硼氢化钠的合成工艺及应用.docx

1999 年 1 月Liao ning Chemical Indust ryJ anuary ,1999Ξ硼氢化钠的合成工艺及应用郑学家 ①郑吉岩 ②( 辽宁省化工研究院 大连 116023) ( 辽宁省畜产进出口公司 大连 116001)摘 要 论述了国内外硼氢化钠的合成工艺及该产品的应用 关键词 硼氢化钠 合成 应用 工艺Synthesis and Appl ication of Sodium BorohydrideZhen g X ueji a Zhen g J iy anAbstract : The Synt hesis technology and applicatio n of sodium boro hydride at ho me and abroad have been described in t his paper . Key words : Sodium boro hydride , Applicatio n , Synt hesis , Technology拌下 加 热 至 220 ℃, 开 始 加 入 硼 酸 甲 酯 , 升 温 至260 ℃ 停止加热 , 反应温度控制在 280 ℃, 反应结 束后 ,冷却至 100 ℃ 以下离心分离 ,所得到的硼氢 化钠缩合滤饼 ,经水解器加水 ,缓缓水解 ,分离 ,静 置分层 ,下层即为硼氢化钠水溶液成品 。

如果利用 氢 化 钠硼 酸 三 甲 酯 法 制 取 固 体1前言硼氢化钠简称钠硼氢 分子式 NaB H4 ,分子量 37 . 83 有粉状产品 , 也有水溶液 固体为 白 色结晶粉末 ,而水溶液呈碱性黄棕色 硼氢化钠 的工业用途是作为药物 、 染料和其他有机合成产品烯烃聚合的催化剂 、 还原剂 用于木材纸浆和 粘土漂白的硼氢化钠消费量正在增长 硼氢化钠 也可用作火箭燃料添加剂 、 制取泡沫塑料的发泡 剂 、 皮革生产和纸张的漂白剂 ( 特别是新闻纸 ,可 较好地解决保存的泛黄问题) ,还可以用于脱除污 水中的重金属 ( 铅 、 汞) 硼氢化钠有较强的去污 特性 NaB H4 产品 ,可在硼氢化钠碱性水溶液中加入异丙胺 ( CCH3 ) 2 CHN H2 ) , 在萃取器中将 NaB H4 萃 取到有 机 相 中 然 后 再 在 另 一 萃 取 器 中 用 稀 NaO H 溶液反萃 异胺回收利用 ,碱液送入结晶 器 ,经离心分离 ,得到 NaB H4 ·2 H2 O 结晶体 ,母液 回收利用 经结晶干燥后便可得到 NaB H4 固体 产品 ,其纯度不低于 97 % 2 . 2 硼砂 金属氢化还原法2 合成工艺路线2 . 1硼酸三甲酯氢化钠法金属氢化还原法 ,其反应式 :Na2B4O7 + 16Na + 8 H2 + 7 SiO24NaB H4 + 7Na2SiO3工艺过程是将无水硼砂 、 石英砂和金属钠按照一定质量的配比 ,一次性地加入到反应釜内 ,然 后通入氢气 ,在 0 . 057 M Pa 氢压下升温至 360～370 ℃,待吸氢完毕后 ,再保温一定时间 ,即可制得 白色晶体硼氢化钠 , 产品纯度可达到 97 %以上 ,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯氢化钠法 。

即以硼酸三甲酯为原料经与氢化钠溶液缩合 而得 其反应式 :4Na H + BOCH3NaB H4 + 3CH3ONa工艺过程是先将氢化钠送入缩合釜中 ,在搅Ξ1998 . 09 . 12 收稿. ① 男 ,62 岁 ,高级工程师 ; ② 男 ,33 岁 ,工程师 56辽宁化工1999 年 1 月总收率 (以硼砂计) 达 70 %以上 该法的优点是原料易得 ,工艺先进 ,流程短 , 后处理方便 ,不需消耗大量的有机溶剂 ,无三废污 染等 ,但对设备要求较高 公司 (Bayer . A G Co rp) 也有少量生产 以 1995 年 计 ,美国进口 492 t ,消耗 461～481 t ,西欧各国消 耗 2500～3500 t 固体硼氢化钠用包装在金属容 器内的聚乙烯袋装运 在工艺路线上 ,德国较早 开发了第二种生产方法 ,相继日本也采用了这个工艺 日本的生产厂家有川岩 、 茂岛公司等 德 国早在 60 年代就用这条工艺建立了年产 40 t 的 生产装置 而美国主要是采用第一种工艺 据报导 国 内 南 方 某 地 引 进 国 外 装 置 进 行 生 产 国内 硼 氢 化 钠 目 前 用 量 大 户 是 制 药 的 还 原剂 ,用于某些抗菌素生产的还原剂 ,几乎所有的激 素都要用硼氢化钠作生产的还原剂 。

国内制药等行业对市场的预测 ,年消费量约 在 200 t 左右 丹东化工研究所还开发了硼砂法 工艺可制取固体硼氢化钠产品 ,纯度可达 98 % 国内氢化钠硼酸甲酯所生产的液体硼氢化在生产方法上国外还有氢化钙 、 偏硼酸钠 金属钠法 ,氢化钠三氟化硼法 国外近几年来 ,针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠 ,成本高 ,同时也限制了该产 品的应用 为降低生产成本 ,开发了电解法制硼 氢化钠新工艺 电解法工艺是在阳离子选择隔膜的电解槽内 将硼酸根离子在阳极室还原成硼氢化物离子 ,生 成碱金属硼氢化物溶液 ,再自硼氢化物溶液中分 离得硼氢化物 其总反应 :MeBO2 + 2 H2ONaB H4 + 2O2式中 : Me - 碱金属 用硼砂作原料即可 ,如用硼酸作原料需要相 应的碱金属氢氧化物 、 氯化物 、 硫酸盐或碳酸盐 该法投资省 、 成本低 ,且可省去化学法中使用的大 量金属钠 对电力比较充足的地区 ,在工艺路线上可选 择电解法工艺及上述的第二种工艺 钠产品规格可参照企业标准 固体产品可参照意大利 AN IC 公司标准白色 微晶固体 NaB H4 ≥97 % 。

典型值 98 % ,视密度 0 .4 g/ ml 参考文献1EDited by Roy M . Aclams , Bo ro n , Metallo - Bo ro n Co m2po unds and Bo ranes. 1964 彭度勋等选译. 科学出版社. 硼氢化合物化学. 1965陶连印. 郑学家主编. 成都科技大学出版社. 硼化合物的3国内外概况硼氢化钠全球生产量约有 5000 ～ 6000 t / a ,23国外如美国生产量约有几千吨 ,而 90 %的量是由 凡特郎公司 ( Dent ro . Co rp . ) 生 产 的 , 西 德 的 拜 耳(编辑 :王秀兰)生产与应用. 1992(上接第 40 页) (2) 有机絮凝剂存在下无机电解质的影响 图 6 表明 ,当非离子型有机高分子絮凝剂先在污 泥颗粒表面吸附达到平衡后再加入无机电解质 , 均不能使表面 Z 电位发生大的变化 , 即使是 Al2 ( SO4 ) 3 ·18 H2 O 浓度达到 1 ×10 - 3 mol/ L 时 ,也不 能使表面电荷改变符号 这表明 ,Al3 + 在污泥颗 粒表面的吸附由于非离子型有机絮凝剂的存在而 受阻 。

图 5 表明 ,当污泥颗粒在水溶液中首先吸附 了阴离子型有机高分子絮凝剂后 ,再加入无机电 解质 ,其表面 Z 电位变化与未加阴离子絮凝剂的变化情 形 相 同 但 是 , 在 较 高 P HP 浓 度 ( 8 mg/L ) 时 ,就 NaCl 、CaCl2 而言 , dZ/ dL nC ( C - 电解质 浓度) 增加 ,而对于 Al2 ( SO4 ) 3 ·18 H〔2O 却没有这样的增加 ,这表明在阴离子有机高分子絮凝剂存 在下 ,硫酸铝在污泥颗粒表面的特殊吸附作用同 样受到减弱 当污泥颗粒表面首先吸附了阳离子型絮凝剂 后 ,加入无机电解质 ,则表面 Z 电位值几乎不变 , 且基本上与单独加有机阳离子絮凝剂时的表面 Z电位值相同或相近 ,这表明阳离子型有机高分子 絮凝剂的存在 ,使得无机电解质在污泥颗粒表面上的作用大大减弱 编辑 :李江石)。