水合肼制备硫酸肼的研究

王桂学，单美青，高立刚，宋 奇

(山东天一化学股份有限公司，山东 潍坊 262737)

硫酸肼(N2H4·H2SO4)又名硫酸联氨,无色或白色棱形结晶或粉末。易溶于热水，微溶于冷水，不溶于醇。有强烈的还原作用[1-2]。遇氧化剂易引起爆炸。有毒，有致癌可能性。主要用作制造药品和工业级偶氮二异丁腈等的原料。还可以作还原剂，主要作用在金属表面处理、分析用试剂，也用于稀有金属的提纯。农业上主要用作杀虫剂、灭菌剂等[3]。

硫酸肼主要以浓硫酸和水合肼为原料制备，国内已有成熟工艺并实现大规模生产。针对硫酸肼的合成，我们开展了此方面的相关研究，探究了水合肼浓度、反应温度、沉淀剂种类、保温时间等因素对合成硫酸肼的影响，经过长时间的摸索研究，成功合成了具有较好溶解性的硫酸肼。

1 实验部分

1.1 实验原料

水合肼(80%)，市售；浓硫酸(98%)，市售；蒸馏水(自制)；甲醇(市售)。

1.2 实验仪器

500 mL四口烧瓶、带转速的电动搅拌器、四氟塞子、温度计(-10～100℃)、烧杯、电子天平、玻璃塞、回流冷凝管、滴液漏斗。

1.3 合成工艺

(1)将一定量的水合肼(80%)稀释，然后加入四口烧瓶中，在低温浴槽内缓慢降温。

(2)将98%的浓硫酸加入滴液漏斗内，并缓慢滴加至四口烧瓶内，保持烧瓶内温度在0～10℃左右，并用pH试纸测量其酸碱度，在pH值为5～7时可停止滴加。

(3)将溶液缓慢降温，缓慢搅拌然后保温2 h，可沉降出白色固体。

(4)将混合溶液内加入适量甲醇，沉淀，过滤即可得硫酸肼固体。

2 结果与讨论

2.1 水合肼浓度对产品影响

表1 水合肼浓度对硫酸肼纯度的影响

水合肼浓度对产品质量影响较大，浓度越高，局部放热过快，温度不易控制，导致副产较多，硫酸肼的纯度会降低，实验通过改变水合肼的浓度来提高产物纯度，其结果见表1。

2.2 反应温度对产品纯度的影响

合成硫酸肼反应中关键控制因素是温度，温度低生成的硫酸肼纯度高，温度较高时则易生成其他杂质。实验通过检测硫酸肼的纯度考察了温度对产品质量的影响，结果见表2。实验结果表明，反应温度控制在10℃左右效果最好。

表2 温度对产品纯度的影响

2.3 沉淀剂对产品收率和晶型的影响

分别采用无溶剂、甲醇、乙醇作沉淀剂进行沉降，检测硫酸肼的收率和晶型，结果见表3。通过实验发现用甲醇做沉淀剂时，实验效果最好。

表3 沉淀剂对产品收率的影响

2.4 保温时间的影响

保温时间对硫酸肼的纯度有着较大的影响，实验通过检测产品的纯度考察了保温时间对产品的影响，结果见图1。结果表明，实验保温2 h效果最佳。

图1 保温时间对产品的影响

3 结论

(1)本实验成功合成出较好溶解性的硫酸肼。

(2)实验结果表明，反应最佳温度为10℃，水合肼浓度为40%，产品纯度最佳。

(3)结晶过程采用甲醇沉淀，2h保温，产品纯度和收率最好。