドラジンの分解を抑え、
且つ塩の水溶液による装置の腐食が小さくなることを見
出した。
【0020】本発明に用いられる二相ステンレスの代表
的な化学成分は、Cr21〜28%、Ni3〜8%、M
o2.5%以下、Mn1%以下、Si1%以下、N0.
025%以下、C0.03%以下、P0.04%以下、
S0.03%以下及び残りの大部分がFeからなる。具
体的な対応規格としては、JISにおけるSUS329
J1、SUS329J3L及びSUS329J4Lが挙
げられる。
【0021】本発明に用いられるチタン等添加フェライ
ト系ステンレスの代表的な化学成分は、Ti、Nb及び
/またはZr0.1〜1.0%、Cr16〜20%、M
o1〜4%、Mn2%以下、Si1%以下、N0.08
〜0.30%、C0.08%以下、P0.04%以下、
S0.03%以下及び残りの大部分がFeからなる。具
体的な対応規格としては、JISにおけるSUS430
LX、SUS430J1L、JIS436L、JIS4
36J1L及びSUS444が挙げられる。
【0022】ステンレス鋼には他に、SUS304及び
SUS316に代表されるオーステナイト系ステンレス
鋼や、SUS430に代表されるチタン等を添加してい
ないフェライト系ステンレス鋼などの種類がある。しか
し、いずれも二相ステンレスやチタン等添加フェライト
系ステンレスに比べて、水加ヒドラジンを分解させやす
いか、あるいは、塩による腐食が起りやすい。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0024】実施例1〜5及び比較例1〜4 ガラス容器内の中性硫酸ヒドラジン、水加ヒドラジン及
び水からなる溶液中に種々のステンレス鋼のテストピー
スを浸し、大気圧下、液温90℃の条件で放置した。液
組成、鋼種及び浸漬時間を変えて、1時間当りの水加ヒ
ドラジンの分解率とステンレス鋼の腐食状況を測定した
結果を、実施例1〜5及び比較例1〜4として表1に示
す。
【0025】実施例8 アンモニアをメチルエチルケトンの存在下に過酸化水素
で酸化する方法によって得られた、4000ppmのT
OCを含む45%粗水加ヒドラジン水溶液を、濃縮蒸留
工程である40段のSUS329J4L製泡鐘塔の上か
ら30段目に92.8g/hでフィードした。一方、中
性硫酸ヒドラジンを80%含有するヒドラジン水溶液
を、蒸留塔の上から10段目に183g/hでフィード
した。150mmHgの減圧下で、塔頂からTOC成分
を含有する水を23.2g/hで留出させ、得られた缶
出液を水加ヒドラジン蒸留工程であるSUS329J4
L製蒸発缶において75mmHgの減圧下で単蒸留した
ところ、留出液としてTOC90ppmの60%水加ヒ
ドラジンが69.6g/hで得られた。水加ヒドラジン
蒸留工程の缶出液として得られた中性硫酸ヒドラジンの
水溶液を濃縮蒸留工程へリサイクルした。1ヶ月間の連
続運転を行ったが、蒸留装置内部の腐食はみられなかっ
た。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、きわめてTOC濃度の
低い水加ヒドラジンを経済的に製造できる。
【0027】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造方法の一実施形態を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
A 濃縮蒸留工程 B 水加ヒドラジン蒸留工程 1 フィード水加ヒドラジン水溶液 2 塩含有水加ヒドラジン水溶液 3 水(TOC成分含有) 4 水加ヒドライジン水溶液

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)オーステナイト・フェライト系二
    相ステンレス鋼、または(b)チタン、ニオブおよびジ
    ルコニウムから選ばれる少なくとも一種以上を含有する
    フェライト系ステンレス鋼を材質とする蒸留塔により、
    (1)TOC成分を有する水加ヒドラジン水溶液を塩酸
    塩、硫酸塩、リン酸塩または炭酸塩の共存下、TOC成
    分を水とともに留出より分離する蒸留工程、(2)前段
    蒸留工程の缶出液を蒸留して、留出より精製水加ヒドラ
    ジンを分離する蒸留工程からなる精製水加ヒドラジンの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 オーステナイト・フェライト系二相ステ
    ンレス鋼がSUS329J1、SUS329J3L、ま
    たはSUS329J4Lである請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 チタン、ニオブ及びジルコニウムから選
    ばれる少なくとも一種以上を含有するフェライト系ステ
    ンレス鋼がSUS430LX、SUS430J1L、S
    US436L、SUS436J1L、またはSUS44
    4である請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 後段の蒸留工程で分離された塩酸塩、硫
    酸塩、リン酸塩または炭酸塩を前段の蒸留工程にリサイ
    クルする請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 水加ヒドラジン水溶液がケタジンを加水
    分解して得られる請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 ケタジンがケトンの存在下、酸化剤によ
    りアンモニアを酸化して得られる請求項6記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009035467A (ja) * 2007-08-06 2009-02-19 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 金属微粉末製造に用いる水加ヒドラジンの製造方法
CN112093783A (zh) * 2020-09-30 2020-12-18 重庆腾泽化学有限公司 一种水合肼的纯化工艺

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