химический каталог




Химия гидразина

Автор Л.Одрит, Б.Огг

ДРАЗИНА

[200 см3 (28 вес. % ) раствора аммиака и 100 см3 (7,5 вес. %) раствора NaOCl]

Клей, приготовленный ле Пейджем Чистая желатина Кноха . количество клея, мг выход, % количество желатины, мг выход, %

0,0 1,1 0,0 1 ,0

3,0 17,6 3,0 20,3

10,0 30,8 10,0 44,6

25,0 37,9 — —

50,0 48,5 50,0 63,2

100 56,0 100 70,9

500 63,0 500 76,8

1000 69,3 1000 88,0

2000 67,5 2000 92,0

— - 3000 91,0

4000 91,5

Имеются сведения о том, что поверхности различных металлов также могут катализировать процесс разложения гидразина [101,

3*

36

Глава 2

105—107]. Поэтому материалы, из которых изготовлена аппаратура для получения гидразина, должны быть тщательно исследованы с целью изучения их способности разлагать гидразин при соприкосновении с жидкостью, образующейся в синтезе Рашига, а также с концентрированными растворами гидразина, получающимися при его концентрировании до состава, соответствующего гидрату гидразина.

Усовершенствования процесса Рашига. Как уже было указано успех процесса Рашига зависит от скорости, с которой происходит реакция (2). Крэме того, этот процесс протекает успешно лишь в том случае,, если удается предотвратить разложение гидразина хлорамином. Для этого могут быть использованы ингибиторы, способные эффективно удалять ионы металлов, которые катализируют реакции (3). Желательно также пользоваться высокими (по отношению к гипохлориту) молекулярными концентрациями аммиака. Поэтому имеет смысл указать на некоторые изменения, которые были предложены с целью усовершенствования первоначального варианта процесса Рашига. Как свидетельствует опыт, для того чтобы увеличить выход при проведении реакции в данном интервале температур, следует увеличить давление. Первоначальный процесс, предложенный Рашигом, был усовершенствован таким образом, чтобы получение гидразина протекало непрерывно. В течение всего процесса первоначальное смешивание гипохлорита и аммиака происходило при низкой температуре. Были сделаны попытки проводить работу при обычных температурах, используя очень большой избыток аммиака [108], однако выходы всегда оказывались значительно ниже теоретического. Утверждают, что выход может быть значительно увеличен [109] при следующих условиях: 1) если разбавленные растворы гипохлорита и аммиака смешивать при температурах ниже 10°С, 2) если такой раствор затем полностью насытить безводным или концентрированным водным аммиаком и 3) если реакционную смесь оставить при низкой температуре до тех пор, пока не закончится образование гидразина, или до тех пор, пока не произойдет образование промежуточных продуктов, которые при слабом нагревании раствора превращаются в гидразин. Предполагается, что выход может достигать 90% теоретического.

Смесь концентрированного водного раствора аммиака и гипохлорита при обычном давлении не может быть нагрета выше примерно 50°С без значительной потери аммиака. Следовательно, нагревание смеси до высокой температуры возможно только под давлением. Это было осуществлено немецкими учеными [106, 107] в процессе, проводимом при высоких значениях температуры и давления, при котором смеси гипохлорита, катализатора и аммиака реагировали при температурах выше 160° С и давлениях от 25 до 30 атм. При этих условиях реакция между хлорамином и аммиаком протекает в течение нескольких секунд. Если процесс проводится при.более

Образование и получение гидразина

37

низких давлениях, то реакция образования гидразина должна происходить при более низких температурах; при этом промежуток времени, предшествующий введению в реакцию следующих порций исходной смеси, возрастает. Детали процесса, практически осуществленного в Герстгофене (Германия), указаны в отчете [107]. Ниже приведены соответствующие выдержки из этого отчета.

Водный раствор аммиака (255 г на 1 л, d=0,90) и раствор гипохлорита натрия проходят через ротаметры и поступают в стеклянный сосуд для смешения. (Гипохлорит, образующийся при пропускании в течение 1 часа 350 кг хлора в 5000 л 8%-ного NaOH, содержит небольшой избыток щелочи и подвергается анализу через каждый час.) Смесь сжимают циркуляционным насосом до 30 атм и пропускают через нагреватель, который состоит из 12 параллельно установленных железных труб длиной б м и диаметром б мм, обогреваемых паром под высоким давлением. Затем раствор проходит через регулирующий клапан в верхнюю часть башни, заполненной фарфоровыми кольцами Рашига, причем его давление падает до атмосферного. В этой, а также в двух последующих башнях отделяется избыток аммиака и гидрат гидразина концентрируется до 3%. Избыток аммиака конденсируют и возвращают в систему; к нему добавляют новую порцию безводного аммиака взамен израсходованного. Раствор гидразина поступает в сепаратор для отделения соли, где 3%-ный раствор непрерывно превращается в 3%-ный пар; соль отделяется и попадает в нижнюю часть сосуда, откуда ее удаляют каждые 1,5—2 часа. Затем 3%-ный пар концентрируют в три стадии в последующих башнях (при этом содержание гидразина в нем возрастает соответственно от 3 до 15, от 15 до 50 и от 50 до 80 и до 100%). После этого пар охлаждается и поступает на хранение в железные сосуды, покрытые оппанолом. Установка для отделения соли сделана из железа; сепаратор для соли изготовлен из нержавеющей стали марки V4A, остальные башни — из нержавеющей стали марки V2A. Башни для концентрирования выше 3% наполнены обрезками из стали марки V2A, поскольку фарфоровые кольца разрушаются гидразином; исключение составляет нижняя половина последней башни, в которой используются круглые пластинки из стали марки V4A. Это связано с тем, что пары концентрированного гидрата гидразина при контакте с большой поверхностью стали легко разлагаются, что может привести к взрыву.

Получение гидразина из мочевины. Некоторые другие производные аммиака, как, например, мочевина [110—119], также могут быть «окислены» до гидразина в условиях, весьма сходных с условиями, применяемыми в синтезе Рашига. Сначала мочевину раство-ряют^ в избытке гидроокиси натрия, охлаждают приблизительно до 0°С, после чего полученный раствор добавляют к холодному раствору гипохлорита. При этом протекает реакция, которая сум-

38

Глава 2

марно может быть выражена уравнением

NH2CONH2+NaOCl+2NaOH — N2H4-H20+NaCl+Na2C03.

Было найденэ, что необходимо добавление ингибиторов, например тех, которые применяются в синтезе Рашига; выход составляет примерно 60—65% теоретического при расчете на гипохлорит. В этом случае при обращении с реакционной жидкостью также возникают трудности. Присутствие больших количеств желатины или клея вызывает неприятное вспенивание раствора. Было найдено, что соединения марганца, добавленные в виде перманганата калия или в виде сульфата или хлорида марганца, действуют как ингибиторы [119] и дают возможность получать выходы, достигающие 70% теоретического, избегнув неудобств, связанных с использованием клея. Хотя смешение реагентов проводится при низкой температуре, образование гидразина не происходиг до тех пор, пока реакционная смесь не будет нагрета приблизительно до 100°С. Процесс получения гидразина из мочевины был использован на заводе Farbenindustrie в Людвигсгафене и применяется также на ряде других заводов в Германии.

Другие процессы, основанные на использовании производных аммиака. Вместо аммиака и мочевины может быть применен биу-рет [120], однако особых преимуществ такая замена не имеет. Вместо технического гипохлорита натрия были использованы также хлорная известь и очень чистый гипохлорит [121]. Образование гидразина было обнаружено при реакции чистого гипохлорита с жидким аммиаком [121].

Производные хлорамина также могут быть использованы для получения гидразина при последующей обработке аммиаком. В результате действия хлора на мочевину образуется N.N'-дихлормо-чевина, которая при обработке избытком аммиака превращается в циклическое гидразиновое производное карбоновой кислоты, известное под названием парауразина. Парауразин далее может быть обрабо

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Скачать книгу "Химия гидразина" (2.19Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
fimet
лечение шпоры клиники казани
снять автобус на свадьбу 30 мест цена
люк тяжелый т-с250-1,8-60 а гтс

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(07.12.2016)