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        水合肼制備硫酸肼的研究

        2018-09-20 08:59:28王桂學(xué)單美青高立剛
        山東化工 2018年15期
        關(guān)鍵詞:影響實(shí)驗(yàn)

        王桂學(xué),單美青,高立剛,宋 奇

        (山東天一化學(xué)股份有限公司,山東 濰坊 262737)

        硫酸肼(N2H4·H2SO4)又名硫酸聯(lián)氨,無色或白色棱形結(jié)晶或粉末。易溶于熱水,微溶于冷水,不溶于醇。有強(qiáng)烈的還原作用[1-2]。遇氧化劑易引起爆炸。有毒,有致癌可能性。主要用作制造藥品和工業(yè)級(jí)偶氮二異丁腈等的原料。還可以作還原劑,主要作用在金屬表面處理、分析用試劑,也用于稀有金屬的提純。農(nóng)業(yè)上主要用作殺蟲劑、滅菌劑等[3]。

        硫酸肼主要以濃硫酸和水合肼為原料制備,國內(nèi)已有成熟工藝并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。針對(duì)硫酸肼的合成,我們開展了此方面的相關(guān)研究,探究了水合肼濃度、反應(yīng)溫度、沉淀劑種類、保溫時(shí)間等因素對(duì)合成硫酸肼的影響,經(jīng)過長時(shí)間的摸索研究,成功合成了具有較好溶解性的硫酸肼。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 實(shí)驗(yàn)原料

        水合肼(80%),市售;濃硫酸(98%),市售;蒸餾水(自制);甲醇(市售)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

        500 mL四口燒瓶、帶轉(zhuǎn)速的電動(dòng)攪拌器、四氟塞子、溫度計(jì)(-10~100℃)、燒杯、電子天平、玻璃塞、回流冷凝管、滴液漏斗。

        1.3 合成工藝

        (1)將一定量的水合肼(80%)稀釋,然后加入四口燒瓶中,在低溫浴槽內(nèi)緩慢降溫。

        (2)將98%的濃硫酸加入滴液漏斗內(nèi),并緩慢滴加至四口燒瓶內(nèi),保持燒瓶內(nèi)溫度在0~10℃左右,并用pH試紙測(cè)量其酸堿度,在pH值為5~7時(shí)可停止滴加。

        (3)將溶液緩慢降溫,緩慢攪拌然后保溫2 h,可沉降出白色固體。

        (4)將混合溶液內(nèi)加入適量甲醇,沉淀,過濾即可得硫酸肼固體。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 水合肼濃度對(duì)產(chǎn)品影響

        表1 水合肼濃度對(duì)硫酸肼純度的影響

        水合肼濃度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大,濃度越高,局部放熱過快,溫度不易控制,導(dǎo)致副產(chǎn)較多,硫酸肼的純度會(huì)降低,實(shí)驗(yàn)通過改變水合肼的濃度來提高產(chǎn)物純度,其結(jié)果見表1。

        2.2 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品純度的影響

        合成硫酸肼反應(yīng)中關(guān)鍵控制因素是溫度,溫度低生成的硫酸肼純度高,溫度較高時(shí)則易生成其他雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)通過檢測(cè)硫酸肼的純度考察了溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,結(jié)果見表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)溫度控制在10℃左右效果最好。

        表2 溫度對(duì)產(chǎn)品純度的影響

        2.3 沉淀劑對(duì)產(chǎn)品收率和晶型的影響

        分別采用無溶劑、甲醇、乙醇作沉淀劑進(jìn)行沉降,檢測(cè)硫酸肼的收率和晶型,結(jié)果見表3。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用甲醇做沉淀劑時(shí),實(shí)驗(yàn)效果最好。

        表3 沉淀劑對(duì)產(chǎn)品收率的影響

        2.4 保溫時(shí)間的影響

        保溫時(shí)間對(duì)硫酸肼的純度有著較大的影響,實(shí)驗(yàn)通過檢測(cè)產(chǎn)品的純度考察了保溫時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的影響,結(jié)果見圖1。結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)保溫2 h效果最佳。

        圖1 保溫時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的影響

        3 結(jié)論

        (1)本實(shí)驗(yàn)成功合成出較好溶解性的硫酸肼。

        (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)最佳溫度為10℃,水合肼濃度為40%,產(chǎn)品純度最佳。

        (3)結(jié)晶過程采用甲醇沉淀,2h保溫,產(chǎn)品純度和收率最好。

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