改善高纯比久色度与降低NDMA残留量--偏二甲肼氮气保护系统.pdf

技术管理
改善高纯比久色度与降低NDMA残留量
一偏二甲肼氮气保护系统
王卫国姚忠东白海龙(西安航天动力试验技术研究所,710100)
摘要:在高纯比久生产过程中,偏二甲肼通过高位槽放空瓶装普氮通过减压阀后(0.02MPa)及流量控制调节阀(1
与空气接触,导致偏二甲肼发生部分氧化,甚至变黄,从而影S),送至高位槽上部,经过氮气进气管,直接供给系统,在罐体
响产品的色度和产品中NDMA的残留量,通过原理分析和技内部形成氮气气封,保证物料与空气完全隔离
术改造,加装氩气保护系统和平衡管可有效隔离空气,防止氧
此外,为保证偏二甲肼滴速恒定,反应平稳,增设平衡管(Φ
化,并提高产品品质,技术上可行,经济上合理
10×1,sus304)将高位槽与反应釜连通,既可将高位槽罐内压力
关键词:高纯比久;色度;NDMA;偏二甲肼;氮气保护
与反应金压力达成平衡,又能够保证气体密封于保护氮气之
高纯比久(又名丁酰肼,一种植物生长调节剂)生产系统中,达到恒速、恒压滴定的要求,确保反应正常平稳进行。
中,由于生产过程操作不当或保护不足,原料偏二甲肼接触到
乙腈高位槽
偏二甲肼高位槽
空气中的氧,会很快发生一系列的氧化反应,并产生多个杂质,
甚至使原料变黄,从而影响高纯比久品质,加装氮气保系统
N2
可有效隔离空气,防止氧化,并提高产品品质。
1存在的问题
偏二甲肼作为比久生产的主要原料之一,滴加到有乙腈溶
剂的反应釜中,与」二酸酐发生缩合反应制得。而计量好的偏
冷却回水
二甲肼在高位槽中容易发生氧化反应而影响到产品品质,尤其
反应釜
冷却上水
是与空气接触时会明显发生变黄现象,致使高纯比久品质降
偏二甲肼贮罐
低。经大量实验研究和生产实践发现,偏二甲肼的氧化主要会
影响到高纯比久产品的色度和N-二甲基亚硝胺(简称NDMA)
残留量,指标要求分别为色度不大于70黑曾,NDMA残留量不
済剂乙回收
N2气瓶
离心分离机
大于1ppm。
2原理分析
图4.1高纯比久生产系统流程简图
2.1比久生产过程:
4效果分析
(CH)2NNH2 +(CH5).(CO)2 0>(CH3)(COOH)CONHN(H)2
从加装氮气保护系统改造前后各抽取四批产品,进行物料
偏二甲肼
丁二酸
丁酰肼
性质对比,如下列表5.1
表5.1改造前后高纯比久产品指标对比表
(无色透明液体)(白色固体)白色固体粉末
2.2偏二甲肼的氧化
偏二甲朋为无色透明液体,在贮存或转注过程中,由于操项「序
号/批母/ノ/NDMA「挥发「色「为烧发
残留物度渣
作不当或保护不足,难免接触到空气中的氧,很快发生一系列日号「产品批与「等级
的氧化反应,并产生多个杂质,包含二甲胺、偏腙、乙醛二甲基
ppll
腙、N-二甲基亚硝胺(NDMA)、四甲基四氮烯等。
120140504002A99.230.770.056300.09
CH)NNH? +O
(CH3)2 NNO H20
偏二甲肼氧气
水
改「212014050400A9.600.9310.0773510.012
NDMA
(无色透明液体)
(黄色液体
前3120404060A190350.860.045250.056
由于这些氧化产物中含有亚硝基或N=N基团均呈现黄色
42014050500
A199.420.560.068145(0.022
可导致含有这些氧化物的偏二甲肼出现变黄现象。经研究发
1201400510011A199.690.14「0.03810「0.028
现,绝大部分杂质在比久洗涤系统中能够被洗脱,并且不对
改「21201400500A190510.2710.034150.012
品品质产生影响,但NDMA除外,并且采购商明确提出了该杂造
质指标控制要求,因此将NDMA作为重要控制对象。
后」312040151003A19.680.2310.086100.03
3解决方案
420140051014A199.810.1910.034100.008
防氧化的办法最好隔绝氧气,既要保持能够正常滴加,又
通过比较发现,改造前产品色度检测值范围在25-45黑曾,
要保证绝氧,最好的办法是增加惰性气体保护以隔绝空气。氮而改造后为10-20黑曾,品质极大改善。高纯比久在改造前的
气能完仝满足要求,使用普遍、价格低廉。
产品中,NDMA残余含量为0.5-lppm,并且接近限值,而改造后
如图4.4所示,在偏二甲肼高位槽上加装氮气保护气体。的残余含量基本集中在0-0.4ppm的范围中,且.非常集中,产品
63「4化ェ2015年3月
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质量明配提升。
格率由95.5%提高至998%,经济效益配著。
5结语
参考文献:
通过对氮气保护系统的加装改造,完善了高纯比久生产系
陈敏恒,丛德滋等编著,化工原理,化学工业出版社
统,偏二甲肼氧化现象消除,偏二甲肼久置后发生变黄的问题200
也得到解决。产品质量提高,收率稳定,技术上可行。
21娄爱娟,吴志泉等编著,化工设计,华东理工大学出版
所使用的保护氮气为普氮,市场价格为48元/瓶,每瓶氮气社,2002
能够连续使用3天,即每天氮气消耗16元,可保证每天1.08吨
3]杨宝军,陈建平等绵著,内标法测定偏二甲肼中的杂质
高纯比久产品(市场价格9万元炖)质量完全满足要求,产品合含量,化学研究与应用,2007,19(5)
上接第60页)
出口管道高于放空总管时,由安全阀出口至放空总管应有向下参考文献:
的坡度,并应顺流向45度斜接到放空总管的顶部,DN小于等于
ITSG D0001-2009《特种设备安全技术规范
40的管子可以90度垂直连接,放空管不得从下部接入放空总管
2HG7T20570.2-95《安全的设置和选用
4.3.5安全阀出口管道低于放空总管并可能有凝液存在时,
31《石油化工装量工艺管道安装设计手册第一篇设计与
应在安全阀出日管道上的低点易于接近的地方设排液管及阀计算》(第三版
,并应将排液管引至安全地区或凝液收集罐,假如放液阀不
易接近时,可设双阀,即在安全阀出口靠近低点处设一常开阀
门,阀后接一段排液管至容易接近处再设一操作阀
4.3.6考虑到安全阀出口反力,安全阀出口需妥善设置支架。
上接第62页)
3.2重复性数据的对比
烦,适用于测定高分子稀溶液的相对粘度,采用专利的双不锈
表2粘度仪重复性实验结果
钢毛细管参比技术,直接测定聚合物的相对粘度,运动粘度,数
顺丁橡胶
样品名称
枯度仪测定億/目动粘均分
手动精度计据的精度和谁确性
BR9000
(万)
粘均分子量(万)
该仪器将彻底改变粘均分子量的测定状况,为科研、质量
l.5383
22.4875
22.5
改进和生产提供准确的测试数据,提高分析的速度和精度,有
测定结果
1.5301
22.0915
利于提高生产技术水平,满足工业生产对分析数据及时性和准

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