روش تولید هیدرازین هیدرات

تولید صنعتی هیدرات هیدرازین بر اساس فرآیندهای Ranching، Bayer یا پراکسید هیدروژن انجام می شود.

در فرآیند Raschig، آمونیاک با یک هیپوکلریت اکسید می شود تا محلول هیدرات هیدرازین رقیق به دست آید، که متعاقباً باید با تقطیر تغلیظ شود. این فرآیند چندان انتخابی نیست، بازدهی پایینی دارد و بسیار آلاینده است و عملاً دیگر استفاده نمی شود.

فرآیند بایر شکل جایگزینی از فرآیند راشیگ است که شامل تغییر تعادل شیمیایی با به دام انداختن هیدرازین تشکیل شده به شکل آزین با استفاده از کتون است. متعاقباً آزین جدا شده و سپس به هیدرات هیدرازین هیدرولیز می شود. عملکرد بهبود یافته است اما هیچ بهبودی با توجه به تخلیه به محیط زیست وجود ندارد.

فرآیند پراکسید هیدروژن شامل اکسید کردن مخلوطی از آمونیاک و کتون با پراکسید هیدروژن در حضور وسیله ای برای فعال کردن پراکسید هیدروژن به منظور تشکیل مستقیم آزین است که متعاقباً هیدرولیز به هیدرات هیدرازین کافی است. بازده بالا است و این فرآیند آلاینده نیست. 

در فرآیندهای پراکسید هیدروژن، آمونیاک با پراکسید هیدروژن در حضور یک کتون و وسیله ای برای فعال کردن پراکسید هیدروژن مطابق با واکنش کلی زیر اکسید می شود و یک آزین تشکیل می شود.

وسیله فعال سازی می تواند یک نیتریل، یک آمید، یک اسید کربوکسیلیک یا یک مشتق سلنیوم، آنتیموان یا آرسنیک باشد. سپس آزین به هیدرازین هیدرولیز می شود و کتون بازسازی شده بازیافت می شود.

این هیدرولیز در یک ستون تقطیر انجام می شود. کتون در بالا و هیدرات هیدرازین در پایین بازیابی می شود.

چه آزین از فرآیند پراکسید هیدروژن منشاء گرفته باشد یا از روش دیگری برای تهیه، این آزین باید هیدرولیز شود تا هیدرات هیدرازین به دست آید. اختراع حاضر مربوط به هیدرولیز متیل اتیل کتون آزین (که در ادامه متن به عنوان مکازین نیز شناخته می شود)، منبع آن هر چه باشد، به منظور تبدیل آن به هیدرات هیدرازین است. شرکت متقاضی کشف کرده است که هتروسیکل های خانواده پیرازولین در طول هیدرولیز تشکیل شده اند و اگر محصولات خارج نشوند، هیدرات هیدرازین رنگ می شود.

اختراع حاضر به فرآیندی برای تهیه هیدرات هیدرازین مربوط می شود که در آن متیل اتیل کتون آزین هیدرولیز می شود تا هیدرات هیدرازین و متیل اتیل کتون به دست آید، که مشخصه آن این است که هتروسیکل های خانواده پیرازولین به مقدار کافی برای جلوگیری از رنگ آمیزی خارج می شوند. هیدرات هیدرازین چه توسط یک فرآیند پراکسید هیدروژن یا فرآیند دیگری تولید شود، متیل اتیل کتون سودمند است زیرا حلالیت کمی در محیط آبی دارد.

در فرآیند پراکسید هیدروژن، متیل اتیل کتون آزین به صورت صنعتی انتخاب شد، زیرا در مخلوط واکنش نسبتاً نامحلول است، که مخلوط واکنش لزوماً آبی است زیرا از محلول‌های آبی پراکسید هیدروژن استفاده می‌شود که بین 30 تا 70 درصد وزنی اندازه‌گیری می‌شوند. بنابراین بازیابی و جداسازی این آزین با ته نشینی ساده آسان است. بسیار پایدار است، به ویژه در محیط قلیایی، یعنی در مخلوط واکنش آمونیاکی. در تمام فرآیندهای مدرن، این آزین متعاقباً خالص شده و سپس در یک ستون تقطیر واکنشی هیدرولیز می شود تا متیل اتیل کتون در بالا آزاد شود، تا به واکنش تولید بازیافت شود، و به ویژه یک محلول هیدرات آبی هیدرازین. در قسمت پایین، که باید تا حد امکان حاوی محصولات کربنی کمتری به عنوان ناخالصی باشد و باید بی رنگ باشد.

اگرچه ستون های بسته بندی شده معمولی می توانند مناسب باشند، اما معمولاً از ستون های صفحه ای استفاده می شود. تعداد صفحات بسته به زمان ماندن مجاز روی صفحات و فشار و در نتیجه دمایی که عملیات در آن انجام می شود می تواند بسیار متفاوت باشد.