一种叠氮化钠的合成工艺制造技术

本发明专利技术属于有机化工领域，具体涉及一种叠氮化钠的合成工艺，本发明专利技术以微通道反应器系统和/或管式反应器系统为反应设备，以亚硝酸酯、水合肼、氢氧化钠为主要原料，以醇为溶剂，采用连续生产工艺制备。本发明专利技术相对于传统釜氏反应，生产过程危险性小，安全系数高，产品转化率、纯度高，副产物低，且无废盐产生；反应生成相应的醇、水、离心母液等可回收套用，降低生产成本，减轻环境压力，做到经济、环境效益双提高。

A synthetic process of sodium azide

The invention belongs to the field of organic chemical industry, in particular to a synthesis process of sodium azide. The invention takes microchannel reactor system and / or tubular reactor system as the reaction equipment, takes nitrite, hydrazine hydrate and sodium hydroxide as the main raw materials, alcohol as the solvent, and adopts continuous production process. Compared with the traditional kettles reaction, the invention has the advantages of small risk in the production process, high safety factor, high product conversion rate, high purity, low by-product and no waste salt; the reaction generates corresponding alcohol, water, centrifugal mother liquor and other recyclable and applied solutions, reduces the production cost, reduces the environmental pressure and improves the economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种叠氮化钠的合成工艺
本专利技术属于有机化工领域，具体涉及一种叠氮化钠的合成工艺，尤其是一种叠氮化钠连续、水相合成新工艺。
技术介绍
叠氮化钠是一种精细化工产品，现广泛应用于汽车、军事、医药、农药、生物等领域，同时叠氮化钠作为一种重要的医药中间体，可用于合成头孢类抗生素、沙坦类抗高血压药物等。随着汽车制造业的迅速发展，叠氮化钠作为汽车安全气囊充气剂，用量逐年递增。目前工业化生产叠氮化钠主要以硫酸、亚硝酸钠、醇、亚硝酸酯、水合肼、液碱等为主要原料，反应设备主要以釜氏反应为主，其中大多企业采用间歇釜氏反应，少量厂家如青岛雪洁助剂有限公司(公布专利号：CN103553004)采用连续釜氏反应。这种釜氏反应虽然比较成熟，但由于釜氏反应天然缺陷，生产过程中存在持液量大、跑、冒、滴、漏问题严重，造成巨大的环境污染；亚硝酸酯、叠氮化钠均属于易爆、剧毒危险品，存在巨大的安全隐患。因此，如何降低、消除上述负面影响，成为叠氮化钠工艺亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种叠氮化钠的合成工艺，本专利技术该采用连续生产工艺，相对于传统釜氏反应，生产过程危险性小，安全系数高，产品转化率、纯度高，副产物低，且无废盐产生；反应生成相应的醇、水、离心母液等可回收套用，降低生产成本，减轻环境压力，做到经济、环境效益双提高。本专利技术所述的一种叠氮化钠的合成工艺，以微通道反应器系统和/或管式反应器系统为反应设备，以亚硝酸酯、水合肼、氢氧化钠为主要原料，以醇为溶剂，采用连续生产工艺制备。r>其具体步骤为：(1)将水合肼、氢氧化钠、部分醇、水混合均匀，得水相，备用；(2)将亚硝酸酯和剩余醇混合均匀，得油相，备用；(3)将水相和油相分别泵入反应设备中反应，反应温度为50-150℃，反应压力为2-10bar；反应完成后，对反应液进行淬灭和分离，水相减压蒸馏后得到叠氮化钠固体。所述的亚硝酸酯为五个碳以内的直链酯或环酯。如亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸异辛酯等。所述水相中，以摩尔比计，氢氧化钠：水合肼＝1-1.3，水：水合肼＝2-5。所述油相中，以摩尔比计，亚硝酸酯：醇＝1-1.5。所述亚硝酸酯与所述水合肼的摩尔比为1-1.5。反应时间为1-30min。所述微通道反应器系统包括串联在一起的可连续流动的1-10个单个微通道反应器；所述单个微通道器反应持液量为9ml，通量为30-90ml/min。所述管式反应器包括串联在一起的可连续流动的1-10个单个管式反应器模块；所述单个管式反应器模块持液量为1.6L，通量为50-1600ml/min。本专利技术主要以微通道反应器、管式反应器为主要反应设备，以亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯等五个碳以内的亚硝酸酯、以及相对应醇充当溶剂，水合肼、氢氧化钠(包括片碱和液碱)为主要原料，通过调配反应压力、温度、配比、水量、流速、时间等条件制备叠氮化钠。该工艺采用连续生产工艺，相对于传统釜氏反应，生产过程危险性小，安全系数高，产品转化率、纯度高，副产物低，且无废盐产生；反应生成相应的醇、水、离心母液等可回收套用，降低生产成本，减轻环境压力，做到经济、环境效益双提高。具体实施方式实施例1连接好G1微通道反应器模块(全套10块模块，总持液量90ml)，使用甲醇冲洗好管道，使用高压液相泵将配制好的摩尔比为n(水合肼)：n(氢氧化钠)：n(水)＝1:1:2的水相混合液和摩尔配比为n(亚硝酸甲酯)：n(甲醇)＝1:1油相混合液，打入10块G1反应器模块中，设计通量30ml/min，结合测量出的水相密度和油相密度，计算两相质量流量分别为m(水相)＝17.3g/min，m(油相)＝12.86g/min，分别使用秒表和电子秤标定两相质量流量。待标定好速率正常进料后，调节背压压力至2bar，升高温度至50℃，反应15min取样、淬灭和分离，水相即为叠氮化钠水溶液，将取出样品使用电位滴定确定水相中氢氧化钠和水合肼含量，根据反应前后摩尔量变化计算叠氮化钠收率达到87.2％和副反应0.79％。检测完毕水相减压蒸馏后得到叠氮化钠固体。V水相+V油相＝Vn水相∶n油相＝1∶1式中：V表示总体积流量，V水相表示水相体积流量，V油相表示油相体积流量，单位为ml/min；n水相表示水相物质的量(以水合肼的物质的量计)，n油相表示油相物质的量(以亚硝酸酯物质的量计)；m表示质量流量，单位为g/min；ρ表示密度，单位g/ml；w表示质量分数，在水相中表示水合肼质量分数，油相中表示亚硝酸酯质量分数；M表示物质的量，在水相中表示水合肼物质的量，油相中表示亚硝酸酯物质的量；V、ρ已知变量，带入上述公式即可得出水、油相质量流量。实施例2连接好G1微通道反应器模块(全套10块模块，总持液量约90ml)，使用乙醇冲洗好管道，使用高压液相泵将配制好的摩尔比为n(水合肼)：n(氢氧化钠)：n(水溶液)＝1:1:2的水相混合液和摩尔配比为n(亚硝酸乙酯)：n(乙醇)＝1:1油相混合液，打入10块G1反应器模块中，设计通量30ml/min，结合测量出的水相密度和油相密度，计算两相质量流量分别为m(水相)＝18.5g/min，m(油相)＝11.9g/min，分别使用秒表和电子秤标定两相质量流量。待标定好速率正常进料后，调节背压压力至2bar，升高温度至50℃，反应15min取样、淬灭和分离，水相即为叠氮化钠水溶液，将取出样品使用电位滴定确定水相中氢氧化钠和水合肼含量，根据反应前后摩尔量变化计算叠氮化钠收率达到90.2％和副反应0.53％。检测完毕水相减压蒸馏后得到叠氮化钠固体。实施例3连接好G1微通道反应器模块(全套10块模块，总持液量约90ml)，使用异丙醇冲洗好管道，使用高压液相泵将配制好的摩尔比为n(水合肼)：n(氢氧化钠)：n(水溶液)＝1:1.3:2的水相混合液和摩尔配比为n(亚硝酸异丙酯)：n(异丙醇)＝1:1油相混合液，打入10块G1反应器模块中，设计通量50ml/min，结合测量出的水相密度和油相密度，计算两相质量流量分别为m(水相)＝28.6g/min，m(油相)＝21.43g/min，分别使用秒表和电子秤标定两相质量流量。待标定好速率正常进料后，调节背压压力至2bar，升高温度至50℃，反应9min取样、淬灭和分离，水相即为叠氮化钠水溶液，将取出样品使用电位滴定确定水相中氢氧化钠和水合肼含量，根据反应前后摩尔量变化计算叠氮化钠收率达到93.2％和副反应0.62％。检测完毕水相减压蒸馏后得到叠氮化钠固体。实施例4连接好G1微通道反应器模块(全套10块模块，总持液量约90ml)，使用异丙醇冲洗好管道，使用高压液相泵将配制好的摩尔比为n(水合肼)：n(片碱)：n(水溶液)＝1:1.3:5的水相混合液和摩尔配比为n(亚硝酸异丙酯)：n(异丙醇)＝1:1油相混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叠氮化钠的合成工艺，其特征在于，以微通道反应器系统和/或管式反应器系统为反应设备，以亚硝酸酯、水合肼、氢氧化钠为主要原料，以醇为溶剂，采用连续生产工艺制备。/n

【技术特征摘要】
1.一种叠氮化钠的合成工艺，其特征在于，以微通道反应器系统和/或管式反应器系统为反应设备，以亚硝酸酯、水合肼、氢氧化钠为主要原料，以醇为溶剂，采用连续生产工艺制备。


2.根据权利要求1所述的一种叠氮化钠的合成工艺，其特征在于，其具体步骤为：
(1)将水合肼、氢氧化钠、部分醇、水混合均匀，得水相，备用；
(2)将亚硝酸酯和剩余醇混合均匀，得油相，备用；
(3)将水相和油相分别泵入反应设备中反应，反应温度为50-150℃，反应压力为2-10bar；反应完成后，对反应液进行淬灭和分离，水相减压蒸馏后得到叠氮化钠固体。


3.根据权利要求1所述的一种叠氮化钠的合成工艺，其特征在于，所述的亚硝酸酯为五个碳以内的直链酯或环酯。


4.根据权利要求2所述的一种叠氮化钠的合成工艺，其特征在于，所述水相中，以摩尔比计，氢氧化钠：水合肼＝1-1.3，水：水合肼＝2-5。...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳涛，高维丹，刘启奎，程远志，陈贵军，冯维春，
申请(专利权)人：山东省化工研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37