H2O2法生产水合肼工艺中乙酰胺-乙酸铵催化体系的再生转化

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.250119

摘要/Abstract

摘要：

为研究H₂O₂法水合肼制备技术中酰胺催化剂的再生转化回用工艺，考察了乙酸铵脱水生成乙酰胺反应的反应方式，以及反应温度、反应时间和氨气流量等工艺条件对反应平衡和收率的影响。结果表明，反应过程联用精馏操作能显著提高反应效率，在反应温度160 ℃，氨气流速300 mL/min，反应时间3~4 h的工艺条件下，乙酰胺的收率可达到60%以上（质量分数≥80%）。进一步利用连续化反应精馏装置，进行丁酮连氮合成后水相进行催化剂再生转化实验，进料量为760.0 g/h，氨气流量为650 mL/min，回流比为0.1。反应体系稳定后塔顶温度93 ℃，出料554.4 g/h；塔釜温度168 ℃，出料回收催化剂248.7 g/h，乙酰胺收率为60.74%（质量分数为83.61%）。

关键词: H₂O₂法, 水合肼, 催化剂回用, 乙酸铵脱水, 乙酰胺, 反应精馏

Abstract:

In order to study the recycle process of amide catalyst in the production of hydrazine hydrate by H₂O₂ method， the effects of reaction form， temperature， time， and ammonia flow rate process conditions on reaction equilibrium and acetamide yield were investigated for the dehydration of ammonium acetate to acetamide. The results showed that adopting a distillation reactor can significantly improve the reaction efficiency. The yield of acetamide can reach over 60% with a mass fraction （w） of no less than 80% after 3~4 h of reaction at 160 ℃， 300 mL/min ammonia flow rate. In addition， a continuous distillation experiment was conducted. The conditions were as follows： the introduction of the aqueous phase from methyl ethyl ketazine synthesis was into the reactor at a rate of 760.0 g/h， an ammonia flow rate was 650 mL/min， and a reflux ratio was 0.1. After the system stabilizes， the temperature of head was 93 ℃， and 554.4 g/h of distillate were collected overhead； The temperature of the boiler was 168 ℃， and 248.7 g/h of recycled catalyst were obtained by draining the boiler which the mass fraction of acetamide is 83.61%.

Key words: H₂O₂ method, Hydrazine hydrate, Recycle of catalyst, Dehydration of ammonium acetate, Acetamide, Reactive distillation

中图分类号:

O621.2

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图/表 8

图1 间歇釜反应中不同温度下乙酰胺的质量分数和收率

Fig.1 Mass fraction and yield of acetamide with autoclave at different temperatures

图2 间歇釜反应不同温度乙酰胺质量分数（A）、收率（B）与反应时间的变化关系

Fig.2 The relationship of acetamide mass fraction （A） and yield （B） against reaction time at different temperatures with autoclave

图3 不同温度下间歇釜和蒸馏釜反应6 h乙酰胺的质量分数

Fig.3 Acetamide mass fraction after 6 h reaction in autoclave and distillation reactor at different temperatures

图4 蒸馏釜反应不同温度质量分数（A）和收率（B）与反应时间的变化关系

Fig.4 The relationship between acetamide mass fraction （A） and yield （B） against reaction time at different temperatures with distillation reactor

图5 不同温度下蒸馏釜反应6 h乙酸铵流失率和物质热分解率

Fig.5 The loss rate of ammonium acetate and the thermal decomposition rate of the substance after 6 h reaction at different temperatures with distillation reactor

图6 蒸馏釜反应不同氨气流速乙酰胺质量分数（A）、收率（B）与反应时间的变化关系

Fig.6 The relationship of acetamide mass fraction （A） and yield （B） against against reaction time with different ammonia flow rate

图7 不同氨气流速下蒸馏釜反应6 h乙酸铵流失率和物质热分解率

Fig.7 The loss rate of ammonium acetate and the thermal decomposition rate of substance after 6 h reaction at different ammonia flow rates with distillation reactor

表1 连续反应精馏实验进出料组成物质的质量分数

Table 1 Composition mass of introduction and discharge in continuous distillation experiment

w（composition）/%	Feedstock/%	Bottom product/%	Overhead product/%
CH₃CONH₂	18.01	83.61	0
CH₃COONH₄	20.09	1.22	0
MEK	1.52	0	2.08
KET	0.78	0	1.06
H₂O₂	53.39	0	83.70
NH₃	6.21	0	13.16
CH₃COOH	0	15.17	0

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H₂O₂法生产水合肼工艺中乙酰胺-乙酸铵催化体系的再生转化

Regeneration and Conversion of the Acetamide-Ammonium Acetate Catalytic System in the H₂O₂-Based Hydrazine Hydrate Production Process

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