JPS6060911A - ヒドラジンの製造方法 - Google Patents
ヒドラジンの製造方法Info
- Publication number
- JPS6060911A JPS6060911A JP16748083A JP16748083A JPS6060911A JP S6060911 A JPS6060911 A JP S6060911A JP 16748083 A JP16748083 A JP 16748083A JP 16748083 A JP16748083 A JP 16748083A JP S6060911 A JPS6060911 A JP S6060911A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonia
- hydrazine
- light
- gaseous
- coherent light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアンモニアに特定の光を照射せしめて光化学的
に反応させ、一段でヒドラジンを製造す７）ｊ５＠ Ｋ
Ｘ ｔ ’ ・迄 ヒドラジンは医薬、農薬、発−剤、耐熱性繊維の製造原
料として知られているが近年、ロケット燃料、燃料電池
、ボイラー清缶剤の原燃料等として特に注目されている
。
に反応させ、一段でヒドラジンを製造す７）ｊ５＠ Ｋ
Ｘ ｔ ’ ・迄 ヒドラジンは医薬、農薬、発−剤、耐熱性繊維の製造原
料として知られているが近年、ロケット燃料、燃料電池
、ボイラー清缶剤の原燃料等として特に注目されている
。
現行のヒドラジン製造プロセスは苛性曹達−塩素−アン
モニア法（ラツシヒ法）、苛性暫達−次亜塩素酸曜達−
尿素法（ホフマン法）、さらに最近工業的規模で稼動開
始した過酸化水素−ヶトン−アンモニア法（ニージン・
クールマン法）ナトが知られている。しかしながら、こ
れらの製造方法はすべて多量の酸化剤を使用する為に、
廃液を大量に排出する、エネルギー多消費型プロセスで
あり、問題が多い。
モニア法（ラツシヒ法）、苛性暫達−次亜塩素酸曜達−
尿素法（ホフマン法）、さらに最近工業的規模で稼動開
始した過酸化水素−ヶトン−アンモニア法（ニージン・
クールマン法）ナトが知られている。しかしながら、こ
れらの製造方法はすべて多量の酸化剤を使用する為に、
廃液を大量に排出する、エネルギー多消費型プロセスで
あり、問題が多い。
かかる現行プロセスのもつ諸問題を回避する目的でアン
モニアから直接一段でヒドラジンを製造するプロセスが
望まれており、従来、（１）水素炎にアンモニアを吹き
込む高温プロセスと（１１）紫外線による低温プロセス
が提案されている。
モニアから直接一段でヒドラジンを製造するプロセスが
望まれており、従来、（１）水素炎にアンモニアを吹き
込む高温プロセスと（１１）紫外線による低温プロセス
が提案されている。
このうち（り水素炎プロセスでは、５００°〜８００°
Ｃと局在的高温度領域で熱分解するため、生成したヒド
ラジンがさらに分解して窒素と水素になってしまう欠点
をもっている。（ｉｉ）また紫外線のプロセスでは使用
する紫外線が低圧水銀灯などの非コヒーレント光の為、
ヒドラジン生成に有効な光のほかに数多くの波長をもつ
光が照射され、このため生成したヒドラジンが分解して
しまう欠点がある。この欠点を補、うため、ヒドラジン
生成に有効な光以外をフィルターで除去することが考え
られるが、これには多くのフィルターを使用しなければ
ならずはんざつでありまたそれにより、光量自体が大巾
に減少してしまう欠点をもっている。
Ｃと局在的高温度領域で熱分解するため、生成したヒド
ラジンがさらに分解して窒素と水素になってしまう欠点
をもっている。（ｉｉ）また紫外線のプロセスでは使用
する紫外線が低圧水銀灯などの非コヒーレント光の為、
ヒドラジン生成に有効な光のほかに数多くの波長をもつ
光が照射され、このため生成したヒドラジンが分解して
しまう欠点がある。この欠点を補、うため、ヒドラジン
生成に有効な光以外をフィルターで除去することが考え
られるが、これには多くのフィルターを使用しなければ
ならずはんざつでありまたそれにより、光量自体が大巾
に減少してしまう欠点をもっている。
本発明者らは、かかる点にかんがみ鋭意検討した結果、
低圧水銀灯などの非コヒーレント光にかエテ、エキシマ
−レーザなどのコヒーレントなレーザ光源を使用するこ
とにより、上記のごとき欠点がすべて解決できることを
見出し、本発明を完成した。
低圧水銀灯などの非コヒーレント光にかエテ、エキシマ
−レーザなどのコヒーレントなレーザ光源を使用するこ
とにより、上記のごとき欠点がすべて解決できることを
見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
気体状あるいは液体状アンモニアに該アンモニアが吸収
可能な波長のコヒーレント光を照射せしめ、励起分解す
ることを特徴とするヒドラジンの製造方法、を提供する
ものである。
可能な波長のコヒーレント光を照射せしめ、励起分解す
ることを特徴とするヒドラジンの製造方法、を提供する
ものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に使用する原料アンモニアは気体状あるいは液体
状のものである。気体状のアンモニアの場合、アンモニ
アのみでもよいし、本質的にアンモニア、ヒドラジンと
反応しない不活性ガス、たとえば、ヘリウム、ネオン、
アルゴン、クリプトン、キセノン等により希釈されてい
てもよい。まイし だ液体状のアンモニアの場合は液声アンモニアでよい。
状のものである。気体状のアンモニアの場合、アンモニ
アのみでもよいし、本質的にアンモニア、ヒドラジンと
反応しない不活性ガス、たとえば、ヘリウム、ネオン、
アルゴン、クリプトン、キセノン等により希釈されてい
てもよい。まイし だ液体状のアンモニアの場合は液声アンモニアでよい。
すなわち、アンモニア水などが有効である。
本発明においては、アンモニアに、該アンモニアが吸収
可能なコヒーレント光を照射せしめ、これを励起分解反
応せしめる。
可能なコヒーレント光を照射せしめ、これを励起分解反
応せしめる。
コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ）光とは、単色性に
すぐれ非常に狭い周波数幅の光（単−波長性光）であっ
て、エキシマ−レーザ（Ｅｘｃｉｔｅｄ ｄｉｍｅｒｌ
ａｓｅｒ ）などのレーザ光源を使用することにより得
られる。
すぐれ非常に狭い周波数幅の光（単−波長性光）であっ
て、エキシマ−レーザ（Ｅｘｃｉｔｅｄ ｄｉｍｅｒｌ
ａｓｅｒ ）などのレーザ光源を使用することにより得
られる。
かかるコヒーレント光は、原料アンモニアにより吸収可
能であり光化学反応を誘起しうる波長、ずなわち１７０
〜２１０ ｎｍの範囲の波長を有するものが有効である
。たとえば、ＡｒＰ レーザ（１９３ｎｍ）ＡｒＣｌレ
ーザ（１７５ｎｍ ）、ｘｅｚレーザ（１７２ｎｍ）な
どのレーザ光である。
能であり光化学反応を誘起しうる波長、ずなわち１７０
〜２１０ ｎｍの範囲の波長を有するものが有効である
。たとえば、ＡｒＰ レーザ（１９３ｎｍ）ＡｒＣｌレ
ーザ（１７５ｎｍ ）、ｘｅｚレーザ（１７２ｎｍ）な
どのレーザ光である。
一＋ヒーレント光は、パルス化すレタレーサ光トして照
射することが好ましい。これは生成したヒドラジン分子
がパルス動作問に、拡散することにより照射点から移動
して、この再光吸収が抑制されるからである。
射することが好ましい。これは生成したヒドラジン分子
がパルス動作問に、拡散することにより照射点から移動
して、この再光吸収が抑制されるからである。
インパルス時間はヒドラジン分子の拡散速度を考慮して
気体反応系の場合は１０秒以下、液体反応系の場合は１
０’〜１０５秒以下とすればよい。また、ワンパルスの
エネルギー量は最低０．０１ジユ一ル以上である。これ
未満のエネルギー量ではヒドラジンの生成量が少く実用
にならない。またエネルギ量の上限は特に規定はない力
瓢現在工業的に利用できるのは数ジュール程度であり、
将来は１００ジユール程度まで利用できる可能性がある
。
気体反応系の場合は１０秒以下、液体反応系の場合は１
０’〜１０５秒以下とすればよい。また、ワンパルスの
エネルギー量は最低０．０１ジユ一ル以上である。これ
未満のエネルギー量ではヒドラジンの生成量が少く実用
にならない。またエネルギ量の上限は特に規定はない力
瓢現在工業的に利用できるのは数ジュール程度であり、
将来は１００ジユール程度まで利用できる可能性がある
。
本発明を実施するに当っては、ヒドラジンの選択率を向
上させるため、使用する反応装置や反応装作条件に対し
、化学工学的な考慮を払うことが必要である。
上させるため、使用する反応装置や反応装作条件に対し
、化学工学的な考慮を払うことが必要である。
反応系は気体のアンモニアを使用する場合は、気相均一
系また液安等を使用する場合は液相均一系となるが、気
体アンモニアと高濃度安水を向流もしくは並流で接触せ
しめる気−液不均−系とししたヒドラジンをただちに安
水等のヒドラジンの分解を防止する液体中に吸収せしめ
て安定化することにある。
系また液安等を使用する場合は液相均一系となるが、気
体アンモニアと高濃度安水を向流もしくは並流で接触せ
しめる気−液不均−系とししたヒドラジンをただちに安
水等のヒドラジンの分解を防止する液体中に吸収せしめ
て安定化することにある。
反応装置の形状は、アンモニアとコヒーレント光が有効
に接触できるものであれば、℃・がなる形式のものでも
かまわない。通常は、空塔型、充填塔型、濡れ壁塔型−
等の反応器が好適に使用される。反応装置の材質として
は、上記した範囲の波長の照射光を透過しつる物質、た
とえば石英が望ましい。また、同様な理由で使用する充
填物も石英製のものが好ましい。
に接触できるものであれば、℃・がなる形式のものでも
かまわない。通常は、空塔型、充填塔型、濡れ壁塔型−
等の反応器が好適に使用される。反応装置の材質として
は、上記した範囲の波長の照射光を透過しつる物質、た
とえば石英が望ましい。また、同様な理由で使用する充
填物も石英製のものが好ましい。
また、気相部および／または液相部を静止させずに、強
制的に流動、循環、もしくは攪拌することにより生成し
たヒドラジン分子の拡散（混合拡散）を容易にすること
もできる。
制的に流動、循環、もしくは攪拌することにより生成し
たヒドラジン分子の拡散（混合拡散）を容易にすること
もできる。
さらに、レーザ発振管より反応装置までのレーヅ′光の
径路中の空間にある酸素分子や反応ゞ置内にある酸素分
子を窒素などで置換し酸素分子がヒドラジン生成に必要
なレーザ光子を吸収してしまうことを防止することも望
ましい。
径路中の空間にある酸素分子や反応ゞ置内にある酸素分
子を窒素などで置換し酸素分子がヒドラジン生成に必要
なレーザ光子を吸収してしまうことを防止することも望
ましい。
以上のごとく、本発明はエキシマ−レーザなどのレーザ
光源によるコヒーレント光を使用することにより、アン
モニアの光反応におけるヒドラジンへの転化率及び選択
率を大巾に向上せしめたものである。けだしコヒーレン
ト光の特徴である単−波長性により選択的にヒドラジン
が生成し、かつヒドラジンの分解が抑制されるためであ
る。
光源によるコヒーレント光を使用することにより、アン
モニアの光反応におけるヒドラジンへの転化率及び選択
率を大巾に向上せしめたものである。けだしコヒーレン
ト光の特徴である単−波長性により選択的にヒドラジン
が生成し、かつヒドラジンの分解が抑制されるためであ
る。
以下実施例により本発明を更に説明する。
実施例１
第１図に示したごとき直径４ｃｍ、長さ４ｏＣＩｒＬの
石英製円筒型反応装置に、１気圧、２５°Ｇの条件下、
アンモニアガスを毎分０．５ｍｏｌの速度で連続的に装
入しながらこれにＡｒＦ（弗化アルゴン）レーザ（λ＝
１９３ ｎｍ 、平均出力ｉ ｏｗ）をインバ／ｌｚ
ス時間１０ 秒および０．１ジユール／パルスの光束で
照射した。定常状態に達した後、反応生成物を分析した
結果、アンモニアの転化率５チヒドラジンの選択率６０
係であった。
石英製円筒型反応装置に、１気圧、２５°Ｇの条件下、
アンモニアガスを毎分０．５ｍｏｌの速度で連続的に装
入しながらこれにＡｒＦ（弗化アルゴン）レーザ（λ＝
１９３ ｎｍ 、平均出力ｉ ｏｗ）をインバ／ｌｚ
ス時間１０ 秒および０．１ジユール／パルスの光束で
照射した。定常状態に達した後、反応生成物を分析した
結果、アンモニアの転化率５チヒドラジンの選択率６０
係であった。
実施例２
実施例１で使用した装置を用い、これにアンモニア濃度
２モル／ｌの水溶液を毎分５００−の速度で装入しなが
ら、ＡｒＦ（弗化アルゴン）レーザ（λ＝ １９３ｎｍ
、平均出力１０Ｗ）をインパルス時間１０−２１秒およ
び０．１ジユール／パルスの光束で照射した。定常状態
における反応生成物を分析した結果、アンモニアの転化
率８％ヒドラジンの選択率７２％であった。副生物は主
にヒドロキシアミンであることが確認された。
２モル／ｌの水溶液を毎分５００−の速度で装入しなが
ら、ＡｒＦ（弗化アルゴン）レーザ（λ＝ １９３ｎｍ
、平均出力１０Ｗ）をインパルス時間１０−２１秒およ
び０．１ジユール／パルスの光束で照射した。定常状態
における反応生成物を分析した結果、アンモニアの転化
率８％ヒドラジンの選択率７２％であった。副生物は主
にヒドロキシアミンであることが確認された。
実施例３
第２図に示したごとき内径４ｃｍ、長さ４０ｃｎＬの石
英製２重管反応装置にマイナス４５℃の液化アンモニア
を毎分１００ｍ１の速度で装入しながら、これにＡｒＦ
（弗化７ ／ｌｚゴン）レーザ（λ−１９３ｎｍ、平均
出力１０Ｗ）をインパルス時間１０−８秒および０．１
ジユール／パルスの光束で照射した。
英製２重管反応装置にマイナス４５℃の液化アンモニア
を毎分１００ｍ１の速度で装入しながら、これにＡｒＦ
（弗化７ ／ｌｚゴン）レーザ（λ−１９３ｎｍ、平均
出力１０Ｗ）をインパルス時間１０−８秒および０．１
ジユール／パルスの光束で照射した。
定常状態における反応生成物を分析した結果、アンモニ
アの転化率２５％ヒドラジンの選択率ハ８８％であった
。
アの転化率２５％ヒドラジンの選択率ハ８８％であった
。
比軟例１
実施例１で使用した装置を用い、１気圧、２５８Ｃの条
件下、アンモニアガスを毎分０．５ｍｏｌの速度で連続
的に装入しなカーらこれに低圧水銀灯（セン特殊光源ｋ
ｋ製５ＵＶ−１１０） を照射した。
件下、アンモニアガスを毎分０．５ｍｏｌの速度で連続
的に装入しなカーらこれに低圧水銀灯（セン特殊光源ｋ
ｋ製５ＵＶ−１１０） を照射した。
反応生成物を分析した結果、アンモニアの転化率０．０
６％、ヒドラジンの選択率５５％であった。
６％、ヒドラジンの選択率５５％であった。
第１図および第２図は本発明の実施に好適な反応装置を
示す説明図である。 図において、１．１・・・レーザ発掘管、２．２・・・
窒素等による酸素（空気）置換部、３・・・アンモニア
入口、３・・・液化アンモニア入口、４．４′・・・反
応装置、５．５・・・生成物出口、６・・・ドライアイ
ス−メタノール等の冷媒入口、７・・・同冷媒出口 特許出願人 三井東圧化学株式会社
示す説明図である。 図において、１．１・・・レーザ発掘管、２．２・・・
窒素等による酸素（空気）置換部、３・・・アンモニア
入口、３・・・液化アンモニア入口、４．４′・・・反
応装置、５．５・・・生成物出口、６・・・ドライアイ
ス−メタノール等の冷媒入口、７・・・同冷媒出口 特許出願人 三井東圧化学株式会社
Claims (1)
- （１）気体状あるいは液体状アンモニアに該アンモニア
が吸収可能な波長のコヒーレント光を照射せしめ、励起
分解することを特徴とするヒドラジンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16748083A JPS6060911A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | ヒドラジンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16748083A JPS6060911A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | ヒドラジンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060911A true JPS6060911A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15850460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16748083A Pending JPS6060911A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | ヒドラジンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7118655B1 (en) * | 2003-07-25 | 2006-10-10 | Ching-Sung Chang | Direct synthesis of hydrazine through nitrogen fixation by means of two-photon absorptions |
| JP2010528840A (ja) * | 2007-06-06 | 2010-08-26 | ウーデ・ゲーエムベーハー | 触媒気相反応のための機器および方法ならびにその使用 |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP16748083A patent/JPS6060911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7118655B1 (en) * | 2003-07-25 | 2006-10-10 | Ching-Sung Chang | Direct synthesis of hydrazine through nitrogen fixation by means of two-photon absorptions |
| JP2010528840A (ja) * | 2007-06-06 | 2010-08-26 | ウーデ・ゲーエムベーハー | 触媒気相反応のための機器および方法ならびにその使用 |
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