肼
一種強極性化合物
肼(N2H4),又稱聯氨,為無色油狀液體,有類似於氨的刺鼻氣味,是一種強極性化合物。能很好地混溶於水、醇等極性溶劑中,與鹵素、過氧化氫等強氧化劑作用能自燃,長期暴露在空氣中或短時間受高溫作用會爆炸分解,具有強烈的吸水性,貯存時用氮氣保護並密封。有毒,能強烈侵蝕皮膚,對眼睛、肝臟有損害作用。
中文名稱:肼CAS NO.:302-01-2中文別名:聯氨;無水肼;無水聯胺;肼(無水);無水聯氨英文名稱:hydrazine solution anhydrous英文別名:CCRIS 335; Diamine; EINECS 206-114-9; HSDB 544; Hydrazine; Hydrazine base; Hydrazine, anhydrous; Hydrazyna; Hydrazyna [Polish]; Levoxine; Nitrogen hydride; Oxytreat 35; RCRA waste number U133; UNII-27RFH0GB4R; 75013-58-0; 78206-91-4EINECS:206-114-9分子式:H4N2分子量:32.04
肼分子結構圖
肼還可作為單元推進劑,普遍用在衛星和導彈的姿態控制上。肼的水合物稱為水合肼(N2H4·H2O),常用作鍋爐水的除氧劑,是塑料、橡膠發泡劑的原料,是異煙肼等藥物的原料,還用於聚醯胺和環氧樹脂的製造等方面。近年來,肼還在不斷獲得新的用途。
20世紀80年代初世界上水合肼的總產量已超過50萬噸。中國於60年代初實現了工業化生產。將水合肼脫水、精餾即可製得肼,常採用苯胺或固體燒鹼作為脫水劑。
水合肼的生產方法有氯胺法、尿素法和酮連氮法。
氯胺法 也稱拉西法,德國首先採用該法生產肼。先在低溫下使次氯酸鈉與氨進行氧化反應生成氯胺,然後氯胺再與過量氨反應生成肼。含肼1%~2%的合成液經脫氨、蒸發脫鹽和提濃等工序,最終可得到含肼濃度不同的水合肼。目前,世界各國採用該法生產肼的裝置較多。
尿素法 該法是在氯胺法的基礎上發展起來的,以尿素代替氨作為氮源,以次氯酸鈉氧化尿素生成肼,含肼3%左右的合成液,經蒸發脫鹽及提濃等工序,即得水合肼產品。該法具有流程設備較簡單、投資少的優點,適宜於小規模生產。但隨著產品需求和生產規模的擴大,該法逐漸失去其重要性。
酮連氮法 根據所用氧化劑的不同,該法又分為次氯酸鈉氧化法和過氧化氫氧化法。
①次氯酸鈉氧化法 聯邦德國拜耳股份公司首先用該法生產肼,故又稱拜耳法。該法是在酮(如丙酮)的存在下,用次氯酸鈉氧化氨,生產酮連氮,所得合成液濃度約為 2%肼。此合成液經脫氨、脫鹽、水解、提濃等工序,可得到水合肼產品。該法與氯胺法相比,優點是合成收率高、過程能耗低;缺點是需要處理酮,且產生損失,尚需考慮各物料中殘存的有機雜質。在聯邦德國、美國已有三家公司採用該法進行生產。
②過氧化氫氧化法 該法是近來由法國於吉納-庫爾曼化學品公司開發的。其特點是以過氧化氫(70%)代替次氯酸鈉進行氨的氧化,氧化仍在酮(如甲乙酮)存在下進行,同樣生成酮連氮。合成液濃度可達5%肼。所得合成液中的酮連氮經分離、水解等工序,得到水合肼產品。該法與次氯酸鈉氧化法相比,能耗可進一步降低,且無廢鹽液排出,減少環境污染。但該法中所用的甲乙酮較前法中所用的丙酮為貴,兩者對比中更重要的因素還在於氯、氫氧化鈉和過氧化氫等主要原料的相對價格,只有當能獲得廉價的過氧化氫時,採用該法才有利。法國已於1979年建成一套年產水合肼5kt(3.2kt肼)的裝置。
又稱聯氨。一種無色發煙的、具有腐蝕性和強還原性的無色油狀液體。有類似於氨的刺鼻氣味。極毒!能很好地混溶於水、醇等極性溶劑中,與鹵素、過氧化氫等強氧化劑作用能自燃,長期暴露在空氣中或短時間受高溫作用會爆炸分解,具有強烈的吸水性,貯存時用氮氣保護並密封。有毒,能強烈侵蝕皮膚,對眼睛、肝臟有損害作用。它是比氨弱的鹼,通常由水合肼脫水製得,主要用作火箭和噴氣發動機的燃料部分,用在製備鹽(如硫酸鹽)及有機衍生物中。
溶解情況
在空氣中能吸收水分和二氧化碳氣體,並會發煙。肼和水能按任意比例互相混溶,形成穩定的水合肼N2H4·H2O和含水31%的恆沸物,沸點121℃。肼也與甲醇,乙醇互溶,但不溶於乙醚、氯仿和苯。
導電性
肼的介電常數很高,液態肼的鹽溶液能導電。
用途
肼是強還原劑,在鹼性溶液中能將銀、鎳等金屬離子還原成金屬,可用於鏡面鍍銀,在塑料和玻璃上鍍金屬膜。有強的還原性,能腐蝕玻璃、橡膠、皮革、軟木等。有鹼性,能與無機酸形成鹽。還可以用作製藥原料,如合成氨基脲、異煙肼、呋喃西林、百生肼,並用作噴氣式發動機燃料、火箭燃料、顯影劑、抗氧劑、還原劑等。也用於制發泡劑等。肼還能使鍋爐內壁的鐵鏽變成磁性氧化鐵層,可減緩鍋爐鏽蝕。
極毒!對眼睛有刺激作用,能引起延遲性發炎,對皮膚和粘膜也有強烈的腐蝕作用。
儲存於陰涼、通風良好的專用庫房內,實行“雙人收發、雙人保管”制度。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過37℃。保持容器密封。應與氧化劑、金屬粉末、食用化學品分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
由氫氧化鈉、氯和氨或尿素用乙二醇萃取,或由無水氨與肼鹽作用而製得。
肼是一種良好的火箭燃料,與適當的氧化劑配合,可組成比沖最高的可貯存液體推進劑。肼還可作為單元推進劑,普遍用在衛星和導彈的姿態控制上。肼的水合物稱為水合肼(N2H4·H2O),常用作鍋爐水的除氧劑,是塑料、橡膠發泡劑的原料,是異煙肼等藥物的原料,還用於聚醯胺和環氧樹脂的製造等方面。
20世紀80年代初世界上水合肼的總產量已超過50萬噸。中國於60年代初實現了工業化生產。將水合肼脫水、精餾即可製得肼,常採用苯胺或固體燒鹼作為脫水劑。